Wybrane symbole na schematach instalacji elektrycznych

Transkrypt

1 Wybrane symbole na schematach instalacji elektrycznych symbol opis uwagi cewka, napęd elektromagnetyczny symbol ogólny cewka z dodatkowym działaniem symbol ogólny cewka o działaniu czasowym (opóźnienie załączenia) przekaźnik czasowy, opóźnione załączenie cewka o działaniu czasowym (opóźnienie wyłączenia) przekaźnik czasowy, opóźnione wyłączenie cewka zaworu elektromagnetycznego cewka impulsowa z termicznym wyłącznikiem przeciążenia przekaźniki termiczne, termiki, wyzwalacze przeciążeniowe bezpiecznik bezpiecznik

2 Wybrane symbole na schematach instalacji elektrycznych symbol opis uwagi podstawa bezpiecznikowa podstaw bezpiecznikowa ze zworą odłącznik rozłącza tory prądowe bez obciążenia rozłącznik rozłącza tory prądowe pod obciążeniem (prądy robocze) rozłącznik bezpiecznikowy sygnalizator - dzwonek sygnalizator świetlny lampka z wyłącznikiem przeciążenia prądowego wyzwalacze nadprądowe, zwarciowe

3 Wybrane symbole na schematach instalacji elektrycznych symbol opis uwagi z wyłącznikiem podnapięciowym wyzwalacze podnapięciowe silnik symbol ogólny silnik trójfazowy prądu zmiennego trójfazowe silniki klatkowe asynchroniczne styk normalnie otwarty NO (zwierny) symbol ogólny styk główny stycznika (normalnie otwarty) styk normalnie otwarty, kolejny, dodatkowy np. styki pomocnicze stycznika, wyłącznika styk normalnie zwarty NC (rozwierny) symbol ogólny styk normalnie zwarty, kolejny, dodatkowy np. styki pomocnicze stycznika, wyłącznika

4 Wybrane symbole na schematach instalacji elektrycznych symbol opis uwagi wtyk normalnie otwarty wyprzedzający zwiera z wyprzedzeniem w stosunku do normalnych styków tego samego napędu styk normalnie zwarty z opóźnionym rozłączeniem rozłącza zaciski z opóźnieniem w stosunku do pozostałych styków tego samego napędu styk normalnie otwarty z napędem nożnym pedały sterownicze styk zwarty otwarty z napędem nożnym styk normalnie otwarty z napędem ręcznym grzybkowym ryglowanym przyciski bezpieczeństwa, grzybkowe styk normalnie zwarty z napędem ręcznym grzybkowym ryglowanym przyciski bezpieczeństwa, grzybkowe styk normalnie otwarty łącznika krańcowego styk normalnie zwarty łącznika krańcowego

5 Wybrane symbole na schematach instalacji elektrycznych symbol opis uwagi styk normalnie otwarty czujników np. czujniki indukcyjne, magnetyczne itp. styk normalnie zwarty czujników np. czujniki indukcyjne, magnetyczne itp. styk normalnie otwarty łącznika pływakowego styk normalnie zwarty łącznika pływakowego przekaźnik czasowy, opóźnione wyłączenie styk normalnie otwarty o czasowym opóźnionym załączeniu styki przekaźnika czasowego typu opóźnione załączanie styk normalnie zwarty o czasowym opóźnionym załączeniu styki przekaźnika czasowego styk normalnie otwarty o czasowym opóźnionym wyłączeniu styki przekaźnika czasowego typu opóźnione wyłączenie styk normalnie zwarty o czasowym opóźnionym wyłączeniu styki przekaźnika czasowego

6 Bezpieczeństwo pracy sterowników programowalnych Pewność działania algorytmu sterującego zależy od przestrzegania pewnych zaleceń Polecenia załączania należy realizować poprzez podanie stanu 1 na wejście sterownika (wykorzystanie styku NO normalnie otwartego) (zasada prądu roboczego) Polecenia wyłączania należy realizować poprzez podanie stanu 0 na wejście sterownika (wykorzystanie styku NC normalnie zamkniętego) (zasada przerwy roboczej) Pojawienie się usterki nie może ograniczać możliwości wyłączania. Dlatego polecenia wyłączania powinny mieć pierwszeństwo w stosunku do poleceń załączania.

7 Usterki w bloku wyjściowym i elementach zewnętrznych można rozpoznawać stosując sprzężenie zwrotne sygnału wyjściowego z jednym z wejść. Odróżniamy bezpośrednie sprzężenie zwrotne sygnału wyjściowego oraz sprzężenie za pośrednictwem przekaźnika związanego z wyjściem. Uszkodzenie układu sterującego nie może prowadzić ani do zagrożenia życia lub zdrowia ludzkiego, ani zniszczenia urządzeń i materiałów produkcyjnych. Dlatego obwody wyłączania awaryjnego muszą wyłączać spod napięcia wszystkie wyjścia sterownika logicznego razem, albo przy zastosowaniu styczników pomocniczych, grupowo.

