Virtuálne laboratórium KEM FEI TUKE

Model zásobníkov kvapaliny, zadania

Fyzikálny model zásobníkov kvapaliny

Laboratórny fyzikálny model sústavy pozostáva z dvoch nádrží s vodou, ktoré sú prepojené potrubím.

Fyzikálny model zásobníkov kvapaliny

Virtuálny model zásobníkov kvapaliny

Sústava obsahuje dve čerpadlá, pomocou ktorých sa prečerpáva kvapalina medzi nádržami. Nádrž č.1 je referenčnou nádobou, pre ktorú sa zadáva žiadaná hodnota výšky kvapaliny v milimetroch. Výška kvapaliny v nádobe je snímaná pomocou analógového snímača. Nádrž č.2 slúži ako zásobník kvapaliny.

Čerpadlo 1 prečerpáva kvapalinu zo zásobníka do referenčnej nádoby a Čerpadlo 2 naopak, z referenčnej nádoby do zásobníka. Každá nádrž obsahuje dva koncové snímače, ktoré slúžia na kontrolu krajných stavov, t.j. pretečenie (HIGH Limit) a prázdna nádrž (LOW Limit).

Režimy práce fyzikálneho modelu:

1. Ručný režim – obsluha môže zapínať a vypínať ľubovoľné z dvoch čerpadiel v nádržiach a vizuálne kontrolovať stav kvapaliny v nádrži. Zapínanie a vypínanie čerpadiel je možné prostredníctvom virtuálneho modelu.

2. Automatický režim – obsluha zadáva žiadanú hodnotu výšky hladiny v nádrži č.1 a riadiaci program zabezpečí, aby sa hladina kvapaliny ustálila na referenčnej hodnote. V tomto režime je potrebné zadať aj hodnotu hysterézie pre regulovanú veličinu.
   Žiadaná hodnota a hodnota hysterézie sa zadávajú prostredníctvom virtuálneho modelu. Žiadaná hodnota výšky kvapaliny sa zadáva v rozsahu 0 – 100 mm. Výstup z analógového snímača poskytuje analógovú hodnotu napätia 0 – 10V, čomu zodpovedá po prevode v PLC hodnota typu INT 500 – 26 000. Hodnotu hysterézie je potrebné zadať minimálne o veľkosti 0.5 mm.

Voľba režimov práce sa realizuje príslušnými prepínačmi vo virtuálnom modeli.

Popis vstupov, výstupov a pamäťových miest potrebných pre tvorbu riadiaceho programu fyzikálneho modelu:

Adresa v PLC	Popis
Digitálne vstupy
M 0.0	Automatický režim
M 0.1	Manuálny režim
M 0.2	Tlačidlo ON/OFF Čerpadlo 1
M 0.3	Tlačidlo ON/OFF Čerpadlo 2
M 0.6	LOW Limit referenčná nádrž
M 0.7	HIGH Limit referenčná nádrž
M 1.0	LOW Limit zásobník
M 1.1	HIGH Limit zásobník
Digitálne výstupy
Q 0.0	Čerpadlo 1 ON/OFF
Q 0.1	Čerpadlo 2 ON/OFF
Analógové vstupy
MW70	Výška hladiny v referenčnej nádobe
Pamäťové miesta
MW80	Žiadaná hodnota výšky kvapaliny
MW90	Hysterézia

HW konfigurácia:

• Zdroj PS-307, A
• CPU 313C-2DP
• Binárna vstupno-výstupná karta SM323 DI 16/DO 16x24V/0.5A
• Binárna vstupno-výstupná karta SM323 DI 8/DO 8xDC24V/0.5A
• Analógová vstupná karta AI 2x12Bit

Cieľom riadenia je regulácia výšky hladiny kvapaliny v referenčnej nádobe podľa žiadanej hodnoty.

Úloha 1:

Urobte riadiaci program, ktorý

• zabezpečí požadovanú výšku hladiny kvapaliny v referenčnej nádobe podľa zadanej žiadanej hodnoty.

Úloha 2:

Urobte riadiaci program, ktorý

• zabezpečí požadovanú výšku hladiny kvapaliny v referenčnej nádobe podľa zadanej žiadanej hodnoty
• a v prípade poruchy, ktorú predstavuje jeden z krajných stavov (HIGH a LOW Limit) v nádržiach vypne odpovedajúce čerpadlo.