akYtec hat für einen Kunden ein Steuerungssystem entwickelt, das die Wasserstände in den Tanks verwaltet und die Fernsteuerung der Ventile eines Tiefbrunnens mit Online-Wasserzählerablesung umfasst. Die Hauptsteuerung bietet manuelle und automatische Modi auf der Grundlage der Wasserstände. Dieses System verbesserte die Effizienz, reduzierte die Arbeitskosten und ermöglichte eine Echtzeitüberwachung mit SCADA-System und Steuerungsfunktionen.
Aus dem Angebot von akYtec haben wir die folgenden Komponenten verwendet:
- PR103
- SMI200
- PD100 (Druck)
- PASF-60.24
Zusätzliche Elemente enthalten:
- Taster
- Füllstandssensor
- Alarmsirene
- Beleuchtung
- Ventile
- SCADA-System
Controller I/O Klemmenbelegung:
- I1: Anschluss für den externen Taster zum Starten des Handbetriebs.
- AI1: Füllstandsensor.
- AI2: Drucksensor am Eingang.
- AI3: Drucksensor am Ausgang.
- Q1: Handbetrieb gewählt, LED.
- Q2: Automatikbetrieb gewählt, LED.
- Q5: Eingangsdruck außerhalb des Bereichs.
- Q6: Alarm.
- Q7: Ausgangsdruck zu hoch.
- AO1: Eingangsventil.
- AO2: Ausgangsventil.
Dieses SPS-Programm steuert ein Wassersystem, indem es zwischen manuellem und automatischem Modus (Q1) umschaltet, um Wasserstand und Druck zu kontrollieren. Es verwendet Sensoren zur Überwachung dieser Parameter (AI 1...3) und stellt die Ventile entsprechend ein (AO 1 und 2), um optimale Bedingungen zu erhalten.
Alarme werden ausgelöst (Q 5...7), wenn die Drücke den sicheren Bereich überschreiten, um einen effizienten und sicheren Betrieb des Wassersystems zu gewährleisten. Das Programm ist für die Echtzeit-Überwachung und -Steuerung ausgelegt und erhöht die Zuverlässigkeit und Reaktionsfähigkeit des Systems.
Gelber Bereich: Dient zur Anzeige der Betriebsartwahl. Wenn der Benutzer den manuellen Modus aktiviert (Variable „Mode switch“ =1), schaltet sich die LED „Automatic mode active“ aus (Variable „Automatic mode active“=0) und die LED „Manual mode active“ beginnt zu blinken (Variable „Manual mode active“), was anzeigt, dass das System manuell gesteuert wird.
Orangefarbener Bereich: Dient zur Auswahl des Sollwerts. Wenn sich das System im Automatikmodus befindet, ist der Wasserstandssollwert vordefiniert, aber wenn der Benutzer den manuellen Modus aktiviert, wird das System den Wert „Manueller Sollwert“ ansteuern, der über das SMI200 eingestellt wird.
Roter Bereich: Dient zur Anzeige (Übersignallampen) und zur Alarmierung (Übersirene), wenn ein Druck der Eingangs-/Ausgangsventile außerhalb des Bereichs liegt. Die Auslösesollwerte sind im ALP definiert und können aus Sicherheitsgründen nicht vom Benutzer geändert werden.
Darüber hinaus werden ALARM-Signale gesammelt und über Ethernet an das SCADA-System gesendet, was die Hauptanforderung des Benutzers war.
Grüner und blauer Bereich: Hier befinden sich die PID-Blöcke, die für die stabile Steuerung der Eingangs-/Ausgangsventile für die Wasserbefüllung verantwortlich sind. Der PID im grünen Block steuert das Eingangsventil (und versucht, den Sollwert für den Wasserstand zu erreichen), während der PID im blauen Abschnitt das Ausgangsventil steuert (und versucht, den niedrigeren Sollwert zu erreichen). Auf diese Weise hat das System immer einen Wasserstand im Tank und gewährleistet gleichzeitig einen konstanten Wasserfluss durch die Ausgangsleitung.
Bei diesem Projekt geht es um die Entwicklung eines Steuerungssystems zur Verwaltung von Wasserständen in Tanks unter Verwendung von Mini-SPS-Technologie. Das Steuerungssystem umfasst die Fernsteuerung von Tiefbrunnenventilen und liefert Wasserzählerstände in Echtzeit. Das System arbeitet sowohl im manuellen als auch im automatischen Modus, steigert die Effizienz, senkt die Arbeitskosten und bietet Echtzeit-Überwachungs- und Steuerungsmöglichkeiten durch ein SCADA-System. Das Steuersystem besteht aus einem Wassertank, Drucksensoren, Rohren, Ventilen, einem Steuerblock mit PR103 als Hauptteil und einem Wasserstandssensor.
