Oprogramowanie zenon kontroluje pracę stanowiska testowego silników odrzutowych

Stanowisko badań wentylatorów silników odrzutowych jest zbudowane z komory próżniowej o średnicy sześciu i długości ponad dziesięciu metrów z układami szybkiego zamykania/otwierania, kilku agregatów hydraulicznych dostarczających olej do łożysk i przekładni, systemu próżniowego zdolnego do wytworzenia podciśnienia na poziomie około 1 milibara oraz systemów oświetlenia wnętrza komory i obiektów badanych na potrzeby rejestracji wideo zjawisk szybkozmiennych.

Aplikacja zenon wykonana na potrzeby tego stanowiska wykorzystywana jest do obsługi interfejsu użytkownika głównego sterownika procesowego PAC i sterownika bezpieczeństwa chroniącego obsługę i urządzenia przed uszkodzeniem w trakcie testów. Oprogramowanie zenon jest integralną częścią systemu kontrolującego wszystkie parametry technologiczne w trakcie testu wentylatora silnika.

WYZWANIA ZWIĄZANE Z PROJEKTEM

Jednym z zadań dla zespołu inżynierów było nawiązanie bezawaryjnej komunikacji pomiędzy HMI a sterownikiem PAC ESD Allen Bradley. Ponadto projekt zakładał wykonanie wizualizacji danych pomiarowych i zdalne sterowanie stanowiskiem poprzez ekrany synoptyczne (w niektórych przypadkach z koniecznością dodatkowego potwierdzenia).

Dla lepszej przejrzystości i intuicyjnej analizy danych przez użytkownika końcowego aplikacji zenon, koniecznym było przedstawienie danych w formie czytelnych wykresów. Dodatkowe wymagania dotyczyły bezpieczeństwa i możliwości definiowania wielu użytkowników o różnych poziomach uprawnień.

Fot. 1. System testowy i stanowisko sterowania bazujące na oprogramowaniu zenon

Część użytkowników otrzymała uprawnienia ograniczone do podglądu danych wizualizacji, część może sterować podsystemami, ale tylko w trybach automatycznych realizowanych przez sterownik PAC, a część ma pełen dostęp umożliwiający ręczne sterowanie urządzeniami wykonawczymi i modyfikacji, dodatkowych zmiennych, takich jak progi alarmowe i zatrzymań awaryjnych, charakterystyki torów pomiarowych, itd.

WDROŻENIE SYSTEMU

Aby osiągnąć wszystkie wymienione powyżej cele, zespół projektowy zdecydował o wykorzystaniu zenon Supervisor, w tym modułów: Historian, zenon Extended Trends, Recipe oraz protokołu komunikacyjnego do drivera Allen Bradley, służącego do bezpośredniej komunikacji z systemem sterowania i systemem ESD. Ponadto duża rola przypadła systemowi zenon Logic. Soft-PLC zgodny z normą IEC 61131-3 został zastosowany do przetwarzania danych wewnętrznych.

W omawianym systemie oprogramowanie zenon kompleksowo odpowiada za synoptykę, wizualizację danych pomiarowych i komunikację ze sterownikami laboratorium.

Fot. 2. Ekrany synoptyczne systemu sterowania

Ekrany synoptyczne obejmują:

• Sterowanie napędem głównym i układami pomocniczymi, jak wentylatory, grzałki, itp.;
• Wizualizację stanu rozdzielnic średniego i niskiego napięcia, transformatorów i falowników napędu głównego;
• Wizualizację stanu pracy 5 zasilaczy UPS, które wykorzystywane są do zapewnienia bezprzerwowego zasilania do wszystkich krytycznych urządzeń i systemów;
• Sterowanie i monitoring układu smarowania przekładni przyśpieszającej w łańcuchu napędowym: sterowanie agregatem smarującym (pompy, grzałki, zawory, chłodnica, wentylatory, pomiary parametrów oleju oraz temperatur i drgań łożysk przekładni);
• Sterowanie i synoptykę układu smarowania łożysk obiektów badanych umieszczonych wewnątrz komory próżniowej (sterowanie agregatem hydraulicznym zbudowanym z pomp zasilających i i ssących olej z próżni, grzałek, chłodnic, zaworów odcinających i regulacyjnych oraz pomiary parametrów oleju - temperatury, ciśnienia, przepływy);
• Układ wytwarzania próżni wewnątrz komory - sterowanie trzema zestawami pomp próżniowych, zaworów odcinających i regulacyjnych. Pomiar i wizualizacja poziomu próżni w kilku punktach;
  • Sterowanie i synoptykę układu zamykania/otwierania komory próżniowej wykorzystujący 26 siłowników pneumatycznych i elektrozawory. Wizualizacja pozycji siłowników i wartości ciśnień w układzie;
  • Sterowanie i synoptykę z układów chłodzenia. Laboratorium zaopatrzone jest w zewnętrzny agregat chłodniczy i magistralę doprowadzającą chłodziwo do wymienników ciepła wielu urządzeń technologicznych. Wizualizacja ciśnień i stanu układu;
  • Sterowanie oświetleniem LED wewnątrz komory próżniowej;
  • Wizualizację danych z szaf sterowniczych i zasilających (stan wysp I/O, obecność zasilania, temperatury wewnątrz szaf, stan układów pomocniczych, itd.);
• Wizualizację danych pomiarowych i sterowniczych na wykresach;
• Archiwizację danych historycznych;
• Wizualizację ostrzeżeń i alarmów ze sterownika PAC i ESD oraz niezależnych systemów akwizycji danych laboratorium;
• Wizualizację ostrzeżeń, alarmów i sygnałów inicjowania awaryjnych zatrzymań generowanych ze sterownika PAC.

Projekt wizualizacji zenon jest bardzo rozbudowany - zawiera ponad 4500 zmiennych i składa się z 70 różnych ekranów, z czego część to predefiniowane szablony z funkcjonalnością podmiany wyświetlanych na nich informacji.

Aplikacja jest obsługiwana przez 6 monitorów LCD i dwa dodatkowe ekrany 50" przedstawiające status stanowiska badawczego dla obserwatorów zewnętrznych.

Omawiany projekt zenon na stanowisku badań wentylatorów silników odrzutowych wykonał zespół Engineering Design Center, który działa na mocy porozumienia między General Electric Company Polska Sp. z o.o a Instytutem Lotnictwa.

COPA-DATA Polska