Instytut Maszyn, Napę

d

ów i Pomiarów Elektrycznych

-

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

INSTYTUT MASZYN, NAPĘDÓW I POMIARÓW

ELEKTRYCZNYCH

AUTOMATYKA I ROBOTYKA

Laboratorium: „Sterowniki programowalne w automatyce”

Ćwiczenie 11

Sterowanie procesem chemicznym

Opracowanie: mgr inż. Joanna Lis

dr inż. Krzysztof Jaszczak

Wrocław 2004

Sterowniki programowalne w automatyce

1

-

Instytut Maszyn, Napę

d

ów i Pomiarów Elektrycznych

-

Ćwiczenie 11 – Sterowanie procesem chemicznym

Opis >

Celem ćwiczenia jest opracowanie programu sterowania procesem chemicznym. Produkt Y1
zostanie wyprodukowany po uprzedniej neutralizacji w reaktorze. Należy opracować program
sterowania ze szczególnym uwzględnieniem sekwencji charakteru procesów w reaktorze.

Stanowisko laboratoryjne >

Schemat procesu >

Lista sygnałów >

Sterowniki programowalne w automatyce

2

-

Instytut Maszyn, Napę

d

ów i Pomiarów Elektrycznych

-

SYMBOL

ADRES ABSOLUTNY

KOMENTARZ

S 0

I0.7

Przycisk (OFF) (normalnie zamknięty)

S 1

I0.0

Przycisk (Sterowanie ręczne) (normalnie otwarty)

S 2

I0.1

Przycisk (Substancja) (normalnie otwarty)

S 3

I0.2

Przycisk (Katalizator) (normalnie otwarty)

S 4

I0.3

Przycisk (Gaz obojętny) (normalnie otwarty)

S 5

I0.4

Przycisk (Tryb automatyczny) (normalnie otwarty)

L-

I0.5

Czujnik (Poziom minimum) (normalnie zamknięty)

L+

I0.6

Czujnik (Poziom maksimum) (normalnie zamknięty)

Y 1

Q0:0

Wyjście (Zawór wyjściowy) - produkt

M1

Q0.1

Wyjście (zawór wejściowy) - substancja

Coolant

Q0.2

Wyjście (zawór chłodzenia wodnego)

Catalyst

Q0.3

Wyjście (zawór-katalizator)

Inert gas

Q0.4

Wyjście (zawór-gaz obojętny)

H 1

Q0.5

Wyście (lampka sygnalizacyjna - sterownie ręczne)

Część 1 – Opis algorytmu sterowania – praca ręczna

Opis >

Tryb pracy ręcznej uruchamiany jest przez przycisk S1 i sygnalizowany przez lampkę

H1. Należy pamiętać, że w tym trybie procesy mogą być aktywowane tylko w ściśle
określonej kolejności. Po aktywacji trybu pracy ręcznej do reaktora można wpuścić gaz
obojętny poprzez użycie przycisku S4. Równocześnie zawór Y1 powinien zostać otwarty.
Okres neutralizacji powinien trwać 10 s i być sygnalizowany przez lampkę H4.

Następnie należy umożliwić aktywowanie obwodu chłodzenia wodą, który ma być

czynny przez cały czas, aż do momentu, gdy czujnik poziomu minimum L- zasygnalizuje
opróżnienie reaktora i zawór Y1 zostanie zamknięty.

Gdy obwód chłodzenia wodą działa można wpuścić do reaktora substancję i

katalizator (zawory S2 i S3 odpowiednio). Proces ten powinien być sygnalizowany przez
lampki H2 i H3. Szybkość napełniania (ilość/ czas) regulowana jest przez potencjometr M1.

Kiedy czujnik poziomu maksimum L+ zasygnalizuje, że zbiornik został napełniony,

zawory się zamykają i następuje proces reakcji (trwa 10s). Kiedy proces reakcji jest
zakończony mieszalnik wyłącza się i reaktor zostaje opróżniony poprzez otwarcie zaworu Y1.
Szybkość, z jaką produkt Y wydostaje się z reaktora (ilość/ czas) regulowana jest przez
potencjometr M1. Gdy czujnik poziomu minimum L- zasygnalizuje opróżnienie reaktora
należy zamknąć zawór Y1 i wyłączyć obwód chłodzenia wodą.

Proces może być przerwany w dowolnym momencie przez przycisk awaryjny S0,

jednak obwód chłodzenia wodą w takim wypadku będzie działał dalej. Proces można
uruchomić ponownie aktywując tryb pracy ręcznej (przycisk S1).

Część 2 – Opis algorytmu sterowania – praca automatyczna

Sterowniki programowalne w automatyce

3

-

Instytut Maszyn, Napę

d

ów i Pomiarów Elektrycznych

-

Opis >

Powinna istnieć możliwość aktywowania

trybu automatycznego przez przycisk S5,

jeśli został już użyty przycisk S4 (gaz obojętny). Przebieg procesu jest identyczny jak w części
1 (praca ręczna), jednak tu sekwencja kolejnych procesów wykonuje się automatycznie.
Powinna istnieć możliwość przełączenia na tryb pracy ręcznej poprzez przycisk S1. Proces
może być przerwany w dowolnym momencie przez przycisk awaryjny S0, jednak obwód
chłodzenia wodą w takim wypadku będzie działał dalej. Proces można uruchomić ponownie
aktywując tryb pracy ręcznej (przycisk S1).

Zadania

1. Podłączenie modelu do sterownika S7-200 według opisu i tabeli sygnałów.
2. Opracowanie programu sterowania według algorytmu zamieszczonego w instrukcji w

dowolnym języku programowania (Step 7 Micro/Win).

3. Dokumentacja sporządzonego programu sterowania.
4. Wykonanie sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego.

Sterowniki programowalne w automatyce

4

-