8 Projektowanie wspomagane komputerowo Przykładowe programy wspomagania projektowania schematów elektrycznych: SEE electrical, ANIRO, ELCAD, AUCOPLAN, RUPLAN, ( ) i wiele innych Korzyści z projektowania wspomaganego komputerowo: - wydajność tworzenia dokumentacji elektrycznej (specjalizowane narzędzie) - możliwość opracowania dokumentacji zgodnie ze strukturą i zasadami określonymi przez normę - możliwość skorzystania z bogatej biblioteki gotowych schematów urządzeń - automatyczna kontrola poprawności schematu elektrycznego - automatyczne nadawanie nazw aparatów elektrycznych, nadawanie numerów zacisków i numerów połączeń (potencjałów) - generowanie list materiałowych aparatów elektrycznych - przygotowanie widoków płyt montażowych, elewacji, rozmieszczenia aparatów w szafie sterowniczej - przygotowanie topologii sieci komunikacyjnych - generowanie widoków i adresowania sterowników PLC - generowanie przeglądu kabli i listew łączeniowych - generowanie schematu montażowego urządzeń zewnętrznych

9 Przykładowy widok programu SEE electric

10 Przykładowa dokumentacja stworzona w programie SEE electric

11 Przykładowa dokumentacja stworzona w programie SEE electric

12 Przykładowe widoki programu ANIRO engineering Projekt elektryczny Widok szafy sterowniczej

13 Sterowniki PLC Przy realizacji zadań automatyzacji złożonych obiektów i procesów wykorzystuje się sterowniki programowalne PLC (ang. Programmable Logic Controller programowalny sterownik logiczny). Algorytm sterowania jest zapamiętany w pamięci sterownika PLC w postaci programu, który może być przez użytkownika dowolnie modyfikowany bez konieczności wymiany elementów lub okablowania.

14 Rodzaje sterowników PLC Ze względu na strukturę sprzętową i programową (konfigurację) sterowniki programowalne dzieli się na: - modułowe (duże, małe) - kompaktowe (mikro-plc, nano PLC) Sterownik modułowy PLC: Do zamontowania takiego sterownika niezbędna jest płyta łączeniowa, zwana kasetą (ang. Rack), która posiada gniazda (ang. Slot) do podłączenia wybranych modułów, przy czym modułami niezbędnymi są: - Zasilacz PWR (ang. PoWeR Supply). - moduł centralnej jednostki przetwarzającej CPU (ang. Central Processing Unit)

15 Sterowniki PLC Możliwe do podłączenia moduły sterowników PLC: - moduł wejść i wyjść dwustanowych DI, DO (np. wejścia przekaźnikowe typu zwarciowego, napięciowe 24VDC, napięciowe 230VAC, prądowe 20mA) - moduł wejść i wyjść analogowych AI, AO (np. wejścia prądowe 0-20mA, 4-20mA, napięciowe 0-10V, pomiarowe temperatury bezp. podłącza się czujniki PT100, PT1000) - moduł szybkiego licznika HSC (ang. High Speed Counter) do obsługi wejść dwustanowych, których stan zmienia się z częstotliwością do 100kH, (np. z enkoderów) - moduł pozycjonowania osi APM (ang. Axis Positioning Module) umożliwia synchroniczne sterowanie zespołem napędów (najczęściej dwóch, pozycjonowanie w płaszczyźnie, lub trzech, pozycjonowanie w przestrzeni). Umożliwia generowanie profili prędkości oraz ograniczenia przyśpieszeń dla łagodnego rozruchu i zatrzymywania napędów. - moduł komunikacyjny (np. z dwoma łączami szeregowymi RS-232 oraz RS-422/485) - moduł komunikacyjny sieci sterownikowych do połączenia sterowników w sieci lokalnej - moduł komunikacyjny sieci Ethernet TCP/IP LAN zapewniający możliwość wymiany danych pomiędzy sterownikami PLC i innymi użytkownikami sieci Ethernet

16 Rodzaje sterowników PLC Sterownik kompaktowy mikro-plc - sterowniki kompaktowe są sterowane do automatyzacji pojedynczych maszyn i urządzeń oraz przeznaczone są do tworzenia zdecentralizowanych struktur sterowania dla małych obiektów typu przepompownie, oczyszczalnie ścieków itp.

17 Rodzaje sterowników PLC Sterownik kompaktowy nano-plc stosuje się je w przypadku najprostszych zadań, dla których użycie sterownika PLC nie byłoby ekonomicznie uzasadnione. Niewielką liczbę wejść/wyjść procesowych nanosterownika można zwiększyć stosując dodatkowe moduły rozszerzające. Sterowniki miniaturowe są przystosowane do wbudowania w rozdzielniach elektrycznych i są montowane na typowych szynach montażowych standardu DIN. Wielkością są zbliżone do wyłączników różnicowo-prądowych.

