Имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

Имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

Кафедра «Теплофизика и информатика в металлургии»

 

 

Разработка программного обеспечения по сбору и представлению технологической информации при контроле теплового режима дуговой сталеплавильной печи.

 

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

 

на выполнение курсового проекта

по дисциплине «Сбор, обработка и представление первичной технологической информации»

 

 

от Заказчика		от Исполнителя
Доцент кафедры ТИМ   В.А.Гольцев		Студент группы  Мт-37052   С.В. Сельков
«___»___________2010 г.		«___»___________2010 г.

 

Г. Екатеринбург

Г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.. 4

1.1 Наименование программного обеспечения. 4

1.2 Шифр разработки. 4

1.3 Основание для выполнения работы.. 4

1.4 Стороны, участвующие в создании программного обеспечения. 4

1.5 Исходные данные для разработки. 4

1.6 Плановые сроки начала и окончания работ по созданию ПО.. 4

2 НАЗНАЧЕНИЕ ПО И ЦЕЛИ ЕГО РАЗРАБОТКИ.. 6

2.1 Назначение ПО.. 6

2.2 Цели создания ПО.. 6

3 ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИНФОРМАТИЗАЦИИ.. 6

3.1 Назначение технологического агрегата. 6

3.2 Основные технические характеристики. 6

3.3 Основные конструктивные характеристики. 7

4 ТРЕБОВАНИЯ К ПО.. 7

4.1 Требования к ПО в целом.. 7

4.2 Требования к структуре и функционированию.. 8

4.3 Требования к надежности. 8

4.4 Требования к защите информации от несанкционированного доступа. 8

4.5 Требования по сохранности информации при авариях. 8

4.6 Дополнительные требования. 8

4.7 Требования к системному и прикладному программному обеспечению.. 9

5 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ.. 9

5.1 Общие требования к первичным и вторичным приборам: 9

5.2 Требования к нормирующим преобразователям: 9

5.3 Требования к программируемым логическим контроллерам.. 9

6 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ.. 10

7 ПОРЯДОК КОНТРОЛЯ И ПРИЕМКИ РАБОТЫ... 10

8 ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ.. 12

 

Перечень использованных сокращений

 

ДСП	Дуговая сталеплавильная печь
РФ	Российская Федерация
ПЭВМ	Персональная электронная вычислительная машина
КИП	Контрольно-измерительный прибор
ПО	Программное обеспечение
ТЗ	Техническое задание
ТИМ	Кафедра теплофизики и информатики в металлургии

 

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Наименование программного обеспечения

Разработка программного обеспечения сбора и представления первичной технологической информации для технологического агрегата в соответствии с полученным заданием.

Шифр разработки

Шифр разработки 230201.000.009

Основание для выполнения работы

Предусмотренный учебным планом специальности 230201 «Информационные системы и технологии» курсовой проект по дисциплине ОПД.В.01.1 «Сбор, обработка и представление первичной технологической информации» в шестом семестре.

Стороны, участвующие в создании программного обеспечения

Заказчик ПО (в дальнейшем – Заказчик) – Гольцев Владимир Арисович.

E-mail: gold@tim.ustu.ru

Разработчик ПО (в дальнейшем – Исполнитель): Сельков Семен Владимирович, студент группы Мт-37052, обучающийся в ГОУ ВПО УГТУ-УПИ на кафедре ТИМ по специальности  230201 «Информационные системы и технологии»

E-mail: 90Semen@rambler.ru

Исходные данные для разработки

Технические и технологические материалы, согласованные с Заказчиком. Лекционные курсы «Сбор, обработка и представление первичной технологической информации», «Объектно-ориентированное программирование», «Операционные системы», «Информационные сети», «Металлургия черных металлов», «Металлургия цветных металлов».

Плановые сроки начала и окончания работ по созданию ПО

Срок выдачи задания на курсовое проектирование «01» марта 2010 г., срок окончания работ по проекту «17» мая 2010 г. Защита проекта с 17 по 29 мая 2010 г. Продолжительность разработки программного обеспечения и сдачи его в эксплуатацию 11 (одиннадцать) недель.

