|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Обоснование принятой структуры управления объектомСтр 1 из 9Следующая ⇒
Проектом предусматривается создание АСУТП по 3-х уровневой схеме управления и контроля технологического процесса с применением ПЭВМ, комплектом датчиков и исполнительных механизмов. Причем система должна выполнять все функции управления и контроля параметров процесса, как в автоматическом, так и в ручном режимах. Принятая структура управления включает в себя 3 уровня с учетом распределения функций и задач между отдельными ступенями управления. На уровне 1 расположены датчики с унифицированным токовым выходным сигналом 4-20мА, которые производят измерения и передают их значения непосредственно на контроллер. На уровне 2 находится свободно программируемый контроллер WinCon-8737, который имеет IBM PС совместимую архитектуру. Микропроцессорный контроллер WinCon-8737 объединён с автоматизированным рабочим местом оператора (АРМ), АРМ начальника смены, АРМ диспетчера, мобильной инженерной станцией и дата центром в единую локальную вычислительную сеть при помощи промышленных коммутаторов Advantech EKI 6538. Помимо стандартных функций (опрос датчиков, первичная обработка сигналов и реализация управления исполнительными устройствами) программа, исполняющаяся на контроллере, решает следующие задачи: - определение состояния функциональных узлов (состояние запорной арматуры, регулирующих клапанов и насосов определяется по совокупности информации с датчиков и управляющих сигналов); - блокировки недопустимых переключений запорной арматуры; На уровне 3 расположены АРМ в виде IBM PС совместимых промышленных компьютеров. Они обеспечивают диспетчеризацию технологического процесса. Система предусматривает следующие виды управления: - супервизорное (использование АРМ для воздействия на регулирующие контроллеры для запуска, останова оборудования, регулирования, отображения и хранения информации технологических параметров); - автоматическое (при использовании контроллеров в качестве непосредственных элементов контроля и управления); - ручное (дистанционное). В проекте для управления контроллером и визуализации технологического процесса выбрана SCADA система Trace Mode 6 разработчика AdAstrA. Trace Mode – легкое в использовании средство разработки для создания распределенных приложений с операторским интерфейсом для пользователя в среде Microsoft Windows. Trace Mode предоставляет широкий набор средств программирования задач АСУТП и бизнес-приложений, ориентированный на специалистов разной квалификации и профессиональной подготовки. Динамические характеристики и надежность создаваемого в Trace Mode 6 программного обеспечения АРМ и контроллеров позволяют применять разработанные системы автоматизации в таких отраслях промышленности как нефтехимия, металлургия, энергетика, машиностроение, коммунальное хозяйство, пищевая промышленность, транспорт и др. Структура системы управления технологическим процессом показана на структурной схеме комплекса технических средств АПП.000002.089 А1.
Обоснование выбора технических средств АСУТП
При выборе технических средств АСУТП, были учтены следующие основные требования: -технологические; -системные; -экономические; -монтажно-эксплуатационные.
Функциональные задачи АСУТП
Для автоматизированного (автоматического и с участием оперативного персонала) управления технологическими процессами во всех режимах работы объекта, АСУТП должна обеспечивать выполнение большого числа управляющих, информационных и вспомогательных функций: 1) управляющие функции, выполняемые автоматически: - автоматическое регулирование расхода топливного газа в трубопроводах; - автоматическое регулирование температуры в трубчатой печи и в теплообменнике; - автоматическое регулирование уровней в конденсатоотводчике; автоматическое регулирование концентрации веществ в дымоходе; 2) управляющие функции, выполняемые оперативным персоналом с использованием средств АСУ ТП (дистанционное управление): - ручное управление, исполнительными механизмами, приводами насосов, задвижек при отказе функций автоматического управления; 3) информационные функции, выполняемые оперативно: - контроль данных, характеризующих текущее состояние оборудования и работы, при помощи SCADA-системы; - контроль наличия напряжения в цепях управления приводами; - информация об отклонении контролируемых параметров режима от нормы; - предупредительная и аварийная сигнализация; - регистрация и хранение обобщенной информации о характерных нестационарных режимах технологических и электрических установок; - регистрация и хранение информации о параметрах технологических параметров в локальной базе данных и базе данных предприятия; - корректировка в регламентируемых пределах динамических настроек и установок.
