Arbeidsoppdrag Gand Reguleringsstasjon

Skoleåret 24/25



Generelt om Gand Reguleringsstasjon:

 

Instrumentering
Alarmfunksjonalitet

   

  Gand Reguleringsstasjon er en reguleringsmodell, tiltenkt bruk på skoler, for undervisning i reguleringsteknikk. Den ble utviklet av lærer TF ved Gand VGS.

Prøvestasjonen inneholder to vanntanker koblet sammen med rør, reguleringsventil og pumpe. Det pumpes vann inn i tanken, og sleppes ut vann med en reguleringsventil. Nivået i tanken måles med to prinsipper en ultralydtransmitter og en trykkmåler. Strømning ut av tanken måles med en elektromagnetisk strømningsmåler måler.

Instrumenteringen på stasjonen består nå av:

  • Ultralyd nivåføler
  • Trykk nivåføler
  • Strømningsmåler
  • Frekvensomformerstyrt pumpe
  • Reguleringsventil.
  • Wago PFC 200 PLS (med Codesys runtime)

    • Enkle funksjoner på stasjonen skal kunne styres fra styrepanel på stasjonen. I vanlig bruk skal det være mulig for elever å koble seg opp til stasjonen v.h.a. nettleser og styre den med HMI.

       

    Før selve oppgaven påbegynnes skal du utføre en sjekk av utstyret. I hovedoppgaven skal du planlegge, gjennomføre og dokumentere oppkobling av stasjonen.

    Hoved momenter i oppgaven vil være:

  • Bygge maskinstyring i kapsling.
  • Legge opp kabler til all instrumentering
  • Programmere styresystem for modellen
  • Lage HMI styring for stasjonen tilpasset opplæring i reguleringsteknikk
  • Kalibrering av instrumentering.
  • Legge opp lufttilførsel til stasjonen
  • Legge opp strømtilføresel til stasjonen
  • Koble stasjonen til patchepanelet ev. til nestestasjon alt etter gruppe. Det skal koble i en ring.
  • Patchepanel <-- Gruppe1 -- Gruppe2 -- Gruppe3 -- Gruppe4 -- Gruppe5 -->Patchepanel
    •  

    Design krav:

  • Frekvensomformer skal tilkobles styresystemet v.h.a. feltbuss. Sikkerhetsrelaterte deler av styresystemet tilkobles frekvensomformeren sin STO funksjon med dobbeltsløyfe.
  • Det skal være kapasitiv nivåbryter for høyt nivå i tanken. Denne skal stoppe pumpe uavhengig av PLS styresystem.
  • Det skal brukes sikkerhetsrele til Sikkerhetsrelaterte deler av styresystemet.
  • Det skal være avstenging for all energiforsyning på stasjonen.
  • HMI skal i størst mulig grad designes etter prinsippene i «The-High-Performance-HMI-Overview-Part-1-PAS-Inc».
    •    

    Sjekk og kontroll av utstyret.

    I denne oppgaven skal du sjekke utstyret som er spesifisert i listen. Du må gjøre provisoriske og sikre oppkoblinger som er nødvendige for å utføre sjekken. Listen med status på sjekk skal være med i forberedelsedelen av oppgaven.

  • Utstyr som sjekket
  • Hva sjekkes
  • Måleapparat/testutstyr
  • Status

    • Bygging av stasjonen

    Oppsett av transmittere

    Nivåfølere skal justeres slik at LRV og URV ligger i topp og bunn av et 50cm langt område på tanken.

    Stasjonens funksjonalitet

    Når anlegget spenningsettes må en trykke en Resett knapp som aktiverer et grønt «klar» lys. Dette symboliserer at stasjonen er klar til å tas i bruk. Når Sikkerhetsrelaterte deler av styresystemet utløses slukker klar lyset. Når årsaken er utbedret må en igjen trykke reset for å gjøre systemet klart for start.

