Приклад модернізації електричної схеми насосної станції з двома насосами на схему з управлінням від ПЛК

У відгуках на попередню статтю по цій темі – Приклад модернізації електричної схеми вантажного підйомника з використанням програмованого контролера (ПЛК) було побажання зробити матеріал з більш докладним покроковим розбором процесу написання програми на мові CFC в CoDeSys. Так як схему з попередньої статті заново розбирати не дуже цікаво, то давайте візьмемо на цей раз для прикладу що-небудь інше, наприклад, колись дуже популярну схему насосної станції з відкачують насосами.

Пристрій і принцип роботи насосної станції

Отже, є насосна станція дренажного типу з двома насосами. Вода набігає в резервуар самопливом, а завдання насосів відкачувати її з цього резервуара, що б не допустити його перенаполненія. Один з насосів по схемі є основним, другий – резервним. Схемою передбачена можливість призначення основного і резервного насоса за допомогою перемикача.

Спочатку в роботу включається насос, який призначений основним, а в разі якщо він не справляється з відкачуванням рідини, то йому на допомогу автоматично включається резервний насос. Якщо ж обидва насоса не можуть відкачати рідину, то спрацьовує світлова та звукова сигналізація.

Принцип дії схеми керування

Рівень рідини контролюється датчиками рівня з 4 контактами. При підйомі рідини в ємності контакти по черзі замикаються, подають харчування на котушку проміжних електромагнітних реле, контакти яких включені в ланцюзі котушок електромагнітних пускачів, керуючих електродвигунами насосів.

Схема електрична принципова насосної станції з двома відкачують насосами:

Існує ще один варіант цієї схеми з позначеннями виконаними за сучасними ГОСТам (1 і 5 – засувки, 2 – клапан, 3 – нагнітають трубопроводи, 4 – насоси, 6 – резервуар, 7 – усмоктувальні трубопроводи, 8 – електрод):

Приклад проходження струму по ланцюгах за першою схемою (при першому основному насосі, а другому резервному, перемикач ПО варто в положенні 1):

1) При досягненні водою рівня Е1 – нічого не відбувається,

2) При досягненні водою рівня Е2 – спрацьовує котушка реле РУ1, замикає свої контакти, в т.ч. включається контакт в ланцюзі пускача ПМ1, включається в роботу двигун Д1.

3) При досягненні водою рівня Е3 – спрацьовує котушка реле РУ2, при цьому реле РУ1 теж включено і двигун Д1 працює. Реле РУ2 замикає свої контакти, в т.ч. включається контакт в ланцюзі пускача ПМ2, включається в роботу двигун Д2.

4) При досягненні водою рівня Е4 – спрацьовує реле РА. Контакти цього реле включені в окрему схему на незалежне джерело живлення, наприклад, акумуляторну батарею (на першій схемі не показана). Там же підключений контакт реле напруги РКН. При відсутності напруги або аварійний рівень рідини спрацьовує сигнальна лампа і дзвінок (вони на першій схемі теж не показані).

Схема насосної станції може працювати в автоматичному і ручному режимах. Вибір режиму роботи для кожного насоса здійснюється індивідуально за допомогою перемикачів ПУ1 і ПУ2. А ручному режимі включення і виключення електромагнітних пускачів і двигунів насосів виконується за допомогою кнопок КНП і КНС.

модернізація схеми

Проведемо модернізацію релейного схеми управління насосної станції. Управлінням процесом відкачування рідини після модернізації буде виконувати програмований логічний контролер (ПЛК). Як ПЛК в даному випадку можна використовувати контролер будь-якого типу. У нашому випадку відмінно підійде навіть якесь недороге програмований реле.

Так як завдання цієї статті чисто освітня – дати початкові навички складання програм для ПЛК, то використовувати будемо для цього дуже зручний програмний пакет CodeSyS 2.3 і контролер фірми ОВЕН. Модель контролера вимагає CodeSyS при створенні проекту в програмі. Програму будемо складати на мові CFC.

Цей проект був пов’язаний виключно з навчальною метою. Наше завдання замінити схему управління з релейного на програмну, нічого не змінюючи в пристрої, технології та органах управління насосної станції.

Для початку визначимо всі необхідні вхідні і вихідні сигнали, які нам знадобляться в програмі.

входи:

  • Пуск 1 насоса

  • Стоп 1 насоса

  • Пуск 2 насоса

  • Стоп 2 насоса

  • Ручний режим 1 насоса

  • Автоматичний режим 1 насоса

  • Ручний режим 2 насоса

  • Автоматичний режим 2 насоса

  • 1-й насос основний

  • 2-й насос основний

  • Датчик рівня ДУ1

  • Датчик рівня ДУ2

  • Датчик рівня ДУ3

  • Датчик рівня ДУ4

виходи:

  • Насос1

  • Насос2

  • Лампа аварійного рівня

Разом: 1 входовую виходу.

1. Створимо програму управління насосами ручному режимі.

Двигун насоса повинен включатися при спрацьовуванні копки “Пуск” і наявності сигналу на вході “Ручний режим”. Відключатися при натисканні кнопки “Стоп” і і наявності сигналу на вході “Ручний режим”, а також окремо за відсутності сигналу на вході “Ручний режим”.

