DP-Line Engeneering

 В этой рубрике мы будем рассматривать реализацию реальных —  «живых» проектов, в реальном времени, от момента получения технического задания до сдачи объекта заказчику. Таким образом, вы сможете проследить весь путь, все этапы этой работы, как будто  вы сами принимаете в ней участие.

Итак, первое задание.  Имеем: система вентиляции офисного здания, требующая комплексной модернизации.

• замена  и ремонт неисправных узлов и агрегатов
• коренная модернизация системы автоматизации вентустановок
• включение  модернизированных вентустановок здания в систему диспетчеризации объекта.

ПЕРВЫЙ ЭТАП.

• Обследование объекта.
• Анализ состояния узлов и агрегатов.
• Составление кинематических схем  вентиляционных установок подлежащих модернизации
• Расчет требуемого оборудования.

На основании результатов обследования  рисуем схемы, позволяющие нам рассчитать потребное количество входов-выходов для автоматизации системы и необходимое для закупки оборудование.

Приточно-вытяжная установка ПВ1

Приточно-вытяжная установка ПВ2

Вытяжные установки В1-В5

 Вся информация необходимая для расчета оборудования автоматики собрана, производим предварительный расчет оборудования.

Таблица количества входов-выходов контроллера для расчета оборудования:

Для выполнения задачи автоматизации выбираем контроллер Saia  PCD2.M5440

Контроллер имеет 8 слотов для установки модулей вввода-вывода и возможность расширения с помощью модуля расширения еще, минимум на 4 или 8 модулей. Для данного проекта  этого будет достаточно.

Выбираем модули  ввода-вывода:

PCD2.W340	PCD2.W340 — модуль аналоговых входов, 8 каналов, 12 бит, универсальный: 0…10 В, 0…20 мА, Pt/Ni 1000 В соответствии с нашей таблицей понадобиться 2 модуля, 16 AI
PCD2.E160	PCD2.E160 — модуль цифровых входов, 16 каналов, напряжение 24 VDC, фильтр 8 мс, с разъемом под шлейф. Нам понадобиться 3 модуля- 48 DI, 8 входов (каналов), при этом, останутся в резерве.
PCD2.W410	PCD2.W410 — модуль аналоговых выходов, 4 канала, 8 бит, конфигурируемый (0…10 В / 0…20 мА / 4…20 м… В соответствии с нашей таблицей понадобиться 3 модуля, 2 AO выход, при этом, останется в резерве.
PCD2.A460	PCD2.A460 — модуль цифровых выходов, 16 каналов, транзисторы, 10…32 VDC/0.5 A, с разъемом под шлейф. Необходимо 2 модуля.

У Saia имеется очень большой набор таких модулей с различными техническими характеристиками. В своем выборе я отдаю предпочтение универсальным модулям, т.е тем которые могут работать с датчиками и  приводами различных типов. На самих модулях имеются переключатели и джамперы, позволяющие выбирать: будет этот модуль работать с датчиком pt 1000, Ni 1000 или 0-10в.  Отчасти, это объясняется тем, что при выполнении задач модернизации, постоянно сталкиваемся с необходимостью оставлять какое либо устаревшее, но вполне еще работоспособное оборудование,  которое как правило, бывает разнотипным.

По нашим расчетам выходит, что для реализации нашего проекта необходимо использовать 9 модулей ввода-вывода. Это очень нездорово,  т.к. корзина контроллера Saia  PCD2.M5440 вмещает в себя 8 модулей:

Это произошло потому, что 1 модуль PCD2.A460 имеет 16 дискретных выходов , а нам необходим 21  выход. Самый очевидный способ решения этой проблемы —  добавить расширение контроллера PCD2.C 1000/C2000, которое имеет корзину с 8-ю или 4-мя дополнительными слотами. Контроллеры saia, обладают, в этом смысле изумительной гибкостью и универсальностью, как видно, из приведенного ниже примера:

При необходимости, мы можем расширить количество точек, обслуживаемых одним контроллером до 1024 ед.

Однако, такое решение проблемы, в нашем случае, не является оптимальным т.к. требует очередных  финансовых вложений: покупка  средств расширения PCD2.C 1000 или C2000,  собственно модуля DO PCD2.A460 и  еще одного модуля (терминала) PCD2.K 551  (8 реле). Об этом модуле скажу чуть позже, при подборе вспомогательного оборудования, т.к минимум 2 таких релейных терминала нам все же потребуются. Один тот факт, что необходимо закупать целый модуль расширения, рассчитанный минимум на 4 слота, ради установки одного-единственного модуля дискретных выводов  наводит на мысль о необходимости оптимизации нашей схемы.

Итак, нам предстоит оптимизировать схему проекта. Сделаем это следующим образом: вместо покупки перечисленного выше оборудования  задействуем один из двух бортовых интерфейсов RS-485 контроллера для работы по протоколу modbus RTU  и  добавим необходимое количество модулей  с modbus  управлением, типа ICP DAS , например M 7045D, оснащенный 16-ю дискретными  выходами и M 7051D, имеющий на борту 16 дискретных входов. Оба модуля имеют индикаторы- светодиоды состояния входов-выходов.

