Automatizarea Sistemului de Alimentare cu Apa

4.AUTOMATIZAREA SISTEMULUI DE ALIMENTARE CU APĂ

4.1 DESCRIEREA FUNCȚIONĂRII APLICAȚIEI

Aplicația prezentată î-și propune să asigure controlul și supravegherea automată a unui sistem de alimentare cu apă industrial, prevăzut să lucreze cu ajutorul a 3 turbo pompe de suprafață care captează apa din trei puțuri diferite.

Acestea puțuri sunt forate, fiecare având adâncimea de 35 m și sunt prevăzute cu sesizor de prezență apă, montat la un nivel al apei din puț la care să se poată realiza absorbția apei în condiții optime și sigure. Senzorii de prezență apă, au rolul de-a oferi în orice moment sistemului, informații referitoare la prezența/lipsa apei din puțul respectiv.

Utilitatea acestor sesizori se reflectă în faptul că, asigură atât protecția motorului electric de antrenare al pompei, cât și a întregului sistem de pompare, nepermițându-i să funcționeze fără apă în puț, prin deschiderea unui contact normal închis atunci când sesizează lipsa apei.

Sistemul de pompare este compus dintr-un ansamblu complex de conducte, prin care se asigură captarea, transportul și evacuarea apei către consumatorul industrial, un bazin tampon, cu rol de-a suplimenta în caz de nevoie cantitatea de apă necesară consumului pentru o perioadă de timp scurtă (atât timp cât o pompă este defectă, sau este oprită pentru revizie), asigurând suplimentarea debitului numai cu jumatate din volumul său, deoarece rolul bazinului tampon este de a asigura cantitatea de apă necesară stingerii unui eventual incediu, cumulat cu apariția simultan, a unei avarii la rețeaua de alimentare cu energie electrică, avarie care nu ar permite funcționarea pompelor datorită imposibilității asigurării tensiunii de alimentare.

Bazinul este prevăzut cu o vană care poate fi acționată “automat“ sau “manual“, astfel putând fi asigurată apa necesară pentru lichidarea eventualului incendiu apărut.

Controlul sistemului de pompare, este asigurat de către un senzor de presiune montat pe conducta principală de refulare, care are rolul de a monitoriza permanent nivelul presiunii pe coloană, generând un semnal analogic a cărui valoare este prelucrată de PLC și apoi transformată în comenzi de cuplare/decuplare pompe.

Logica de comandă este realizată cu ajutorul softului Step 7 produs al firmei Siemens și cuprinde 2 blocuri de organizare “OB1 și OB30“, 4 funcții de control “ FC1, FC2, FC3, FC4“, 2 funcții “FC105, FC106“ de control nivel presiune, (cu rol de scalare si descalare a semnalului analogic primit de la senzorul de presiune).

În blocul de organizare “OB1“ sunt apelate toate cele 4 funcții “FC1,FC2,FC3,FC4“, blocul “OB30“ fiind folosit pentru obținerea unui semnal impuls de tip “clock“, necesar pentru secvența de contorizare timp funcționare pompe.

Cele 4 funcții de control sunt structurate astfel :

FC1 – logica de comandă și control comună funcționării celor 3 pompe;

FC2 – logica de comandă, control, protecție și semnalizare pentru pompa 1;

FC3 – logica de comandă, control, protecție și semnalizare pentru pompa 2;

FC4 – logica de comandă, control, protecție și semnalizare pentru pompa 3;

Monitorizarea parametrilor electrici și hidro cât și o permanentă informare prin generarea de semnalizări și alarme sonore sau text, a personalului de exploatare și întreținere cu privire la stadiul de funcționare la care se află instalația, sau cu privire la parametrii la care se află/sau ar trebui să se afle, este asigurată cu ajutorul interfeței “HMI“ (“human machine interface“), realizată cu ajutorul softului “WinCC Flexible“ produs al firmei Siemens.

În continuarea capitolului este prezentată descrierea funcțională a comenzilor logice ale sistemului de alimentare cu apă .