Для цього використовуємо -тригер, на вхід якого (подамо сигнал з кнопки “Пуск” (pusk1) і входу “Ручний режим” (ruhnoy1) через елемент (логічне “АБО”). Тригер буде спрацьовувати і перемикати свій вихід (Q1) тільки тоді , коли на обох входах будуть логічні едініциTRUE).

Для того щоб відключити насос на вхід тригера (RESET1) повинна прийти логічна одиниця (TRUE). В одному випадку це відбувається при наявності сигналу з копки “Стоп” (stop1) і одночасному присутності сигналу на вході “Ручний режим” (ruhnoy1). Для цього вони об’єднані елементом. Тут все аналогічно, як і в разі процесу пуску насоса.

У другому випадку логічна одиниця повинна приходити на на вхід тригера (RESET1) при відключеному перемикачі та відсутності сигналу на вході “Ручний режим”, т. Е. Незалежно в якому стані знаходиться насос, при перекладі перемикача з позиції “Ручний режим” в позицію ” автоматичний режим “, двигун повинен відключатися. Для цього інверсіруем сигнал з входу ruhnoy1 і об’єднаємо їх з сигналом відключення насоса через елемент (логічне АБО).

У цьому випадку на вхід тригера RESET1) може приходити логічна одиниця двома шляхами. У першому випадку вона приходить з елемента, що забезпечує відключення з кнопки і при відключенні входу, пов’язаного із встановленням ручного режиму. У другому випадку логічний нуль (FALSE) перетворюється на виході в логічну одиницю (TRUE)

Так як у нас в схемі використовується 2 насоса, що працюють в ручному режимі однаково, то додамо в програму ще один такий же фрагмент коду.

2. Створимо програму для роботи схеми в автоматичному режимі

Для полегшення розуміння роботи схеми спочатку зробимо програму без урахування перемикачів вибору режиму роботи і вибору основного насоса, тобто припустимо що нам потрібна схема, яка включає перший насос по другому датчику рівня, другий насос по третьому датчику. При спрацьовуванні четвертого датчика включається сигналізація. Відключення обох насосів виконується після повного відкачування води і спрацьовуванні першого датчика рівня. Для цього нам знадобиться два тригера, які зв’яжуть всі потрібні нам входи і виходи правильним способом.

Але не все так просто, як здається на перший погляд. Якщо спробувати перевірити цю програму в режимі емуляції, імітуючи при цьому почергове спрацьовування контактів датчика рівня про підйомі води, ми побачимо, що при підйомі води до другого датчика насос не включається. Винуватець цього перший контакт датчика рівня, який подає сигнал на відключає вхід тригерів. Нам же потрібно, що б тригери відключалися тільки при відключенні 1 контакту датчика рівня. Для цього потрібно після контакту поставити елемент, який буде інверсірованного сигнал від датчика і скидатися тригери будуть тоді тільки при відключенні вхідного контакту.

Тепер додамо в схему контакти перемикачів автоматичного режиму роботи. Двигуни насосів повинні включатися тільки тоді, коли на входах, до яких підключені контакти цих перемикачів є сигнал (логічна одиниця). Причому в ланцюзі кожного з двигунів знаходиться свій перемикач.

Для цього всхему додамо 2 елементи, які дозволять включити насоси тільки при включених вимикачах в автоматичному режимі і 2 елементи які зв’яжуть ручний і автоматичний режим. Завдяки їм на виходи, керуючі пускателями насосів nasos1 і nasos2 може приходити сигнал як з тригерів ручного режиму, так і з тригерів автоматичного. 

3. Додамо перемикач вибору насоса

На цьому етапі залишилося в схему додати перемикач, який дозволяє вибрати основний і резервний насос. Основний насос включається першим, резервний – другим. Фізично на перемикачах в електричній схемі є 4 входи та 4 виходи. Ми будемо використовувати для підключення програмованого контролера 2 виходи. 2 інших будуть Запаралеленими 2-ма основними.

У програмі для ПЛК нам потрібно ввести 2 вхідних сигналу – “Основний 1 насос” (osnovn_1) і “Основний 2 насос” (osnovn_2). Спочатку додаємо 2 елементи і пов’язуємо через них входи тригерів. На кожен елемент приходить сигнал від другого контакту датчика рівня і від свого входу перемикача.

Аналогічні дії проводимо з третім контактом датчика і і входами перемикача. А для того щоб на кожен включає вхід тригера завести по 2 сигналу додамо в схему ще додатково 2 елементи.

Підсумкова програма насосної станції з двома відкачують насосами для програмованого контролера:

Написану програму навіть при відсутності програмованого контролера можна перевірити в режимі емуляції в CodeSyS (Онлайн – Режим емуляції – Подключеніе- Ctrl + f7 – Пуск.

Програма в режимі емуляції в CodeSyS:

Якщо у Вас є питання, то залишайте їх у коментарях! Як ви вважаєте, чи варто продовжувати робити статті на цю тему?

Андрій повну

Ссылка на основную публикацию