Презентация

1.

Автоматизация процесса перемещения зерна
между силосными башнями зернохранилища
Гусев Вадим Дмитриевич
Студент группы 2221113

2.

Введение
Зернохранилища – это ключевое звено агропромышленного комплекса,
которое выполняет три главные задачи: сохраняет физический урожай,
увеличивает стоимость продукта за счет повышения качества и правильной
логистики, и стабилизирует рынок, обеспечивая продовольственную
независимость государства.
Значимостью автоматизированной системы перемещения зерна между
силосными башнями зернохранилища являются:
1) экономия человеческих ресурсов;
2) повышение безопасности;
3) централизованное управление системой хранения, что упрощает контроль
размещения, хранения и выгрузки зерна.

3.

Анализ предметной области
Описание объекта автоматизации
Основной единицей хранения является
зерновой силос (силосная башня).
Загрузка в силос происходит самотеком
сверху через отверстие для
загрузки зерна. Выгрузка из силоса
происходит самотеком снизу через
отверстие для выпуска зерна. При
разработке системы управления
необходимо
учитывать габаритные размеры силоса
«рисунок 1» и их расположение.
Силосы находятся внутри здания, план
здания приведен на «рисунке 2».
Рисунок 1 – Габаритные размеры силоса
Габаритные размеры силоса представлены на чертеже
[БР 1.150304.26.2221113.07.00.00 СБ1].

4.

Анализ предметной области
Описание объекта автоматизации
Рисунок 2 – План здания
План здания представлен на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 ВО1].

5.

Анализ предметной области
Актуальность
Актуальность темы выпускной квалификационной работы
заключается
в том, что, внедряя систему автоматического управления,
обеспечивается оптимальность процесса перемещения зерна,
повышается производительность, путем снижения аварийных
ситуаций. Так же система автоматического управления
позволяет уменьшить количество ошибок человеческого
фактора и вести удаленный мониторинг.

6.

Анализ предметной области
Цели и задачи
Целью ВКР является повышение эффективности агропромышленного
предприятия за счет регулирования системы автоматического перемещения
зерна между силосными башнями зернохранилища.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1) рассмотреть план здания и параметры силосов;
2) провести обзор существующего оборудования;
3) подобрать необходимое оборудование;
4) разработать функциональную и структурную схемы;
5) разработать принципиальную схему;
6) разработать алгоритм работы и программную часть.

7.

Разработка системы управления
IDEF0 модель
Рисунок 3 – План перемещения зерна
План перемещения зерна представлен на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Д1].

8.

Разработка системы управления
Функциональная схема
Рисунок 4 – Функциональная схема автоматизации
Функциональная схема автоматизации представлена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 ТХ].

9.

Разработка системы управления
Структурная схема
Рисунок 5 – Схема электрическая структурная
Схема электрическая структурная представлена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Э1].

10.

Разработка системы управления
Выбор устройств
Были подобраны устройства удовлетворяющие требованиям и с хорошим
соотношением цена-качество. Были выбраны:
1) скребковые конвейеры;
2) нория;
3) шиберные задвижки;
4) радарные уровнемеры;
5) ПЛК;
6) модуль расширения для ПЛК;
7) HMI;
8) частотные преобразователи;
9) ПКП1Т – устройства контроля положения задвижки
10) контакторы реверсивные и не реверсивные;
11) реле промежуточные;
12) токовые трансформаторы;
13) дроссели моторные и сетевые;
14) БП;
15) автоматы защитные;
16) тепловые реле.
Более подробно см. пояснительная записка стр. 24

11.

Разработка системы управления
Разработка принципиальных схем
Рисунок 6 – Схема электрическая принципиальная
Схема электрическая принципиальная представлена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Э3].

12.

Разработка системы управления
Разработка принципиальных схем
Рисунок 7 – Схема подключения мотора задвижки
Схема подключения мотора задвижки представлена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Э3.1].

13.

Разработка системы управления
Разработка принципиальных схем
Рисунок 8 – Схема подключения мотора конвейера «КС-400.175»
Схема подключения мотора конвейера «КС-400.175» представлена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Э3.2].

14.

