Диссертация (Модели и алгоритмы автоматизации пожаровзрывоопасных поточно-транспортных систем), страница 8

ч. длякаждой единицы технологического оборудования:- привязка к фидеру питания для контроля исправности питания,- привязка к звуковой сирене для оповещения предупредительных иаварийных ситуаций,- использование режима энергосбережения, для предотвращения«холостого хода» технологического оборудования,- время блокировки одновременного запуска технологическогооборудования на одном фидере питания,- привязка вспомогательного, аспирационного оборудования,- привязка оборудования противоаварийных защит (ПАЗ),- создание технологической связи с другим оборудованием,- наполнение простыми устройствами,- создание произвольных параметров,в т.

ч. для каждого простого устройства:- время разгона/остановки для переходных состояний,- наполнение датчиками и каналами,- создание произвольных параметров,в т. ч. для каждого датчика и канала:- источник или приемник значения (канал модуля ввода-вывода),- подавление дребезга, параметры интерполяции, тип цифровогофильтра обработки,- процент отклонения, номинальное значение, порог срабатывания,максимальное и минимальное значение,68- блокировка, инверсия и видимость оператору,- текст для предупредительных и аварийных сообщений,- архивирование и зона нечувствительности,- создание произвольных параметров,- проверить на корректность введенных данных,- генерировать тэги и систему сообщений для системы SCADA.Результатом генерации всех данных для программ верхнего и нижнегоуровня являются файлы формата XML со всеми необходимыми данными.Выводы по 2 главеВ результате анализа существующих систем проектирования объектов, в т.ч.ОПО, разработан следующий подход к автоматизации проектирования АСУТППТС ОПО.1.Разработанаклассификацияфункционально-технологическихимоделейпредставлениеэлементовПТСпроцессов,ОПО,каккоторыеописываются булевыми множествами нескольких переменных.2.

Разработана математическая модель АСУТП ПТС ОПО в виде уравненийбулевой алгебры, оперирующих с указанными множествами.3. Разработан метод описания динамических связей функциональнотехнологических моделей элементов объекта, оптимизирующий выполнениетехнологических процессов в управляющих контроллерах.4.

Разработаны алгоритмы решения указанных уравнений, оперирующих суказанными множествами на основе оптимизации их основных характеристик(временных и объемных).5. Синтезирована структура ПТК, которая позволит осуществить решениепоставленных задач с помощью:- редактора конфигурации АСУТП,- базы данных на основе SQL,- «виртуальных машин» на основе VMWare.69ГЛАВА3.РАЗРАБОТКАИРЕАЛИЗАЦИЯПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА АВТОМАТИЗАЦИИ СОЗДАНИЯ ИПРОВЕРКИ АСУТПБазовым алгоритмом ПТК является алгоритм его запуска, которыйосуществляет генерацию виртуальных машин в соответствии со схемой КТС.Рис. 3.1 - Обобщенный алгоритм запуска70ПТК, реализует математическую и структурную модели создания АСУ ТП поформализованному проекту, описанные в предыдущей главе.После классификации и разделения технологий и оборудования нафункционально-технологические модели элементов ОПО в предыдущей главе,становится возможным рассмотреть и сгруппировать их в унифицированныеузлы, стандартизировать интерфейсы, как для взаимодействия как друг с другом,так и для человеко-машинного интерфейса.3.1.

Контекст ввода-выводаДля описания контекста ввода-вывода в модели используется принципстандарта IEC611-31. Этот стандарт предусматривает адрес данных ввода-выводас помощью следующего синтаксиса:a.b.cгде,а – номер модуля, платы, устройства ввода-выводаb – номер типа (группы) каналовс – номер канала в группеВсянеобходимаявстроеннымсистемнымработасконтекстомпрограммнымввода-выводаобеспечениемсамогопроизводитсялогическогоконтроллера и является аппаратно-зависимым от производителя контроллера.Представленная модель только использует этот контекст, для получениянеобходимой информации и вывода в него данных от алгоритмов АСУ ТП.В модели все каналы и величины ввода унифицируются в три типа – этодискретный, целочисленный целый и вещественный с «плавающей» запятой.Поэтому, весь контекст ввода АСУ ТП, всегда представляется с помощью этихтрех типов, за исключением значений аналоговых границ, которые являютсяуставками и представляют собой программный канал четвертого типа. Всевходные и выходные величины и сигналы формализуются моделью какподсистема ввода-вывода.713.2.

Технологические датчики контроляЛюбой канал ввода или принятая величина, используемые в технологии,формализуется моделью как датчик с конкретным технологическим назначением.Для любого датчика в модели предусматривается технологическое назначение, заисключением пользовательских датчиков, не имеющих влияние на безопаснуюэксплуатацию системы. Модель позволяет создавать разные технологическиедатчики с одним и тем же источником ввода. Технологические типы,необходимые для конкретной отрасли автоматизации находятся в базе данныхмодели.

Каждый технологический датчик имеет минимальные необходимыепараметры для первичной обработки входного сигнала, такие как подавлениедребезга дискретного ввода, интерполяция электрического сигнала в физическоезначение и т.д. Для настройки датчика на канал ввода, либо на полученноезначение необходимо указать в параметрах источник сигнала. В качествеисточника сигнала в модели, возможно назначить либо канал ввода, либо другойдатчик с таким же типом выходного значения.

