Представление отчета по практике.

По окончании преддипломной практики студент должен представить на выпускающую кафедру отчет по практике. В качестве отчета руководителю практики (дипломного проекта) представляются собранные материалы одного или нескольких разделов дипломного проекта.

Отчет по преддипломной практике должен быть защищен студентом перед руководителем практики и оценен им по пятибалльной системе.

2. ПРОХОЖДЕНИЕ ПРАКТИКИ В КОМПАНИИ «ШНЕЙДЕР ЭЛЕКТРИК».

Одним из главных направлений деятельности МГУТУ им. К.Г. Разумовского является подготовка специалистов по автоматизации и управлению (специальность 220301.65 «Автоматизация технологических процессов и производств».).

Необходимо учитывать, что на современных промышленных предприятиях, и в том числе на предприятиях отрасли, используются специализированные средства вычислительной техники, управления и автоматизации, резко отличающиеся от традиционных (офисных) персональных компьютеров, с которыми обучена работать большая часть пользователей. Это, прежде всего: индустриальные компьютеры (ИК), программируемые логические контроллеры (ПЛК), устройства связи с объектом (УСО) управления, а также аналоговые и цифровые датчики, средства электроавтоматики, пускорегулирующая аппаратура, электропривод и исполнительные механизмы.

Для повышения качества учебного процесса и востребованности выпускников МГУТУ им. К.Г. Разумовского передовыми промышленными предприятиями требуется, чтобы студенты-выпускники имели не только хорошую теоретическую и общую компьютерную подготовку и были знакомы с новыми информационными технологиями, но и обладали достаточным практическим опытом и навыком работы с современными средствами управления и автоматизации, которыми оснащена технологическая база этих предприятий.

Современные средства управления и автоматизации компании «Шнейдер Электрик». Бурное развитие микропроцессорных технологий и их внедрение в промышленности для решения задач контроля и управления технологическими процессами привело к разработке программируемых логических контроллеров (ПЛК) Programmable Logical Controllers (PLC). На современном этапе одним из основных широко применяемых средств управления и автоматизации в промышленности являются именно они. ПЛК – это микропроцессорное устройство, состоящее из микропроцессора, каналов ввода/вывода (аналоговых и дискретных), сетевых адаптеров, блока питания и т.д.

В МГУТУ им. К.Г. Разумовского на основе анализа функциональных и эксплуатационных характеристик в качестве базовых средств управления и автоматизации были выбраны программируемые логические контроллеры компании «Шнейдер Электрик». Выбор был определен тем, что указанная продукция компании воплощает передовые научно-технические идеи и технологии в области управления и автоматизации, и обладает наилучшим соотношением цена/качество.

Принятие такого решения было также обусловлено следующими факторами. На сегодняшний день: компания «Шнейдер Электрик» – мировой лидер в области распределения электроэнергии и автоматизации технологических процессов; она работает в 130 странах мира, в которых имеет 190 заводов; ее штат – свыше 72 тысяч человек; годовой оборот компании по итогам 2011 года - свыше 11 миллиардов долларов США; она входит в число крупнейших мировых производителей электротехнического оборудования и средств автоматизации.

Компания «Шнейдер Электрик» владеет следующими известными торговыми марками:

Merlin Gerin – широкая гамма оборудования высокого, среднего и низкого напряжения для передачи и распределения электроэнергии;

Telemecanique – оборудование для автоматизации технологических процессов (пускозащитная и пускорегулирующая аппаратура, датчики, программируемые логические контроллеры);

Modicon – программируемые логические контроллеры и системы автоматизации; Square D – оборудование для распределения электроэнергии, управления и автоматизации.

В 1999 году в состав «Шнейдер Электрик» вошла компания Lexel – мировой производитель электроустановочного оборудования, кабеленесущих систем и противопожарной сигнализации.

Компания «Шнейдер Электрик» свыше 25 лет успешно работает в России, где является деловым партнером многих крупных государственных организаций, предприятий и частных компаний, а также высших учебных заведений.

