Vodenje toplotne modelne naprave Armfield PCT-13 Primož Bergoč Gregor Cijan Matija Klinkon Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko Tržaška 25, 1001 Ljubljana, Slovenija

Opis sistema 1/3 MODELNA NAPRAVA PCT-13 Lamelni toplotni izmenjevalec Regulacijski ventil Senzorji Ventil Posoda z grelcem in črpalko

Opis sistema 2/3 REGULATOR Izdelan na Mitsubishi-jevem Programirljivem Logičnem krmilniku (PLK) MELSEC tip A3N NADZORNI SISTEM Je izdelan s programskim paketom FactoryLink

Opis sistema in delovanje 3/3

Regulator 1/5 Za vodenje sta uporabljena dva regulatorja: ON-OFF regulator PI-regulator s spremenljivimi parametri ON-OFF regulator: vklaplja in izklaplja grelec in s tem vzdržuje temperaturo vroče vode na 61°C histerezni preklop, kar zagotavlja enkraten izklop oz. vklop grelca pri temperaturi višji oz. nižji od 61°C

Regulator 2/5 PI-regulator s spremenljivimi parametri: sistem segrevanja mrzle vode je nelinearen za optimalno delovanje v celotnem delovnem območju potrebujemo tri regulatorje (linearna področja v statični karakteristiki) izdelavi treh različnih regulatorjev smo se izognili z izdelavo enega PI-regulatorja s spremenljivimi parametri

Regulator 3/5 preklopi med parametri so izvedeni na mejnih vrednostih linearnih območij (17-35°C, 35-44°C, 44-51°C) vgrajena zaščita pred integralskim pobegom (omejeno dinamično področje delovanja ventila v povezavi z integrirnim členom lahko privede do integralskega pobega) vodenje sistema je izvedeno preko PLK, ki nima vgrajenega regulacijskega bloka, zato je bilo potrebno regulator zapisati v rekurzivni diskretni obliki

Regulator 4/5 pri izpeljavi rekurzivne oblike smo izhajali iz zgornje sheme in diferencialne enačbe Kp – faktor ojačenja proporcionalnega dela Ti – časovna konstanta integrirnega dela ( ) ú û ù ê ë é ÷ ø ö ç è æ ò - + = t d τ u r Kp 1 e i T p K

Regulator 5/5 rekurzivni diskretni algoritem PI-regulatorja z vgrajeno zaščito pred integralskim pobegom predstavlja enačba pri tem pa so posamezni parametri: To – čas vzorčenja

Programiranje PLK Izvedba programiranja PLK: lestvični diagram: inicializacija PLK sprejemanje in oddajanje podatkov prek I/O modulov uporaba časovnikov za zagotavljanje časov vzorčenja strukturiran tekst (podoben Pascal-u): algoritmi obeh regulatorjev algoritmi za delovanje različnih faz obratovanja (zagon, zaustavitev, avtomatsko, polavtomatsko in ročno)

Komunikacije Proces ↔ PLK ↔ OPC Strežnik ↔ OPC Odjemalec ↔ Nadzorni sistem

Nadzorni sistem Za nadzorni sistem je uporabljen programski paket “FactoryLink” proizvajalca “USDATA” Program deluje na principu odjemalec strežnik Program je razdeljen na dva dela "Configuration Explorer" program za konfiguracijo streznika in "Client Builder" program za konfiguracijo odjemalca V glavnem nadzornem oknu lahko izbiramo med različnimi tipi delovanja sistema (avtomatsko, polavtomatsko in ročno) ter različne grafične prikaze delovanja sistema

Izgled nadzornega okna

Rezultati Na spodnji sliki so prikazani skalirani rezultati prehodnega pojava procesa v treh različnih delovnih območjih

Sklep Projekt je bil zelo zanimiv saj smo si z njegovo izdelavo ogledali vse faze industrijskega procesa (identifikacija procesa, povezave proces nadzorni sistem, načrtovanje regulatorja, nadzorni sistem,... )