Управление 5 насосами по аналоговым датчикам давления на ST для ПЛК Siemens S7-1500

Управление 5 насосами по аналоговым датчикам давления на ST для ПЛК Siemens S7-1500

В этой статье представлен пример программы на языке Structured Text (ST) для управления пятью насосами на основе аналоговых датчиков давления. Программа написана для ПЛК Siemens S7-1500 и использует TIA Portal. Каждый насос включается или выключается в зависимости от давления, измеряемого датчиками.

Описание задачи

• Есть 5 насосов и 5 аналоговых датчиков давления.
• Каждый насос управляется независимо в зависимости от давления на соответствующем датчике.
• Если давление ниже заданного порога, насос включается.
• Если давление выше заданного порога, насос выключается.
• Программа также включает защиту от частого включения/выключения (гистерезис).

Пример программы на ST

// Объявление переменных
VAR
    // Аналоговые входы (давление с датчиков)
    PressureSensor1 : REAL;  // Датчик давления для насоса 1
    PressureSensor2 : REAL;  // Датчик давления для насоса 2
    PressureSensor3 : REAL;  // Датчик давления для насоса 3
    PressureSensor4 : REAL;  // Датчик давления для насоса 4
    PressureSensor5 : REAL;  // Датчик давления для насоса 5

    // Управление насосами
    Pump1 : BOOL;  // Управление насосом 1
    Pump2 : BOOL;  // Управление насосом 2
    Pump3 : BOOL;  // Управление насосом 3
    Pump4 : BOOL;  // Управление насосом 4
    Pump5 : BOOL;  // Управление насосом 5

    // Уставки давления и гистерезис
    PressureSetpoint : REAL := 5.0;  // Заданное давление (например, 5 бар)
    Hysteresis : REAL := 0.5;        // Гистерезис (например, 0.5 бар)

    // Вспомогательные переменные
    PressureLow1 : BOOL;  // Флаг низкого давления для насоса 1
    PressureLow2 : BOOL;  // Флаг низкого давления для насоса 2
    PressureLow3 : BOOL;  // Флаг низкого давления для насоса 3
    PressureLow4 : BOOL;  // Флаг низкого давления для насоса 4
    PressureLow5 : BOOL;  // Флаг низкого давления для насоса 5
END_VAR

// Основной код программы

// 1. Логика управления насосом 1
IF PressureSensor1 < (PressureSetpoint - Hysteresis) THEN
    PressureLow1 := TRUE;  // Давление ниже порога с учетом гистерезиса
ELSIF PressureSensor1 > (PressureSetpoint + Hysteresis) THEN
    PressureLow1 := FALSE; // Давление выше порога с учетом гистерезиса
END_IF;

Pump1 := PressureLow1;  // Включить насос, если давление низкое

// 2. Логика управления насосом 2
IF PressureSensor2 < (PressureSetpoint - Hysteresis) THEN
    PressureLow2 := TRUE;
ELSIF PressureSensor2 > (PressureSetpoint + Hysteresis) THEN
    PressureLow2 := FALSE;
END_IF;

Pump2 := PressureLow2;

// 3. Логика управления насосом 3
IF PressureSensor3 < (PressureSetpoint - Hysteresis) THEN
    PressureLow3 := TRUE;
ELSIF PressureSensor3 > (PressureSetpoint + Hysteresis) THEN
    PressureLow3 := FALSE;
END_IF;

Pump3 := PressureLow3;

// 4. Логика управления насосом 4
IF PressureSensor4 < (PressureSetpoint - Hysteresis) THEN
    PressureLow4 := TRUE;
ELSIF PressureSensor4 > (PressureSetpoint + Hysteresis) THEN
    PressureLow4 := FALSE;
END_IF;

Pump4 := PressureLow4;

// 5. Логика управления насосом 5
IF PressureSensor5 < (PressureSetpoint - Hysteresis) THEN
    PressureLow5 := TRUE;
ELSIF PressureSensor5 > (PressureSetpoint + Hysteresis) THEN
    PressureLow5 := FALSE;
END_IF;

Pump5 := PressureLow5;

Пояснение к программе

1. Аналоговые входы

PressureSensor1, PressureSensor2, ..., PressureSensor5 — это значения давления, считанные с аналоговых датчиков. Они уже масштабированы в инженерные единицы (например, бар).

2. Управление насосами

Pump1, Pump2, ..., Pump5 — это выходные сигналы, управляющие насосами. Если значение TRUE, насос включен; если FALSE, насос выключен.

3. Уставки и гистерезис

PressureSetpoint — заданное давление, при котором насосы должны включаться или выключаться.
Hysteresis — гистерезис, который предотвращает частое включение/выключение насосов при колебаниях давления.

4. Логика управления

Если давление на датчике ниже (PressureSetpoint - Hysteresis), насос включается.
Если давление на датчике выше (PressureSetpoint + Hysteresis), насос выключается.

Пример работы

• Дано:
  • PressureSetpoint = 5.0 бар
  • Hysteresis = 0.5 бар
• Если PressureSensor1 = 4.4 бар (ниже 5.0 - 0.5), то Pump1 включится.
• Если PressureSensor1 = 5.6 бар (выше 5.0 + 0.5), то Pump1 выключится.

Дополнительные улучшения

1. Масштабирование аналоговых сигналов: Если аналоговые сигналы не масштабированы, добавьте блок SCALE_X для преобразования сырых значений в инженерные единицы.
2. Защита от сухого хода: Добавьте проверку на минимальное давление (например, 0.5 бар), чтобы насосы не включались при отсутствии давления.
3. Приоритет насосов: Реализуйте алгоритм ротации насосов, чтобы равномерно распределить нагрузку между ними.
4. Аварийные сигналы: Добавьте логику для обработки аварийных ситуаций, например, если давление превышает максимально допустимое значение.

Заключение

Этот пример программы можно использовать как основу для более сложных систем управления насосами на ПЛК Siemens S7-1500. Программа проста в понимании и легко адаптируется под конкретные задачи.