Программируемые логические контроллеры компании «Шнейдер Электрик». По своим функциональным возможностям программируемые логические контроллеры (ПЛК) «Шнейдер Электрик» условно делятся на три класса и имеют различные области применения.

К старшему классу можно отнести различные виды ПЛК Modicon TSX Quantum. Они предназначены для сложных и высокоскоростных задач автоматизации: в энергетике, нефтяной и газовой промышленности, в космических и авиационных технологиях, в управлении сложными системами, а также для применений, требующих повышенной надежности на основе резервирования. В промышленности такие ПЛК поддерживают централизованную архитектуру управления. Благодаря расширяемой модульной архитектуре они могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы удовлетворять самым высоким требованиям к производительности больших и средних систем управления. Они имеют в своем составе широкую номенклатуру дискретных, аналоговых, специализированных и коммуникационных модулей. Важнейшими их характеристиками являются: высокое быстродействие; мультипроцессорный режим работы; функции диагностирования; встроенные функции для отображения/управления; высокая плотность монтажа в шкафу; возможность работы без принудительной вентиляции; высокая устойчивость к вибрации; замена модулей под напряжением.

К среднему классу можно отнести различные виды ПЛК Modicon TSX Premium (рис. 1), ПЛК Modicon TSX Micro (рис. 2) и ПЛК Modicon TSX Momentum (рис. 3).

Рис. 1. Внешний вид ПЛК Modicon TSX Premium.

ПЛК Modicon TSX Premium позволяют создавать автономные системы, ориентированные на реализацию децентрализованной архитектуры управления. С их использованием подход к разработке и управлению технологическим процессом реализуется таким образом, что разработчик системы управления ориентируется на решение различных задач с помощью целого ряда средств: интуитивно ясный пользовательский интерфейс, мощные языки, построенные в соответствии с требованиями стандарта МЭК 61131-3, инструментарий для повышения производительности разработки приложений.

Контроллеры Modicon TSX Premium разработаны на новой платформе в среде гаммы Modicon TSX. Они позволяют управлять технологическими процессами полностью, без какого-либо участия человека, исключая лишь стадию разработки, отладки и т.д.

Подход к разработке и управлению технологическим процессом построен таким образом, что ориентируется на решение различных задач с помощью целого ряда средств: интуитивный пользовательский интерфейс, мощные МЭК языки, инструментарий для повышения производительности. По сравнению с предыдущей серией – упрощенная установка и обслуживание, мощность обработки всех типов задач, Bus X – сеть реального времени, простые архитектуры, производительность реального времени на расстоянии до 100 м, полная прозрачность в сети.

Новая платформа позволяет свободно распределять функции автоматизации, упрощает инсталляцию и обслуживание, существует возможность горячей замены модулей: кодируемые съемные терминальные блоки, PCMCIA карты памяти.

Характеристики:

- быстрое время ответов - 1мс;

- многозадачность (0,31мс на 1024 булевых инструкций; 0,78нс на 1024 смешанных инструкций);

- сокращенное время цикла (многопроцессорная структура, независимые обмены между вводом-выводом).

- многозадачность и модульность;

- многозадачная ОС (до 64 задач по событиям; ввод-вывод может быть присвоен отдельной задаче; неявные обмены ввода-вывода;

- модульный объем памяти (до 55К бинарных инструкций: 35К смешанных + 25К слов); управление сложными задачами без смены типа процессора;

- гамма прикладных функций (аналоговая обработка: 8/16 Input High level 12 bits, 4 Input multirange 16 bits, 4 Output Isolated outputs); быстрый счет (2/4 multifunction counters 40 kHz).

Выполняемые функции и назначение:

- управление движением (2/4 independent axes for multifunction servo encoder: inc. 250kHz / abs. SSI 1MHz; 1 / 2 axes for stepper motor 187 kHz);

- коммуникации (multiprotocol serial link; Fipway network; FIPIO Agent fieldbus);

- взвешивание (a multifunction weightier - 8 strain gauges max);

- интеграция с персональным компьютером (подключение к ПК или к нескольким ПК посредством промышленного Ethernet);

- интегрированная открытая архитектура.