В результате, вместо 2-х модулей DO PCD2.A460  приобретаем 2 модуля ICP DAS  M 7045D , высвобождая при этом 2 слота в корзине контроллера , вместо 2-х терминалов PCD2.K 551  покупаем 16 силовых реле «findler». Вместо 3-х модулей PCD2.E160 приобретаем modbus модули дискретных вводов M 7051D, в количестве 3-шт. Необходимость в использовании модуля расширения PCD2.C 1000 или C2000 отпадает.  Это существенно удешевит стоимость нашего проекта. Коммуникационные задачи, связанные с работой по протоколу modbus RTU мы  решим в ходе программирования контроллера в среде PG5 — основной и неизменной  среде программирования контроллеров Saia. Прекрасная библиотека  коммуникационных функциональных блоков, делает этот инструмент  поистине универсальным.

Кроме того поступают 2- вводные:

1. от поставщика —  на складе отсутствуют модули PCD2.W340
2. от заказчика — необходимо добавить в схемы 2 датчика давления воды 0-10в и необходимо иметь информацию о положении переключателей режимов «дистанционное-местное» во всех силовых схемах управления агрегатами (вентиляторы, насосы). Это, предварительно, 16  дополнительных дискретных входов.

Решение:  добавляем 2 аналоговых ввода 0-10в, а именно модуль Saia PCD2.W300 (8AI 0-10в.),   модули PCD2.W340 2 шт.- заменяем на PCD2.W360 (8AI Pt 1000)-2шт.  и увеличиваем  количество модулей дискретных вводов   M 7051D до 5шт. (с запасом на возможные дальнейшие вводные).

Предварительную спецификацию оборудования (количество и типы датчиков, оборудование для автоматизации) можно посмотреть здесь:

 Смею вас уверить , что это далеко не последняя правка проекта , отнюдь не последняя вводная и не окончательная  оптимизация .

На этом этапе выполнение работ временно приостанавливается : заказчик и исполнитель берут производственную паузу на неопределенное время, по окончании которой мы вернемся к этому материалу.

Итак, продолжаем. Мы абсолютно правильно поступили, не приступив к выполнению второго этапа, т.к. после непродолжительных раздумий, руководством  было принято решение продолжить оптимизацию проекта. В этих целях были приняты следующие решения:

1. Замена контроллера Saia  PCD2.M5440 на PCD1.M2110R1
2. Установка на PCD1.M2110R1 дополнительного интерфейса RS-485 (модуль PCD7.F150 S)
3. Использование в качестве терминала сенсорной панели СП 200 (ОВЕН)
4. Замена аналоговых модулей Saia  на аналоговые модули ICP DAS с протоколом modbus PTU.

Дадим некоторые пояснения и произведем повторный пересчет необходимого оборудования.

На борту PCD1.M2110R1 имеется 1 интерфейс RS-485 «порт -0», который будет использован для работы контроллера, в качестве мастера, в сети modbus . «Слейвами» в этой сети будут выступать модули ICP DAS, аналоговые и цифровые. Максимально, для этого контроллера, в шину модбас, можно подключить до  10 слейв-устройств.

Второй интерфейс —  RS-485 II  мы устанавливаем с помощью коммуникационного модуля PCD7.F150S на специальное место «Порт -1» (Slot A).

Он необходим для обеспечения работы , в качестве мастера, (по отношению к контроллеру) панели СП-200 по протоколу modbus PTU.

Связь с системой диспетчеризации обеспечим по интерфейсу Ethernet, имеющемся на борту PCD1.M2110R1. По нему будет происходить обмен данными с ОРС-сервером системы диспетчеризации.

Для обеспечения заданного количества AI  (pt 1000) необходимо 3  6-ти канальных модуля М7015, итого имеем 18 входов для измерения температуры (потребность -16шт. резерв-2шт.)

Для измерения давления в трубопроводах используем  2 аналоговых входа (-10/+10 в)  на борту контроллера PCD1.M2110R1.

Оборудование по дискретным в/в   также меняем, т.к в противном случае, мы не уложимся в максимально допустимое для  PCD1.M2110R1 количество модбас-устройств (10шт.)

Для обеспечения заданного количества DO (21шт.) используем  1 модуль ICP DAS  M 7045D с 16-ю дискретными выходами +16 реле типа «findler» и задействуем 5 бортовых DO контроллера +5 реле типа «findler»

Далее, нам необходимо обеспечить наличие 10 AO и 40 DI. Каким образом?

Модуль М 7024R содержит 4 AO (0-10 в) и 5 DI. Берем 2 модуля, имеем 8 АО и 10 DI. Недостающие 2 АО берем на борту контроллера. Недостающие 30 DI обеспечиваем добавлением 2-х  16-ти канальных модулей модулей M 7051D -итого  имеем 10+32= 42 дискретных входа+ бортовые дискретные входы  контроллера (6 шт.) в резерве.

Суммарное количество modbus модулей на шине RS485-I ,таким образом, составит 3+1+2+2=8 шт. Лимит модулей не превышен. В случае отсутствия на складе тех или иных модулей, и нехватки из-за этого в/в , имеем возможность «маневра»за счет установки еще 1-2 модбас-модулей.

Передаем полученные данные руководству для расчета стоимости и заказа оборудования и ждем отмашку для выполнения второго этапа проектирования: «Разработка и создание принципиальных электрических схем щитов автоматики и управления.»

А пока, в голове, схематично возникает следующая картинка:

В НАЧАЛО       НА ГЛАВНУЮ      ПОХОЖИЕ МАТЕРИАЛЫ