Свободно-программируемые логические контроллеры в технологиях ЗАО «ХОЛОДОН».

В своей деятельности наша компания давно использует контроллеры (автоматы управления) управляющие исполнительными устройствами, возможности которых ограничены в средних и больших разработках автоматизации, вложенными в них алгоритмами, которые не могут быть изменены или подстроены под нужды разработчиков. Это приводит к увеличению стоимости всей разработки, т.к. приходиться добавлять промежуточные реле, реле времени и т.д., чтобы реализовать определённые моменты технологических процессов, не прописанные в алгоритме автоматов управления. Системы управления, построенные на таких автоматах, работают очень надёжно и легки в обслуживании. Но технологии на месте не стоят, уровень обслуживающего персонала повышается, на смену старым специалистам приходят молодые – «продвинутые» в области информационных технологий, на плечи которых можно положить груз инновационных разработок. Эта тенденция постепенно приходит и в нашу Республику.

На рынке Беларуси представлено много производителей свободно - программируемых логических контроллеров (далее ПЛК). Специалисты нашей компании остановились на концепции цена-качество и применили в своих разработках ПЛК и расширители входов -  выходов Российской фирмы «ОВЕН». С применением ПЛК наши возможности в разработках расширились, теперь мы можем расширять программные алгоритмы подстраивать их под технологии определенного технологического процесса, заменять одним ПЛК множество контролёров (автоматов управления) управляющими исполнительными устройствами.

Если в программе для ПЛК описывать алгоритм работы всей системы и использовать расширители входов-выходов, то исчезнет необходимость в дополнительных устройствах управления, что удешевляет стоимость проекта. Так же для соединения между элементами управления используется дешевая витая пара и сами элементы находятся вблизи исполнительных устройств, что уменьшает количество соединительного кабеля и повышает надёжность системы, точность снимаемых и регулируемых параметров. Такое применение отличается сравнительно невысокой ценой, несложным проектированием и простой наладкой.

Изучив и освоив данные технологии, специалисты ЗАО «ХОЛОДОН» разработали и внедрили систему автоматизированного управления климат - камерой на базе ПЛК и расширителей фирмы «ОВЕН», она получила наименование «Комплекс управления камерным оборудованием КУ-01.62КО». Данный комплекс был внедрён для автоматического управления технологическим оборудованием овощехранилища.

При разработке комплекса мы постарались придать ему разностороннее применение, не только для овощехранилища, но и для других объектов, где применяется климат – контроль (теплицы, климатические испытательные камеры и т. д.). Поэтому в управлении комплексом применена система «программирования» режимов работы в обычном конфигурационном файле. Простым выбором конфигурационного файла, в котором все действия автоматики комплекса прописаны, можно задать режимы работы для того или иного продукта хранения, или другого применения комплекса. Конфигурационный файл создаётся прямо из системы управления и мониторинга оператором, что в целом уменьшает зависимость заказчика от разработчика. Например, можно создать файлы для хранения картофеля, капусты, лука или для создания климата в теплице и потом, выбирая их использовать комплекс в том или ином применении.

Для облегчения работы обслуживающему персоналу при закладке продукции на хранение или её выгрузки из хранилища, разработаны режимы «Закладка» и «Выгрузка». Простым нажатием кнопки в программе управления и визуализации комплекса, выбирается нужный режим, и система отрабатывает эти режимы согласно технологии, без вмешательства оператора.

Принципиально схема управления разделена на узлы, управляющие зонами (см. рис.1):

Рис.1

• узел 1, снимает показания датчиков и управляет приточно-вентиляционными блоками;
• узел 2, снимает показания датчиков и управляет вентиляционно-климатическим блоком Зоны 1;
• узел 3, снимает показания датчиков и управляет вентиляционно-климатическим блоком Зоны 2;
• узел 4, снимает показания датчиков и управляет вентиляционно-климатическим блоком Зоны 3.

Количество зон можно расширять до 32, но при этом необходим расчёт мощности приточной вентиляции.

Все элементы управления, как в шкафах, так и между шкафами соединены между собой линией RS-485. Сами шкафы управления находятся вблизи климат – камеры.

