Pełnofunkcyjna automatyzacja zbiornika wody z wykorzystaniem urządzeń akYtec

Firma akYtec, niemiecki producent technologii automatyki, wdrożyła dedykowane rozwiązanie sterowania do zarządzania poziomem wody w systemie zbiorników , obejmujące zdalną obsługę zaworów głębinowych oraz odczyt wodomierzy online. System obsługuje tryb ręczny i automatyczny w zależności od poziomu wody oraz integruje się z nadrzędnym systemem SCADA, zapewniając podgląd danych w czasie rzeczywistym i sterowanie nadzorcze. Rozwiązanie to zwiększa efektywność instalacji i ogranicza zapotrzebowanie na pracę ręczną.

 

Przekaźnik programowalny PR103 firmy akYtec to „mini PLC” z interfejsem Ethernet, który może być wykorzystywany do sterowania różnymi procesami — niezawodnie reguluje poziom wody i zarządzanie zbiornikiem.
Źródło: akYtec GmbH

 

Czujniki

Wlot i wylot zbiornika wyposażono w przetworniki ciśnienia PD100 firmy akYtec, mierzące ciśnienie absolutne, względne lub względne zamknięte z dokładnością ±0,5%. Urządzenia są przystosowane do pracy w warunkach przemysłowych w zakresie temperatur od –20 do +85 °C. Zbiornik wyposażono również w czujnik poziomu wody do bieżącego monitoringu.

Wszystkie sygnały z czujników są przetwarzane przez przekaźnik programowalny PR103. Urządzenie realizuje logikę sterowania systemem zbiornika, przetwarza sygnały i steruje wyjściami. PR103 jest przeznaczony do kompaktowych aplikacji automatyki, takich jak zbiorniki, wentylacja czy systemy grzewcze.

 

Interfejsy komunikacyjne i konfiguracja I/O

Przekaźnik PR103 wyposażono w zintegrowany interfejs Ethernet, umożliwiający połączenie z rozproszonymi systemami automatyki oraz nadrzędnymi systemami monitoringu. Interfejs pozwala także na integrację z akYtec Cloud w celu zdalnej wizualizacji i dostępu do danych procesowych, w zależności od konfiguracji systemu.

PR103 oferuje dziesięć wejść cyfrowych, w tym cztery szybkie wejścia do 100 kHz dla sygnałów impulsowych lub enkoderów, sześć uniwersalnych wejść analogowych 4–20 mA / 0–10 V oraz do dziesięciu wyjść cyfrowych. W zależności od wersji dostępne są także do dwóch wyjść analogowych.

Dwa interfejsy RS-485 umożliwiają komunikację z urządzeniami obiektowymi i systemami nadrzędnymi. Sterownik można rozszerzyć za pomocą modułów I/O PRM podłączanych przez wewnętrzną magistralę, co pozwala dostosować liczbę wejść i wyjść do aplikacji.
Algorytmy sterowania tworzone są w postaci schematów blokowych (FBD) z obsługą języka tekstu strukturalnego (ST) w bezpłatnym środowisku programistycznym akYtec ALP. Konfiguracja i wgrywanie programu odbywa się przez micro-USB, Ethernet lub RS-485.

 

SMI200 to kompaktowy panel operatorski z symbolami i logiką sterowania, przeznaczony do wyświetlania i edycji parametrów tekstowych i cyfrowych systemu — może pracować w trudnych warunkach razem z przekaźnikami programowalnymi, sterownikami lub modułami wejść/wyjść połączonymi przez sieć RS-485. Źródło: akYtec GmbH

 

Tryb automatyczny lub ręczny

Przekaźnik PR103 komunikuje się ze sterownikiem kompaktowym SMI200 firmy akYtec poprzez interfejs RS-485. W tej aplikacji SMI200 pełni funkcję lokalnego panelu operatorskiego i narzędzia do parametryzacji. Wyposażony jest w dwuwierszowy wyświetlacz LCD oraz zegar czasu rzeczywistego.

Za pomocą SMI200 operator może ręcznie wprowadzać i modyfikować kluczowe parametry, takie jak minimalny i maksymalny poziom napełnienia zbiornika oraz dopuszczalne wartości ciśnienia. Urządzenie konfigurowane jest w środowisku akYtec ALP przez interfejs micro-USB.
PR103 i SMI200 tworzą razem kompaktowy system sterowania do regulacji poziomu wody i sterowania zaworami. PR103 przetwarza sygnały z czujników i realizuje logikę sterowania, natomiast SMI200 zapewnia lokalny dostęp do parametrów i wybór trybu pracy.

