Reakční nádrž typická dílčí úloha z potravinářského nebo chemického průmyslu spojitě proměnné veličiny, např. teplota, výška hladiny, sledovány binárními senzory (mezní hodnoty spojitých veličin) - levnější paralelně probíhající technologické procesy aplikace interpretovaných Petriho sítí (IPN)

Technologické podmínky pro činnost řídicího automatu V reakční nádrži má proběhnout určitá reakce při teplotě v rozmezí <T1,T2>. Pro topení slouží pára vedená do prostoru v dvojitém plášti nádoby. Chlazení je vodní (trubkový had uvnitř tekutiny v nádobě). Tekutina je promíchávána míchadlem. Ve výchozím stavu všechny ventily zavřeny, topení, chlazení i motor míchadla je mimo provoz

Provoz proces je nastartován stisknutím tlačítka nádrž je plněna až k hornímu senzoru hladiny a zároveň je spuštěno míchadlo míchadlo běží až do ukončení reakce podle teploty přicházející suroviny je spuštěno topení parou, chlazení vodou nebo není spuštěno ani topení ani chlazení je-li dosažena požadovaná teplota, bude topení event. chlazení vypnuto, reakce je ukončena nádrž se vyprázdní (dolní senzor hladiny)

Surovina Schéma reakční nádrže Chladicí voda Topná pára Produkt

Soupis proměnných vstupy STA……. startovací tlačítko (technol. proces má začít: STA=1) H_LS….. horní hladina suroviny (horní meze hladiny dosaženo: H_LS=1) L_TS….. dolní teplota suroviny (dolní meze teploty T1 dosaženo: L_TS=1) H_TS….. horní teplota suroviny (horní meze teploty T2 dosaženo: H_TS=1) L_LS….. dolní hladina suroviny (dolní mez hladiny podkročena: L_LS=1)

Soupis proměnných výstupy V1_S….. ventil pro napouštění suroviny (V1_S=1: ventil otevřít) M……... motor míchadla (M=1: míchadlo běží) V2_TP… ventil pro vpouštění topné páry (V2_TP=1: ventil otevřít) V3_P….. ventil pro vypouštění produktu (V3_P=1: ventil otevřít) V3_CHV..ventil pro napouštění chladicí vody (V3_CHV=1: ventil otevřít)

Označování mezních hodnot spojitých veličin Spojité veličiny (např. výška hladiny, teplota, tlak jsou často sledovány binárními senzory (levnější) dva druhy mezí při řízení technologického procesu - provozní, kritické provozní: H-(High)-horní L-(Low)-dolní kritické: HH-(High High) LL-(LowLow) tyto meze zvýrazněny na OP - usnadnění práce operátora

Označování měřicích a řídicích obvodů v technologických schématech od roku 1994 platí norma ČSN ISO 3511-1 „Funkční značení měření a řízení v průmyslových procesech - Označování, Část 1: Základní značky“ tato norma nahradila normu ČSN 18 0051 z roku 1983 často používáno nesprávné značení => nedorozumění, chyby

Značky přístrojů a akčních členů Označení se skládá z těchto údajů grafických značek přístrojů, regulačních orgánů a jejich pohonů písmenného kódu číselného označení

Značky přístrojů a akčních členů Značky určují: umístění snímačů (přístrojů) a akčních členů v technologickém zařízení chování akčního členu při výpadku pomocné energie přiřazení akčních členů k měřicím a řídicím přístrojům

Značky přístrojů Základní značkou přístroje, tj. zařízení používaného pro měření, sdělování nebo řízení nějaké veličiny je kružnice o průměru asi 10 mm,(event. i elipsa). Vyznačení měřicího místa na technologickém zařízení tenkou čarou připojenou k obrysu technologického zařízení. Přesná poloha měřicího místa -malý kroužek na konci čáry.

Značky přístrojů Písmenný a číselný kód,vodorovné proškrtnutí písmenný kód do horní poloviny kružnice (elipsy) číselný kód (identifikace) do dolní poloviny kružnice (elipsy) jednoduché proškrtnutí značky-přístroj umístěný na panelu dvojité proškrtnutí značky-přístroj umístěný uvnitř rozváděče

Obecná značka přístroje s vyznačením měřicího místa

Příklady značek přístrojů H LITA 053 QRC0R1 TC 01 pH Základní značení: TC …..teplota, regulace LITA…hladina, ukazování (indikace), vysílání, signalizace QRC….kvalita (analýza), zapisování (registrace), regulace doplňující označení: H ….. signalizace maximálního stavu (doplňující označení) pH …. konkrétní měřená veličina při měření koncentračních veličin

Značky akčních členů Tvořena ze značky regulačního orgánu a ze značky pohonu značka regulačního orgánu bez označení typu - rovnostranný trojúhelník s délkou strany 5 mm značka ventilu - normalizovaná, dva trojúhelníky proti sobě