На рис. 3.2 представлен блокпамяти для описания датчика.Технологический тип датчикаСегмент данных ввода-выводаПеременная состояния датчикаПамять длядатчикаАдрес источника значенияСлужебные переменные датчикаРис. 3.2 Блок памяти с данными технологического датчика.Задачи алгоритма обработки датчиков состоят только в первичнойобработке сигнала, без технологического назначения.3.3. Простейшие устройстваК простейшим устройствам в данной модели относятся электромеханическиеагрегаты,трубопроводы,накопительныеконструкции,используемыевтехнологии.

Многолетний опыт позволил определить пять базовых типов.Каждый тип, описывающий свое устройство имеет формализованный одинаковый72интерфейс общения с ним. Этим устройством можно управлять, получать от негоего текущее состояние. Для настройки устройства на средства контроля (датчики)и управления (каналы вывода) в модели предусмотрены динамические связныесписки,которыезаполняютсянеобходимымизначениямиспомощьюконфигурации АСУ ТП. Динамические связные списки для датчиков и каналовустройства представляют собой цепочки упорядоченных ссылок на объекты типадатчик или канал, где начало списка (вершина) помещается в объект устройства, аконцом списка является нулевая ссылка (терминатор).

На рис. 3.3 представленблок памяти с параметрами устройства и связной список.Алгоритмы обработки каждого типа устройства используют результатыобработкидатчиков,носучетомихтехнологическогоназначенияипредусматривают как полное, так и частичное отсутствие необходимыхтехнологических типов датчиков в своем списке. Это достигается за счет того, чторезультат обработки алгоритма каждого типа стремится к полному повиновениюуправлению, и только значения технологических датчиков могут повлиять насостояние устройства. К примеру : электродвигатель, у которого нет ни одногодатчика контроля всегда удачно запуститься и всегда удачно остановиться.АдресследующегоэлементаАдреспамятидлядатчика,АдресследующегоэлементаАдреспамятидатчика,спискаПамять дляустройстваПеременная приема командПеременнаясостоянияканалаустройстваАдрес1элементаспискадатчиковспискаСлужебные переменныедляканала 2устройства0 (конец списка)Адреспамятидлядатчика,канала NРис.

3.3 Блок памяти для простого устройства и связной список с датчиками733.4. Технологическое оборудованиеСледующим звеном формализации для модели является технологическоеоборудование, которое обязательно состоит из простейших устройств ибазируется на них, которые конфигурируются в динамическом связном спискедля каждого оборудования. В модели все технологическое оборудованиеунифицируется в четыре базовых типа. В интерфейсе взаимодействия стехнологическимоборудованием,оборудованиемполучениямодельюсостоянияпредусматриваетсяоборудования,управлениевключениемеговтехнологический узел. Технологическое оборудование так же может иметьсобственные средства контроля (датчики) и управления (каналы), которыеконфигурируются с помощью динамических связных списков. Для выполнениятребованийпромышленнойбезопасностивмоделитехнологическогооборудования предусматриваются следующие связные списки (рис. 3.4):Переменная приема командАдрес следующего элемента списка или 0Переменная состояния устройстваАдрес памяти в сегменте оборудованияАдрес 1 элемента списка вспомогательногооборудованияПамять длятехнологическогооборудованияАдрес 1 элемента списка оборудованияАдрес следующего элемента списка или 0Адрес памяти в сегменте оборудованияПАЗАдрес следующего элемента списка или 0Адрес 1 элемента списка подающегоАдрес памяти в сегменте оборудованияпродукт оборудованияАдрес следующего элемента списка или 0Адрес 1 элемента списка принимающегопродукт оборудованияАдрес памяти в сегменте оборудованияНомер технологической цепочки или 0Адрес следующего элемента списка или 0Адрес 1 элемента списка технологическихАдрес памяти в сегменте датчиков/каналовдатчиков/каналовСлужебные переменные оборудованияРис.

3.4 Блок памяти с данными технологического оборудования.- список вспомогательного технологического оборудования для обеспечениявзрывобезопаснойработытехнологическоготехнологического узла (аспирация)74оборудованиявсоставе- список технологического оборудования для противоаварийных защит навсем объекте автоматизации (ПАЗ)- список технологического оборудования, подающих продукт в составетехнологического узла- список технологического оборудования, принимающих продукт в составетехнологического узла.Алгоритм обработки базовых типов технологического оборудованияиспользует следующий приоритет:1.значения собственных датчиков2.состояния простейших устройств3.состояния оборудования для противоаварийных защит4.состояния вспомогательного оборудования при использовании втехнологической цепочке5.Длясостояние оборудования подающего и принимающего продуктобеспеченияэффективнойэксплуатациитехнологическогооборудования, в модели предусмотрена поддержка контроля моточасов (временинаработки оборудования) и сообщений о планово-профилактических работах,подсчет энергопотребления оборудованием, как при самостоятельной работе, таки в составе технологического узла, организацию разнообразных счетчиков дляколичества переваленной (принятой, отгруженной) продукции.3.5.