System obsługuje dwa tryby: tryb automatyczny, w którym napełnianie i opróżnianie odbywa się zgodnie z zadanymi wartościami, oraz tryb ręczny, umożliwiający ingerencję operatora poprzez SMI200. Wybór trybu realizowany jest za pomocą dedykowanego przełącznika.
Zasilanie systemu zapewnia jednofazowy zasilacz na szynę DIN PASF-60.24 firmy akYtec, dostarczający stabilizowane napięcie 24 V DC dla wszystkich komponentów oraz zabezpieczenia przed przeciążeniem, zwarciem i przegrzaniem.

 

Zbiornik wody wyposażony jest w trzy czujniki i połączony z jednostką sterującą opartą na PR103 poprzez akYtec Cloud.
Źródło: akYtec GmbH

 

System alarmowy i monitoring nadrzędny

System sterowania wyposażony jest w funkcję alarmową monitorującą ciśnienie na wlocie i wylocie zbiornika. W przypadku przekroczenia ustalonych limitów generowany jest alarm. Lokalnie sygnalizowany jest on za pomocą lamp sygnalizacyjnych oraz sygnału dźwiękowego.
Dodatkowo PR103 może przesyłać sygnały alarmowe przez Ethernet do nadrzędnego systemu SCADA, wykorzystywanego w instalacji klienta do monitoringu i reakcji w czasie rzeczywistym. W projekcie sygnały alarmowe były zbierane i przekazywane do systemu SCADA, co umożliwiało podejmowanie odpowiednich działań na poziomie nadzorczym.

 

Sterowanie rozproszone zamiast scentralizowanych systemów PLC

Systemy zarządzania poziomem wody zwykle obejmują wiele czujników, algorytmy sterowania, obsługę alarmów oraz komunikację z systemami nadrzędnymi. Często realizowane są one przy użyciu scentralizowanych sterowników PLC.

W przypadku rozproszonych aplikacji, takich jak pojedyncze systemy zbiornikowe, podejście zdecentralizowane może uprościć architekturę systemu. Umieszczenie logiki sterowania bezpośrednio na poziomie obiektu pozwala kompaktowym sterownikom realizować lokalne pomiary, regulację i sterowanie zaworami przy jednoczesnym połączeniu z systemami nadrzędnymi.

W tej aplikacji funkcje sterowania realizowane są lokalnie przez przekaźnik programowalny PR103, który oferuje funkcjonalność klasy PLC dla automatyki rozproszonej. Algorytmy tworzone są zgodnie z normą IEC 61131-3 (FBD i ST) w środowisku akYtec ALP. Integracja z systemami nadrzędnymi umożliwia skalowanie rozwiązania bez zmiany koncepcji sterowania.

 

Czujniki zbiornika komunikują się z jednostką sterującą poprzez wejścia analogowe, które zapewniają niezawodne zarządzanie poziomem wody i ciśnieniem. Źródło: akYtec GmbH

 

Efektywne i bezpieczne rozwiązanie

Rozwiązanie sterowania oparte na PR103 stanowi kompaktowe i dopasowane podejście do aplikacji regulacji poziomu wody w systemach rozproszonych. Lokalna realizacja logiki sterowania oraz integracja pomiarów, alarmów i komunikacji w jednym urządzeniu umożliwiają sprawne działanie procesu.

Dostęp do danych procesowych i stanów alarmowych w czasie rzeczywistym pozwala na szybką reakcję operatora, wspierając stabilną i bezpieczną pracę systemu oraz umożliwiając integrację z nadrzędnymi systemami monitoringu.

 

O akYtec

akYtec została założona w 2010 roku przez doświadczonych i wysoko wykwalifikowanych specjalistów z dziedziny rozwoju elektroniki oraz technologii automatyki. Firma koncentruje się na opracowywaniu i dystrybucji urządzeń automatyki przemysłowej, takich jak przekaźniki programowalne, wyświetlacze procesowe, moduły I/O oraz inne urządzenia. Integracja technologii zewnętrznych oraz współpraca z partnerami produkcyjnymi pozwalają firmie akYtec elastycznie dostosowywać się do potrzeb klientów w każdej chwili.