Fig.4 Blocurile de organizare și funcțiile aplicației

4.2 CUPLAREA TENSIUNII DE COMANDĂ

Pentru punerea în funcțiune a schemei logice de comandă este nevoie, în primul rând de asigurarea tensiunii de lucru. Aceasta se realizează prin apăsarea pe ecranul interfeței HMI a butonului “cuplat“, având ca efect în Step 7, schimbarea stării din 0 logic, în 1 logic a intrării (I0.0), care realizează ieșirea (Q0.1), prin care se asigură tensiunea generală de lucru a PLC. Deconectarea voluntară a tensiunii generale se face prin acționarea în HMI a butonului “decuplat“ a cărui adresă în Step 7, este (I0.1) realizându-se schimbarea stării logice din 1 în 0, sau prin acționarea butoanelor “reset“ sau “avarie“ al căror efect în aval este același ca și cel al butonului “decuplat“.

Butoanele “cuplat-decuplat“ sunt prevăzute cu interblocaj logic pentru a evita suprapunerea funcționării simultane a secvențelor. În (fig.4.1), este prezentată secvența logică de funcționare Step 7, care asigură “cuplarea-decuplarea“ tensiunii generale de comandă.

Fig 4.1 Secvență cuplare-decuplare tensiune generală

Simultan realizării ieșirii (Q0.1), prin contactele “normal deschise“ ale acesteia, conectate la începutul fiecărei secvențe de comandă, se asigură simultan tensiunea de lucru și funcționarea secvenței de semnalizare “cuplare tensiune generală“ (fig 4.2).

Fig.4.2 Semnalizare “tensiune generală“ cuplată

4.3 SELECTARE REGIMURI DE LUCRU

Funcționarea sistemului de alimentare cu apă se poate face în două regimuri de lucru:

“regim manual“;

“regim automat“.

Cele două regimuri de lucru se pot selecta de pe interfața “HMI“, prin simpla acționare a butonului corespondent regimului dorit: (“manual-automat“). Butoanele sunt prevăzute cu lămpi de semnalizare de culoare verde, care la starea 1 logic se aprind, confirmând astfel modul de lucru ales.

Fig.4.3 Cuplare-decuplare tensiune generală și selectare regim de lucru

4.3.1 REGIMUL DE LUCRU MANUAL

Regimul de lucru “manual“ se poate selecta prin acționarea butonului “manual“ de pe interfața panoului de lucru a utilizatorului. Acest buton are adresa în logica Step 7, intrarea (I0.2) inițial cu stare 0 logic care , devine 1 logic după acționarea butonului și realizează ieșirea (Q2.3).

Contactele ieșirii (Q2.3) sunt conectate în secvențele de funcționare în regim “manual“ a celor 3 pompe, dar și în secvența de semnalizare “regim manual selectat“ (fig.4.5).

Regimul “manual“, permite cuplări-decuplari voluntare ale celor 3 turbo pompe în situația în care condițiile impun acest lucru: (pentru probe, verificări în urma unor avarii sau revizii). Aceste porniri/opriri voluntare se realizează prin acționarea butoanelor “run“ și “stop“ aferente fiecărei pompe, doar după ce a fost selectat regimul “manual“ de funcționare al acestora. Secvența de funcționare manuală este limitată din punct de vedere al complexității, având active protecțiile minime esențiale pentru funcționarea pompelor.

În (fig. 4.4) este prezentată secvența de selectare “regim manual“, iar în (fig.4.5) este prezentată semnalizarea care confirmă acest lucru.

Fig.4.4 Selectare regim de lucru manual

Fig.4.5 Semnalizare regim manual selectat

4.3.2 REGIMUL DE LUCRU AUTOMAT

Regimul “automat“, (fig.4.6) este regimul permanent de funcționare a sistemului de pompare. Acest regim se poate selecta prin acționarea butonului “automat“ de pe panoul operatorului a cărui adresă în logica de funcționare Step 7, corespunde intrării (I0.3), care se află în starea 0 logic și în urma acționării butonului “automat“ devine 1 logic realizând ieșirea (Q2.4).

Fig.4.6 Selectare regim de lucru automat

Contactele “normal deschise“ ale ieșirii (Q2.4), sunt conectate în secvențele de funcționare în regim automat ale celor 3 pompe, cât și în secvența de semnalizare “regim automat selectat“ (fig.4.7).

