Uppdatering av PLC-applikation med HMI för styrning av Inteco Multitank-system

Abstract

Detta examensarbete behandlar uppdateringen av mjukvaran samt HMI:n för ett befintligt styrsystem som används för styrningen av ett Inteco flertankssystem. Detta för att i framtiden kunna justera och optimera olika processer för experiment och laborationer. Programmeringen är gjord i Siemens TIA Portal och systemet bygger på en Siemens S71215C-kontroller ansluten till en SIMATIC KTP700 Basic HMI-skärm. Syftet med arbetet var att åtgärda funktionella begränsningar i det tidigare programmet och skapa ett mera användarvänligt gränssnitt för kalibreringen och styrningen av nivågivare, pumpen och ventilerna.

Arbetet fokuserade till stor del på att förbättra kalibreringsmöjligheterna genom implementering av nya HMI-skärmar, funktioner samt datablock för lagring av kalibrerade värden. PWM-styrningen av pumpen och ventilerna uppdaterades för mera exakt styrning, vilket även förbättrade PIDstyrningen av vattentankarna. Genom dessa ändringar kunde vattennivån i tankarna effektivt styras manuellt eller med PID-styrning.

Projektet resulterade i ett mera användarvänligt program lämpat för utbildningsändamål. Programmet kan justera vätskenivåerna i tankarna antingen manuellt eller med hjälp av PIDstyrning via HMI-skärmen. HMI-skärmens användargränssnitt har uppdaterats och gjorts mera intuitivt, med visuell överblick av vätskenivån vid kalibreringen av varje tank samt ett mindre komplicerat sätt att kalibrera dessa. En uppdaterad användarmanual för programmet har även gjorts.

Tämä opinnäytetyö käsittelee olemassa olevan järjestelmän ohjelmiston sekä HMI:n päivittämistä Inteco-monisäiliöjärjestelmän ohjausta varten. Tämä mahdollistaa tulevaisuudessa erilaisia laboratoriokokeita. Ohjelmointi on toteutettu Siemens TIA Portaalissa ja järjestelmä perustuu Siemens S71215C säätöyksikköön, joka on kytketty SIMATIC KTP700 Basic kosketusnäyttöön.

Työ keskittyi erityisesti ohjelman kalibrointimahdollisuuksien parantamiseen toteuttamalla uudet HMI-näytöt, toiminnot sekä tietolohkot kalibrointiarvojen tallentamista varten. Pumpun ja venttiilien PWM-ohjaus päivitettiin mahdollistamaan tarkemman säädön, jonka päivitys myös paransi säiliöiden PID-säätöä. Näiden muutoksien avulla säiliöiden nestepinnan ohjauksen pystyy tehdä joko manuaalisesti tai PID-säädöllä.

Tuloksena on käyttäjäystävällisempi ohjelma, joka soveltuu opetuskäyttöön. HMI-näytön kautta pystyy säiliöiden nestetasoa säätää joko manuaalisesti tai PID-säädön avulla. HMI-näytön käyttöliittymä on tehty intuitiivisemmaksi, sisältäen visuaalisen näkymän nestetasosta jokaisen säiliön kalibroinnin aikana sekä yksinkertaisemman kalibrointiprosessin. Ohjelmalle on lisäksi tehty päivitetty käyttöohje.

This thesis addresses updating the software and HMI of an existing control system used for an Inteco Multitank System. This is in order to enable future experiments and laboratory tasks, with varying adjustments of various processes. Siemens TIA Portal was used for the programming, and the system consists of a Siemens S71215C controller connected to a SIMATIC KTP700 Basic panel. The goal of this project was to resolve the functional limitations of the previous program and create a more intuitive interface for the calibration and controlling of the pump, valves, and level sensors.

The work mainly focused on improving the calibration capabilities of the system. This is achieved by implementing new HMI screens, functions, and data blocks for storing new calibrated values. The PWM control of the pump and valves was updated to allow for a more precise regulation, which in turn also enhanced the PID control. These improvements allowed for the water tank levels to be controlled either manually, or via PID regulation.

The result is a more user-friendly program suited for educational purposes. The program, through the use of the HMI Interface, now allows for adjustments of water levels either manually or through PID control. The HMI interface has been redesigned and made more intuitive, offering a visual overview of the liquid levels during the calibration of each tank, as well as a simplified calibration method. An updated user manual for the program has also been made.