Der PR103 steuert den Gesamtbetrieb, unterstützt durch den SMI200 für manuelle Sollwerteinstellungen und PD100-Drucksensoren zur Überwachung der Eingangs- und Ausgangsdrücke. Das PASF-60.24 sorgt für die notwendige Stromversorgung.
Das Systemdiagramm veranschaulicht verschiedene Abschnitte. Der Moduswahlbereich umfasst eine LED für den aktivierten manuellen Modus und eine LED für den aktiven automatischen Modus. Der Betriebsartenschalter schaltet zwischen manueller und automatischer Betriebsart um, wobei die LED für die manuelle Betriebsart blinkt, wenn sie aktiv ist, und die LED für die automatische Betriebsart bei automatischem Betrieb leuchtet.
Im Bereich Sollwert können Wasserstandssollwerte festgelegt werden. Im Automatikmodus ist der Sollwert vordefiniert, während er im manuellen Modus auf einen benutzerdefinierten, über das SMI200 einstellbaren Sollwert ausgerichtet ist. Der Alarmbereich dient zur Anzeige und Auslösung von Alarmen, wenn Eingangs- oder Ausgangsdrücke sichere Bereiche überschreiten. Er enthält Anzeigen für einen zu hohen Druck oder einen Eingangsdruck, der außerhalb des Bereichs liegt. Diese Alarme werden auch über Ethernet an das SCADA-System für die Echtzeitüberwachung und -warnung gesendet, was die Hauptanforderung des Kunden war, weshalb PR103 die einzige logische Wahl war.
Die Eingangs- und Ausgangssteuerungsabschnitte verwenden PID-Regler zur Steuerung der Eingangs- und Ausgangsventile. Der PID-Regler für die Eingangssteuerung hält den Wasserstand auf dem Sollwert, während der PID-Regler für die Ausgangssteuerung einen konstanten Wasserdurchfluss durch die Ausgangsleitung gewährleistet und einen niedrigeren Sollwert beibehält. Dieser Aufbau gewährleistet einen stabilen Wasserstand im Tank und sorgt gleichzeitig für einen gleichmäßigen Wasserdurchfluss.
Die Software des Steuersystems steuert das Wassersystem, indem sie zwischen manuellem und automatischem Modus umschaltet und Sensoren zur Überwachung von Wasserstand und Druck einsetzt. Zu den an das System angeschlossenen Sensoren gehören ein Füllstandssensor zur Erkennung des Wasserstands, ein Drucksensor am Eingangsrohr und ein Drucksensor am Ausgangsrohr. Diese Sensoren liefern Echtzeitdaten an die SPS, die die Ventile zur Aufrechterhaltung optimaler Bedingungen einstellt und Alarme auslöst, wenn die Drücke sichere Grenzen überschreiten.
Der manuelle Modus kann über eine externe Taste aktiviert werden, und das System zeigt den aktuellen Modus über LEDs an. Die LED für den Handbetrieb blinkt, wenn der Handbetrieb aktiv ist, und die LED für den Automatikbetrieb leuchtet, wenn sich das System im Automatikbetrieb befindet. Alarme sind für einen sicheren Betrieb von entscheidender Bedeutung, und das System verfügt über mehrere Alarme für verschiedene Bedingungen. Wenn der Eingangsdruck außerhalb des Bereichs liegt oder der Ausgangsdruck zu hoch ist, löst das System Alarme aus und aktiviert die entsprechenden LEDs. Das System sendet diese Alarmsignale auch an das SCADA-System für sofortige Maßnahmen und Überwachung.
Die Einbeziehung von Analogausgängen mit ihrer Programmierbarkeit als Schlüsseleigenschaft in dieses Gerät ermöglicht die Steuerung verschiedener Komponenten wie z. B. Ventile, was die Vielseitigkeit und Funktionalität des Systems erhöht. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von universellen Analogeingängen im PR103 den Anschluss einer breiten Palette von Sensoren, so dass die Schaltung an verschiedene Messanforderungen angepasst werden kann.
Insgesamt verbessert dieses Echtzeit-Überwachungs- und Steuerungssystem die Zuverlässigkeit und Reaktionsfähigkeit und gewährleistet einen effizienten und sicheren Betrieb. Durch die Bereitstellung einer umfassenden Lösung für das Wasserstandsmanagement verbessert dieses SPS-basierte Steuerungssystem die betriebliche Effizienz und Sicherheit erheblich.
Im Projekt verwendete akYtec Produkte