Regimul de lucru “automat“ asigură monitorizarea parametrilor și controlul acestora pentru o bună funcționare a sistemului la valorile impuse. Logica de comandă a acestui regim de lucru oferă controlul și protecția celor trei pompe, a bazinului tampon cu care este dotat sistemul de pompare, a sesizorilor de nivel apă, a alarmelor, a protecțiilor, și a secvențelor de avarii, etc.

În comparație cu regimul de lucru “manual“, regimul de lucru “automat“ este mult mai complex din punctul de vedere al secventelor gestionate .

Prin acest regim de lucru, este asigurată funcționarea pompelor la turație variabilă în funcție de necesarul de consum, oprirea sau deconectarea tensiunii acestora dacă este atinsă valoarea presiunii nominale sau valoarea limită a presiunii de avarie. Deasemeni tot prin acest regim de lucru este asigurată secvența logică de stingere incendii, facilitând asigurarea apei necesare operațiunii de stingere.

Fig.4.7 Semnalizare regim automat selectat

4.4 FUNCȚIONAREA POMPELOR ÎN REGIMUL MANUAL.

Pentru funcționarea pompelor, individual sau simultan în regimul de lucru “manual“, condițiile principale impuse sunt :

ieșirea (Q0.1) – “cuplare tensiune de comandă“ să fie în stare 1 logic;

ieșirea (Q2.3) – regimul de lucru “manual “selectat să fie în 1 logic.

Pentru pornire, intrările aferente butoanelor de “run“- funcționare pompe se află în starea 0 logic, iar pentru oprire intrările aferente butoanelor de “stop“ oprire pompe se află în starea 1 logic. Starea acestora se schimbă automat în urma acționării butoanelor, cele cu 0 logic devin 1 logic și invers. Pentru a funcționa pompele în regim “manual“ trebuie efectuate următoarele comenzi:

pentru “run“ pompa 1, se va acționa butonul de pornire – adresă corespondentă în Step 7 (I0.4), pentru “stop“ pompa 1 se va acționa butonul de oprire – adresă corespondentă în Step 7 (I0.5), (fig 4.8).

pentru “run“ pompa 2, se va acționa butonul de pornire – adresă corespondentă în Step 7 (I0.6) , pentru “stop“ pompa 2 se va acționa butonul de oprire – adresă corespondentă în Step 7 (I0.7), (fig 4.9).

pentru “run“ pompa 3, se va acționa butonul de pornire – adresă corespondentă în Step 7 (I1.0) , pentru “stop“ pompa 3 se va acționa butonul de oprire – adresă corespondentă în Step 7 (I1.1), (fig 4.10).

Fig.4.8 Secvență “cuplare-decuplare“ pompa 1- regim manual

Fig.4.9 Secvență “cuplare-decuplare“ pompa 2 – regim manual

Fig4.10 Secvență “cuplare-decuplare“ pompa 3 – regim manual

4.5. FUNCȚIONAREA POMPELOR ÎN REGIMUL AUTOMAT.

Regimul de lucru “automat“ perminte prin logica de comandă pe care o gestionează funcționarea pompelor la turații variabile secvențele de “pornire/oprire“ sau “mărire/reducere“ a turației fiind controlate cu ajutorul senzorului de presiune, cu care este dotat sistemul de alimentare cu apă. Pentru ca pompele să funcționeze în acest regim de lucru este necesar acționarea butonului “start“ care în Step 7 are, adresă de corespondeță intrarea (I1.2) , care inițial are starea 0 logic.

Fig.4.11 Funcționare “pompa.1,pompa.2 și pompa.3“ la turație maximă

Prin acționarea butonului, intrarea î-și schimbă starea în 1 logic și realizează ieșirea (Q2.1), ale cărei contacte NO sunt conectate în secvențele de funcționare pompe în regim “automat. Cele 3 pompe pornesc și funcționează simultan în urma acestei acțiuni, doar dacă senzorul de presiune SP se află la valoarea 0 unități, și lucrează toate la capacitate 100%, atât timp cât senzorul SP nu înregistrează o modificare ascendentă a valorii de 0 unități. Simultan pornirii pompelor este deschisă și electrovana de alimentare cu apă a bazinului tampon cu care este prevăzut sistemul de pompare și astfel se realizează umplerea acestuia cu apă, până când:

valoarea 1 unitate (presiune) afișată de senzorul SP, comandă oprirea alimentării cu apă a bazinului tampon, prin închiderea electrovanei și simultan realizează și reducerea turației pompei 3 de la 100% din capacitatea de funcționare a acesteia la 66%, celelalte 2 pompe (pompa1 și pompa 2), continuând să funcționeze la capacitate maximă.

