Автореферат (1172878)
Текст из файла
На правах рукописиБелозеров Владимир ВалерьевичМОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЗАЦИИПОЖАРОВЗРЫВООПАСНЫХ ПОТОЧНО-ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМСпециальность:05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами ипроизводствами (технические науки, отрасль – промышленность)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2017Работа выполнена в учебно-научном комплексе автоматизированных систем иинформационных технологий (УНК АСИТ) ФГБОУ ВО «Академия Государственнойпротивопожарной службы» МЧС РоссииНаучныйруководитель:Топольский Николай Григорьевич, доктортехнических наук, профессор, заслуженныйдеятель науки РФ, профессор кафедры ИТУНК АСИТ ФГБОУ ВО АГПС МЧС России(Москва)Официальныеоппоненты:Новицкий Владимир Олегович, доктортехнических наук, доцент, профессор кафедрыинформатики и вычислительной техникипищевыхпроизводствФГБОУВО«Московский государственный университетпищевых производств» (Москва)Веселов Геннадий Евгеньевич, доктортехнических наук, доцент, директор институтакомпьютерных технологий и информационнойбезопасностиФГАОУВПО«Южныйфедеральный университет» (Таганрог).Ведущаяорганизация:ФГБОУ ВО «Донской государственныйтехнический университет» (Ростов-на-Дону)Защита диссертации состоится 25 декабря 2017 г.
в 1400 час. на заседаниидиссертационного совета Д205.002.01 Академии Государственной противопожарнойслужбы МЧС России по адресу: 129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4, залсовета.С диссертациейможноознакомитьсяв библиотеке АкадемииГосударственной противопожарной службы МЧС России и на сайте:http://academygps.ru/upload/iblock/4b0/4b043b173099f3fd24e521ce4393de59.pdfАвтореферат разослан «01» ноября 2017 г.Отзыв на автореферат с заверенной подписью и печатью просим направлять вАкадемию Государственной противопожарной службы МЧС России по указанномуадресу.Ученый секретарь диссертационного совета,доктор технических наук, доцент2С.Ю. БутузовОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность и степень научной проработки темы исследования.
Дляпостроения систем автоматизации различного назначения в мире создано большоеразнообразие средств разработки, которые предоставляют большую свободупрограммирования. Использование таких средств оправдано ввиду того, что с ихпомощью можно создать наиболее безопасные исполняемые программы(загрузочные модули) для ответственных применений. Все эти средстваориентированы на международный стандарт IEC61131, который обеспечиваетсоздание безопасного кода и дает возможность программирования технологическогопроцесса обученному инженеру АСУТП.Однако некоторые технологические процессы на предприятиях, находятся подтехническим контролем специальных надзорных органов для обеспечениябезопасного функционирования предприятий.
Такие предприятия квалифицируютсяв законодательстве РФ как опасные производственные объекты (ОПО). К такимобъектам предъявляются технические требования безопасности, которые изложеныв технических регламентах (ТР) и правилах безопасности (ПБ) и являютсяобязательными для ОПО. Существенным при этом является то, что в соответствии с116-ФЗ «О промышленной безопасности» конкретные решения по обеспечениюпожаровзрывозащиты ОПО изложены в десятках ПБ (например, для растительногосырья - ПБ 14-586-03, ПБ-03-517-02, для нефтехимии - ПБ-613.5, ПБ-09-540-03 ит.д.), что создает предпосылки к ошибкам при проектировании.При создании проектов для ОПО функции выполнения требований ТР и ПБвозложены на проектную организацию, а качество их выполнения подтверждаетсягосударственной экспертизой проекта.
Выполнение требований ТР и ПБ вуправляющих программах АСУТП подтверждается только протоколом междухозяйственными субъектами по методике испытаний АСУТП, которую они сами жеи составляют. В некоторых случаях (зарубежные системы) протоколы и методикиотсутствуют вообще.Таким образом, возникает научная задача создания моделей и алгоритмов,позволяющих реализовать задачу автоматизации ОПО строго по проекту(автоматически) и провести тестирование (без объекта). При таком подходетребования ТР и ПБ будут выполняться всегда, независимо от человеческогофактора при разработке, внедрении или модернизации АСУТП.В основе настоящего исследования, помимо собственного опыта разработки ивнедрения АСУТП, лежат результаты работ отечественных ученых, с которымиавтор взаимодействовал в своей исследовательской деятельности:в Южном федеральном университете – д.ф.-м.н.
