PSL-S-05 Przykład sterowania logicznego piecem 2-grzałkowym PODSTAWY STEROWANIA LOGICZNEGO

LABORATORIUM SYSTEMÓW STEROWANIA PRZEMYSŁOWEGO I AUTOMATYKI BUDYNKÓW

KATEDRA AUTOMATYKI NAPĘDU I URZĄDZEŃ PRZEMYSŁOWYCH

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA

WWW.KANIUP.AGH.EDU.PL

WWW.AGH.EDU.PL

Temat:

Konstrukcja synchronicznych układów sterowania logicznego

Naprzemienne sterowanie dwoma grzałkami pieca wygrzewającego Grupa:

układy sekwencyjne

Obiekt:

modele zrealizowane w pakiecie symulacyjnym

Cel ćwiczenia: skonstruowanie układu sterowania logicznego sterującego dwoma grzałkami na podstawie dwóch czujników temperatury (czujnik temperatury wysokiej i czujnik temperatury średniej) w taki sposób, aby ilość załączeń każdej z grzałek była równa, tj. aby grzałki załączane były naprzemiennie w przypadku, gdy załączana jest tylko jedna z nich.

Program ćwiczenia:

1. Zapoznać się z przykładem realizacji układu sterowania logicznego realizującego napełnianie i opróżnianie zbiornika przy pomocy dwóch zaworów oraz podgrzewającego płyn w zbiorniku do pewnej temperatury (patrz druga strona niniejszej instrukcji).

2. Zaprojektować i zamodelować układ sterujący dwoma grzałkami pieca do testowego wygrzewania urządzeń do zastosowań przemysłowych.

Piec posiada dwa czujniki temperatury (tpośr i twys), sygnalizujące osiągnięcie temperatury pośredniej oraz wysokiej. Jeśli temperatura jest niska, wówczas żaden z czujników nie sygnalizuje osiągnięcia temperatury. Jeśli temperatura w piecu jest wysoka, wówczas oba czujniki (tpośr i twys) sygnalizują logiczną jedynką osiągnięcie temperatury wysokiej.

Układ sterujący ma na podstawie temperatury zgłaszanej przez czujniki sterować grzałkami G1 i G2 w następujący sposób:

Temperatura

Stan załączenia grzałek

niska (tpośrtwys = 00)

G1 i G2 załączone

pośrednia (tpośrtwys = 10)

tylko jedna grzałka załączona - naprzemiennie

wysoka (tpośrtwys = 11)

G1 i G2 wyłączone (studzenie)

W przypadku wykrycia temperatury pośredniej, układ ma załączać tylko jedną grzałkę, ale za każdym razem (za każdym wykryciem i przejściem do grzania jedną grzałką) załączać grzałkę, która ostatnio nie była w tym stanie włączona.

Przykładowy sposób działania układu będzie zatem następujący:

Czujniki tpośr i twys wskazują temperaturę niską (oba sygnalizują 0) – załączenie G1 i G2

Czujniki tpośr i twys wskazują temperaturę pośrednią (stan: 1 i 0) – załączenie G1, wyłączenie G2

Czujniki tpośr i twys wskazują temperaturę wysoką (oba sygnalizują 1) – wyłączenie G1 i G2

Czujniki tpośr i twys wskazują temperaturę pośrednią (stan: 1 i 0) – wyłączenie G1, załączenie G2

Czujniki tpośr i twys wskazują temperaturę niską (oba sygnalizują 0) – załączenie G1 i G2

Układ wpływa na stopień grzania załączając jedną lub dwie grzałki, jednak temperatura pieca zależy również od innych czynników (otwierania drzwi załadunkowych, temperatury zewnętrznej, itd.). Zadaniem układu nie jest stabilizacja temperatury, lecz naprzemienne załączanie grzałek G1 i G2 przy wykryciu temperatury pośredniej i przejściu w stan grzania jedną grzałką.

Wyniki pracy zamieścić w sprawozdaniu.

PSL-S-05 Przykład sterowania logicznego piecem 2-grzałkowym

1/3

Przykład – Sterowanie napełnianiem zbiornika do podgrzewania

Dany jest przepływowy zbiornik do podgrzewania płynu,

Z1

jak na rysunku obok.

Działanie układu ma być następujące:

p1

przy stanie zaworów Z1=Otwarty, Z2=Zamknięty następuje napełnianie zbiornika, aż do zasygnalizowania przez czujnik p1 stanu napełnienia T

G

zbiornika (czujnik p2 również sygnalizuje poziom wyższy niż minimalny) następnie włączana jest grzałka G, aż do zasygnalizowania przez czujnik temperatury T osiągnięcia właściwej temperatury

p2

wówczas zbiornik jest opróżniany (zawór Z1=Zamknięty, Z2=Otwarty), a grzałka wyłączona, aż do zasygnalizowania najpierw przez czujnik p1, a potem p

Z

2 braku wykrycia płynu (poziom niższy niż miejsce montażu

2

czujnika), po czym zbiornik napełniany jest kolejną porcją płynu (powrót do pierwszego wymienionego wyżej stanu)

Stany i ich znaczenie przyjęte w tym układzie przedstawia poniższa tabela: S = s1s0 Znaczenie – akcja

Stan wyjść Z1 Z2 G

A = 0 0 zbiornik pełny – opróżnianie

0 1 0

B = 0 1 zbiornik pusty – napełnianie

1 0 0

C = 1 0 zbiornik pełny – grzanie

0 0 1

Na podstawie powyższego przypisania stanów, można już określić funkcje sterujące zaworami i grzałką: Z = s , Z = s s = s + s , G = s

1

0

2

1 0

1

0

1

Graf stanów i przejścia pomiędzy stanami wyglądają następująco: p1+p2

p1

T

T=O

p

T=O

1=O

p2=O

p2=O

p1+p2

p1

A

B

C

T=O

T=O

T, p1=O, p2=O

Zapisując tabelę prawdy układu wprost z grafu, uwzględniając stany dowolne, uzyskujemy: s1 s0 p1 p2 T s1’ s0’

0 0 1 Ø Ø 0 0

0 0 Ø 1 Ø 0 0

0 0 0 0 Ø 0 1

0 1 0 Ø Ø 0 1

0 1 1 Ø Ø 1 0

1 0 Ø Ø 0 1 0

1 0 Ø Ø 1 0 0

Bezpośrednio z powyższej tabeli możemy zapisać równania na s0’ i s1’ dla układu zrealizowanego na przerzutnikach typu D:

s ' = s s p p + s p = s p s p + s

0

(1 0 1 2 0 1) 1 1( 0 2 0)

s ' = s s p + s s T

1

1 0 1

1 0

PSL-S-05 Przykład sterowania logicznego piecem 2-grzałkowym

2/3

Gotowy zrealizowany układ może wyglądać jak na poniższym rysunku.

PSL-S-05 Przykład sterowania logicznego piecem 2-grzałkowym

3/3