     

    Alarm funksjonalitet:

    Det skal gis alarm ved følgende tilfeller:

  • Ved nivå over 90 % aktiveres en H alarm
  • Ved flow over 90 & aktiveres en H alarm

    • Alarmer skal ha bekreft og reset funksjonalitet. Ved alarm blinker alarm lyset. Når bekreft trykkes lyser det konstant. Når alarm tilstand opphører kan en resette alarmen.

    Stasjonen skal ha tre funksjonsmodus:
  • Tilbakekoblet regulering
  • Kaskadekoblet regulering
  • Foroverkoblet regulering

    • Modus velges med en vri bryter på fronten. Når ny modus velges skal HMI skjerm automatisk bytte til skjermbilde som er tilpasset den aktuelle modus.

    I tilbakekoblet regulering:

  • Det byttes automatisk til HMI bilde for tilbakekoblet regulering
  • Nivå i stasjonen reguleres med pumpe og belastning varieres med ventil.
  • Reguleringen startes og stoppes ved hjelp av trykknapper.
  • HMI skal vise en forenklet P & ID av anlegget og gjøre det mulig å optimalisere reguleringen ved hjelp av sprangresponstest på et trace.
  • Det skal være et valg for om en ønsker å bruke DP-celle eller ultralydmåler som nivåmåler for reguleringen. Alle nødvendige innstillinger for en reguleringssløyfe skal kunne gjøres fra HMI-en
  • Settpunkt skal kunne justeres i hopp på 5% med + / - knapper på skap
    •  

    I Kaskadekoblet regulering:

  • Nivå i stasjonen reguleres med ventil denne skal være en del av kaskadekoblet regulering med strømning som indre sløyfe og nivå som ytre. Belastning varieres med pumpe.
  • Reguleringen startes og stoppes ved hjelp av trykknapper.
  • HMI skal vise en forenklet P & ID av anlegget og gjøre det mulig å optimalisere kaskadereguleringen ved hjelp av sprang respons tester på et trace. Alle nødvendige innstillinger for en reguleringssløyfe skal kunne gjøres fra HMI-en
  • Settpunkt skal kunne justeres i hopp på 5% med + / - knapper på skap
    •  

    I foroverkoblet regulering:

  • Nivå i stasjonen reguleres med pumpe som i tilbakekoblet modus. Ved hjelp av signalene som finnes på stasjonen skal du sette opp en foroverkoblet regulering. Ventilen skal settes opp slik at den kjører en syklus med forskjellige belastninger med et nivå på 50%
  • Reguleringen startes og stoppes ved hjelp av trykknapper.
  • HMI skal vise en forenklet P & ID av anlegget og gjøre det mulig å finne foroverkoblingsfunksjonen og optimalisere reguleringen ved hjelp av sprang respons tester på et trace.
  • Alle nødvendige innstillinger for reguleringssløyfen skal kunne gjøres fra HMI-en. Det skal også være mulig å stille gain og bias for foroverkoblingsfunksjonen.
  • Settpunkt skal kunne justeres i hopp på 5% med + / - knapper på skap
    •  

    I demo modus: (Ekstra oppgave ikke obligatorisk)

    Stasjonen settes opp for tilbakekoblet nivåregulering. HMI i bygges opp for å vise hva som skjer. Når en trykker start:
  • starter regulering med et SP på 20%
  • når nivået er nådd, rampestyres settpunktet mot 50% med en stigning på 1%/s.
  • Nå holdes nivået konstant mens belastningen (åpning på ventilen) varieres mellom to nivåer. 20 Sek for hver.
  • Når en trykker på en + knapp å displayet settes nytt settpunkt på 70 %.
  • Når nivået er stabilt +/- 3% innenfor 10 sek holdes nivået i 3 min før sekvensen starter på nytt igjen.
    •      

    Optimalisering

    Reguleringssløyfen skal optimaliseres etter manuelle metoder, og utregning av reguleringsverdier skal dokumenteres og forklares. PID parameterne skal settes som init verdier i styreprogrammet.