Буйло С.И., д.т.н. БелозеровВ.В., д.ф.-м.н. Панченко Е.М., к.ф.-м.н. Рейзенкинд, к.т.н. Босый С.И. и др. (вобласти моделирования устойчивости и безопасности объектов и практическогоприменения моделей вероятностно-физического, термодинамического и системногоподходов в автоматизации испытаний материалов и изделий);в Академии ГПС МЧС России – д.т.н.
Топольский Н.Г., д.ф.-м.н. Прус Ю.В.,к.т.н. Олейников С.Н. и др. (в области создания автоматизированныхинтегрированных систем безопасности и управления объектами и т.д.).Поэтому представляется актуальной разработка моделей и алгоритмовавтоматизации создания АСУТП ОПО, а решение поставленной научной задачиосуществляется в два этапа:3первый - создание моделей и алгоритмов, которые позволяют автоматизироватьсоздание АСУТП, включая разработку программного обеспечения и еготестирование,второй - разработка программно-технического комплекса («имитатора»), спомощью которого можно осуществлять полную проверку всех исполняемыхалгоритмов и задач без объекта автоматизации с диагностикой ихработоспособности, включая соответствие требованиям пожаровзрывобезопасностимоделируемых инцидентов и аварий.Объект исследования –существующие методы, средства и системыразработки АСУТП (аппаратно-программные средства и средства наладки, методикиипрограммынатурныхиспытаний)иреализациитребованийпожарозрывобезопасности поточно-транспортных систем (ПТС) ОПО.Предмет исследования – процессы проектирования, программирования ифункционирования АСУТП, включая принципы и средства автоматизацииразличных процессов (технологических, информационных, защитных и т.д.) вАСУТП ПТС ОПО.Цель исследования – разработка и реализация моделей и алгоритмовавтоматизации пожаровзрывоопасных поточно-транспортных систем путемсоздания программно-технического комплекса, обеспечивающего разработку ипроверку работоспособности АСУТП ОПО, а также «виртуального прогона» всехрежимов функционирования, включая имитацию инцидентов и аварий, чтобыисключить «человеческий фактор» и снизить трудоемкость при создании АСУТПОПО.Для достижения сформулированной цели были поставлены и решеныследующие задачи:1.
Проведен анализ теоретических подходов и принципов разработки АСУТПОПО.2. Разработана классификация всех средств АСУТП ОПО как функциональнотехнологических элементов объекта (ФТЭО).3. Формализован процесс проектирования комплекса технических средств(КТС) АСУТП ОПО с целью его последующей автоматизации.4.
Разработана модель автоматизации программирования АСУТП поформализованной модели проекта КТС для ПТС.5. Разработаны алгоритмы и программное обеспечение программнотехнического комплекса автоматизации программирования АСУТП ОПО.6. Разработан программно-технический комплекс – «имитатор виртуальноговнедрения» АСУТП ПТС ОПО.7. Разработаны принципы и модели диагностики «виртуального внедренияАСУТП ОПО».Методы и средства исследования.
При решении указанных задачиспользовались следующие методы и средства:теоретические – системный анализ, теория автоматического управления,теория вероятности, информатика, теория конечных автоматов, математическоепрограммирование;экспериментальные – методы структурного и объектного программирования,программные комплексы ISAGRAF, STEP 7, CodeSys, языки программированияСИ++, компиляторы.Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, чтовпервые разработаны модели и алгоритмы автоматизации создания АСУТП4пожаровзрывоопасных поточно-транспортных систем, включая программнотехнический комплекс, их реализующий, а именно:1.
Разработана иерархическая 4-х уровневая классификация всех средствАСУТП пожаровзрывоопасных поточно-транспортных систем, как множествфункционально-технологических моделей элементов объекта.2. Разработан метод описания динамических связей функциональнотехнологических моделей элементов объекта для выполнения технологическихпроцессов в управляющих контроллерах.3. Созданы алгоритмы для контроля и управления технологическимоборудованием поточно-транспортных систем в ряде отраслей пищевой инефтеперерабатывающейпромышленности,реализующиетребованияпожаровзрывобезопасности.4. Разработан метод конфигурирования алгоритмов функционирования всегообъекта автоматизации, включая систему сообщений, прием команд и передачусостояний для систем SCADA.5. Синтезирован алгоритм конвертирования технологической схемы инеобходимых проектных данных в формализованный проект АСУТП.6. Разработан редактор конфигурации формализованного проекта АСУТП дляинженера-технолога, позволяющий модифицировать АСУТП, увеличивая её«жизненный цикл» и надежность.7.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