Общий вид шкафов управления:

На лицевую часть шкафов управления выведены органы управления и индикации. Комплекс может запускаться и управляться как со шкафов управления, так и удалённо с компьютера оператора. Для удалённого управления и мониторинга комплекса, разработана программа управления и визуализации процессов. Она устанавливается на персональный компьютер оператора под управлением операционной системы Windows XP или Windows 2003 и по сети Ethernet происходит управление и визуализация процессов комплекса. В программе реализованы возможности:

·         запуск в режиме «Эмуляции» - включается тестовый режим, эмулируются процессы контролёра (ПЛК), прямое управление и мониторинг отсутствует;

·         запуск в режиме «Контроллер» - включается прямое управление и мониторинг комплекса;

·         контроль обрыва датчиков;

·         установка конфигурационных параметров производиться выбором определённого файла с нужной конфигурацией;

·         конфигурационные параметры можно изменять в «горячем» режиме, не останавливая систему;

·         права доступа разграничены;

·         вывод показаний датчиков температуры, влажности;

·         вывод показаний  скорости вращения двигателей вентиляторов приточно-вентиляционных блоков (в процентах от максимальной скорости вращения);

·         возможность отключения датчиков температуры программно;

·         возможность переключения управления со щита управления или из программы;

·         реализован режим «Загрузка» продукции на длительное хранение, нажатием одной кнопки происходит автоматическая отработка всех стадий загрузки и перевода на длительное хранение, в том числе и «лечение» закладываемого на хранение продукта;

·         реализован режим «Выгрузка» продукции для выгрузки из овощехранилища с автоматической отработкой всех стадий выгрузки продукции;

·         программно можно включать или отключать приточно-вентиляционные блоки, вентиляционно-климатические блоки;

·         реализована система подсказки и визуализации протекающих событий, как системы в целом, так и поблочное;

·         визуализация аварий системы и определённых ситуаций с записью в файл, формирующийся в памяти ПЛК;

·         значения, снимаемые с датчиков системы проецируются в графики и сохраняться в файлах на компьютере оператора;

·         реализовано отслеживание выходов параметров контролируемых и управляемых системой из установленных значений за определённый период времени, с выдачей звукового сигнала.

Комплексом программно можно управлять в полном объёме, а со щита ограниченно – это предотвращает непреднамеренный доступ к системе управления, а соответственно порчу хранимой продукции.

Программное обеспечение доступно в изучении и использовании оператором комплекса.

Получена система, которой можно управлять и снимать показания параметров удалённо по сети Ethernet, что обеспечивает единый комфортный центр управления и мониторинга, а так же архивирования информации.

Основные возможности комплекса:

·         зональное управление камерным оборудованием – 3 зоны;

·                  измерение температуры в каждой зоне – в “холодной”,  “теплой”,  “средней” точках. (В «средней точке» на высоте 1,5 - 1,6 метра от пола в середине прохода.),  “в среде продукта” (переносной) -  в радиусе 6-ти метров;

·                  измерение влажности в каждой зоне – в “холодной точке” и в “средней точке”;

·         управление камерным оборудованием производится как по средним величинам измеренных значений температуры и влажности, так и по измеренному значению в любой точке;

·         управление режимами охлаждения, нагрева, увлажнения и осушения в автоматическом режиме по заданной программе;

·         управление приточно-вентиляционными блоками и приводами заслонок притока и вытяжки воздуха в автоматическом режиме по заданной программе и по температуре наружного воздуха;

·                  плавная регулировка скорости вращения и длительности включения двигателей приточных вентиляторов в зависимости от температуры наружного воздуха для сохранения заданной суточной кратности обмена воздуха в хранилище;

·                  управление увлажнителями и приводами вентилей подачи, и слива воды.

Комплекс может быть расширен и сведён в систему, состоящую из отдельных камер, интегрированную в единую среду управления и мониторинга, посредством  ОРС сервера и приложения  взаимодействующего с ним. Связь с каждой камерой происходит посредством IP-адресов присвоенных  ПЛК шкафа управления каждой камеры и ОРС драйверов устройств управления.  Связь между камерами и компьютером оператора осуществляется по сети Ethernet посредством коммутации через Switch. В этом случае добавляется  возможность запуска  программы управления и визуализации каждой отдельной камеры по её IP-адресу. 

Функционально такая система показана на  рис.2.

Рис.2

С внедрением в наши технологии разработок на базе свободно-программируемых логических контролёров наша компания вышла на новый рубеж инноваций в области автоматизации технологических процессов климат–контроля. В автоматизации управления климатическими процессами мы можем участвовать в инновационных проектах различных отраслей народного хозяйства.

ЗАО «ХОЛОДОН» обеспечивает техническую поддержку, консультации, пуско-наладочные работы, сдачу под «ключ» автоматизацию объектов заказчика, гарантийное и послегарантийное обслуживание изделий с гарантией компаний-производителей.

Начальник отдела АСУ ТП ЗАО «Холодон» Алексеев А.А.