Современная электроника №6/2022

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2022 Рис. 3. Алгоритм управления ПЛК генератора азота Рис. 4. Алгоритм управления контроллера в случае изменения давления Рис. 5. Алгоритм управления контроллера регулирующим клапаном 7–10 бар. Исходя из вышеизложенно- го, задача внедряемой автоматизиро- ванной системы управления состоит в регулировании давления газа на вхо- де в генератор азота c учётом требуе- мых показателей чистоты получаемо- го азота. Основываясь на опыте производите- лей системы управления для азотных установок, внедрение системы автома- тического управления регулировани- ем давления газа на входе в адсорбци- онную установку позволит исключить влияние неизбежных скачков давления сжатого воздуха и повысит качество производимого продукта. Структурная схема системы авто- матического регулирования давле- ния показана на рис. 2. Информация о давлении подаётся на датчик давле- ния с последующим преобразовани- ем изменения давления в унифици- рованный токовый сигнал, который поступает на вход корректирующего фильтра и далее на вход регулятора с типовым алгоритмом регулирования (ПИД регулятор). Регулятор формиру- ет сигнал управления и через электро- двигатель и заслонку воздействует на расход газа. W 0 – передаточная функция газохода. W 1 – передаточная функция датчика с измерительным преобразователем. W 2 – передаточная функция коррек- тирующего фильтра. W 3 – передаточная функция регуля- тора. W 4 – передаточная функция сервоэ- лектродвигателя. W 5 – передаточная функция заслонки. После внедрения системы автомати- ческого регулирования давления газа для контроля протекания всего техно- логического процесса требуется раз- работка автоматизированной систе- мы управления. Состав предлагаемой системы управления состоит из двух программируемых контроллеров, кон- трольно-измерительных (датчиков) приборов и системы визуализации. Один из программируемых кон- троллеров используется для контроля и управления генератором азота. Алго- ритм управления данного ПЛК пред- ставлен на рис. 3. Основная задача по расчёту времени цикла, требуемого давленияи температу- рысжатого воздухана входе в генератор азота, взаимодействие с системой визу- ализации и выполнение роли ведущего контроллера ложитсяна второйконтрол- лер. Некоторые примерыразработанных алгоритмов управления основного кон- троллера представленына рис. 4, 5. Общая структура системы управ- ления представлена на рис. 6. Обмен информацей между ПЛК реализован согласно протоколу Modbus RTU, в то время как взаимодействие между основ- ным ПЛК и системой визуализации осу- ществляется по TCP/IP-протоколу. Заключение Причины и зависимость деформа- ции микропористого адсорбента в Начало Полученияданных о требуемой чистоте азотаиз SCADA системы Расчет рабочегодавления в адсорберах . Расчет времени полуцикла Генерация азота в адсорбере№ 1 Давление вадсорбере № 1 равнорабочему давлению ? Нет Подача азотапотребителю . Регенерация адсорбента в адсорбере№ 2 Да Открытие клапана к адсорберу№ 1. Закрытие всех остальных клапанов Открытие клапанапотребителюиз адсорбера№ 1. Открытие клапана между адсорберами . Открытие клапана сбросаиз адсорбера№ 2 в атмосферу Времяполуцикла прошло ? Нет Выравниваниедавленияв адсорберах Да Закрытие клапана в адсорбер№ 1. Закрытие клапанапотребителюиз адсорбера№ 1. Закрытие клапана сбросаиз адсорбера№ 2 в атмосферу Давление вадсорберах одинаково ? Опросдатчикадавления в адсорбере№ 1 Опросдатчиковдавления в адсорберах Нет Генерация азота в адсорбере№ 2 Да Открытие клапана к адсорберу№ 2. Закрытие всехостальных клапанов Опросдатчикадавленияв адсорбере№ 2 Давление вадсорбере № 2 равно рабочему давлению ? Подача азотапотребителю . Регенерация адсорбента в адсорбере№ 1 Открытие клапанапотребителюиз адсорбера№ 2. Открытие клапана между адсорберами . Открытие клапана сбросаиз адсорбера№ 1 в атмосферу Времяполуцикла прошло ? Выравниваниедавленияв адсорберах Конец Нет Да Нет Да Начало Расчет оптимального давления , требуемого на компрессоре Изменениезначений давления пускаи останова Компрессор включен ? Передача сигнала « Пуск » Данныеиз SCADA системыо требуемомдавлении Чтение значений давления пуска иостанова ( Регистров 4176...4177, 4178...4179) с контроллера Airmaster S1 Нет Да Данные удовлетворяют требованиям ? Нет Конец Да Алгоритмуправления контроллера в случае запускасистемы Начало Передача значения требуемого давления в автоматическую систему управления давлением газа Получения данных о требуемой чистоте азота из SCADA системы Конец Расчет требуемого давления Опрос датчиков давления и температуры сжатого воздуха после Редукционного клапана № 1 Данные в границах дозволленых значений Нет Передача данных о давлении и температуре сжатого воздуха в SCADA систему Да