Последовательность и сроки реализации стадий и этапов работ, виды и комплектность документов, передаваемых Заказчику, определяются в соответствии с планом-графиком:

 

№ п/п	Этапы	Сроки выполнения[1]	Примечание
1	Разработка проектных решений по архитектуре системы получения технологической информации. Выбор и утверждение контролируемых параметров	01.03.10 – 13.03.2010	Согласуется с Заказчиком на этапе технического задания
2	Утверждение и сдача технического задания	09.03.10 – 13.03.2010	ТЗ в распечатанном виде
	Выбор методики измерения проектируемых технологических параметров. Выбор датчиковой аппаратуры и микропроцессорной техники	15.03.10 - 27.03.2010
	Разработка функциональной схемы по ГОСТ 21404-85 и схемы сетевых соединений	29.03.2010 – 03.04.2010
	Разработка программного продукта в среде SCADA-системы	05.04.2010 – 30.04.2010
3	Тестирование и отладка ПО	03.05.2010 - 08.05.2010
4	Разработка и оформление документации (пояснительной записки, графической части, спецификации)	10.05.2010 – 17.05.2010
5	Сдача работы	К 17.05.2010	Пояснительная записка, графическая часть, спецификация, отлаженное и работоспособное ПО

 

Назначение ПО

Программное обеспечение предназначено для:

• сбора данных от рассредоточенных по дуговой сталеплавильной печи датчиков;
• предварительной обработки собранных данных;
• предоставление собираемых данных на диспетчерский уровень.

Предусмотрена возможность создания статистических отчетов, содержащих экспериментальные данные, которые позволяют сделать вывод о тепловом режиме и проанализировать состояние агрегата. А также предусматривается возможность сохранения данных в лог, для последующего хранения.

Это должно быть достигнуто за счет структурирования получаемых данных по определенному признаку: номер плавки, время/дата.

Цели создания ПО

Основными целями создания ПО являются:

• внедрение современных, более совершенных, средств контроля параметров теплового режима дуговой печи;
• улучшение технико-экономических показателей работы дуговых печей;
• создание комфортных и безопасных условий труда для технического персонала за счет примененных технических средств;
• обеспечение контроля за соблюдением охраны труда и техники безопасности;
• повышение ответственности управленческого персонала на местах с целью обеспечения непрерывности технологического процесса и увеличения производительности труда;

 

Температура футеровки

 

Температура металла

 

ТРЕБОВАНИЯ К ПО

Требования к ПО в целом

Программное обеспечение должно быть свободным от возможности предъявления основанных на промышленной, интеллектуальной или другой собственности любых прав и притязаний третьих лиц.

Программные изделия (компоненты) должны обладать патентной чистотой на территории России.

Требования к структуре и функционированию

Программное обеспечение должно обеспечивать возможность выполнения перечисленных ниже функций:

функции настройки:

– загрузка и хранение схемы первичной информации (количество, наименование и тип полей первичной информации, права доступа административных групп к полям первичной информации);

– загрузка и хранение шаблонов интерфейса пользователя, шаблона диагностической карты, шаблонов протоколов измерений, шаблонов статистических отчетов;

функции сбора и хранения первичной информации:

– ввод первичной информации пользователем;

– получение информации от средств измерений;

– проверка корректности первичной информации;

функции обработки информации и формирования выходных результатов:

– обработка информации;

– обеспечение необходимых расчетов согласно хранимым алгоритмам;

– прочие сервисные функции.

Требования к надежности

Надежное (устойчивое) функционирование программы должно быть обеспечено выполнением Заказчиком совокупности организационно-технических мероприятий, перечень которых приведен ниже:
а) организацией бесперебойного питания технических средств;
б) использованием лицензионного программного обеспечения;
в) регулярным выполнением рекомендаций Министерства труда и социального развития РФ, изложенных в Постановлении от 23 июля 1998 г. Об утверждении межотраслевых типовых норм времени на работы по сервисному обслуживанию ПЭВМ и оргтехники и сопровождению программных средств»;
г) регулярным выполнением требований ГОСТ 51188-98. Защита информации. Испытания программных средств на наличие компьютерных вирусов.

Требования к защите информации от несанкционированного доступа

– аутентификация пользователя;

– авторизация доступа к функциям ПО и полям первичной информации;

– шифрование информации.

– с целью защиты информации от несанкционированного доступа должны использоваться сетевые программные средства, обеспечивающие невозможность неавторизированного доступа.

Требования по сохранности информации при авариях

Для предотвращения потери информации при аварийных событиях (потеря электропитания, отказ технических и программных средств) Заказчиком должна быть организована работа по сохранности и восстановлению актуальных банков данных Программы с помощью системных и прикладных средств, предложенных Исполнителем.

 

4.6 Дополнительные требования

Прикладное программное обеспечение должно реализовывать выполнение следующих функций:

• удобный пользовательский интерфейс;
• формирование отчётов;
• генерацию тревог (алармов);
• формирование графиков изменения контролируемых параметров (трендов) во времени.

Программное обеспечение должно быть открытым, допускающим возможность его дальнейшего функционального расширения и модификации с учетом перспектив развития и адаптации к изменяющимся технологическим условиям.