Разработка системы управления
Разработка принципиальных схем
Рисунок 9 – Схема подключения мотора конвейера «КЦ-400.175»
Схема подключения мотора конвейера «КЦ-400.175» представлена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Э3.3].

15.

Разработка системы управления
Разработка принципиальных схем
Рисунок 10 – Схема подключения мотора нории
Схема подключения мотора нории представлена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Э3.4].

16.

Разработка программной части
Подключения ПЛК
Входы ПЛК:
1) %X0 – Переполнение нории;
2) %X1 – Сход ремня нории;
3) %X2 – Движение нижн. Конвейера;
4) %X3 – Движение верх. Конвейера.
Выходы ПЛК:
1) %Y0 – Контактор нории;
2) %Y1 – Контактор нижн. Конвейера;
3) %Y2 – Контактор верх. Конвейера.
Входы аналогово модуля расширения:
1) %X0 – Тахометр нории.
Перечень «RS-485» устройств:
1) 1-7 – ПКП1Т нижних задвижек;
2) 8-14 – ПКП1Т верхних задвижек;
3) 15 – ПКП1Т задвижки приёма;
4) 16-18 – Частотные преобразователи;
5) 19-25 – Радарные датчики.
Таблица переменных и карта регистров см.
пояснительная записка стр. 74

17.

Разработка программной части
Алгоритм
Рисунок 11 – Общая блок-схема
Общая блок-схема с отражением подпрограмм приведена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Д2].

18.

Разработка программной части
Алгоритм
Рисунок 12 и 13 – Алгоритм «CASE iModbusPollStep»
Блок-схема с отражением алгоритма «CASE iModbusPollStep»
приведена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Д3].

19.

Разработка программной части
Алгоритм
Рисунок 14 – Алгоритм обработки аварийных сигналов
Блок-схема с отражением алгоритма обработки аварийных сигналов
приведена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Д4].

20.

Разработка программной части
Алгоритм
Рисунок 15 – Алгоритм аварийной остановки
Блок-схема с отражением алгоритма аварийной остановки
приведена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Д5].

21.

Разработка программной части
Алгоритм
Рисунок 16 – Алгоритм сброса аварии
Блок-схема с отражением алгоритма сброса аварии
приведена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Д6].

22.

Разработка программной части
Алгоритм
Рисунок 17 – Алгоритм контроля приводов
Блок-схема с отражением алгоритма контроля приводов
приведена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Д7].

23.

Разработка программной части
Алгоритм
Рисунок 18 и 19 – Алгоритм обработки команд с HMI
Блок-схема с отражением алгоритма обработки команд с HMI
приведена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.07.00.00 Д8].

24.

Разработка программной части
Описание проекта
По команде оператора ПЛК открывает задвижку для высыпания зерна из
силоса, включает верхний и нижний конвейер и норию. Также открывает
задвижку под верхним конвейером для высыпания в определенный силос, или
не открывает вовсе для передачи зерна по верхнему конвейеру в другие части
предприятия. ПЛК информирует оператора о состоянии всех агрегатов.
Оператор может изменять скорость всех агрегатов с частотными
преобразователями, но в этом редко возникает необходимость, так как
скорость движения конвейеров, нории, и степень открытия окна задвижек
отрегулированы заранее.
Более подробно см. пояснительная записка стр. 89
Программный код см. пояснительная записка стр. 95

25.

Заключение
Автоматизация процесса перемещения зерна между силосными башнями
зернохранилища позволит уменьшить количество ошибок человеческого
фактора, упростить контроль качества зерна. Также позволит формировать
отчетные формы, что улучшит логистику предприятия. Также организует
централизованное управление системой хранения зерна.
В ходе ВКР была решена задача разработки автоматизированной системы. В
рамках анализа объекта автоматизации был рассмотрен план здания и
параметры силосов. Также был проведен обзор существующего оборудования.
В рамках разработки системы управления было подобрано необходимое
оборудование. Также были разработаны функциональная, структурная и
принципиальная схемы. В рамках разработки программной части был
реализован алгоритм и управляющая программа на языке «ST» в среде
программирования «GX Works3» для ПЛК «Mitsubishi Electric FX5U-32MR-DS».

26.

Автоматизация процесса перемещения зерна
между силосными башнями зернохранилища
Спасибо за
внимание!