Sistem DE Comanda Distribuit Pentru Laminor CU Automat Programabil

SISTEM DE COMANDĂ DISTRIBUIT PENTRU LAMINOR

CU AUTOMAT PROGRAMABIL

CUPRINS

Introducere

CAPITOLUL 1. SISTEM DE COMANDĂ DISTRIBUIT CU AUTOMAT PROGRAMABIL utilizat ÎN conducerea unui stand ce simuleazĂ o secvenȚĂ dintr-un proces tehnologic de laminare

Descriere secvența proces tehnologic, mod de funcționare stand realizat

Alegerea tipului elementelor componente ale standului realizat în funcție de obiectivul propus

Rolul și tipul fiecărui element din componența standului realizat

Schema logica de comanda a standului realizat ce simuleaza o secvența dintr-un proces tehnologic de laminare cu automat programabil

Schema electrică a standului realizat ce simulează o secvență dintr-un proces tehnologic de laminare(conducere în mod manual)

Automatul Programabil utilizat în conducerea standului realizat ce simulează o secvență a procesului tehnologic de laminare

1.6.1. Realizarea secvențelor de programare pentru automatul programabil (PLC S7 300) utilizat în lucrare

1.6.2. Realizarea diagramei Ladder utilizată de automatul programabil pentru comanda elementelor de acționare ale standului realizat

1.6.3. Descriere, mod funcționare a Automatului Programabil în starea Online/Offline din aplicația realizată

1.7. Interfața HMI utilizată în monitorizarea și conducerea standului realizat

1.7.1. Descrierea modului de realizare a interfeței HMI de monitorizare și conducere a standului realizat

1.7.2. Descrierea modului de utilizare a interfeței HMI realizate în lucrare

1.8. Rezultatele experimentale și măsurări (Situații dificile în proiectare)

1.9. Concluzii privind cercetarea efectuată

2.0. Contribuții personale ale autorului

CAPITOLUL 2. ELEMENTE DE PROIECTARE, SISTEM DE COMANDĂ DISTRIBUIT PENTRU UN LAMINOR CU AUTOMATE PROGRAMABILE ÎN CARE SE INTEGREAZĂ LUCRAREA ELABORATĂ

2.1. Evoluția și stadiul actual al unui sistem de comandă distribuit ce utilizează Automate Programabile în conducerea proceselor de laminare dintr-un laminor

2.2. Mod (etape) de realizare proiect Sistem de Comandă Distribuit cu Automate Programabile pentru conducerea proceselor de laminare dintr-un laminor

2.3. Caracteristicile sistemului de comanda distribuit cu Automate

Programabile ce conduc procesele de laminare dintr-un laminor

2.4. Softuri utilizate în programarea Automatelor Programabile

conduc procesele de laminare dintr-un laminor

CAPITOLUL 3. NIVELE DE CONDUCERE AutomatĂ a proceselor tehnologice dintr-un laminor cE UTILIZEAZĂ AUTOMATE PROGRAMABILE ÎN CARE SE INTEGREAZĂ LUCRAREA ELABORATĂ

3.1. Sisteme moderne de conducere a proceselor tehnologice dintr-un laminor ce realizează laminarea în mod: Automat\Semiautomat

3.2. Structura și organizarea Sistemelor Informatice de Conducere dintr-un laminor ce realizează conducerea unui proces tehnologic de laminare

3.3. Dinamica datelor între sistemele de conducere ale unui laminor ce realizează conducerea unui proces tehnologic de laminare

3.4. Aplicații software utilizate în conducere automată distribuită dintr-un laminor ce realizează conducerea unui proces tehnologic de laminare

3.5. Interfața cu utilizatorul (Schema Grafică Industrială) utilizată în monitorizarea și conducerea procesului de laminare de pe posturile de comandă din laminor

BIBLIOGRAFIE

ACRONIME

ANEXE

Introducere

Scopul prezentei lucrări este de aprofundare a studiilor despre sisteme de conducere distribuite dintr-un laminor ce au la bază automate programabile, in corelație cu sistemele de calcul actuale, precum și structura principiilor de funcționare a acestor sisteme cu ajutorul un stand realizat, echipat cu elemente de automatizare ce redă la o scară mică o secvență dintr-un proces tehnologic de laminare care poate facilita înțelegerea modului de funcționare a instalației la o scară mai mare și găsirea de soluții la diferite blocaje software și hardware prin simularea unor situații reale cu defecte.

Pentru a realiza scopul propus, am axat lucrarea pe următoarele obiective:

am realizat unui stand cu automat programabil ce simulează o secvență de laminare dintr-un proces tehnologic ce conduce procesul în mod automat sau manual

am realizat schema logică de comandă a automatului programabil ce conduce standul experimental și simulează o secvență dintr-un proces de laminare

am realizat schema electrică a standului experimental ce simulează o secvență dintr- un proces tehnologic de laminare (conducere mod manual)

am realizat și încărcat softul de conducere a standului experimental în automatul programabil

am realizat o interfață HMI (Human Machine Interface) de monitorizare și conducere a standului experimental ce simulează o secvență dintr-un proces de laminare

am realizat un studiu asupra sistemului de comandă distribuit cu automat programabil ce controlează standul experimental

am studiat elemente de proiectare ale unui sistem de comandă distribuit pentru laminoare în care se încadrează lucrarea elaborată

am studiat nivele de conducere automată a proceselor tehnologice dintr-un laminor ce utilizează automate programabile în care se integrează lucrarea elaborată

Am structurat lucrarea pe trei părți: prima parte cuprinde modul de realizare a standului cu (alegerea secvenței de laminare, alegerea elementelor componente, realizarea secvențelor de programare pentru automatul programabil, realizarea interfeței grafice de monitorizare și conducere), partea a doua se referă la elemente de proiectare ale unui sistem de comandă distribuit cu automat programabil pentru laminor în care se integrează lucrarea iar ultima parte face referire la nivele de conducere automată a proceselor tehnologice din laminor ce utilizează automate programabile în care se integrează lucrarea elaborată, cu o introducere care cuprinde actualitatea temei, scopul, obiectivele și Cuprinsul. În final se prezintă Referințele bibliografice și Anexele, care încep cu Lista de abrevieri, acronime utilizate.

pentru studierea si aprofundarea sistemului de comandă distribuit cu automat programabil am ales redarea unei secvențe dintr-un proces de laminare ce este realizată cu ajutorul standului experimental realizat. Am însoțit acest stand și cu o interfață grafică pe care am realizat-o cu ajutorul softului WinCC v7.2 de la SIEMENS. Aceasta aplicatie este foarte flexibila permițand utilizatorului acționarea asupra procesului tehnologic de pe un calculator, comandand elementele de execuție ale PLC-ului.

Astfel utilizatorul cu ajutorul interfeței grafice ce rulează pe calculator poate să oprească/pornească brama de pe calea cu role, atunci când situația o impune. Utilizatorul interfeței grafice știe în orice moment poziția bramei, chiar daca nu are contact vizual direct cu aceasta, prin intermediul imaginilor dinamice ale aplicației grafice rulate pe ecranul calculatorului.

Valorile primite de la senzori sunt afișate pe interfața grafică indicând în orice moment ce grup de role a intrat în funcțiune și poziția bramei pe calea cu role.

Acestă secvență a procesului tehnologic adusă la o scară mică prin intermediul standului experimental realizat, ce utilizează un sistem de comandă distribuit cu automat programabil este util pentru ințelegerea modului de funcționare a tuturor elementelor ce compun un sistem real și ceea ce se întâmplă într-o instalație de automatizare pe o scară mult mai mare.

Standul l-am echipat cu elemente ce pot să reproducă situații dintr-un proces real, de la achiziții date de la senzori, microîntrerupătoare, limitatori, butoane comandă precum și softuri specializate la elemente de execuție ce acționează direct asupra procesului. Deplasarea bramei pe calea cu role a necesitat utilizarea unor elemente specifice folosite în automatizare cum ar fi: limitatoare, microîntrerupatoare, motoare, automat programabil, sistem monitorizare și comandă. În această lucrare s-au utilizat microîntrerupatoare pentru comandă motoarelor de curent continuu (elemente de execuție), un automat programabil PLC (Programmable Logic Controller) tip S7-300 (pentru conducerea procesului), iar pentru monitorizare și achiziții date un calculator. Pe interfața grafică realizata in WinCC sunt vizibile butoanele virtuale de comandă, trenul de role ce redă printr-o mișcare dinamică deplasarea bramei pe calea cu role, motoarele în mod activ când procesul este în desfășurare și în mod inactiv când procesul este oprit.

Semnalele transmise de la microîntrerupătoare sunt variabile de proces pentru softul implementat în automatul programabil. Mărimea de comanda este de tip 0 sau 1 semnal analogic și distribuită prin PLC-ul elementelor de execuție (motoarelor).

Elementele de intrare și de ieșire din câmp sunt gestionate de PLC (Programmable Logic Controller) cu ajutorul aplicatiei realizate in Step7. Datele din PLC sunt sincronizate prin protocolul de comunicare cu interfața grafică WinCC de pe calculatorul HMI (Human Machine Interface).

Realizarea obiectivului a implicat cunoștințe inter și multidisciplinare cu un grad ridicat de dificultate pornind de la faptul că am avut nevoie atât de executare unor operatiuni complexe pe parte mecanică, electrică, electronică, cât și de programare pentru PLC si creare interfata grafica.

CAPITOLUL1. SISTEM DE COMANDă DISTRIBUIT CU AUTOMAT PROGRAMABIL utilizat În conducerea unui stand ce simulează o secvență dintr-un proces tehnologic de laminare

Descriere secvență proces tehnologic, mod de funcționare stand realizat

Aplicația reda o secvență dintr-un proces tehnologic de laminare ce simuleaza prelucrarea unei grosimi prin mai multe treceri ce utilizeaza un sistem de comandă distribuit cu automat programabil adaptat standului realizat.

Deplasarea bramelor pe calea cu role se realizează cu ajutorul a trei motoare electrice ce antrenează mecanic grupurile de role prin intermediul unor roți cu fulie și a curelelor de transmisie.

Rotirea cilindrilor de laminare este asigurată de motorul de pe cajă care este poziționat deasupra acesteia.

Când senzorul 1 sesizează brama, acesta dă comandă prin PLC motorului (M1) sens inainte ce antrenează grupul 1 de role deplasând brama spre grupul numărul doi de role.

Când brama ajunge cu partea din față în dreptul senzorului 2, acesta prin PLC dă comanda de pornire a motoarelor (M1) si (M2) sens înainte punând în mișcare grupul 2 de role.

Când brama ajunge cu partea din față în dreptul senzorului 3 acesta dă comandă de pornire prin PLC motoarelor (M2),(M3) cajă, sens înainte și de oprire a motorului (M1) ce antrenează grupul 1 de role.

Când brama ajunge cu partea din față în dreptul senzorului 4 acesta prin PLC dă comandă de pornire a motorului (M4) ce acționează grupul 3 de role și de oprire a motoarelor (M1),(M2),(M3).

Când brama ajunge cu partea din față în dreptul senzorului 5 acesta dă comandă de oprire prin PLC motorului (M4).

La declanșarea contactorului motorului (M4) se semnalizează funcția apelantă de finalizare a secvenței de mers înainte din PLC și aceasta comandă schimbarea automată a sensului de mers al motoarelor.

Când secvența de mers înapoi s-a inițializat se va pune automat în mișcare (M4) ce antrenează grupul 3 de role si vor fi oprite motoarele (M3), (M2), compun un sistem real și ceea ce se întâmplă într-o instalație de automatizare pe o scară mult mai mare.

Standul l-am echipat cu elemente ce pot să reproducă situații dintr-un proces real, de la achiziții date de la senzori, microîntrerupătoare, limitatori, butoane comandă precum și softuri specializate la elemente de execuție ce acționează direct asupra procesului. Deplasarea bramei pe calea cu role a necesitat utilizarea unor elemente specifice folosite în automatizare cum ar fi: limitatoare, microîntrerupatoare, motoare, automat programabil, sistem monitorizare și comandă. În această lucrare s-au utilizat microîntrerupatoare pentru comandă motoarelor de curent continuu (elemente de execuție), un automat programabil PLC (Programmable Logic Controller) tip S7-300 (pentru conducerea procesului), iar pentru monitorizare și achiziții date un calculator. Pe interfața grafică realizata in WinCC sunt vizibile butoanele virtuale de comandă, trenul de role ce redă printr-o mișcare dinamică deplasarea bramei pe calea cu role, motoarele în mod activ când procesul este în desfășurare și în mod inactiv când procesul este oprit.

Semnalele transmise de la microîntrerupătoare sunt variabile de proces pentru softul implementat în automatul programabil. Mărimea de comanda este de tip 0 sau 1 semnal analogic și distribuită prin PLC-ul elementelor de execuție (motoarelor).

Elementele de intrare și de ieșire din câmp sunt gestionate de PLC (Programmable Logic Controller) cu ajutorul aplicatiei realizate in Step7. Datele din PLC sunt sincronizate prin protocolul de comunicare cu interfața grafică WinCC de pe calculatorul HMI (Human Machine Interface).

Realizarea obiectivului a implicat cunoștințe inter și multidisciplinare cu un grad ridicat de dificultate pornind de la faptul că am avut nevoie atât de executare unor operatiuni complexe pe parte mecanică, electrică, electronică, cât și de programare pentru PLC si creare interfata grafica.

CAPITOLUL1. SISTEM DE COMANDă DISTRIBUIT CU AUTOMAT PROGRAMABIL utilizat În conducerea unui stand ce simulează o secvență dintr-un proces tehnologic de laminare

Descriere secvență proces tehnologic, mod de funcționare stand realizat

Aplicația reda o secvență dintr-un proces tehnologic de laminare ce simuleaza prelucrarea unei grosimi prin mai multe treceri ce utilizeaza un sistem de comandă distribuit cu automat programabil adaptat standului realizat.

Deplasarea bramelor pe calea cu role se realizează cu ajutorul a trei motoare electrice ce antrenează mecanic grupurile de role prin intermediul unor roți cu fulie și a curelelor de transmisie.

Rotirea cilindrilor de laminare este asigurată de motorul de pe cajă care este poziționat deasupra acesteia.

Când senzorul 1 sesizează brama, acesta dă comandă prin PLC motorului (M1) sens inainte ce antrenează grupul 1 de role deplasând brama spre grupul numărul doi de role.

Când brama ajunge cu partea din față în dreptul senzorului 2, acesta prin PLC dă comanda de pornire a motoarelor (M1) si (M2) sens înainte punând în mișcare grupul 2 de role.

Când brama ajunge cu partea din față în dreptul senzorului 3 acesta dă comandă de pornire prin PLC motoarelor (M2),(M3) cajă, sens înainte și de oprire a motorului (M1) ce antrenează grupul 1 de role.

Când brama ajunge cu partea din față în dreptul senzorului 4 acesta prin PLC dă comandă de pornire a motorului (M4) ce acționează grupul 3 de role și de oprire a motoarelor (M1),(M2),(M3).

Când brama ajunge cu partea din față în dreptul senzorului 5 acesta dă comandă de oprire prin PLC motorului (M4).

La declanșarea contactorului motorului (M4) se semnalizează funcția apelantă de finalizare a secvenței de mers înainte din PLC și aceasta comandă schimbarea automată a sensului de mers al motoarelor.

Când secvența de mers înapoi s-a inițializat se va pune automat în mișcare (M4) ce antrenează grupul 3 de role si vor fi oprite motoarele (M3), (M2), (M1).

Când brama ajunge cu partea din față în dreptul senzorului 4, acesta dă comandă de pornire prin PLC motoarelor (M4),(M3),(M2). Brama se va deplasa spre înapoi de pe grupul 3 de role pe grupul 2 de role.

Când brama ajunge cu partea din față îin dreptul senzorului 3, acesta dă comandă de pornire prin PLC motoarelor (M3),(M2),(M1) și de oprire a motorului (M4) ce antrenează grupul 3 de role.

Cand brama ajunge cu partea din fata in dreptul senzorului 2, acesta da comanda de pornire prin PLC motorului (M1) si de oprire a motoarelor (M4),(M3),(M2).

Când brama ajunge cu partea din față în dreptul senzorului 1 acesta dă comandă de oprire prin PLC motorului (M1).

La declanșarea contactorului motorului (M1) se semnalizează funcția apelantă de finalizare a secvenței de mers înapoi din PLC și acesta comandă schimbarea automată a sensului de mers a motoarelor reluând secvența impusă.

Figura 1.1.1. Stand, Sistem de Comandă Distribuit cu Automat Programabil

Alegerea tipului de elemente componente ale standului realizat în funcție de obiectivul propus

În urma analizei s-a ales urmatoarea variantă de elemente componente pentru standul experimental realizat:

Pentru partea de acționare a trenului de role am ales motoare electrice de curent continuu.

Pentru partea de automatizare am ales Automatul Programabil PLC S7 300 folosit pentru instalații cu un număr mediu de funcții și care satisface cerințele legate de secvențele de laminare simulate pe stand.

Acesta utilizează pentru intrări și ieșiri urmatoarele mărimi:

Mărimi de intrare pentru:

Comandă pornire instalație automatizare stand;

Comandă oprire instalație automatizare stand;

Semnale ,,stare” Senzori (microîntrerupătoare);

Semnale ,,stare” Limitatoare de final de cursă;

Mărimi de ieșire pentru:

Acționare motoare angrenare role;

Acționare motor angrenare cilindrii;

Pentru partea mecanică s-a ales sistemul de transmitere a rotației (motor-role) prin curele și roți cu fulie.

Rolul si tipul fiecărui element din componența standului realizat

Elementele din componența standului experimental sunt parte a sistemului care formează o unitate constructivă cu ajutorul căruia am redat o secvența din procesul tehnologic de laminare la o scară mică.

Automatul programabil – realizează controlul automat al procesului tehnologic de laminare de pe standul experimental

Motoarele – realizează transmiterea mișcarii de rotație, la role și cilindrii

Microintrerupătoarele – realizează comanda de pornire/oprire a motoarelor de pe stand prin transmiterea de semnale la intrarea în PLC (înlocuiesc senzorii în această lucrare)

(Senzorii ) – realizează măsurarea valorii curente (poziție brama cale rulare) și transmiterea semnalelor la PLC

Releele – realizează schimbarea de sens a motoarelor pentru mers înapoi ( la comandă în mod manual fără PLC)

Limitatorii capăt de – realizează comanda de oprire a instalației la sfârșitul

cursă simulării secvenței sau semnalizează funcția apelantă din PLC de finalizare secvență, schimbând sensul de mers al motoarelor

Butonul de acționare – realizează comanda de pornire/oprire a instalației de pe standul experimental

Alimentatorul – realizează alimentarea părții electrice și electronice

Conectica – realizează legătura între diferite module, blocuri electronice/electrice și PLC

Circuitele electrice – asigură mediul de transmitere a semnalelor și de alimentarea cu energie electrică a elementelor de automatizare

Sistemul de – realizează transmiterea mișcării de rotație de la transmisie motor la blocul de role

Blocul de role – realizează mișcarea bramei dintr-un punct în altul al căii de rulare de pe standul realizat

Schema logică de comandă a standului realizat ce simulează o secvență

dintr-un proces tehnologic de laminare cu automat programabil

Figura 1.1.2. Schema logică de comandă ,,mers înainte”

Figura 1.1.3. Schema logică de comandă ,,mers înapoi”

Schema electrică a standului realizat ce simulează o secvență dintr-un proces tehnologic de laminare (comanda în mod manual)

Deoarece sistemele automate au întodeauna posibilitatea conducerii și în mod manual am realizat cu ajutorul microcontactelor de pe stand simularea conducerii în mod manual.

În figura de jos am realizat schema electrică de conducere în mod manual a standului realizat.

Figura 1.1.4. Schema electrică a standului realizat comanda manuală

Semnificația elementelor componente:

Buton Stop – buton cu revenire normal închis

B1(circuitul 1) – buton normal deschis cu revenire

B2(circuitul 2) – buton normal deschis cu revenire

B3(circuitul 3) – buton normal deschis cu revenire

B4(circuitul 4) – buton normal deschis cu revenire

B5(circuitul 5) – buton normal deschis cu revenire

B6(circuitul 6) – buton normal deschis cu revenire

S1(circuitul 1) – bobina contactorului 1

S2(circuitul 2) – bobina contactorului 2

S3(circuitul 3) – bobina contactorului 3

S4(circuitul 4) – bobina contactorului 4

C1(circuitul 1) – contacte principale contactor 1 alimentare motor 1

C2(circuitul 2) – contacte principale contactor 2 alimentare motor 2

C3(circuitul 3) – contacte principale contactor 3 alimentare motor 1

C4(circuitul 4) – contacte principale contactor 4 alimentare motor 1

K1(circuitul 1) – contact auxiliar aparținând contactorului 1, cu rol de automenținere

K2(circuitul 2) – contact auxiliar aparținând contactorului 2, cu rol de automenținere

K3(circuitul 3) – contact auxiliar aparținând contactorului 3, cu rol de automenținere

K4(circuitul 4) – contact auxiliar aparținând contactorului 4, cu rol de automenținere

1.6. Automatul Programabil utilizat în conducerea standului realizat ce simulează o secvență a procesului tehnologic de laminare

Automatul Programabil ales S7 300 face parte din familia Simantic si l-am utilizat în conducerea standului. Automatul Programabil S7 300 conține sursa de alimentare, unitatea centrala și modulele de intrare ieșire. Aceste PLC-uri permit conectarea într-un sistem redundant de automatizare, astfel cănd un PLC nu mai lucrează, un alt PLC preia controlul. Programul se va încarca în unitatea centrală după scrierea lui în unul din limbajele de programare.

1.6.1 Realizarea secvențelor de programare pentru automatul programabil

(PLC S7 300) utilizat în lucrare

Pentru programarea automatului programabil S7 300, am utilizat pachetul de la SIEMENS, numit STEP7. Cu ajutorul acestui soft am configurat și programat PLC-ul S7 300 prin implementarea logicii de comandă. Programul implementat automatului programabil putea fi scris în mai multe limbaje de programare cum ar fi: Statement List (STL), Ladder Diagram (LAD), Function Block Diagram (FBD) dar am ales scrierea programului în Ladder Diagram (LAD), care este un limbaj grafic cu o sintaxă similară schemelor cu relee.

1.6.2. Realizarea diagramei Ladder utilizată de automatul programabil pentru comanda elementelor de acționare ale standului realizat

Pentru realizarea diagramei Ladder Diagram (LAD), am urmat următorii pași:

Am denumit in ferestra „Step 7 Wizard: New Project” numele proiectului, ,,Laminor” și am ales din seria de PLC-uri de la Siemens automatul programabil PLC 300 pentru controlul automat a standului realizat.

Figura 1.1.5. Denumire proiect nou

După ce am ales PLC-ul Simantic 300 am deschis o fereastră pentru configurarea hardware alegând modulele de intrare și ieșire. Am încărcat configurația în CPU și am salvat-o.

Figura 1.1.6. Configurare Hardware PLC

Am creat din iconița ,,MPI” o rețea la care am conectat panouri și echipamente de control după care am ales protocolul de comunicație. Protocolul de comunicație ales stabilește un set de reguli pentru alegerea ordinii în care informațiile de un anumit tip sunt transmise și recepționate între două sau mai multe echipamente de automatizare.

Figura 1.1.7. Configurare retea PLC

Figura 1.1.8. Configurare retea module PLC

Am deschis fereastra programului cu nume Laminor, am intrat în ,,Proprieties Organization Block” si am setat limbajul de programare Ladder.

Figura 1.1.9. Alegerea limbajului de programare pentru PLC

Figura 1.2.0. Configurare proprietați bloc

Am atribuit în tabelul de simboluri, nume simbolice și tipul de date tuturor adreselor utilizate în aplicația PLC-ului.

Figura 1.2.1. Atribuirea de nume simbolice adreselor utilizate din PLC

Am aranjat elementele grafice ale programului ce reprezintă (bobine,

contacte,motoare etc.) pe retele (Network 1..n) pentru realizarea secvențelor de mers înainte și mers înapoi.

Elaborare secvența mers înainte.

Figura 1.2.2. Aranjare elemente grafice diagrama Ladder ‘’linie mers înainte’’

aplicație PLC

Figura 1.2.3. Aranjare elemente grafice diagramă Ladder ‘’linie condiție

pornire bloc 1 role mers înainte’’

Figura 1.2.4. Aranjare elemente grafice diagramă Ladder ‘’linie condiție

pornire bloc 2 role mers înainte’’

Figura 1.2.5. Aranjare elemente grafice diagramă Ladder ‘’linie condiție

pornire role Cajă mers înainte’’

Figura 1.2.6. Aranjare elemente grafice diagramă Ladder ‘’linie condiție

pornire bloc 3 role mers înainte’’

Figura 1.2.7. Detecție finalizare secvență mers înainte

Elaborare secventa mers inapoi:

Figura 1.2.8. Aranjare elemente grafice diagrama Ladder

‘’linie mers înapoi’’ aplicație PLC

Figura 1.2.9. Aranjare elemente grafice diagramă Ladder

‘’linie condiție pornire bloc 3 role mers înapoi’’

Figura 1.3.0. Aranjare elemente grafice diagramă Ladder

‘’linie condiție pornire role Cajă mers înapoi’’

Figura 1.3.1. Aranjare elemente grafice diagramă Ladder

‘’linie condiție pornire bloc 2, bloc 1 role mers înapoi’’

Figura 1.3.2. Detecție finalizare secvență mers înapoi

După ce am definit adresele, schimbat parametrii si proprietăți ale modulelor și funcții ale procesorului, am verificat și testat funcționalitatea aplicației deschizând fereastra ,,Simulation On/Off’’ simulatorul softului Step7.

Figura 1.3.3. Deschidere fereastră simulator Step7

1.6.3. Descriere, mod funcționare a Automatului Programabil în starea Online/Offline din aplicația realizată

Pentru verificarea aplicației realizate în Step7 am simulat, linie cu linie, închiderea și deschiderea senzorilor de la intrarea în PLC dar și starea corecta a ieșirilor din PLC, ieșiri ce acționează bobinele contactoarelor ce alimentează motoarele standului realizat.

Simularea condiției de ,,Mers înainte’’ s-a facut, bifând în căsuța corespunzătoare aferente acestei comenzi din programul Step7.

Am verificat prima dată secvența mers înainte. Pentru aceasta am simulat în cascadă intrarile de la senzori în PLC bifând în căsuța corespunzătoare, senzor activ. La existența tuturor condițiilor circuitul se închide și rețeaua din diagrama Ladder devine activă schimbându-și culoarea în verde. Bifarea stărilor senzorilor în simulatorul Step 7 se face ca și cum brama ar înainta pe trenul cu role exact ca în realitate.

După parcurgerea tuturor condițiilor de simulare a trecerii bramei și constatării ca toate rețelele din Ladder diagram ,,se înverzesc” sunt funcționale se trece în mod asemănator la verificarea secvenței de mers înapoi.

Figura 1.3.4. Verificare secvență mers înainte

Figura 1.3.5. Testare condiții secvență mers înainte

Figura 1.3.6. Testare condiții secvență mers înainte bloc 1 role

Figura 1.3.7. Testare condiții secvență mers înainte bloc 2 role

Figura 1.3.8. Testare condiții secvență mers înainte role Cajă

Figura 1.3.9. Testare condiții secvență mers înainte bloc 3 role

Figura 1.4.0. Testare detecție finalizare condiții secvență mers înainte

Verificare secvență mers înapoi:

Figura 1.4.1. Testare condiții secvență mers înapoi

Figura 1.4.2. Verificare secvență mers înapoi

Figura 1.4.3. Testare condiții secvență mers înapoi bloc 3 role

Figura 1.4.4. Testare condiții secvență mers înapoi bloc 2 role și Cajă

Figura 1.4.5. Testare condiții secvență mers înapoi bloc 1 role

Figura 1.4.6. Testare detecție finalizare condiții secvență mers înapoi

Dupa testarea ultimei secvente de mers înapoi am transferat aplicația realizată, din calculator în PLC testând dacă funcționalitatea acesteia este corectă.

Transmiterea aplicației realizate de la dispozitivul de programare calculatorul la automatul programabil s-a făcut utilizând interfața serială RS232 sau USB.

1.7. Interfața HMI (Human Machine Interface) utilizată în monitorizarea și conducerea standului realizat

1.7.1. Descrierea modului de realizare a interfeței HMI (Human Machine Interface) de monitorizare și conducere a standului realizat

Pentru realizarea interfeței HMI (Human Machine Interface) am utilizat software-ul WinCC v7.2 folosind editoarele acestuia din WinCC Explorer.

Am lansat programul WinCC v7.2 deschizând o fereastră de dialog.

Figura 1.4.7. Lansare fereastră de dialog program WinCC

Am creat un proiect pentru un singur utilizator (Single User Project)

Figura 1.4.8. Crearea unui nou proiect

Am definit numele de proiect ,,role” și am selectat o cale de proiect.

Figura 1.4.9. Denumirea proiectului

Am adăugat un driver de comunicație ,,SIMANTIC S7 Protocol suite”, utilizat pentru accesarea valorilor de proces ale PLC-ului.

Figura 1.5.0. Definirea driver-ului de comunicație SIMANTIC S7 Protocol suite

Am creat o unitate de canal MPI (o nouă conexiune de comunicație) utilizată pentru sisteme de automatizare multiple.

Figura 1.5.1. Crearea unei conexiuni de comunicații MPI

Am definit tag-urile interne.

Figura 1.5.2. Definirea tagurilor interne

Am redenumit noul ecran grafic.

Figura 1.5.3. Definirea ecranului grafic

Am populat noul ecran grafic cu butoane, simboluri și imagini dinamice.

Figura 1.5.4. Adăugarea simbolurilor și imaginilor grafice

Am conectat tag-urile interne în parte de câte un anumit atribut(obiect) pentru a se putea realiza schimbul de date între interfața WinCC si PLC.

Figura 1.5.5. Conectarea simbolurilor si imaginilor grafice cu tagurile interne create

Am rulat proiectul și verificat funcționalitatea lui.

Figura 1.5.6. Rularea și verificarea funcționalității aplicației

la comanda STOP

Figura 1.5.7. Rularea și verificarea funcționalității aplicației

la comanda START

1.7.2. Descrierea modului de utilizare a interfeței HMI (Human Machine Interface) realizate in lucrare

În figură am realizat interfața grafică a procesului tehnologic simulat ce conține următoarele elemente grafice:

în partea stângă de jos am dispus doua butoane virtuale de START respectiv OPRIT proces care iși modifică starea din activ /inactiv.

în partea centrală a interfeței am reprezentat de la stânga la dreapta un tren cu trei grupuri de role. Acest tren de role este împarțit în trei grupuri de role ce sunt acționate de trei motoare.

Grupurile de role pornesc la comanda dată din butonul virtual de pornire de pe interfața grafică și se opresc la comanda dată celuilalt buton virtual de oprire.

în partea stângă este afișată grafic brama pe calea de rulare sub forma unui bloc de culoare roșie.

în momentul când trenul de role se află în mișcare vom vedea printr-o animație pe ecranul monitorului, deplasarea acesteia de la stânga la dreapta, nefiind necesară urmărirea acesteia în câmp fizic pentru a ști locul unde se află pe calea cu role.

în reprezentarea de pe interfața grafică motorul când este în funcțiune ,,activat” iși schimbă culoarea in verde.

CAPITOLUL 2. ELEMENTE DE PROIECTARE, SISTEM DE COMANDĂ DISTRIBUIT PENTRU UN LAMINOR CU AUTOMATE PROGRAMABILE ÎN CARE SE INTEGREAZĂ LUCRAREA ELABORATĂ

2.1. Evoluția și stadiul actual al unui sistem de comandă distribuit ce utilizează Automate Programabile în conducerea proceselor de laminare dintr-un laminor

Înstalațiile de automatizare din laminoare au fost dezvoltate de-a lungul timpului înlocuind sistemele clasice analogice de control bazate pe structuri cu relee electromagnetice la structuri de conducere digitale moderne de tip PLC-uri.

Industria componentelor de automatizare a evoluat dezvoltandu-se pe trei mari direcții de producție: minicontrolere, automate programabile compacte centralizate și automate programabile distribuite.

Trecerea la sistemele moderne s-a făcut odată cu dezvoltările tehnologiilor de prelucrare a informațiilor.

În laminoare datorită proceselor tehnologice complexe s au aplicat tehnici de conducere din ce în ce mai sofisticate care au putut fi implementate relativ usor pe echipamente digitale moderne cum ar fi PLC-urile. Integrarea PLC-urilor în instalațiile de automatizare din laminoare s-a dovedit a fi benefică datorită avantajelor pe care acestea le oferă. Aceste PLC-uri au fost programate să controleze automat procesele tehnologice fiind distribuite pe diverse locații din laminor într-un sistem amplu.

Necesitatea de supraveghere și comandă a proceselor distribuite geografic a dus la dezvoltarea sistemelor de tip SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) Monitorizare, Control și Achiziții Date. Aceste sisteme monitorizează și controlează procesele cu achiziționarea de date în timp real din locații diferite aflate la distantă. Cea mai intensă operațiune de culegere date se desfășoară la nivel de PLC (Unitati Logice de Control Programabile) și RTU(Unitati Terminale Comandate la Distanta).

Datele sunt achiziționate de RTU/PLC prelucrate de program, verificând starea echipamentelor, date, care apoi la cerere sunt transmise prin magistrala de comunicație la distanța serverelor.

În prezent în laminor se combină AP/PLC cu ansambluri de calculatoare organizate în sisteme informatice ierarhizate pe nivele de conducere ce utilizează software specializate responsabile cu, comunicarea și echipamentele aflate la distanță PLC/RTU, calculatoare proces HMI (Human Machine Interface).

2.2. Mod (etape) de realizare proiect Sistem de Comandă Distribuit cu Automate Programabile pentru conducerea proceselor de laminare dintr-un laminor

Pentru realizarea unui proiect cu sistem de comandă distribuit cu automat prograbil sunt necesare îndeplinirea următoarelor condiții:

Cunoașterea în detaliu a procesului

– cunoașterea instalației tehnologice (condiționari, regimuri, desfășurare proces)

pentru alegerea:

– traductoarelor și a elementelor de execuție adecvate: tipul și gama de variație a mărimii de intrare, clasa de precizie, tipul semnalului de ieșire, condițiile de instalare și funcționare;

– tipului semnalelor de măsură și de comandă la/de la calculatorul de proces; tipului transmisiei și tipului canalului de transmisie, distanța, nivelul de perturbații, atenuari ale semnalului, viteza de transmisie în funcție de traseul ales;

– modului de preluare de către calculatorul de proces a fiecărui semnal de măsură, tip semnal, necesități de filtrare și (pre)amplificare, separare

electrică și viteză de eșantionare;

– structurii sistemului de cuplare a calculatoarelor de proces cu procesul industrial ( structură centralizată, structură descentralizată, structură mixtă);

– tipului calculatoarelor/serverelor de proces (echipamente și configurații de sistem de interfață care să permită asigurarea performanțelor sistemului de conducere a procesului în condiții de restricții date.

– cunoașterea parametrilor procesului tehnologic

– cunoașterea modelelor matematice ce caracterizează evoluția procesului

– definirea obiectivelor conducerii procesului care să cuprindă:

– restricțiile care sunt impuse în desfășurarea procesului

– condiții de siguranța a funcționării și măsuri pentru o funcționare sigură

– evoluția dorită pentru procesul condus(parametrii tehnologici)

– Asigurarea traiectoriei dorite în conducerea procesului prin compararea evoluției reale cu evoluția dorită (definirea intervențiilor necesare a dispozitivului de conducere în proces la apariția unor perturbații)

– Asigurarea funcționării sigure și monitorizarea evoluției procesului

– Asigurarea compatibilității interconectării dispozitivelor de conducere din câmp cu sistemele de conducere complexe ierarhizate

2.2.1 Regimuri de comandă operațională

În general pentru un laminor de mare capacitate sistemul de conducere distribuit permite operatorilor de pe posturile de comandă să execute o serie de manevre pentru diverse regimuri de lucru.

– Comanda de la distanță a echipamentelor

Acest regim permite operatorilor comanda la distanță a unor instalații tehnologice de pe posturile de comandă.

– Comanda din punctul central de comandă

Acest regim permite tehnicenilor din posturile de supervizare din sala mașinilor să transmită comenzi regulatoarelor prin selectarea modului de lucru. Această selecție nu poate fi schimbată de pe posturile de comandă pentru prevenirea unor comenzi suprapuse care să conducă la avarie

– Comanda locală

Acest regim permite operatorilor să efectueze manevre local de la panoul de comandă ce conține instrumente de conducere și informare.

2.3. Caracteristicile Sistemului de comandă distribuit cu Automate Programabile ce conduc procesele de laminare dintr-un laminor

Sistemul de comandă distribuit cu Automate Programabile este utilizat in supraveghere și comandă a proceselor tehnologice de laminare distribuite geografic. Aceste sisteme au în componența sa echipamente modulare descentralizate.

Echipamentele sunt interconectate într-o rețea de comunicație industrială Profibus-DP

Echipamentele sunt redundante

Interfața este accesibilă prin rețea

Echipamentele sunt fiabile

Instalația se poate extinde usor

Control rapid

Sistemul de calcul poate fi plasat la distanța mare fața de echipamentele de câmp (mici unitați de control, senzori, limitatori etc) prin ET200.

Achiziționarea de date între proces și canalele de I/O în timp real din locații diferite aflate la distanță

2.4. Softuri utilizate în programarea Automatelor Programabile ce conduc procesele tehnologice de laminare dintr-un laminor

Pentru programarea și configurarea Automatelor Programabile SIMATIC ce controlează procesele tehnologice din laminor, se utilizează softul STEP7. Cu acest soft se poate realiza, modifica și testa un proiect nou pe care apoi îl încărcam în memoria PLC-ului. Simulările cu ajutorul simulatorului PLCSIM1 sunt utile dupa ce s-a realizat un program nou pentru PLC, acestea având rol de a preveni și îndepărta blocajele/defectiunile ale sistemului evitand producerea de pagube.

Cu ajutorul acestui soft se configurează și se programează toată gama de PLC-uri din laminor cum ar fi: S7-200, S7-300, S7-400.

CAPITOLUL3. NIVELE DE CONDUCERE AutomatĂ a proceselor tehnologice dintr-un laminor cE UTILIZEAZĂ AUTOMATE PROGRAMABILE ÎN CARE SE INTEGREAZA LUCRAREA ELABORATĂ

3.1. Sisteme moderne de conducere a proceselor tehnologice dintr-un laminor ce realizează laminarea în mod: Automat\Semiautomat

3.1.1. Conducerea proceselor tehnologice din laminor în mod automat:

Conducerea proceselor industriale moderne este parte integrantă a sistemelor informatice care asigură atât managementul resurselor cât și conducerea procesului tehnologic.

Sistemul informatic de conducere are ca obiectiv conducerea proceselor tehnologice precum și funcționarea optimă a echipamentelor, instalațiilor din proces , cu furnizarea de informații corecte și relevante în timp real.

Actualmente laminoarele folosesc în conducerea proceselor tehnologice calculatoare specializate numite: controlere, automate programabile sau calculatoare de proces.

Folosirea calculatoarelor în conducerea proceselor tehnologice ridica unele probleme cum ar fi: cea legată de tipul finit de calcul al algoritmului de conducere. Cât timp se calculează algoritmul , calculatorul nu mai primește informații despre starea sistemului și nu trimite comenzi pentru conducerea sistemului. Din această cauză semnalele de intrare și de iesire din calculator sunt luate în considerare periodic numai la momente discrete de timp. Dacă eșantionarea se face cu o perioadă prea mare, informațiile despre sistem sunt mai puține și conducerea procesului se desfășoară defectuos. Activitatea de comandă și control trebuie să fie continuă, indiferent dacă procesul condus este continuu sau discret.

Comanda și controlul procesului trebuie realizate în timp real, în același timp cu desfășurarea procesului.

Folosirea calculatoarelor în conducerea automată a sistemelor are următoarele avantaje:

achiziția, prelucrarea și memorarea unui volum imens de date

accesul rapid la datele memorate

realizarea unei interfețe grafice interactive și prietenoase cu utilizatorul

ajutarea operatorului pas cu pas la depanarea unor defecțiuni în cazul apariției unor semnalizări de avarie

autotestarea sistemului automat și autoacordarea regulatorului

autoacordarea automata adaptivă a regulatorului

combinarea mai multor sisteme conduse de calculator într-o structură ierarhică

comunicarea la distanță cu alte calculatoare precum și transformarea traductoarelor și elementelor de execuție în aparate inteligente

3.1.2. Conducerea proceselor industriale din laminor cu ajutorul calculatoarelor în mod semiautomat

Operatorul are posibilitatea să schimbe prioritațile de conducere preselectate. Aceste comenzi în mod semiautomat se fac pentru întreținere,reparație, teste a instalațiilor sau în caz de semnalizare avarie prin oprire completă sau parțială a utilajului.

3.2 Structura și organizarea Sistemelor Informatice de conducere dintr-un laminor ce realizează conducerea unui proces tehnologic de laminare

Sistemului Informatic de Conducere asigură comanda și controlul procesului care are loc în timp real, în același timp cu desfășurarea procesului tehnologic .

Pentru corelarea conducerii procesului, acțiunile și activitățile de conducere sunt ierarhizate pe mai multe nivele de conducere:

Nivelul 0 conține senzori, limitatori, indicatoare și elemente de execuție pentru Reglare automata

Pe nivelul 1 de conducere are loc conducerea propriu-zisă, în acest scop se utilizează sistemele locale de conducere (automate programabile, convertizoare, sisteme distribuite de comandă și control), prevăzute cu toate facilitățile necesare realizării funcțiilor de conducere.

Pe nivelul 2 de conducere format din servere, stații de dezvoltare, calculatoare proces monitorizare, calculatoare HMI (Human Machine Interface), echipamente de rețea proces unde are loc coordonarea funcționării sistemelor locale de conducere și implementarea sarcinilor de conducere suplimentare, cum ar fi:

– coordonarea acțiunilor sistemelor locale de conducere;

– tratarea și prelucrarea informațiilor privind desfășurarea proceselor conduse;

– înregistrarea imaginilor procesului și mesajele de la PLC (Programmable Logic Controller) montate în sala mașinilor;

– capturarea comunicațiilor dintre servere și PLC-uri prin rețelele de comunicații;

– elaborarea referințelor și repartizarea sarcinilor (încărcărilor) pe diferitele subsisteme;

– calcule legate de fixarea optimă a parametrilor dispozitivelor de conducere locale;

– bază comună pentru programele de conducere în timp real

(de aici se apeleaza modulele sau echipamentele de conducere centralizată prin care se asigură și controlul traficului de date pe magistrala de interconexiune)

Pe nivelul 3 de conducere se efectuează calcule de programare a fabricației și de optimizare a procesului de producție ; calcule de prognoză; de asemenea la acest nivel se elaborează și strategiile de manageriere ale producției. Echipamentele utilizate la acest nivel sunt echipamente de foarte mare putere de calcul cum ar fi servere baze de date, echipamente de rețea proces.

Datele se exportă și se compresează în serverele de date pentru stocare pe termen lung. Aceste date includ arhivele de alarme masurate, colecții de jurnale și sunt exportate când a fost atins un nivel de setare corespunzator unui ciclu specific.

Figura 2.1. Structură de conducere distribuită și ierarhizată pe nivele

În laminoare s-a adoptat conducerea de tip distribuită și ierarhizată pentru evitarea situațiilor critice legate de funcționarea în timp real, eliminând concentrări ale sarcinilor de conducere de pe un singur echipament. Acest tip de conducere reușește să realizeze un mecanism de coordonare, în scopul asigurării tuturor obiectivelor propuse.

Un Sistem Informatic de Conducere Distribuit este un sistem de procesare a informației care conține un număr de calculatoare independente și care interacționează între ele printr-o retea de comunicare folosind protocoale de comunicare pentru atingerea unor obiective specifice.

Această structura ierarhizată se caracterizează prin:

prioritizarea acțiunilor la nivelele superioare de conducere

dispunerea pe verticală a subsistemelor componente

buna funcționare a nivelurilor superioare funcție de fluxul de date în raport cu performanța nivelurilor inferioare

Figura 2.2. Arhitectura sistemului informatic de conducere a unui proces tehnologic în laminor

3.3. Dinamica datelor între sistemele de conducere a unui laminor ce realizează conducerea unui proces tehnologic de laminare

Schimbul de date între nivelele de conducere se face prin intermediul rețelelor industriale de comunicație cum ar fi:

Rețele celulare (Industrial Ethernet)

Rețele magistrale de teren (Profibus)

Rețele pentru senzori și elemente de acționare (Interbus-S)

Figura 3.1. Rețele industriale de comunicație utilizate în conducerea

Proceselor Tehnologice dintr-un laminor ce utilizează Automate Programabile

Rețele celulare – sunt utilizate pentru interconectarea celulelor

Industrial Ethernet este cea mai puternică magistrală de sistem pentru nivelul de management și cel al grupelor de utilaje, dintr-o structura ierarhizată de automatizare

Acestea au următoarele caracteristici:

Nodurile rețelei sunt calculatoare de process

Datele au structura complexă

Datele au Timp garantat de transmisie

Rețele magistrale de câmp – utilizate pentru controlul proceselor de complexitate medie. (reglaje și sincronizarea acționărilor)

PROFIBUS (Process Field Bus) este o magistrală deschisă,cu ajutorul căreia sunt conectate aparatele de automatizare de câmp distribuite de la nivelul cel mai de jos (nivelul traductoarelor și al elementelor de executie) pâna la nivelul mediu (cel al grupelor de utilaje)

Acestea au următoarele caracteristici:

Timp de răspuns mediu, predefinit (10-100ms);

Acces la rețea de tip multimaster

Rețele pentru senzori și elemente de acționare – sunt utilizate pentru controlul la nivelul procesului de fabricație ca bucle de reglaj și control secvențial (interconectarea senzorilor cu regulatoarele) precum si comanda elementelor de execuție.

Acestea au următoarele caracteristici:

Viteza mare; timp de reacție scăzut( 1-10 ms);

Modele de comunicație: master-slave;

Nivel ridicat de fiabilitate și siguranță

Protocoalele de comunicație industriale folosite în laminor sunt Industrial Profibus.

3.4 Aplicații software utilizate în conducere automata distribuită dintr-un laminor ce realizează conducerea unui proces tehnologic de laminare

3.4.1. Soft-uri utilizate în conducerea distribuită a Automatelor Programabile

Software –ul SIMATIC WinCC de la Siemens este o aplicație grafică atașată sistemelor complexe informatice utilizată pentru monitorizare/control a proceselor tehnologice din laminoare.

Cu ajutorul pachetelor de la SIMATIC HMI – WinCC se proiectează machete grafice care sunt utilizate în structurile de conducere monopost dar și în structurile de conducere Client-Server.

WinCC vine în mai multe variante având un număr diferit de variabile ceea ce ne dă posibilitatea utilizării atât în cazul extensiei aplicațiilor individuale cât și în cazul schimbării configurației unui sistem ierarhizat.

WinCC ne dă posibilitatea de a ne conecta la programele standard dar și la aplicațiile deja existente.

Prin suportul multi-touch al monitorului operatorul conduce cu ușurința procesul tehnologic.

Proiectarea "on-line" permite modificarea locală fără a fi necesară întreruperea operării și supravegherii procesului respectiv.

3.5. Interfața cu utilizatorul (Schema Grafica Industriala) utilizata în monitorizarea și conducerea procesului de laminare de pe posturile de comandă din laminor

Una dintre caracteristicile cele mai importante ale unui Sistem de conducere complex o constituie interfața cu operatorul prin Schema Grafică Industrială.

Aceasta Schemă Grafică Industrială asigură legătura dintre operator și proces, în mod interactiv. Schema Grafica Industrială afișeaza elementele grafice care indică valori din proces sau procesează stări/ acțiuni statice sau dinamice.

