Studia przypadków / Sterowanie i akwizycja danych

Unitronics: Monitoring zużycia energii i wilgotności w wytwórni mas bitumicznych

27.08.2020 Producent: UNITRONICS Zastosowanie: Zakłady przemysłowe
Wizerunek autora
Unitronics: Monitoring zużycia energii i wilgotności w wytwórni mas bitumicznych

Unitronics: Monitoring zużycia energii i wilgotności w wytwórni mas bitumicznych

Wytwórnia mas bitumicznych w procesie suszenia zużywa ogromne ilości energii elektrycznej, co wiąże się z ogromnymi kosztami. Aby kontrolować to zużycie i koszta, został wdrożony układ monitoringu najważniejszych parametrów z użyciem sterownika PLC UniStream firmy Unitronics. Sterownik raz na dobę zapisuje wyniki pomiarów do tabeli danych. Są zastosowane 2 tabele, każda ma 366 wierszy, czyli zapamiętywane są wyniki pomiarów z ostatnich 2 lat. Dodatkowo, w wyznaczonym dniu tygodnia wysyłany jest raport, poprzez wiadomość email.

fot. Patryk SuchenekFot. Patryk Suchenek.

Układ posiada 2 wejścia analogowe do pomiaru wilgotności w dwóch równoległych układach suszących. Wykorzystane są także 2 wejścia zliczające impulsy z liczników energii elektrycznej, oraz 2 wejścia umożliwiające pomiar wilgotności średniej. Wilgotność średnia jest obliczana tylko wtedy, gdy na odpowiednie wejście pozwalające liczyć (enable) podany jest stan wysoki (24V).
Sterownik PLC UniStream typu US5-B5-T24 posiada 5-calowy wyświetlacz LCD z wirtualną klawiaturą (HMI – Human Machine Interface), za pomocą której możliwe jest konfigurowanie parametrów pracy oraz kalibrowanie wejść pomiarowych. Sterownik włączony jest do internetu poprzez port Ethernet. W celach diagnostycznych wykonana została funkcja badania dostępu do internetu. Do serwera nazw (DNS) wysyłana jest prośba o podanie adresu IP hosta (strony www), której dostępność jest badana poprzez PING. Dostępność strony sterownik uznaje, za dostępność internetu. Jest możliwość ustalenia kilku adresów email, na które sterownik wyśle raz na dobę, lub na żądanie (przycisk na HMI) wiadomości. Sterowniki UniStream wysyłają wiadomości z szyfrowaniem SSL. Czyli mogą korzystać z Gmaila, Hotmaila, Yahoo, lub innych dostawców usług poczty elektronicznej.
Do pomiaru wilgotności użyte są wejścia analogowe o rozdzielczości 12-bitów (liczba 0..4095), wejścia mogą być napięciowe (0..10V) lub prądowe (0..20mA). Rodzaj użytych wejść jest wybierany w oprogramowaniu UniLogic. Nie ma ustawień za pomocą zworek lub przełączników. Wartość odczytana ze zmiennej przypisanej do wejścia analogowego przekazywana jest do funkcji LINEARIZE (z biblioteki programu UniLogic). Jako parametry funkcji LINEARIZE podane są x0, x1, y0, y1. Jeśli z wejścia analogowego odczytywana jest wartość x0, to wynik obliczania aktualnej wilgotności (wilgotność teraz) będzie y0. Podobnie ma się sytuacja z wartością x1, przeliczana jest na wynik y1. Wartości wejściowe pomiędzy x0 i x1 interpolowane są między wartości wyjściowe y0 i y1.
Wilgotność średnia jest liczona, gdy podany jest stan wysoki na wejście enable. Co sekundę sumowana jest wartość wilgotności chwilowej, inkrementowany jest także licznik sekund. Po chwili rejestracji wyników do tabeli (raz na dobę), zerowany jest licznik sekund oraz suma wartości wilgotności. Do pomiaru zużycia energii elektrycznej używane są wejścia cyfrowe. Program sterownika PLC wykonywany jest >= 1000 razy na sekundę, w związku z czym zwykłe wejście cyfrowe (nielicznikowe) może zliczyć kilkaset impulsów na sekundę. Czyli jest wystarczająco szybkie do tej aplikacji. Kalibracja wejścia polega na podaniu liczby impulsów przypadających na liczbę kilo-Wato-godzin energii. Po zliczeniu odpowiedniej ilości impulsów do sumy energii z danej doby doliczana jest odpowiednia liczba kWh. Po każdej rejestracji wyników w tabeli, kasowana jest suma ilości energii.
Sterowniki UniStream posiadają zmienne zamiast rejestrów, dzięki temu nie trzeba było z góry ustalać, w którym rejestrze (MI, MB, ML, DW) przechowywane są wartości tylko trzeba zadeklarować zmienną. Kompilator sam przydziela zmiennej odpowiednie miejsce w pamięci,Dzięki temu łatwo uniknąć kolizji. Np. dodajemy funkcję opracowaną wcześniej przy okazji innego projektu, która używa zmiennych, te zmienne są automatycznie alokowane (ustalany jest ich adres)w pamięci. W starszych sterownikach, gdzie od razu ustala się adres użytych rejestrów jest możliwość kolizji adresów. Np. Sterownik używa zakresu rejestrów MI od 100 do 300, a kopiowana jest do niego funkcja opracowana przy innej okazji, która używa zakresu rejestrów MI od 288 do 320. W takiej sytuacji należy przed importem zmienić adresy w programie docelowym lub w importowanej funkcji, aby nie nastąpiła kolizja. Sterowniki UniStream pozbawione są tej uciążliwości (możliwości popełnienia takiej pomyłki).

Opracowanie:

SolidChip Tomasz Kozłowski
Tel.: 693-367-323
E-mail: biuro@solidchip.eu
Www: www.SolidChip.eu 

Fot. Patryk Suchenek.