ПЛК Modicon TSX Micro является менее мощным, чем ПЛК Modicon TSX Premium и ориентирован в основном на автономную работу в различных технологических агрегатах, машинах и механизмах. Его архитектура имеет много общего с ПЛК Modicon TSX Premium; имеется достаточно широкая номенклатура модулей ввода/вывода и развитые коммуникационные возможности.

ПЛК Modicon TSX Momentum – это функционально полное семейство средств управления – модулей распределенного ввода/вывода, процессоров, коммуникационных адаптеров и адаптеров расширения. Уникальная модульная конструкция и адаптируемость этого контроллера обеспечивает гибкость в создании систем, отвечающих всем требованиям современного производства. Для приложений, требующих территориально рассредоточенного размещения узлов (концентраторов) ввода/вывода, ПЛК Modicon TSX Momentum обеспечивает технологически эффективное расположение этих узлов в непосредственной близости от технологического оборудования с использованием полевых шин и промышленных сетей.

Рис. 2. Внешний вид ПЛК Modicon TSX Micro.

ПЛК Modicon TSX Micro разработаны с учетом требований изготовителей комплектного оборудования, станков и агрегатов. Они позволяют решать самые разнообразные задачи, возникающие в этой области – ввод, обработку и формирование дискретных и аналоговых сигналов, PID-регулирование, позиционирование, быстрый счет, организацию диалога с человеком-оператором, сокращение времени реакции устройства управления на внешние воздействия и т.д. Эти контроллеры могут быть использованы также при создании несложных АСУТП с числом входов/выходов до 200-300. Контроллеры Micro обладают развитыми сетевыми возможностями, что позволяет применять типовые сетевые решения на основе коммуникационных сетей с различными функциональными возможностями и ценовыми характеристиками.

Рис. 3. Внешний вид ПЛК Modicon TSX Momentum.

При использовании контроллеров Micro уменьшаются инвестиции на автоматизацию благодаря сокращению затрат времени и труда на программирование, отладку и диагностирование алгоритмов управления (инструментальные средства PL7 Micro/Junior/Pro), на монтажные работы (система Telefast), на эксплуатацию устройств управления (программная система PL7 Pro Dyn). В руках технолога или программиста оказывается мощный инструмент разработки приложений на специализированных языках, рекомендованных Международной электротехнической комиссией (стандарт IEC 1131-3) для использования в рассматриваемой предметной области.

Контроллеры Modicon TSX Premium и Modicon TSX Micro программируют в среде PL7, а отладку и проверку работоспособности проверяют в программной среде SCADA пакета Monitor Pro.

Осуществлять программирование контроллеров можно несколькими способами:

- при помощи языка лестничной логики Ladder Logic;

- при помощи операционных блоков и библиотек функций;

- на языке Grafcet;

- при помощи структурного текста (типа Ассемблера).

Причем все эти возможности являются одним целым – инструментом программирования контроллеров, хотя в конкретном случае удобнее использовать тот или иной метод, или несколько методов сразу, в зависимости от объема и сложности поставленной задачи автоматизации.

ПЛК Modicon TSX Premium, Modicon TSX Micro и Modicon TSX Momentum позволяют решать различные задачи: ввод, обработку и формирование дискретных и аналоговых сигналов; PID-регулирование; позиционирование; быстрый счет; организацию диалога с оператором; сокращение времени реакции устройства управления на внешние воздействия и т.д. Такие ПЛК используются для создания АСУТП среднего уровня (с 200 - 1000 входами/выходами). Они обладают развитыми сетевыми возможностями, что позволяет применять их в типовых сетевых решениях на основе коммуникационных сетей с различными функциональными возможностями и ценовыми характеристиками. По применению в промышленности такие ПЛК относятся к дискретному и групповому управлению и поддерживают децентрализованную архитектуру управления. Они имеют широкое применение: в пищевой промышленности; машиностроении; на объектах городского и сельского хозяйства; в энергетике и т.д.