Требования к системному и прикладному программному обеспечению

Программное обеспечение информационной системы должно включать в себя необходимые средства для организации процессов ввода, хранения, обработки, отображения данных.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

5.1 Общие требования к первичным и вторичным приборам:

• в качестве аналогового сигнала от датчиков и преобразователей использовать токовый сигнал от 4 до 20 мА или от 0 до 5 мА;
• в приборах и датчиках с дискретным выходом использовать дискретный выход типа “сухой контакт”;
• в качестве питающего напряжения для датчиков с дискретным выходом использовать постоянное напряжение 24 В;
• для управления силовыми цепями клапанов и задвижек использовать твердотельные реле или оптомодули;
• датчики, не имеющие нормированного токового выхода, подключать через нормирующие преобразователи;
• питание каждого аналогового датчика осуществлять от отдельного канала блока питания напряжением 24 В, гальванически изолированного от других каналов;

• наличие цифрового выхода «авария».

 

5.2 Требования к нормирующим преобразователям:

• выходной сигнал – токовый от 4 до 20 мА и/или от 0 до 5 мА;
• линейное преобразование температуры в токовый сигнал с погрешностью не более 0,5%;
• напряжение питания 24В, потребляемый ток не более 80 мА;
• сопротивление нагрузки для выхода 4 - 20 мА от 10 до 1000 Ом, для выхода 0 - 5 мА от 10 до 2500 Ом.

Требования к программируемым логическим контроллерам

Требований к программируемым логическим контроллерам достаточно много, но основными являются: высокая помехозащищенность, достаточная скорость передачи, низкая стоимость соединительного кабеля с промышленной локальной сетью и наличие достаточного числа интерфейсов для периферийного оборудования. Так как наша SCADA система является учебной и будет программироваться с помощью ПО WinCC , то в данной ситуации целесообразно использовать программируемые контроллеры SIMATIC S7-200, так как они предназначены для построения относительно простых систем автоматического управления, отличающихся минимальными затратами на приобретение аппаратуры и разработку системы. Контроллеры способны работать в реальном масштабе времени и могут быть использованы как для построения узлов локальной автоматики, так и узлов, поддерживающих интенсивный коммуникационный обмен данными через сети Industrial Ethernet, PROFIBUS-DP, MPI, AS-Interface, MPI, PPI, MODBUS, системы телеметрии, а также через модемы.

Программируемые контроллеры SIMATIC S7-200 характеризуются следующими показателями:

· Эффективное программирование на языках STL, LAD и FBD.

· Высокое быстродействие. Время выполнения 1К логических инструкций не превышает 0.22мс.

· Наличие конфигурируемых реманентных областей памяти для необслуживаемого сохранения данных при перебоях в питании контроллера.

· 3-уровневая парольная защита программы пользователя.

· Универсальность входов и выходов центральных процессоров: стандартные дискретные входы и выходы, входы скоростного счета, импульсные выходы.

· Наращивание количества обслуживаемых входов и выходов за счет использования модулей расширения и/или систем распределенного ввода-вывода на основе AS-Interface.

· Универсальность встроенного интерфейса центральных процессоров: поддержка протоколов PPI/ MPI/ USS/ MOD­BUS, свободно программируемый порт.

· Наличие съемных терминальных блоков для подключения внешних цепей, упрощающих выполнение операций монтажа и замены вышедших из строя модулей.

· Поддержка обработки рецептурных данных.

· Использование картриджа памяти для регистрации данных и сохранения электронных версий технической документации.

· Компактные пластиковые корпуса со степенью защиты IP20.

Также в пользу выбора данного устройства говорит и тот факт, что семейство объединяет в своем составе модули центральных процессоров; коммуникационные модули; модуль позиционирования EM 253; модуль весоизмерения, модули ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов; модули блоков питания, что позволяет модифицировать систему исключительно так, как нам нужно.

МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

При разработке конструкторской документации необходимо руководствоваться ГОСТ 12.01-005-84 "Метрологическое обеспечение безопасности труда. Общие положения". Все параметры измеряются стандартными средствами измерения, имеющими метрологический сертификат. Данная система не подлежит метрологической сертификации.

ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ

 

230201.000.009

(код ТЗ)

 

 

СОСТАВИЛИ

 

Наименование организации (предприятия)	Должность Исполнителя	Фамилия, имя, отчество (полностью)	Подпись	Дата
УГТУ-УПИ Кафедра ТИМ	Студент	Сельков Семен Владимирович

 

 

СОГЛАСОВАНО

 

Наименование организации (предприятия)	Должность Исполнителя	Фамилия, имя, отчество (полностью)	Подпись	Дата
УГТУ-УПИ Кафедра ТИМ	К.т.н., доцент	Гольцев Владимир Арисович

 

[1] Могут корректироваться Исполнителем в рамках времени, выделенного на курсовое проектирование

[2] По желанию Исполнителя

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

123Следующая ⇒

Поделиться: