Asistent: Drd. Ing. Dinu Octavian [302927]

[anonimizat]:

Asistent: Drd. Ing. Dinu Octavian

Absolvent: [anonimizat]

2015

[anonimizat], [anonimizat] I.M.E [anonimizat]:

PROIECTAREA SISTEMULUI DE MONITORIZARE ȘI CONTROL A [anonimizat]:

Asistent drd.ing. Dinu Octavian Absolvent: [anonimizat]

2015

[anonimizat], ceea ce face ca mediul în care trăim să sufere modificări permanente. Dezvoltarea unei societăți poate fi privită ca o expansiune a [anonimizat] a bunurilor să crească. In această categorie se pot incadra si centralele termice.

Despre temă

Am ales această temă deoarece nevoia de confort a populației e in crestere ca si piața de centrale termice. [anonimizat], [anonimizat]-urilor. Această tehnologizare a tuturor proceselor de comandă are avantajul de a crea persoanelor care o folosesc mai mult timp liber si un stil de viata fara griji.

[anonimizat]. Cu ajutorul unei centrale termice se pot reduce cheltuielile și poți beneficia de apă caldă și căldură oricând și in orice cantitate.

Fig 1.1 Schema de incălzire a unei încăperi

Problematica în domeniul temei

O definitie riguroasa a notiunii de sistem este inca greu de dat . Notiunea de sistem are o [anonimizat] .

[anonimizat]. Sistemele automate sunt sisteme tehnice cu ajutorul carora se realizeaza supravegherea si comanda proceselor fara interventia directa a omului.

[anonimizat].Indiferent de tipul fiecarui proces se urmaresc obiective strict legate de calitate eficienta si securitate . Pentru indeplinirea acestor obiective apelam la sistemele automate pentru conducerea automata a proceselor . [anonimizat] a proceselor presupun existenta unui mijloc de conducere care sa aplice comenzi obiectului condus . [anonimizat]ducerea proceselor este de doua tipuri:manuala si automata.Diferenta dintre cele doua tipuri de conducere o face gama larga de avantaje pe care le ofera conducerea automata a proceselor.Pentru ca sistemele de conducere a proceselor sa satisfaca obiectivele impuse , acestea includ sisteme automate care realizeaza functii importante de monitorizare automata a proceselor, reglare automata a proceselor , optimizarea proceselor. Sistemele pentru comanda automata sunt creierul automatizarilor . La ora actuala datorita evolutiei majore din domeniu,exista aparate si dispozitive insarcinate cu functii de comanda automata inteligente , care sunt capabile sa indeplineasca cu usurinta obiectivele conducerii automate.La noi in tara astfel de dispozitive au aparut datorita colaborarii pe plan international cu firme producatoare de astfel de aparate si dispozitive.Cateva din marile companii din domeniul automatizarilor sunt Siemens, Motorola , Moeller,

ABB,Omron,Honywell,Mitshubishi, National Instruments.

Problematica monitorizării centralelor termice de apartament

2.1. Punerea problemei

Centralele termice necesită multă atenție din partea proprietarilor deoarece in orice moment pot apărea defecțiuni ce uneori pot avea urmări dezastruoase. Acestea pot fi din cauza instalatiei defectuoase, a neglijenței proprietarului, a suprasolicitării centralei. Pentru a evita asemenea evenimente e recomandată folosirea unui sistem de încălzire adaptat locuinței și poziționării acesteia, programului proprietarului și de asemenea adaptat standardelor tehnologice .

În ultimul timp se pune accent pe o viață cât mai calitativă și industriile creează produse din ce în ce mai versatile și cu mai multe opțiuni. Toate acestea se pot obține cu un preț moderat astfel că oricine își poate îmbunătăți modul de trai. Datorită acestor beneficii și in cazul sistemelor de incălzire se observă o creștere a cererii.

2.2. Tipuri de sisteme de încălzire a locuințelor cu centrale termice

Pentru a achiziționa un sistem de încălzire, fabricanții oferă informații prețioase despre alegerea produsului potrivit cerințelor clienților, tipuri existente și bineînțeles de utilizarea eficientă și în condiții de sigurantă a acestuia.

Oferta de soluții de încălzire și preparare a apei calde menajere existentă în prezent pe piață este foarte variată:

 centrale termice pe gaz standard sau cu condensare, în variante murală sau de pardoseală,

 centrale pe combustibil solid,

 centrale electrice,

 centrale cu funcționare pe motorină

 echipamentele pe bază de resurse regenerabile, precum sistemele solare sau pompele de caldură.

Fig. 2.1 Tipuri de combustibili

Centralele cu funcționare pe combustibil solid

Cazanele pe combustibil solid produc energie termica din arderea combustibilului solid (lemn, cărbune). Acestea sunt o variantă viabila pentru zonele unde nu există rețea de gaze naturale.

Centralele cu funcționare pe combustibil solid cu gazeificare duc la creșterea confortului utilizatorului în special datorită creșterii substanțiale a intervalului de timp dintre 2 încărcări ale cazanului.

Datorită tehnologiei de gazeificare a lemnului se reduc emisiile poluante, lemnul arde complet, se obține o valorificare sporită a combustibilului și rezultă o cantitate redusă de cenușă. În plus, centralele cu gazeificare sunt echipate cu un ventilator care asigură controlul arderii funcție de necesarul de căldură din instalație.

Cumulat, o centrală cu gazeificare are un randament cu 15-20% mai mare decât un cazan fără gazeificare ceea ce duce la economii importante de combustibil.

Fig. 2.2 Centrală termică pe combustibil solid

Funcționare automată fiind dotată cu arzătoare automate pe peleți:

– pe partea din spate a cazanului este montat un arzător pe peleți care în modul de funcționare automată se alimentează din rezervorul de peleți prin intermediul unui snec transportor.
    – arzătorul funcționează automat, primeste comandă de pornire de la panoul de comandă al cazanului, se alimentează doza de peleți pentru aprindere, intră în funcțiune aprinzătorul electric și ventilatorul, iar când senzorul fotoelectric al arzătorului detectează lumina flăcării, începe să se deruleze timpul de ardere a primei doze de peleți, aprinzătorul electric se oprește, și aparatul trece la lucrul normal, procedeul de alimentare cu peleți și pauza pentru arderea lor până când circuitul cazan -instalație este încălzit. Se dă comandă de oprire al arzătorului, alimentarea cu peleți se oprește, iar ventilatorul arzătorului va funcționa în limita timpului setat pentru arderea completă a peleților. Astfel arzătorul este pregătit pentru o nouă pornire în cazul primirii comenzii de la panoul de comandă al cazanului, și tot ciclul de aprindere-ardere se repetă.

Funcționare cu alimentare manuală utilizând în procesul de ardere combustibili solizi (lemne, carbune, cocs, brichete rumeguș, deșeuri lemnoase):

– combustibilul este încărcat manual în focarul cazanului iar arderea se face prin tiraj natural;

– în regim normal de lucru, funcționarea cazanului este controlată de regulatorul termostatic de tiraj, ce reglează prin deschiderea și închiderea clapetei de pe ușa cenușarului, aerul de combustie conform necesitățiilor întregului sistem și astfel și intensitatea arderii;

– sunt echipate cu două schimbătoare de căldură: serpentină pentru producerea de apă caldă menajeră și serpentină de răcire;

– protecție supraîncălzire (toată gama de puteri);

– cazanul se încadrează în clasa III (cea mai bună) pentru eficiență și emisii poluante;

– sunt destinate pentru încălzirea clădirilor și producerea apei calde menajere;

– pachetul standard cuprinde, panoul de comandă, regulatorul termostatic de tiraj, arzătorul pe peleți, sistemul de alimentare cu peleți format din snec transportor și rezervor peleți (0,5 – 1 m3 în funcție de putere cazan), supapă de siguranță, aerisitor, vătrai și perie de sârmă, sertar cenușar, șicane de oțel.

Curățarea cazanului:

Curățarea cazanului trebuie efectuată in mod regulat, de cate ori este nevoie. Se recomandă curățarea la intervale de 3-5 zile. Produsele de ardere acumulate (cenușa) împreună cu condensul și gudroanele înrăutațesc schimbul de caldură, scad randamentul cazanului. De asemenea o cantitate mare de cenușă va micșora spațiul de ardere, va putea înfunda conductele de gaze sau aer și pot produce distrugerea pieselor ceramice sau a cazanului.

Fig. 2.3 Etapele gazeificarii

Mod de curățire:

– se decuplează ventilatorul. Daca ventilatorul este de tip exhaustor, acesta poate să rămână în funcțiune;

– se deschide ușa de umplere și se va matura cenușa din orificiul de trecere în camera inferioară de unde se va evacua ulterior. Plăcile ceramice nu se vor scoate din cazan.

Intervalul de curățire depinde de calitatea lemnului utilizat, intensitatea arderii, tirajul coșului si alte condiții. Se recomandă curățarea o data pe săptămână.

Centrala termică pe combustibil solid (pe lemne sau cărbune) prezintă urmatoarele proprietați:

Avantajele centralelor cu combustibil solid:

+  Combustibil mai ieftin și natural in comparație cu gazul, sau electricitatea;

+  Lemnul este un combustibil mult mai ecologic decât celelalte surse convenționale, atâta timp cât defrișarea se face controlat.

Dezavantajele centralelor cu combustibil solid:

–  Utilizare greoaie,aceasta necesită încărcări dese cu combustibil solid și spațiu mare pentru înmagazionarea lui.

–  Randament energetic mediu (85%).

–  Măsuri adiționale de siguranță cu costuri ridicate în cazul supraîncălzirii sistemului: acumulatoare de caldură, vase de expansiune pentru asigurarea circulației naturale.

–  Investiție mare inițială ( în funcție de mărime, performanță, etc.).

Fig 2.4 Schema recomandată a instalației de încălzire centrala cu circulație naturală a agentului termic

Centrale termice electrice

O centrală termică electrică se pretează pentru locuințe cu necesar de încălzire pe perioadă scurtă, locuințe unde nu este nevoie de încălzire permanentă, poate case de vacanță, ori unde o soluție mai economică nu este posibilă, centralele electrice având un cost de utilizare destul de ridicat. Costurile funcționării unei centrale electrice pot fi totuși reduse prin montarea de contoare cu tarifare diferențiată.

Centrala electrică are urmatoarele avantaje:

O instalare usoară și accesibilă financiar

Instalarea unei centrale termice electrice nu durează mai mult de o zi, două. Simplitatea instalării se raportează la o racordare rapidă la rețeaua de curent electric deja existentă intr-o locuință O astfel de centrală nu vine cu diverse părți componente, cum ar fi un boiler sau accesorii precum coș de fum, așa cum se întâmplă în cazul centralelor pe lemne. Instalarea este una simplă, însă în orice caz trebuie apelat la munca unui tehnician specializat pe așa ceva.

Comoditate în utilizare

Imediat după instalare și după o probă prealabilă, centrala poate fi pusă in funcțiune. Nu este nevoie de un depozit pentru combustibil, așa cum se întâmplă în cazul centralelor pe lemne și nici nu trebuie aprovizionată centrala. Aceasta își ia automat curentul electric de care are nevoie, iar utilizatorul nu trebuie decât să apese pe un buton pentru aprindere și stingere. De asemenea, toate comenzile sunt disponibile prin intermediul unui panou de comandă, ergonomic, ușor de ințeles și de utilizat.

Mentenanța ușoara

Centralele electrice nu au nevoie de o curățare a vreunui cazan sau zona de ardere, așa cum se întâmplă in cazul centralelor pe lemne. Intreținerea unei astfel de centrale se face mai mult la nivel de sistem electric, prin reparații în momentul în care apar defecțiuni în alimentare. O astfel de centrală nu este producătoare de reziduuri, iar folosirea ei este cât se poate de simplă.

Siguranța pentru utilizator și mediu

O centrală pe bază de curent electric prezintă o siguranță sporită în ceea ce priveste persoanele care o folosesc. Uneori pot apărea defecțiuni, însă acestea nu pun în pericol utilizatorul. In plus, cele mai multe modele de astfel de centrale sunt prevăzute cu un sistem de autodiagnosticare, care duce la închiderea automata a centralei în momentul în care apar probleme. Centrala electrică este sigură și pentru mediu, deoarece gradul de poluare este zero.

Dezavantajele centralelor electrice

Costuri mai ridicate de exploatare în comparație cu centralele termice cu gaz, cele  cu combustibil solid (centrale cu lemne) sau cu pompele de căldură.

Este posibil să fie nevoie de refacerea branșamentului electric al locuinței, dacă instalarea unei astfel de centrale nu a fost gândită de la bun început.

Intervalul de puteri redus până la 100 kW – dar se pot monta în cascadă.

Fig 2.5 Componența centralei electrice

Centrale termice cu sistem de panouri solare:

Fiind alcătuite din mai multe componente, fiecare componentă va fi instalata în locul ideal al casei pentru a obține un randament maxim. Panourile solare presurizate vor fi montate pe acoperișul casei, sau pe o platformă special construită, lângă casă, pentru a permite orientarea sudică a colectoarelor și un traseu cât mai scurt al țevilor până la boilerul de stocare.

Boilerul se instalează, în funcție de cerințele sau de spatiul disponibil la fiecare lucrare,în pod, la etaj, la subsol, în camera tehnică, astfel încât să fie cât mai aproape de colectoarele solare și, în acelasi timp, să fie ușor accesibil și ferit de temperaturi extreme. Controllerul electronic se montează, de obicei, în aceeași încăpere cu boilerul, dar poate fi montat și intr-o altă locație. Traseele de racordare a boilerului la panouri trebuiesc calculate astfel încât să aiba lungimea minimă permisă de fiecare lucrare in parte, pentru a minimiza pierderile de energie termică de-a lungul țevilor.

Fig 2.6

Centrale termice cu funcționare pe gaze naturale:

În România, conceptul de încălzire individuală pe bază de gaze naturale a cunoscut o creștere spectaculoasă odată cu dezvoltarea rețelei de distribuție a gazelor naturale. Dacă adaugăm inovațiile tehnice, dezvoltarea electronicii și a sistemelor de automatizare putem vorbim de o modernizare a sistemelor de încălzire individuală care a generat o cerere tot mai mare, începând cu anii ’90.

Incălzirea cu centrală termică pe bază de gaze naturale reprezintă una dintre cele mai eficiente metode de încălzire a locuinței. Pentru sectorul rezidențial, mare consumator de energie termică, încălzirea pe bază de gaze naturale a permis utilizarea unui sistem energetic cu timp de răspuns mic la nevoile utilizatorului. Randamentul unei centrale termice montată intr-un apartament de bloc este net superior altor sisteme de încălzire unde sursa de producere a energiei se află la mare distanță de locuință.

Pierderile de energie pe traseul de distribuție a agentului termic în cazul centralelor termice sunt mult diminuate datorită distanțelor mici de la sursă la corpurile radiante (calorifere), practic vorbim de câțiva metri de traseu al conductelor.

Toate acestea, la care se adaugă multe alte avantaje, independența, confortul , fiabilitatea, au poziționat centralele termice pe bază de gaze naturale pe primele locuri în preferințele utilizatorilor din sectorul rezidențial care au adoptat această soluție alternativă la încălzirea centralizată.

Gazele naturale reprezinta o sursă de energie fosilă care au un rol deosebit de important atât in prezent, cât și pentru viitor.

Principalele atuuri ale gazelor natural sunt:
– puterea calorică ridicată a gazelor naturale;
– nivelul scăzut al emisiilor de noxe la ardere;
– disponibilitatea gazelor naturale în anii următori.

Fig. 2.7 a) Fig 2.7 b)

Fig. 2.7 a), b) Modul de alimentare a centralei

Datorită tehnologiei de funcționare în condensare / condensație, potențialul acestei surse de energie poate fi exploatat fără pierderi semnificative. Acest avantaj este garantat, întrucât se utilizează nu numai energia eliberată la ardere, ci și căldura suplimentară obținută prin condensarea vaporilor de apă conținuțti de gazele arse. Astfel, se reduce semnificativ consumul de energie, ceea ce ii conferă acestei tehnici de funcționare cu gaze naturale, în condensare / condensație, un important caracter ecologic.

2.3 Descrierea procesului asociat sistemelor de incăzire

Principiul de funcționare a unei centrale termice în condensație:

Condensarea este un fenomen natural care furnizează mai multă căldură.

Centralele termice cu condensare utilizează cea mai modernă tehnologie în sistemele de incălzire.

Centralele termice cu condensare reprezintă, pe plan mondial, stadiul actual cel mai avansat al tehnologiei în sistemele de incălzire. Astfel, un fenomen natural, procesul de condensare, este utilizat și valorificat în obținerea unor aparate și sisteme de încălzire de înalt randament, cu un consum foarte economic de combustibil gazos si care oferă o protecție maximă a mediului ambient.

Fenomenul de condensare constă în transformarea, prin răcire, a vaporilor de apă în lichid. Inginerii au valorificat principiul condensării în folosul tehnologiei de încălzire. La aparatele și sistemele de incălzire cu condensare, vaporii de apă conținuți în gazele de ardere condensează la suprafata schimbătorului de căldură al aparatului și energia lor remanentă este pusă din nou, sub formă de căldură, la dispoziția sistemului de încălzire.

Fig 2.8 Circuitul hidraulic într-un cazan termic

Randamentul cel mai ridicat

La centralele termice tradiționale, așa numitele sisteme de încălzire "de joasă temperatură", se atinge, datorită unor tehnici de ardere perfecționate, un randament înalt, adică un grad foarte ridicat de utilizare a energiei introduse în sistem, respectiv pierderile de caldură ale centralei sunt extrem de reduse. Cu toate acestea, există totuși, într-un procent limitat, o anumită cantitate de caldură, continută în gazele arse, care se pierde odată cu evacuarea gazelor pe coșul de fum. In funcție de modul de exploatare, centralele termice traditionale, de joasa temperatura, ating un randament de pana la 94%, raportat la puterea calorifica superioara a combustibilului.

Spre deosebire de sistemele tradiționale, centralele termice cu condensare utilizează și cea mai mare parte a căldurii conținute în gazele de ardere, sistemul reușind astfel să atingă un grad de utilizare a energiei (randament raportat la puterea calorifică inferioară a combustibilului gazos) de până la 109%.

In timpul arderii, hidrogenul conținut de gaze se combină cu oxigenul din aer formând vaporii de apă. Energia termică a vaporilor de apă este pierdută în cazul instalațiilor obișnuite de încălzire, deoarece vaporii sunt eliminați prin coșul de fum. Spre deosebire de instalațiile obișnuite, centralele în condensare folosesc această energie dirijând vaporii de apă în echipament, îi condensează și transferă căldura de condensare obținută circuitului de încălzire. Acest proces este facilitat de schimbătorul de căldură economic al centralei pe gaz în condensare. Instalarea acestuia este conditionată de disponibilitatea unui coș de fum rezistent la umiditate sau a unor accesorii speciale pentru gaze arse. O centrală termică în condensație este ideală pentru imobilele încălzite prin instalație de încălzire prin pardoseală și pentru imobilele încălzite cu radiatoare din tablă de oțel sau aluminiu (în condițiile în care aceste radiatoare sunt dimensionate corect pentru a fi folosite împreună cu o centrală termică în condensațtie, adică dimensionarea lor să fie făcută în funcție de puterile declarate de producător, astfel încât gradul de utilizare al centralei termice în condensație să fie cât mai ridicat și deci un consum de energie / combustibil mai scăzut).

Fig. 2.9 Schema hidraulică a unei centrale termice în condensație

Centrala termica murală:

Centrala termică murală este o centrală de apartament care se montează pe perete.

Fig. 2.10 Componentele unei centrale murale:

Fig. 2.11 Schema hidraulică a unei centrale murale

2.4 Probleme existente la sistemele de încălzire

Instalarea,punerea în funcțiune, service-ul, întreținerea și verificarea tehnică periodică a centralei trebuiesc efectuate conform normelor în vigoare și instrucțiunilor producătorului, exclusive de către personal autorizat ISCIR. O instalare greșită poate cauza daune persoanelor,sau bunurilor imobilului.

Intreținerea trebuie efectuată de personal tehnic autorizat ISCIR, reprezentând în acest sens o garanție de calificare și de profesionalitate. Aparatul trebuie utilizat doar în scopul pentru care a fost proiectat. Orice altă utilizare este considerată improprie și deci periculoasă. Inainte de instalarea aparatului este indicat să se verifice dacă produsul este în stare bună. In vecinătatea centralei nu trebuie să se găsească nici un obiect inflamabil( hârtie, plastic, haine, polistiren).

In cazul unor anomalii, defecțiuni sau funcționării necorespunzătoare, centrala trebuie oprită și trebuie chemat un technician de service autorizat care are la dispoziție piese de schimb originale și pregătirea necesară.

Dezavantajele unei centrale termice pe gaz în condensare

dependența de rețeaua de gaze. Prețul plătit pe gaz va crește simțitor, astfel în timp costurile cu încălzirea vor fi substanțiale

gazul metan este un combustibil neregenerabil și extragerea sa este dăunătoare mediului.

prețul instalației de încălzire (climatizare) este ridicat deoarece pentru a obține un randament bun este necesară funcționarea până in 52 grade Celsius. Asta înseamnă că dacă se optează pentru încălzirea prin radiatoare, acestea trebuie să fie dimensionate corespunzător. O alegere bună ar fi o instalație de încălzire prin pardoseală, însă aceasta nu este eficientă dacă este montată sub pardoseala de lemn.

nu poate fi folosită pentru climatizare pe timp de vară

2.5 Formularea problemei monitorizării centralei termice abordată în lucrare

Monitorizarea centralelor termice se poate face în mai multe moduri:

comanda manuală

comanda cu ajutorul internetului

comanda total automată prin PLC

Comanda manuală se efectuează de către un operator de fiecare dată când este necesară o modificare în setările de funcționare a centralei. Reglarea manuală se poate face în general din comenzile de setare ale centralei.

Butoanele de comandă sunt folosite pentru diagnoza și reglarea parametrilor centralei.

Un comutator este disponibil pentru reglarea temperaturii agentului termic

Un manometru pentru reglarea presiunii agentului termic.

La comanda automată toate aceste comenzi se pot efectua de la distanță cu ajutorul dispozitivelor. Comanda la distanță poate fi utilă persoanelor mult prea ocupate sau cu un program foarte încărcat și care apreciază tehnologia.

Comanda prin internet:

Clienții care optează pentru acest serviciu pot accesa și controla setările de temperatură din locuința lor de oriunde și în orice moment.

Lansarea acestui serviciu se adresează clienților care utilizează în mod obișnuit mediul digital și doresc atât un plus de confort cât și o eficientizare a consumului de gaze naturale.  Acesta permite monitorizarea și controlul centralei termice de la distanță prin dispozitive mobile (tabletă, smartphone, laptop). Simple și intuitive, aplicațiile pot fi utilizate pentru a controla cazanul sau pentru a afișa parametrii de funcționare ai acestuia pe tabletă, smartphone sau laptop. Nu trebuie decât instalat kitul opțional de transmitere prin wi-fi în interiorul panoului de comandă pentru a comunica de oriunde cu placa electronică a centralei.

Fig 2.12 Comanda prin internet a centralei

Comanda total automată prin PLC:

Centralele termice care folosesc comanda prin PLC sunt costisitoare, de aceea clienții care preferă această soluție de încălzire sunt de obicei utilizatorii industriali. Pentru acest tip de comandă, cel mai cunoscut PLC este cel de la Siemens. In funcție de complexitatea cerințelor, pot exista mai multe tipuri de echipamente PLC. Cel mai potrivit pentru comenzile și monitorizarea setărilor unei centrale termice este Siemens S7 200.

Descrierea și utilizarea PLC-urilor în monitorizarea proceselor

3.1 Generalități

La începuturile dezvoltării industriei se punea accent pe acțiunea omului, fiind singurul capabil să controleze un sistem. În prezent ingineria a evoluat foarte mult și se pune mare preț pe electricitate și pe aplicațiile ce se pot realiza cu ajutorul acesteia; spre exemplu se pot controla sisteme, control realizat prin implementarea releelor – aceste relee fac posibilă pornirea și oprirea energiei electrice fără utilizarea unui întrerupător mecanic. În mod normal releele sunt folosite pentru a realiza decizii logice simple.

Dezvoltarea industriei calculatoarelor și a tehnologiei a dus la apariția PLC-urile(Programmable Logic Controller). PLC-ul oferă posibilitatea de a simula în timp real mai multe procese industriale; aceste simulări fiind extrem de utile deoarece prin intermediul lor se pot descoperi si preveni în timp real defecțiuni, evenimente neplăcute, blocaje ale sistemului etc.

PLC – Programmable Logic Controller

Un controler logic programabil, denumit PLC (Programmable Logic Controller) sau controler programabil, sau automat programabil – AP, este un dispozitiv de tipul unui computer utilizat pentru a controla procesele din mediul industrial. Astfel de procese, pe care PLC-urile le pot controla, sunt foarte variate cum ar fi: sisteme de transport (transportor), mașina din industria alimentară, liniile de asamblat autovehicule.

Conform definiției NEMA (National Electrical Manufacturers Associations), un PLC este soluția bazată pe un microprocesor care utilizează modulele de intrare conectate la senzori pentru a citi starea sistemului controlat, schimbarea task-ului de analiză a stării sistemului și clarificarea acțiunilor consecutive și în sfârșit, utilizează modulele de ieșire pentru a dirija conductorii și dispozitivele de acționare. De aceea, task-ul software a PLC-ului constă din calcularea valorilor de ieșire corecte oferind o imagine a valorilor de intrare.

Arhitectura PLC-ului poate fi schematizată în Figura III-1. Unitatea centrală este în general, bazată pe un singur procesor dar pentru aplicațiile complexe este disponibil multiprocesorul. Majoritatea PLC-urilor au o magistrală unică, comună cu UCP-ul, memoria și interfețele. Evoluția controler-ului este în direcția soluțiilor multimagistrală (multibus) unde, în particular, canalele de I/O au propria lor magistrală serială sau paralelă.

Unitatea de depanarea și programare a PLC-ului este, de obicei, un dispozitiv extern, întinzându-se de la o tastatură dedicată cu un display mic până la un Computer Personal (PC).

Modulele de intrare/ieșire (I/O) convertesc semnalele provenite de la senzori într-un format digital și generează semnale electrice proporționale cu valorile digitale de la variabilele de ieșire stocate în memoria PLC-ului. Semnalele înlocuite între sistem și control pot fi discrete sau analogice.

Sunt câteva criterii de selecție a PLC-ului corespunzător pentru o aplicație dată. Tipic, clasa PLC-ului este definită de către numărul maxim de semnale de I/O care sunt capabile să comande și să conducă. Un alt criteriu, care este foarte important, este viteza de calcul a PLC-ului, capabilitatea de luare a deciziei corecte într-un interval de timp precizat.

Fig 3.1 Arhitectura PLC- ului

Evoluția tehnologică în electronică și în știința calculatoarelor tinde spre arhitecturile hardware/software mult mai sofisticate, capabile să garanteze un timp de reacție mult mai scurt și o siguranță intrinsecă mult mai bună.

Într-un sistem de control industrial tradițional, toate dispozitivele de control sunt cablate direct fiecare cu fiecare în conformitate cu modul cum trebuie să lucreze sistemul controlat. Oricum, într-un sistem cu PLC, acesta înlocuiește cablarea dintre dispozitive. Astfel, înainte de a fi cablat direct fiecare cu fiecare, tot echipamentul este cablat la PLC. Atunci, programul de control din interiorul PLC-ului prevede ”cablarea” conectării dintre dispozitive. Un program de control este un program de calculator stocat în memoria PLC-ului care instruiește PLC-ul despre ce urmează ca să se întâmple într-un sistem. Utilizarea PLC-ulul pentru a oferi cablarea legăturilor dintre dispozitivele sistem este denumită softwiring (cablare software).

Avantajele utilizarii PLC-urilor

Avantajul softwiring-ului (cablării software) provenit de la controlerele programabile este nemaipomenit. De fapt, este unul dintre cele mai importante lucruri oferit de PLC-uri. Cablarea software permite ca modificările într-un sistem de control să fie ușoare și ieftine. Dacă se dorește ca un dispozitiv dintr-un sistem cu PLC-uri să funcționeze diferit sau să aibă controlul asupra unui element de proces diferit, tot ceea ce trebuie făcut este să se schimbe programul de control. Într-un sistem tradițional, această modificare implică o schimbare a cablării fizice dintre dispozitive, un cost și o pierdere de timp.

PLC-urile oferă și alte avantaje pe lângă sistemele de control tradiționale, cum ar fi:

Siguranță mai mare;

Necesitatea unui spațiu mic pentru implementare;

Posibilitatea implementării de operații matematice;

Costuri reduse;

Abilități de a rezista la un mediu aspru;

Dezvoltare.

Structura unui PLC

De fapt, un PLC este alcătuit din două elemente:

Unitatea centrală de prelucrare;

Sistemul de intrare/ieșire.

Unitatea centrală de prelucrare (UCP) este partea controlerului programabil care extrage, decodează, stochează și procesează informația. De asemenea, execută programul de control stocat în memoria PLC-ului. În esență, UCP-ul este “creierul” controlerului programabil. UCP-ul are trei părți:

Procesorul;

Sistemul de memorare;

Alimentarea.

Procesorul este partea din UCP care codează, decodează și calculează date. Sistemul de memorare este partea din UCP care stochează atât programe cât și date de control pentru echipamentul conectat la PLC. Memoria PLC-ului este împărțită în trei spații: spațiul de sistem, spațiul de program și spațiul de date. Spațiul de sistem conține programe instalate de către fabricant (sistemul de operare, modulele de diagnosticare și simulare). Spațiul de program conține codul de control scris de către programator. Spațiul de date stochează toate variabilele utilizate de către programul de aplicație.

Alimentarea este acea parte care furnizează PLC-ului tensiunea și curentul de care are nevoie pentru a funcționa.

Fig 3.2 Structura Unității Centrale de Prelucrare

Sistemul de intrare/ieșire (I/O) este partea din PLC la care sunt conectate toate dispozitivele din câmp. Dacă UCP-ul poate fi gândit ca un creier al PLC-ului, atunci sistemul de I/O poate fi gândit ca fiind mâinile și picioarele PLC-ului.

Sistemul de I/O constă din 2 părți principale:

Cadrul de montare (rack-ul);

Modulele de intrare/ieșire (I/O).

Cadrul este o cutie cu sloturi înăuntru care este conectat la UCP.

Modulele de intrare/ieșire sunt dispozitive cu terminale de conectare la care sunt legate dispozitivele din câmp. Împreună, cadrul și modulele de I/O alcătuiesc interfața dintre dispozitvele din câmp și PLC. Când se setează corect, fiecare dintre modulele de I/O este atât cablat la dispozitivele din câmp corespunzătoare cât și instalat într-un slot din cadru. Aceast lucru creează o conectare fizică între echipamentul din câmp și PLC. La unele PLC-uri mai mici, cadrul și modulele de I/O sunt încapsulate într-o singură unitate.

Fig 3.3 a) Rack de conectare Fig 3.3 b) Modul I/O Fig 3.3 c) Rack cu modul I/O module I/O conectat

Toate dispozitivele de câmp conectate la PLC pot fi clasificate în una din două categorii:

de intrare;

de ieșire.

Intrările sunt dispozitivele care transmit un semnal/dată la un PLC. Exemple tipice de intrări sunt butoanele de acționare, întrerupătoarele și dispozitivele de măsurare.

Ieșirile sunt dispozitivele care așteaptă un semnal/dată de la PLC pentru a efectua funcțiile de control. Semnalizările luminoase, hupele, motoarele și valvele sunt toate bune exemple de dispozitive de ieșire.

Fig 3.4 Conexiunea PC-ului cu PLC-ul

Funcționare PLC

Funcția de bază a unui automat programabil este aceea de scanare continuă a stărilor programului. Prin scanare se ințelege verificarea continuă a condițiilor programului într-o perioadă de timp. Acest proces de scanare a stărilor se compune din trei pași:

Testarea intrărilor. Pentru început PLC-ul testează fiecare intrare cu intenția de a depista care este în starea “ON” și care este în starea “OFF”. Cu alte cuvinte, PLC-ul verifică dacă este conectat vreun senzor sau comutator la intrări. După aceea, acest pas este memorat și va fi folosit în următorul pas.

Executarea programului. Aici PLC-ul execută programul, instrucțiune cu instrucțiune. Cunoscând starea intrărilor obținută din pasul precedent, atunci programul va executa pașii necesari. Reacția executării unui pas se poate observa prin activarea unei ieșiri, care poate fi memorată și utilizată în pasul următor.

Verifică și corectează starea ieșirilor. In pasul final, PLC-ul verifică starea ieșirilor și corectează, dacă este cazul, aceste erori, utilizându-se de logica programului.

Familia de PLC-uri S7-200

1. Privire de ansamblu asupra automatelor programabile din familia SIMATIC.

Fig 3.5 Privire de ansamblu

2. Prezentare generală

Seria S7-200 reprezintă o linie de micro-PLC (micro – programmable logic controller)

care poate controla o diversitate de aplicații de automatizare.

S7-200 are un design compact, cost redus și un vast set de instrucțiuni, toate aceste

avantaje făcând din S7-200 soluția perfectă pentru controlul de aplicații mici.

Fig 3.6: S7-200 detalii Fig 3.7: Module: ceas și baterie, memorie suplimentare suplimentară

Fig 3.8: Modulul CPU de bază + modulul de extensie

Fig.3.9: Module de extensie

Fig 3.10: Modalitatea de adăugare a modulelor de extensie

Obiective:

Instalarea și realizarea legăturilor

Ințelegerea operațiilor CPU, tipuri de date, modurile de adresare, ciclul de

memorie,protecția prin parola și comunicația rețelei.

Specificații

Descrieri și exemple pentru Simatic instrucțiuni de programare

Fig 3.11 Conexiunea serie prin cablu PPI

S7-200 pune la dispoziția utlizatorului o gamă largă de procesoare:

221 CPU

222 CPU

224 CPU

S7-200 poate fi conectat la mai multe module opționale, el fiind format în principal din

unitate centrală de procesare (CPU), sursa de tensiune și modulul de intrări ieșiri.

CPU-ul execută programele și memorează datele pentru controlul task-ului. Sursa de tensiune furnizează energia necesară pentru modulul de bază și modulele suplimentare. Numărul de module de intrări/ieșiri se poate mări, folosind module suplimentare. Intrările monitorizează semnalele de la dispozitivele de câmp( senzori, switch-uri) și ieșirile controlează elementele de execuție (pompe, motoare). Portul de comunicație permite conectarea CPU-ului la dispozitive de comunicare. CPU-ul dispune de asemeni de leduri ce indică: starea RUN/ STOP, starea curentă a intrărilor / ieșirilor, detectare erori.

CPU dispune și de un ceas în timp real precum și de o memorie EEPROM ce memorează/ transferă programe între CPU.

Medii de dezvoltare

HMI (Human Machine Interface)

O interfață om-mașină (HMI) reprezintă dispozitivul de intrare/ieșire prin care operatorul controlează procesul și care prezintă date de proces la același operator. HMI este de obicei legat de bazele de date ale sistemului LADDER DIAGRAM și programe software, pentru a oferi date de diagnostic, precum și de gestionare a informațiilor, cum ar fi procedurile de întreținere programate, informații logistice, scheme detaliate pentru un anumit senzor sau mașină și ghiduri de depanare expert-sistem.

Ladder diagram

Fig 3.12 Ladder diagram

In decursul timpului, încă de la apariția PLC-urilor, s-au prezentat mai multe soluțtii de programare a automatelor programabile – cea mai populară soluție fiind programarea in “ladder diagram”. Ca atare, în prezent, majoritatea automatelor programabile sunt programate în “ladder diagram” (schema de relee), ceea ce nu este o simbolistică aparte.  Acest mod de programare era mult mai ușor de ințeles atât de electricieni cât și de tehnicieni, Pentru că simbolurile aparatelor și contactelor acestora erau foarte similare cu cele din schemele clasice de automatizare.Ladder diagram consta dintr-o linie verticală, și una sau mai multe linii orizontale, pe care se inseriază, spre exemplu: contactele de intrare, ieșire și anumite elemente logice de program. Linia din partea stângă se numește “bus bar” iar linia orizontală este linia de instrucțiuni. Pe linia de instrucțiuni se dispun elementele logice ale programului (contacte normal-inchise, normal-deschise, porți logice, contactoare etc). Combinând mai multe condiții sau elemente logice pe linie, se poate determina care instrucțiune urmează să se execute și în final care element de ieșire îl poate comanda.

Fig 3.13

Prezentare generală a mediului de programare MicroWin S7

Interfața de programare pentru S7-200 se numeste Step 7 – Micro/Win 32.

Fig 3.14 Interfața cu utilizatorul

Conectarea S7-200 la PC se realizează folosind un cablu PC/PPI. PPI reprezintă acronimul de la Point to Point Interface.

• Starea poziției pinilor care determină rata de transfer (pinii 1, 2 si 3 dau rata de

transfer, iar pinii 4 si 5 trebuie sa fie 0).

• Capătul lui RS-232 se conectează la PC (com1 si com2)/USB

• Capătul RS-485 se conectează la S7-200

Fig 3.15 Modalitatea de conectare a PLC-ului la CPU printr-un cablu PPI

Mediu de dezvoltare programe de aplicație pentru echipamentele Siemens din clasa 200

Fig 3.16

MicroWIN SP1.

– Incărcare prin icoana

– Incarcare prin apel RUN:

"C:\Program Files\Siemens\STEP 7-MicroWIN 32\Bin\microwin.exe"

Fig 3.17 Meniu principal:

-Opțiunea File:

-Opțiuni de configurare ecran

Fig. 3.18 Alcatuirea unui proiect nou

Cele trei limbaje standard ale lui Step 7 sunt:

• Ladder Logic (LAD)

• Statement List (STL)

• Function block diagram (FBD)

Fig 3.19 Limbajele standard de programare

Pentru scrierea programului se face dublu click pe componenta OB 1, ce apare în partea dreaptă la selectarea directorului Blocks.

Fig. 3.20 Circuit serie în Ladder Logic

Fig 3.21 Circuit paralel în Ladder Logic

Cum se transferă un program în PLC:

Se încarcă proiectul File-> Open -> nume-> Open

Se stabilește tipul automatului PLC -> Type -> OK

Se stabilesc parametrii de comunicare PLC -> Type -> Comunications -> PC/PPI -> Properties -> Local Communications -> Ok…

Se pornește PLC-ul și se comută butonul pe Terminal

Se stabilește comunicația View -> Communications -> Double click- se așteaptă răspuns cu adresa de conexiune.

Se transferă programul în PLC prin File -> Download

Simulatorul execută o compilare generală, dacă nu sunt erori, programul de aplicație este transferat în PLC, care a fost trecut în mod STOP

Pentru execuția programului, automatul programabil se trece in regim RUN

Cum se incarcă un program din PLC:

Se incarcă proiectul File -> Open -> nume -> Open

Se stabilește tipul automatului PLC -> Type -> OK

Se stabilesc parametrii de comunicare PLC -> Type -> Comunications -> PC/PPI -> Properties -> Local Communications -> Ok…

Se pornește PLC-ul și se comută butonul pe Terminal

Se stabilește comunicația View -> Communications -> Double click- se așteaptă răspuns cu adresa de conexiune.

Se preia programul din PLC prin File -> Upload

Simulatorul transferă în memoria calculatorului programul de aplicație iar acesta poate fi salvat cu opțiunea Save (Meniu File)

Win CC

WinCC este un sistem HMI, rulat sub sistemul de operare Microsoft Windows 2000 sau Windows XP. HMI vine de la "Human Machine Interface", adică interfața dintre om

(operatorul) și mașină (procesul).Controlul efectiv asupra procesului se realizează de către sistemul de automatizare. WinCC comunică atât cu operatorul cât și cu sistemul de automatizare.

WinCC Mediu de dezvoltare proiecte / configurare

Pentru a dezvolta și a configura proiecte, mediul de dezvoltare WinCC este prevăzut

cu editoare speciale, care pot fi accesate de la WinCC Explorer. Cu fiecare editor, un subsistem specific de WinCC este configurat.

Crearea unui proiect în WinCC Flexible

Se creează un nou proiect cu ajutorul opțiunii Project Wizard

Fig 3.22 Crearea unui proiect nou

Se alege tipul de proiect Small Machine și se integrează proiectul STEP7 apăsând butonul Browse, apoi selectând sursa.

Fig 3.23 Legătura directă PLC

Se alege tipul de dispozitiv HMI, se selectează rezoluția ecranului, tipul de conexiune și seria din care face parte PLC-ul.

Se apasă Next până se ajunge la configurarea modului de navigare.

. Fig 3.24 Mod de navigare ecrane

Se adaugă librăriile necesare , se apasă din nou Next apoi Finish.

Fig. 3.25 Pasul Final

Subsistemele importante ale WinCC sunt:

Subsistemul de grafică – editor pentru crearea ecranelor este Designer Grafică.

Subsistemul de alarmă – editor pentru configurarea alarmelor este numit log de alarmă.

Subsistemul de arhivare – redactor pentru specificarea datelor care urmează să fie arhivate

Subsistemul de raport – editor pentru crearea layout raportul este Report Designer.

Subsistemul de comunicare – este configurat direct în Explorer WinCC.

Toate datele de configurare sunt stocate în baza de date CS

Runtime WinCC

Cu software-ul de runtime (execuție), operatorul poate executa și monitoriza

procesul. Programul de execuție are următoarele atribuții

• Citirea datelor stocate în baza de date CS.

• Afișarea pe ecrane.

• Comunicarea cu sisteme de automatizare.

• Arhivarea datelor de rulare actuale, cum ar fi valorile de proces și evenimente de

alarmă.

• Rularea unui proces, de exemplu, prin intermediul unor puncte de referință

specificate sau prin activare / dezactivare.

Descrierea aplicației de monitorizare

4.1 Structura aplicației

Aplicația monitorizării și controlării unei centrale termice într-un spațiu industrial constă într-un panou de comandă care supraveghează buna funcționare a sistemului de încălzire și ajustează și preîntîmpina eventualele probleme.

Interfața cu utilizatorul permite comanda manuală sau automată a sistemului de climatizare în funcție de temperatura din interior, pornirea manuală sau automată a centralei termice în funcție de temperatură.

Schema de principiu și schema electrică

Montajul experimental este alcătuit din:

-PLC Siemens S7-200;

-surse de alimentare Meanwell MDR-20-24; 20-12 -2 buc;

– senzori de temperatură (senzor interior), (senzor exterior);

– Termorezistență;

– electroventil;

– siguranță automată;

– relee cu bobină la 24 v – 2 buc;

-contactor static Omron;

-convertoare termorezistența PT100 – 4…20mA – 2 buc;

– Led 12-30V, 5-14mA –5 buc;

– Cooler;

– Cartela analogică;

-Stand din OSB;/

-Panou de comandă din plexiglas;

– Cablu Siemens PC/PPI;

Fig 3.26 Montajul experimental.

Fig 3.27 Montajul experimental.

Schema electrică 2

Interfața aplicației cu utilizatorul:

Interfața cu utilizatorul permite comanda manuală sau automată a sistemului de climatizare în funcție de temperatura din interior.

Fig 3.3 Ecranul principal al aplicației

În Fig 3.3 este prezentat ecranul principal al aplicației.

Butonul nr. 1 permite pornirea centralei in modul automat.

Butonul nr. 2 permite accesarea totală a managementului centralei, și modificarea parametrilor de către utilizator la orice moment.

Pornirea centralei termice în modul automat:

Fig 3.4 Pornirea centralei termice în modul automat:

Butonul nr.1 indică temperatura actuală a termorezistenței;

Butonul nr.2 permite setarea pragului minim a temperaturii de funcționare a centralei termice;

Butonul nr.3 permite setarea valorii maxime de funcționare a centralei termice;

Butonul nr.4 permite alimentarea centralei cu gaz in funcție de cerințe, și indică in timp real consumul de gaz necesar funcționării optime a centralei. La pornire, consumul de gaz este ridicat, dar acesta va scădea treptat odata ce se stabilizează temperatura.

Butonul nr.5 poate fi acționat în orice moment, atât in modul manual cât și in modul automat atunci când apar nereguli in rețeaua de încălzire sau când centrala nu funcționează conform standardelor cerute de către utilizator.

Butonul nr. 6 se acționeaza în condițiile în care centrala își indeplinește atribuțiile cerute și ajunge la temperatura prestabilită.

Butonul nr. 7 permite ieșirea din modul Automat/ Manual. După acționarea lui se ajunge la pagina principală.

Pornirea centralei termice in regim manual:

Fig. 3.5 Pornirea centralei termice in regim manual:

In modul manual, utilizatorul poate porni sau modifica toți pașii pe care-i efectuează centrala termică.

Butonul nr. 1 indică temperatura actuală a termorezistenței și poate fi modificată la valoarea dorită.

Butonul nr. 2 reprezintă turbina de aer fără de care funcționarea centralei nu se poate realiza.

Butonul nr.3 reprezintă pompa de apă, aceasta furnizează umplerea și circularea hidraulică a circuitului (boiler, conducte, calorifere,etc.)

Butonul nr.4 reprezintă pompa de gaz atomizat cu oxigen pentru efectuarea arderii.

După efectuarea acestor pași, prin apăsarea butonului nr.5, flacăra pilot se va activa, pornind flacăra de veghe.

Butonul nr. 6 reprezintă alimentarea cu gaz natural.

Prin apăsara butonului nr . 7 flacăra se va declanșa, centrala pornind cu flacăra mare.

Butonul nr. 8 indică temperatura instantanee din cazan.

Butonul nr. 9 indică consumul instant de gaz cu care funcționează centrala. La pornire, consumul este mare, iar la stabilizarea temperaturii, consumul va scădea.