Выбор аппаратного и программного обеспечения
Аппаратное обеспечение
Для решения задач автоматизации был выбран программируемый контроллер WinСon-8737 в соответствии с требованиями, которые предъявляются к современным системам автоматизации. Устройства WinCon-8000 являются одними из самых мощных на сегодняшний день PC-совместимых промышленных контроллеров. Выполненные на базе RISC-процессора Intel Strong ARM 206 MГц и оснащенные, соответственно, операционными системами Windows CE.Net и Еmbedded Linux, они имеют производительность, сравнимую с быстродействием современных PC, и могут быть использованы для решения любых задач автоматизации, начиная от контроля медленно текущих процессов, заканчивая задачами обработки аналоговых сигналов к режиме реального времени. Контроллеры WinCоn выполнены в монолитном пластиковом корпусе со встроенным процессорным модулем и имеют несколько слотов расширения для установки модулей ввода/вывода серии I-8000. Контроллеры имеют гибридную последовательно-параллельную пассивную шину, что позволяет им работать с любыми модулями I-8000: с последовательными модулями (частота сбора данных от 10 Гц) и с параллельными модулями (до 100 КГц) и модулями внешних периферийных устройств. Полный набор коммуникационных интерфейсов (RS-232, RS-485, Ethernet, USB) позволяет контроллерам создавать распределенные системы сбора и обработки данных и интегрироваться в гетерогенные системы обработки данных, построенные на базе контроллеров других типов. Выгодным отличием WinCon от многих других контроллеров является наличие интерфейсов клавиатуры, мыши и монитора. Это позволяет пользователям на этапе разработки АСУТП кодировать, отлаживать и тестировать программы управления непосредственно на самом контроллере. В процессе выполнения АСУТП пользователь имеет возможность использовать те же порты клавиатуры, мыши и монитора для создания операторского интерфейса и осуществления диспетчерского контроля над технологическим процессом. Таким образом, WinCon совмещает в себе как контроллер, так и промышленный компьютер, предлагая разработчикам АСУТП совершенно новую архитектуру для создания системы сбора и обработки данных. Серия контроллеров WinCon-8000 оснащена операционной системой Windows CE.Net и предназначена для пользователей, ориентированных на работу с графическим интерфейсом Windows. Программирование WinCon-8000 можно осуществлять как при помощи стандартных средств Windows CE.Nеt- программирования (системы Visual С Embedded и Visual Studio.Net), так и с помощью различных SoftLogic систем (MasterLogic, ISaGRAF). Для хранения пользовательских данных и программ в контроллер может быть установлена Flash-память стандарта Compact Flash или USB Flash требуемого объема. В комплекте WinCon-8000 поставляются драйвера и программные библиотеки для работы с модулями ICP CON I-7000/8000 Modbus-устройствами [40]. В данном дипломном проекте был использован встраиваемый высокопроизводительный контроллер WinCon-8737, имеющий 7 слотов расширения аналоговых и дискретных модулей ввода-вывода (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 - Контроллер WinCon-8737 Основные технические характеристики контроллера приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2-Основные технические характеристики WinCon-8737
Модуль аналогового ввода на 8 каналов I-8017H Модули ввода аналоговых сигналов предназначены для аналого-цифрового преобразования внешних аналоговых сигналов в цифровые сигналы контроллера. К модулям могут подключаться датчики с унифицированными выходными электрическими сигналами, термопары, термометры сопротивления. Модули выпускаются в пластиковых корпусах. На их лицевых панелях расположены красные светодиоды для индикации аварийных состояний. Выбор вида входного сигнала (сила тока или напряжение) производится аппаратно путем установки картриджа входных сигналов. Модуль аналогового вывода на 4 канала I-8024 Модули аналогового вывода - выполняют цифро-аналоговое преобразование внутренних цифровых величин контроллера в его выходные аналоговые сигналы. Универсальный модуль дискретного ввода-вывода на 16 каналов I-8050 Модули ввода дискретных сигналов предназначены для преобразования параметров внешних входных дискретных сигналов в параметры внутренних логических сигналов контроллера. Они позволяют вводить в контроллер сигналы переключателей. Модули дискретного вывода - выполняют преобразование внутренних логических сигналов контроллера в его выходные дискретные сигналы. К выходам модулей могут подключаться соленоидные вентили, контакторы, небольшие двигатели, лампы или пусковые устройства двигателей [11]. Основные характеристики модулей контроллера приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 - Основные технические характеристики модулей контроллера
Защита информации
Любое управление процессом, архивами или функциями редактирования может быть заблокировано от несанкционированного доступа. Такими действиями могут быть, например, изменения заданных значений параметров, выбор изображений или вызов какого-либо редактора для изменения проекта. Уровень доступа при этом может устанавливаться также и динамически в зависимости от значения некоторой переменной. Имеется несколько различных уровней доступа, которые позволяют создать структуру иерархической защиты от несанкционированного доступа, а также обеспечить исключительные права доступа для отдельных операторов. Права доступа оператора определяются паролем и именем пользователя. Они могут быть заново определены также в ходе процесса. Для этого в распоряжении имеется удобный администратор пользователей (User Administrator).
Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-03; Просмотров: 559; Нарушение авторского права страницы