Fig.4.12 Funcționare pompa.3 66% din capacitate

atingerea valorii de 2 unități (presiune), la senzorul SP, comandă prin logica PLC reducerea turației pompei 3 de la 66% la 33%, menținând pompele 1 și 2 la 100% din capacitatea de funcționare.

Fig.4.13 Funcționare pompa.3 33% din capacitate

la valoarea 3 unități (presiune), se comandă oprirea funcționării pompei 3 și menținerea acesteia oprită atât timp cât valoarea indicată de senzor nu se modifică subunitar valorii 3, pompele 1 și 2 funcționând tot la capacitate maximă.

Fig.4.14 Oprire pompa.3

reducerea turației pompei 2 de la 100% la 66% din capacitatea sa de funcționare, se produce la atingerea valorii de 4 unități (presiune) pe senzorul SP. Pompa 1 fiind în această etapă la funcționare de 100% din capacitate și pompa 3 fiind oprită.

Fig.4.15 Funcționare pompa 2 la capacitate de 66%

atunci când senzorul de presiune SP atinge valoarea 5 unități (presiune), comandă funcționarea pompei 2 cu 33% din capacitatea de lucru, pompa 1 funcționând cu 100% din capacitate și pompa 3 fiind menținută oprită datorită consumului scăzut.

Fig.4.16 Funcționare pompa 2 la capacitate de 33%

la valoarea 6 unități (presiune), senzorul SP comandă oprirea pompei 2, menținerea oprită a pompei 3 și funcționarea pompei 1 la capacitate maximă.

Fig.4.17 Oprire pompa 2

când se atinge valoarea 7 unități (presiune), este redusă si turația pompei 1 de la 100% la 66% din capacitatea de funcționare, iar pompele 2 și 3 sunt menținute oprite.

Fig.4.18 Funcționare pompa 1 la capacitate de 66%

valoarea de 8 unități (presiune) atinsă pe coloana de refulare indică un necesar scăzut de apă la consumator și în această situație senzorul SP comandă funcționarea pompei 1 doar la 33% din capacitate, pompele 2 și 3 fiind în continuare oprite.

Fig.4.19 Funcționare pompa 1 la capacitate de 33%

oprirea pompei 1 se face atunci când pe conducta de refulare senzorul SP atinge valoarea 9 unități (presiune) și nu se înregistrează consum sau pierderi, care să determine scăderea presiunii și implicit pornirea pompelor la turația corespunzătoare valorii de presiune pe care o va indica senzorul SP.

Fig.4.20 Oprire pompa 1

Simultan cu oprirea pompei 1 pe interfața de utilizator, personalul de deservire operativă va putea observa afișată intermitent o lampă de semnalizare de culoare verde, care indică “presiune ok“, acest lucru confirmând că toate pompele sunt oprite, sistemul de alimentare cu apă nu înregistrează consum sau pierderi și nu necesită să funcționeze.În cazul în care apare un consum brusc liniar sau neliniar și spre exemplu presiunea înregistrată de senzor se modifică: (de la 9 unități la 2 unități), PLC va comanda pornirea pompei 1 la 100% din capacitate, pornirea pompei 2 la 100% din capacitate și pornirea pompei 3 la 33% din capacitatea sa de funcționare, datorită faptului că valoarea 2 afișată de senzor corespunde acestui ciclu de funcționare.