Butonul nr. 10 indică capacitatea la care funcționeaza centrala, până atinge temperatura dorită de utilizator centrala funcționează la capacitate maximă, apoi după atingerea temperaturii dorite, flacăra mare de ardere se va opri , și va scădea si capacitatea de funcționare.

Butonul nr.11 poate fi acționat în orice moment, atât în modul manual cât și in modul automat atunci când apar nereguli in rețeaua de incăzire sau când centrala nu funcționează conform standardelor cerute de către utilizator.

Butonul nr. 12 permite ieșirea din modul Automat/ Manual. Dupa acționarea lui se ajunge la pagina principală.

4.3 Logica de programare

Limbajul FBD este un limbaj ce utilizează elemente grafice. Un program FBD este alcătuit din blocuri de funcții elementare, conectate intre ele prin linii de legatură. Programul se execută de sus in jos și de la stânga la dreapta. Fiecare bloc are un număr de intrări și ieșiri, prezentate în continuare, respectiv în anexa 1.

Concluzii

Principalul obiectiv al automatizării este acela de a îmbunătăți viața omului, să preia de la acesta activitățile grele și monotone, să crească productivitatea proceselor și să ridice calitatea produselor cu o micșorare corespunzătoare a costurilor.

Am ales să realizez această temă pentru proiectul de diplomă deoarece cred că automatizarea reprezintă viitorul în orice domeniu tehnologic, aplicând electronica în toate procesele de producție și folosind facilitățile acesteia, la orice nivel. Cred că și aplicația pentru monitorizarea și controlul unei centrale termice pe care am realizat-o este un sistem automatizat destinat îmbunătățirii activității și vieții omului.

În această lucrare a fost prezentat un mod prin care se poate realiza monitorizarea unei centrale termice, folosind un automat programabil destinat în principal mediului industrial.

Automatul programabil care se utilizează în procesele automatizate poartă denumirea de PLC ( Programmable Logic Controller). PLC-ul nu este numai un simplu microprocesor, ci mai degrabă este asemănător cu un calculator, deoarece are propriul său sistem de operare și conține intrări și ieșiri ușor de accesat de către utilizator. Prin urmare, acesta este un dispozitiv de bază în tot procesul, deoarece substituie omul cu foarte mult succes.

Monitorizarea automată este foarte importantă în ziua de azi, când trăim într-o lume din ce în ce mai sigură, precisă și tot mai tehnologizată. Utilizarea sistemului de monitorizare și control asigură o securitate sporită și un grad de confort mărit, la un preț relativ ridicat, pentru utilizatorul casnic, dar amortizându-se in timp.

Investiția devine competitivă pentru clienții industriali.

Prin urmare, automatizarea a ajutat industria de toate felurile să ajungă la un nivel foarte înalt de eficiență și performanță, iar prin intermediul acestei aplicații am reușit să creez un sistem automat de monitorizare și control a unei centrale termice, cu ajutorul unui PLC Siemens S7-200.

REZUMAT:

Această lucrare are scopul de a prezenta facilitățile unui sistem complet automatizat și de a evidenția necesitatea folosirii acestuia în optimizarea proceselor.

În acest proiect este prezentat procesul de automatizare a unei centrale termice. Lucrarea este alcătuită din 5 capitole:

În primul capitol este prezentat modul de abordare al temei care va fi analizat in cadrul acestei lucrări. Tema se numește: Proiectarea sistemului de monitorizare și control a unei centrale termice într-un spațiu industrial. Aceasta foloseste un PLC Siemens S7-200.

În capitolul 2 sunt prezentate tipurile sistemelor de încălzire existente pe piață și utilizarea eficientă a acestora. Ea este influențată de localizarea spațiului industrial și de proprietățile centralei.

Capitolul 3 cuprinde o descriere a PLC-ului Siemens S7-200, PLC ce va fi utilizat pentru realizarea procesului de automatizare a centralei termice. Acest capitol cuprinde schema bloc a unui PLC, componentele generale ale PLC-ului S7-200, descrierea memoriei, prezentarea generală a limbajului de programare LADDER, descrierea procesului de automatizare și realizarea programului folosind STEP 7 Micro/WIN.

Următorul capitol cuprinde structura si aspectul proiectului și prezintă modul de funcționare al acestuia. De asemenea este prezentată interfața cu utilizatorul, schema electrică și schema de principiu a montajului, cât și limbajul de programare.

Ultimul capitol prezintă eficiența economică, modul în care evolueaza procesele tehnologice care au la bază sisteme automate.

Summary:

This project has the purpose to show the advantages of totally automatic system and the need of using it in process optimising.

This project is about automatic processes of central heating and it contains 5 chapters.

The first one is about the way I approached the theme of this project. It is called ,,Designing the monitoring and controlling system of a central heating in an industrial space,,. This one is using a PLC (Programable Logic Controller) from Siemens model S7-200.

In the second chapter are presented all the types of heaters that are on the market and shows you how to use them effectively. That depends of the thermal control properties and where the industrial space is located.

Chapter 3 describes the PLC S7-200 wich is going to be used for realizing automatic processes of thermal heating.

This chapter contains this block diagram of the PLC, general components of S7-200, the memory description, general presentation of LADDER programming language and automated process and production of STEP 7 Microwin, the program I used.

The next chapter contains the structure and appearance of the project and it presents how the project work also, it presents the user interface , the schematic diagram o the assembly and the wiring diagram and of course, the programming language.

The last chapter is about economic efficiency and how increased the technical processes bassed on automatic systems.

Bibliografie:

[1] I.J.W. Webb, R.I. Reis- Programmable Logic Controllers; Prentice Hall, 2000;

[2] Corneliu Lazar, Ingineria reglării automate. Vol.1, 1998;

[3] *** http://www.aplicatii-automatizari.com;

[4] Siemens “ Programming with Step 7-200”, Manual;

[5] Siemens “ Simatic S7-200 Programmable Controller System Manual”;

[6] Siemens “ Simatic HMI, Wincc Flexible 2007 Micro” Manual;

[7] Siemens “ Simatic HMI, Wincc Flexible 2007 Compact/ Standard/ Advanced” Manual;

[8] Curs Bazele electrotehnicii, UPG Ploiesti;

http.//vechi.upg-ploiesti.ro/col/BE/CAPITOLUL%2010.pdf

[9] Bucur, Cristian, Fundamentele electronicii digitale, Editura UPG Ploiesti, 2010.

[10] Moise, Adrian, Automate programabile. Proiectare. Aplicatii. Editura MatrixRom, Bucuresti, 2004.

[11] Manual utilizare PLC Siemens S7-200

[12] Laborator Programmable Logic Controller, Facultatea de Inginerie electrică și știința calculatoarelor, Universitatea Stefan cel Mare Suceava, www.eed.usv.ro

[13] http.//centrale termice.ro

Anexa 1: Sursa programului