18 Cykl działania sterownika PLC, zmienne sterownika PLC

19 Języki programowania sterowników PLC według normy IEC Lista instrukcji IL (STL) jest językiem tekstowym najniższego poziomu, zależnym w dużym stopniu od typu procesora zastosowanego w sterowniku PLC. Tekst strukturalny ST jest językiem wyższego poziomu, w którym oprócz prostych instrukcji asemblerowych języka IL, występują również instrukcje złożone, takie jak pętle iteracyjne (REPEAT-UNTIL, WHILE-DO) oraz wykonanie warunkowe (IF-THEN-ELSE, CASE). Schemat drabinkowy LD (LAD), opracowany został z myślą o projektantach elektrycznych układów przekaźnikowych, realizujących funkcje logiczne poprzez odpowiednie łączenie styków i cewek przekaźników. Schemat bloków funkcyjnych FBD, opracowany dla projektantów realizujących funkcje logiczne przez odpowiednie łączenie półprzewodnikowych elementów funkcjonalnych (bramki logiczne, kodery, dekodery, multipleksy, komutatory, liczniki itp.) na płytkach drukowanych Schemat sekwencji funkcji SFC ułatwia realizację sekwencyjnych układów logicznych, które w odróżnieniu od prostszych układów kombinacyjnych zawierają elementy pamięci. Sposób sterowania zależy od stanu w jakim znajduje się proces i system automatyki.

20 Przykład sekwencyjnego sterowania procesem za pomocą grafu sekwencji

21 Przykład sterowania sekwencyjnego

22 Przykład sterowania sekwencyjnego Manipulator składający się z siłowników S2, S3 oraz płyty z ssawkami ma za zadanie przenieść arkusz blachy z magazynu do podajnika arkuszy.

23 Przykład sterowania sekwencyjnego schemat połączenia czujników B1 B2 S3 B3 S2 B4 B5 B6 B7 Wyjścia: Y1 S2_GORA sterowanie zaworem siłownika S2 Y2 S2_DOL sterowanie zaworem siłownika S2 Y3 S3_LEWO sterowanie zaworem siłownika S3 Y4 S3_PRAWO sterowanie zaworem siłownika S3 Y5 SSANIE włączenie zaworu ssania (ssawki) Y6 WYDMUCH włączenie zaworu wydmuchu powietrza (ssawki) Wejścia: B1 S3_ZAL sygnał załadowczego położenia płyty B2 S3_ZDAW sygnał zdawczego położenia płyty B3 S2_UP sygnał górnego położenia płyty B4 S2_ZAL sygnał dolnego położenia płyty B5 S3_DOWN sygnał skrajnego dolnego położenia płyty B6 OB_PLYTY_1 sygnalizacja obecności formatki na stole zdawczym (czujnik umieszczony na płycie z ssawkami) B7 OB_PŁYTY_2 sygnalizacja obecności płyty na stole załadowczym B8 SSAWKI sygnał zassania ssawek

24 kolejny przykład sterowanie transporterami i wjazdem detalu do windy

25 kolejny przykład sterowanie transporterami i wjazdem detalu do windy

26 Wyjścia rozproszone sieci przemysłowe Profibus jest jednym z najpopularniejszych standardów sieci przemysłowych czasu rzeczywistego. Komunikacja odbywa się na zasadzie master/slave lub master/master i może obejmować do 127 urządzeń na jednej magistrali. Profibus został opracowany przez firmę SIEMENS z przeznaczeniem do wykorzystania w rozproszonych systemach sterowania oraz nadzoru. Węzłami sieci mogą być zarówno proste urządzenia wejścia/wyjścia analogowe i cyfrowe, czujniki lub elementy wykonawcze, jak i komputery, sterowniki swobodnie programowalne, falowniki, czy też terminale operatorskie. Zadaniem sieci jest efektywne przekazywanie dużej ilości krótkich informacji, przy zachowaniu deterministycznego czasu przesyłania danych

27 Sieć Profibus W standardzie Profibus zdefiniowano trzy profile komunikacyjne: -FMS -DP -PA Profibus DP wykorzystywany jest do bardzo szybkiej obsługi zdecentralizowanych urządzeń we/wy z krótkimi paczkami danych (np. sterowanie wieloma napędami). Warstwa fizyczna sieci Profibus DP zbudowana jest o interfejs szeregowy RS-485. Podstawową strukturę magistrali tworzy liniowy segment kabla w postaci ekranowanej skrętki. Prędkość transmisji zależy od długości oraz jakości zastosowanego przewodu. Przykładowa prędkość dla ekranowanej skrętki o przekroju przewodu 0,34mm^2:

28 Wyjścia rozproszone sieci przemysłowe Przykładowa konfiguracja sieci PROFINET/Industrial Ethernet oraz Profibus DP sieć wielopoziomowa łącząca sterowniki, elementy wykonawcze oraz panel użytkownika.

29 Sieć Profibus DP moduły we/wy