Fig.4.21 Afișare presiune ok

4.6 PROTECȚIA SISTEMULUI DE POMPARE

4.6.1 PROTECȚIA SISTEMULUI DE POMPARE LA APARIȚIA PRESIUNII DE AVARIE

În situația în care nu se realizează oprirea pompei 1, cu toate că senzorul de presiune SP a atins pragul de 9 unități (“presiune ok“) și presiunea continuă să crească datorită funcționării continue a pompei 1(contactor forță blocat,contacte lipite), sistemul de alimentare cu apă, fiind protejat împotriva avariei conductelor și a celorlate elemente de câmp, la atingerea valorii de 10 unități (“suprapresiune“), va comanda deconectarea tensiunii de alimentare generală, semnalizând “presiune avarie“ pe interfața HMI. Ciclul de funcționare al pompelor în regim “manual“ sau “automat“ va putea fi reluat în situația prezentată, doar după ce se va face o verificare a cauzei apariției suprapresiunii și apoi o reconectare a întregului sistem pornind cu, cuplarea tensiunii generale din butonul “cuplare“ de pe panoul interfeței HMI.

Fig.4.22 Secvență presiune avarie

Toate valorile presiunii citite de senzorul de presiune SP sunt automat introduse ca intrări, comparate cu funcția comparator (“counter“) din librăria Step 7 și transformate în ieșiri care în avalul schemei logice, generează comenzile de funcționare.

4.6.2 PROTECȚIA ÎMPOTRIVA LIPSEI APEI ÎN PUȚURI

În logica funcțională prezentată intervin cei 3 senzori de prezență apă, montați la nivelul la care sorbul pompei poate absoarbe optim apa, dar sub limita căruia dacă se ajunge există risc de avarie a sistemului de pompare. Când sesizează lipsa apei, vor opri funcționarea pompei al cărei puț a atins nivelul de atenție și riscă să rămână fără apă. Oprirea pompei aferente senzorului activat se realizează prin contactul său “normal deschis“ care se va închide și va realiza o ieșire prin contactele “normal deschise“ ale căreia, simultan se comandă pornirea altei pompe (din cele 2 rămase), a cărui puț nu este afectat de lipsa apei.

Celor 3 senzori de prezență apă în puț le corespund în secvenețele logice de funcționare din Step 7, următoarele intrări:

pentru pompa 1 – intrarea (I1.3), realizează starea 1 logic pentru ieșirea (Q0.3) care va opri pompa 1 și va putea porni pompele 2 sau 3;

pentru pompa 2 – intrarea (I1.4), realizează ieșirea (Q0.5), ale cărei contacte vor opri pompa 2 și vor putea porni pompele 1 sau 3;

pentru pompa 3 – intrarea (I1.5) care prin schimbarea stării sale face ca ieșirea (Q0.7) să treacă din starea 0 logic în 1 logic și prin contactele acesteia se va opri pompa 3 și se vor putea porni pompele 1 sau 2.

Fig.4.23 Declanșare pompa 1 la “lipsă apă“

Pe interfața HMI operatorul va putea observa în timp real lipsa apei din puțul al cărui senzor este activat pe cele 3 lămpi de semnalizare poziționate sub simbolul grafic aferent fiecărui puț.

Fig.4.24 Semnalizare “lipsa apă“ în puț.1

4.6.3 PROTECȚIA MOTOARELOR LA APARIȚIA CURENTULUI DE SUPRASARCINĂ

Schema logică din Step 7, este prevăzută pentru fiecare din cele 3 pompe cu secvențe de declanșare la apariția unui curent de suprasarcină, la motoarele de acționare. Protecția la suprsarcină este asigurată prin intermediul a 3 relee termice, prin contactele principale ale cărora se alimentează motoarele pompei. Pentru fiecare pompă, contactul releului termic are următoarea corespondență în intrările din logica Step7 și acționează astfel :

pentru pompa 1- intrarea (I1.6), comandă ieșirea (Q13.0); ale cărei contacte sunt legate în secvența de “cuplare-decuplare“ motor pompa 1 (fig.4.25);

pentru pompa 2 – intrarea (I1.7), comandă ieșirea (Q13.1) ale cărei contacte sunt legate în secvența de “cuplare-decuplare“ motor pompa 2;

pentru pompa 3 – intrarea (I2.4), comandă ieșirea (Q13.2) ale cărei contacte sunt legate în secvența de “cuplare-decuplare“ motor pompa 3.

Pentru comunicarea adreselor de intrări din Step 7 cu “WinCC“, s-a apelat la folosirea unor relee intermediare (“memorii“) a căror adrese alocate sunt numerotate cu (M…).

Fig.4.25 Secvența de declanșare pompa 1 prin “suprasarcină“

4.6.4 PROTECȚIA SISTEMULUI DE POMPARE PRIN ACȚIONAREA BUTONULUI DE AVARIE

Fiecare dispozitiv de lucru indiferent de natura acționării, trebuie prevăzut pe lângă “butonul de oprire“, “butonul de pornire“ și cu un buton de avarie “tip ciupercă“ cu contacte “normal închise“, legate în serie cu secvența pe care urmează să o protejeze în caz nevoie. Utilitatea acestui buton poziționat întotdeauna înaintea butonului de oprire și a celui de pornire, se evidențiază prin faptul că odată acționat, deschide contactele, întrerupe circuitul relizându-se astfel protecția.

În cazul sesizării unei avarii de orice natură, a unui evenimnet nedorit sau atunci când celelalte elemente de oprire nu-și mai îndeplinesc funcțiile, este obligatoriu acționarea butonului de avarie care prin natura sa nu revine la starea inițială decât prin răsucirea capului“tip ciupercă“. Și în cazul de fața fiecare secvență de alimentare cu energie electrică a motoarelor de acționare, este prevăzută cu un astfel de butoan de avarie care în logica de comandă Step7, are alocată o intrare ce modifică starea ieșirii la care este conectat.

Pentru exemplificare :

pompa 1- butonul de avarie are alocată adresa (I2.5) și acționează asupra ieșirii (Q13.0), ale cărei contacte “normal închise“ întrerup circuitul realizând protecția motorului pompei 1 și simultan semnalizând pe ecranul interfeței HMI avaria (fig.4.26);

pompa 2 – butonul de avarie are corespondență în logica de comandă intrarea (I2.6) ce acționează ieșirea (Q13.1) realizând declanșarea și semnalizând totodată acest lucru pe interfața HMI;

pompa 3 – butonul de avarie are corespondență în logica de comandă intrarea (I3.0) ce realizează ieșirea (Q13.2) prin contactele căreia se întrerupe secvența de funcționare.

Fig.4.26 Funcționare “buton avarie“

4.7 SEMNALIZĂRI PE INTERFAȚA HMI

4.7.1 SEMNALIZARE OPTICĂ – STARE CONVERTIZOR

Interfața HMI a fost realizată în așa fel încât operatorului să-i fie foarte ușor să observe în timp real orice anomalie care apare în funcționare, eventuale semnalizări optice, sau chiar avertizări sonore. Astfel schema logică a sistemului de alimentare cu apă este prevazută cu secvențe care monitorizează și semnalizează buna funcționare a convertizoarelor statice de frecvență prin care este asigurată funcționarea la turație variabilă a pompelor, sau în cazul avariei acestora semnalizează declanșarea lor prin protecție.

Contactul “normal deschis“ din convertizor aferent secvenței comfirmă avaria/ok acestuia, trimite semnalul logic 1 către intrarea PLC, adresele de corepondență din Step 7, fiind alocate astfel:

pompa 1- intrarea alocată are adresa în Step 7 (I3.2) realizează ieșirea (Q11.7 ) care atât timp cât are starea 1 logic semnalizează “convertizor ok“, iar când starea logică este 0 semnalizează “convertizor avarie“;

pompa 2 – intrarea alocată are adresa în Step 7 (I3.3) realizând ieșirea (Q12.0 ) care atât timp cât are starea 1 logic semnalizează “convertizor ok“, iar când starea logică este 0 semnalizează “convertizor avarie“;

pompa 3 – intrarea alocată are adresa în Step 7 (I3.4) realizând ieșirea (Q12.1 ) care atât timp cât are starea 1 logic semnalizează “convertizor ok“, iar când starea logică este 0 semnalizează “convertizor avarie“.

4.7.2 SEMNALIZARE OPTICA – FUNCȚIONARE UNGERE

Sistemul de pompare este prevăzut pentru fiecare pompă cu un dispozitiv de ungere prin care se realizează gresarea cu vaselină pe perioada de timp cât pompa este în funcție. Acesta se face prin deschiderea automată a unei supape, ce permite introducerea vaselinei în lagărele pompei, și în toate elementele mecanice care sunt supuse frecării reducând astfel uzura. Funcționarea secvenței de ungere este semnalizată pe interfața HMI prin afișarea intermitentă a unei picături de vaselină, poziționată peste simbolul grafic al motorului de acționare (fig.4.28), dar și prin intermediul unei lămpi de semnalizare, care atunci când ieșirea aferentă funcționării supapei are starea logică 1 este verde – indică(“ungere ok“). Când motorul este oprit sau sistemul de ungere este în avarie și ieșirea are starea logică 0 lampa de semnalizare are culoarea roșie și indică intermitent “ ungere off“.

Fig.4.27 Semnalizare “convertizor ok“ și “ungere pompe“

Fig.4.28 Avarie ungere

4.7.3 SEMNALIZARE ACUSTICĂ

Logica Step 7 are implementată un circuit de semnalizare acustică prevăzut cu o hupă ce atenționează sonor personalul de întreținere cu privire la anomaliile apărute în funcționare, avarii, declanșari prin protecție, etc.

Sistemul de avertizare sonoră este realizat dintr-un difuzor tip goarnă care emite semnale sonore de diferite tonalități și cu un volum foarte ridicat capabil să atenționeze personalul.

Utilitatea semnalizării acustice se reflectă prin faptul că se elimină situația în care ar putea apare un defect și personalul operativ fiind implicat în alte activități de serviciu să nu sesizeze în timp util semnalizarea optică a anomaliei apărute pe interfața HMI, astfel putând să apară o situație de pericol iminent. Această avertizare acustică este activată automat pentru oricare dintre avariile apărute în funcționarea pompelor. Simultan cu avertizarea sonoră se afișează pe interfața HMI, simbolul intermitent al unei hupe, care pulsează în colțul din stânga al ecranului (figura 4.28), indicând că avertizarea sonoră este activă și s-a înregistrat o avarie a cărei cauză se poate citi în pagina de alarme.

Starea logică a ieșirii (Q10.4) este 1 atunci când ieșirile secvențelor de avarie a pompelor sunt în starea 1, indicând faptul că pompa a cărei secvență de avarie este activă are o defecțiune sesizată.

Fig.4.29 Secvență funcționare “hupă

4.8 CONTORIZARE TIMP FUNCȚIONARE POMPE

Sistemul de pompare are implementat secvențe prevăzute cu funcții logice, care contorizează și memorează timpul de lucru scurs al fiecărei pompe, pentru a putea atenționa personalul de întreținere despre necesitatea opririi pompelor pentru efectuarea reviziilor periodice. Acești contori de timp după o perioadă setată activează inițial cu ajutorul unor timere o secvență de presemnalizare ce informează operatorul despre necesitatea efectuării unei revizii (fig.4.31), la pompa a cărui timp este scadent. Astfel că, pe interfața HMI acest eveniment este evidențiat printr-o lampă de semnalizare de culoare roșie cu mesajul intermitent “revizie“.

Dacă situația impune ca aceea revizie să fie amânată, operatorul are posibilitatea prin apăsarea butonului “revizie“ să confirme luarea la cunoștiință a acestui eveniment și astfel acel contor este resetat, reluându-și numărarea iar pompa continuând să funcționeze, până când contorul va reajunge la timpul la care a fost setat. În situația în care operatorul nu ia cunoștiință despre presemnalizarea “ revizie“, timerul va porni numărarea și după un timp va declanșa automat secvența de funcționare a pompei respective prin deschiderea unui contact, simultan semnalizând în HMI “revizie – avarie“.

Fig.4.30 Contorizare timp funcționare pompa 3

Fig.4.31 Preavertizare “necesar revizie“ pompa.3

4.9 SECVENȚĂ INCEDIU

Schema Step este prevăzută cu o secvență logică care asigură funcționarea sistemului de stingere la apariția unui eventual incendiu. Bazinul cu care este dotat sistemul de alimentare cu apă, în cazul izbucnirii unui incendiu, va deschide automat electrovana de evacuare montată pe conducta de refulare, asigurând în rețeaua de hidranți apa necesară stingerii focului. Această secevență este funcțională cu condiția ca incendiul să nu fi afectat alimentarea cu energie electrică a pompelor, (deteriorat aparataj, conductoare), sau să nu existe nevoia întreruperii voite a alimentării acestora, dispusă de pompieri pentru evitarea unei posibile electrocutări a personalului muncitor în timpul operațiiunilor de stingere. În situația în care nu se poate asigura energia electrică, vana de golire a apei din tanc se poate acționa manual asigurând rezerva de apă necesară pentru lichidarea incendiului.

În Step 7 intrarea aferentă butonului de incendiu are adresa (I4.0) cu starea logică 0, care odată acționat devine 1 și realizează ieșirea (Q10.2), ce activează secvența de incendiu, afișând pe intrefața HMI flăcări la baza clădirii, simulând incendiu.

Fig.4.32.Secvență simulare “incendiu“

Fig.4.33 Simulare incendiu în HMI

4.10 PROBĂ LĂMPI

Sistemul de alimentare cu apă este prevăzut cu un buton “probă lămpi“ prin care se poate verifica în orice moment starea funcțională a semnalizărilor. Se poate vedea dacă acestea funcționează normal, dacă becurile lămpilor nu sunt arse, evitând situația prin care, la apariția unor avarii, acestea să nu poată fi semnalizate vizibil, atrăgând astfel avarii mult mai grave. Butonul de “probă lămpi“, nu influențează în nici un fel funcționarea pompelor și nici a ciclului de lucru. Intrarea alocată pentru acest buton este (I3.7) și are starea logică inițială 0 și este legată în toate network-urile unde există semnalizări.

Fig.4.34 Buton “probă lampi“

4.11 SECVENȚĂ RESET

În practică s-a constatat că în funcționarea schemelor logice cu ajutorul softurilor de programare, există riscul ca anumite memorii, timere, sau alte funcții logice din program să nu mai răspundă prompt la comenzi sau să manifeste o funcționare defectuaosă și întârziată. Aceasta influențează sistemul să reacționeze lent, sau să nu mai funcționeze, motiv pentru care una dintre soluțiile de depanare ar fi o resetare generală. Prin resetare se readuc funcțiile logice la parametrii nominali inițiali, se reia numărarea timpilor de funcționare, se resetează “counterele“ și toate condițiile.

Operațiunea se execută prin acționarea butonului“reset“, prevăzut cu contact “normal închis“, a cărui simbol grafic este afișat pe interfața HMI, ce are ca efect anularea tuturor comenzilor în derulare sau în așteptare. Pentru repunerea în funcție este nevoie să se repornească schema logică începând cu pasul 1 și anume “cuplarea tensiunii de comandă generală“.

4.12 ALARME

WinCC Flexible, oferă posibilitatea realizării unei pagini dedicată alarmelor unde sunt afișate mesaje generate de sistem, care faciliteză personalului operativ cunoașterea cauzei, apariței unei semnalizări, locul și momentul de timp în care a apărut o avarie, natura acesteia.

Alarmele ca de altfel toate comenzile necesită configurarea unor adrese de comunicație (“tag-uri“). Alarmele (mesajele), conțin informații pe scurt despre evenimentul produs. Accesul la pagina de vizualizare alarme se face de pe interfața de utilizator unde se află în colțul din dreapta sus un buton denumit “alarme“, care odată acționat permite accesul la pagina a doua a interfeței, dedicată acestora (fig.4.35).

Fig.4.35 Pagină de alarme

Pagina de alarme permite vizualizarea ultimelor 20 de alarme apărute și memorate, cu posibilitatea ștergerii acestora după luarea la cunoștiință. Alarmele conțin mesaje text ce indică motivul declanșării, ora, și un cod de eroare generat de soft. Stergerea se realizează prin apăsarea butonului “clear“.

Revenirea la pagina principală se face prin acționarea butonului “home“, alăturat butonului de ștergere (fig.4.36).

Fig.4.36 Ștergere alarme și revenire la pagina principală