Pictogramele (tagurile) din Schema Grafică Industrială permit, atunci când sunt selectate, comutarea unor noi hărți sinoptice sau a unor grafice și tabele care prezintă în mod interactiv starea sistemelor în câmp. Aceste Scheme Grafice Industriale se modifică în funcție de datele furnizate de traductori sau de elemente de execuție. Când informațiile ies dintr-un anumit domeniu, pe Schema Grafică, apar semnalizări și alarme.

În funcție de informațiile primite, operatorul în modul de conducere semiautomat, prin intermediul interfeței HMI (Human Machine Interface) cu procesul poate interveni direct asupra unor elemente de execuție din instalație. De exemplu: (valve de comandă) sau contactoare mecanice etc .

Rezultatele experimentale și măsurări (Situații dificile în proiectare)

Pentru a putea realiza experimente si masuratori pe standul ce simulează o secvență dintr-un proces tehnologic de laminare la o scara mica, am conectat intrarile si iesirile de pe stand la PLC si apoi PLC-ul la un calculator ce ruleaza proiectul grafic WinCC.

Figura 1.5.8. Schema schimb date PLC- Stand (Proces Tehnologic)

Figura 1.5.9. Schema Intrari/Iesiri AP

Masuratorile parametrilor electrici si neelectrici realizate cu Standul; in Tabelul 1 si 2 se prezinta masuratorile realizate utilizand …………….

Situatia se complica in cazul laminarii reversivile a doua corpuri cand avem in vedere distanta de la capatul liniei de laminare.

Concluzii privind cercetarea efectuată

Conducerea proceselor tehnologice de laminare cu ajutorul unui sistem de comandă distribuit ce utilizeaza automate programabile este relatata pe larg in literatura de specialitate.

Evolutia sistemelor de comanda distribuita ce utilizeaza automate programabile precum si aparitia automatelor programabile dedicate proceselor a dus la implementarea pe o scara tot mai larga a sistemului SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition).

Standul experimental se poate utiliza pentru executarea lucrarilor de laborator care permit dezvoltarea de aplicatii sub Matlab in conditiile studiului Fazy raportat la distanta dintre senzori relativ la distanta dintre doua corpuri ,,brame” de laminat.

Simularea unui proces tehnologic de laminare cu ajutorul unui stand precum si realizarea programelor WinCC ce conduc de pe PC standul realizat si PLC-ul care controleaza automat instalatia de automatizare aferenta acestuia

am contribuit la facilitarea ințelegerii modului de funcționare a instalației sistemelor de comanda distribuita ce utilizeaza automate programabile la o scară mai mare.

2.0. Contribuții personale ale autorului sunt:

Principalul obiectiv al lucrării și a fost realizarea unui stand experimental ce conține elemente de automatizare care redau la o scară mică o secvența dintr-un proces tehnologic de laminare. Realizarea standului facilitează ințelegerea modului de funcționare a instalației la o scară mai mare având posibilitatea prin simulare si masuratori de a găsi soluții la diferite blocaje software și hardware unor situații reale cu defecte.

Astfel, lucrarea a scos în evidența faptul că în prezent este necesară realizarea unui stand pe care să se poata testa și vedea în timp real diferite blocaje software și hardware crescând experiența profesională și evitând situațiile neplacute de a provoca distrugeri în înstalație.

Prin strategia de cercetare abordată au fost urmărite și realizate următoarele:

– Am propus un model de lucrare ce cuprinde un stand experimental cu automat programabil, o aplicație în WinCC pentru conducerea unui proces de laminare la o scară mică ce ajută la optimizarea timpilor de reacție și creșterea performanțelor personalului de mentenanța în cazul defectelor reale.

Figura 1.6.0. Schema schimb date PLC- Stand (Proces Tehnologic)

– Am realizat interfața grafică în WinCC care a permis studiul și analiza timpului de reacție dintre calculator și standul realizat.

– Am realizat schema electrică a standului care a permis studiul și analiza asupra stării fiecărui echipament electric în timpul simulării procesului de laminare.

– Am realizat schema logică de comandă a automatului programabil care a permis studiul și analiza asupra fiecărui element din diagrama Ladder în timpul simulării procesului de laminare.

– Am elaborat un studiu privind stadiul actual al nivelelor de conducere automată a proceselor tehnologice dintr-un laminor de la locul de muncă ce utilizează automate programabile în care se integrează aplicația realizată.

2.0. Direcții viitoare de cercetare

Aria cercetărilor și domeniul Sistemelor de Comandă Distribuite cu Automat Programabil sunt deosebit de vaste, numeroasele probleme ale Sistemelor de Comandă Distribuite cu Automat Programabil fiind mereu de actualitate.

În continuare, se urmărește materializarea rezultatelor cercetării conform lucrării astfel:

– Dezvoltarea și perfecționarea modului de de interventie asupra Sistemelor de Comandă Distribuite cu Automat Programabil crescând experiența profesională.

– Dezvoltarea și perfecționarea Sistemelor de Comandă Distribuite cu Automat Programabil prezentate în lucrare, concepția altor asemenea sisteme care să beneficieze de ultimele rezultate ale cercetarii;

– Îmbunătățirea interfețelor grafice cu ierarhizarea utilizatorilor

și acordare de competențe diferite;

– Utilizarea automatelor programabile de ultimă tehnologie, în sistemele

de control și monitorizare, în scopul îmbunătățirii performanțelor

liniilor de laminare;

– Înglobarea tehnologiilor wireless la sistemele de măsură automatizate distribuite dea lungul liniei de laminare;

– Dezvoltarea unui algoritm de calcul, bazat pe reglarea cu predicție

care sa permita, obtinerea cu ajutorul standului a unor secvente de laminare cu timpi cat mai scurti;

– Dezvoltarea valentelor didactice ale Standului multifuncțional, asfel

Incat aceasta sa poata fi utilizat la nivel de facultate si cercetare.

BIBLIOGRAFIE

[1]

[2] Siemens, „Programming with Step7”, Manual;

[3] Siemens, „S7-300 Programmable Controller Hardware and Instalation”, Manual;

[4] Wincc v7.2 Help System

[5]

[6] http://automation.siemens.com;

[7] http://www.wikipedia.org

[8]

ACRONIME

CPU – Central Prosesing Unit

DCE – Data Communication Equipement

DTE – Data Terminal Equipement

FB – Function Block

FBD – Function Block Diagram

FC – Function

HMI – Human Machine Interface

ISO – International Standard Organization

LAD – Ladder Diagram

MODBUS – Modicon Bus

MPI – Multi Point Interface

– Organization Block

PC – Personal Computer

PLC – Programmable Logic Controller

PROFIBUS – Process Field Bus

PWM – Pulse With Modulation

RTU – Remote Terminal Unit

SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition

STL – Statement List

TCP/IP – Transmission Control Protocol/Internet Protocol

UART – Universal asynchronous receiver/transmitter

BIBLIOGRAFIE

[1]

[2] Siemens, „Programming with Step7”, Manual;

[3] Siemens, „S7-300 Programmable Controller Hardware and Instalation”, Manual;

[4] Wincc v7.2 Help System

[5]

[6] http://automation.siemens.com;

[7] http://www.wikipedia.org

[8]