Značky akčních členů značka pohonu automatického - kružnice o průměru asi 5 mm, spojena tenkou čarou se značkou reg. orgánu ruční ovládání (pohon) - spodní půlkružnice s písmenem H (hand) pohony se podle starší normy označovaly čtvercem

Značky regulačního orgánu a jeho pohonu Regulační orgány Pohony H Všeobecná značka Ventil Automatický pohon Ruční ovládací prvek Regulační orgány s pohonem Regulační orgány s automatickým pohonem a s ručním ovládáním H

Chování akčního členu při výpadku pomocné energie Akční člen zavírá Akční člen zůstává v dosažené poloze Akční člen otvírá

Signální vedení slouží pro spojení značek přístrojů a akčních členů tenká nepřerušovaná čára, přeškrtávána v pravidelných intervalech úsečkou pod úhlem 60°, někdy jen tenká čára čáry slabší než čáry znázorňující technologická zařízení

Signální vedení křížení propojení Šipkou je možno vyznačit směr toku informace

Technologické a blokové schéma - souvislost přítok Q2 přítok Q1 žádaná hladina hŽ hladina h LCA 053 odtok Q3

Technologické a blokové schéma - souvislost Q1 h soustava (nádrž) Q2 Q3 akční člen (ventil) snímač h - hŽ regulátor hŽ-h

Surovina LCA 01 TCA 01 Chladicí voda TCA 02 Topná pára LCA 02 Produkt

Soupis proměnných vstupy STA……. startovací tlačítko (technol. proces má začít: STA=1) H_LS….. horní hladina suroviny (horní meze hladiny dosaženo: H_LS=1), (LCA01+) L_TS….. dolní teplota T1 suroviny (dolní meze teploty dosaženo: L_TS=1), (TCA02+) H_TS….. horní teplota T2 suroviny(horní meze teploty dosaženo: H_TS=1), (TCA02+) L_LP….. dolní hladina produktu (dolní mez hladiny podkročena: L_LP=1),(LCA02-)

Petriho sítě (Petri Nets) - pojem grafický a matematický nástroj vhodný pro modelování a analýzu systémů diskrétních událostí jednoduše lze modelovat paralelismus sdílení zdrojů vazbu na reálný čas vazbu na okolní zdroje oblíbený nástroj teoretiků i praktiků (IPN) IPN - interpretované Petriho sítě

Petriho sítě -vznik, účel autorem C.A.Petri - dis. práce (1962) na téma Formalismus modelování diskrétních událostí (komunikace mezi automaty) rozpracováno na MIT(70.léta) od stavového diagramu KA je odlišuje schopnost modulárně reprezentovat paralelně běžící procesy a komunikace existují výkonné grafické nástroje (jazyky) pro PLC velmi blízké symbolice Petriho sítí SFC - podle normy IEC 1131-3 Grafcet - podle normy IEC 864

Petriho sítě - základní názvosloví Neoznačená Petriho síť je orientovaný ohodnocený bipartitní graf - orientovaný- hrany grafu orientované (šipka) - ohodnocený - hranám mohou být přiřazeny váhy(číslo) - bipartitní - množina uzlů se skládá ze dvou disjunktních podmnožin - množiny míst - Places - Pi, (kružnice) - množiny přechodů -Transitions -Tj, (obdélník) (místa a přechody se v průběhu cesty střídají) Označená Petriho síť vznikne umístěním značek (vyplněný kroužek) do míst neoznačené Petriho sítě

Petriho sítě - příklad přeskoku T1 hrana P1 T1 P2 místo se značkou P1 T1 přechod místo bez značky P2 Stav A Stav B

Petriho sítě - základní pravidla místo může obsahovat nezáporný celý počet značek v okamžiku aktivace přechodu (přeskoku) jsou odebrány značky ze vstupních míst a přidány značky do výstupních míst přechodu orientované hrany propojují místa a přechody počáteční značení (umístění značek v místech před prvním přeskokem) popisuje počáteční stav systému vývoj systému je reprezentován přesunem značek v síti na základě aktivace přechodů(přeskoku) každé nové značení reprezentuje nový stav systému

IPN - řízení reakční nádrže T1 P2 T5 T2 T7 P3 P4 P6 T3 T6 P5 T4

Reakční nádrž-IPN-místa-přiřazení výstupních proměnných PLC P1 (klid): V1_S=0, V2_TP=0, V2_TP=0, V3_P =0, V3_CHV =0, M=0 P2 (plnění): V1_S=1 P3 (chlazení): V3_CHV=1 P4 (topení): V2_TP=1 P5 (vypouštění):V3_P=1 P6 (míchání): M=1

Reakční nádrž-IPN- přiřazení vstupních proměnných PLC k přechodům STA, (start): T1 H_LS.NotL_TS , (naplněno, studené): T2 L_TS, (dolní mez teploty suroviny): T3 L_LP, (dolní hladina produktu): T4 H_LS.H_TS, (naplněno, teplé): T5 NotH_TS, (horní mez teploty suroviny) T6 H_LS.NotH_TS.L_TS, (naplněno, teplota v mezích) T7