Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

По достоверности передаваемой информации система телемеханики должна соответствовать 1 категории по ГОСТ 26.205.

Рекомендуется предусматривать управление задвижками линейной части МН с помощью двух раздельных команд для понижения вероятности ложного срабатывания. При этом предусматривать обратную связь с объектом - посылку квитанции о прохождении первой (подготовительной) команды телеуправления задвижками.

Средства телемеханики линейной части МН должны иметь источники бесперебойного питания, которые должны поддерживать работу средств телемеханики (вместе с датчиками) не менее трех часов.

1.3 Структура и функционирование системы автоматизации

Микропроцессорная система автоматизации НПС должна иметь трехуровневую структуру - нижний, средний и верхний уровни.

Нижний уровень, уровень ввода-вывода (I/O), включает набор датчиков и исполнительных устройств, встраиваемых в конструктивные узлы технологического оборудования и предназначенных для сбора первичной информации и реализации исполнительных воздействий.

Современные интеллектуальные датчики выполняют, кроме процесса измерения, преобразования измеряемых сигналов в типовые аналоговые и цифровые значения, самодиагностику своей работы, дистанционную настройку диапазона измерения, первичную обработку измерительной информации, иногда еще ряд достаточно простых, типовых алгоритмов контроля и управления. Они имеют интерфейсы к стандартным/типовым полевым цифровым сетям, что делает их совместимыми с практически любыми современными средствами автоматизации, и позволяет информационно общаться с этими средствами и получать питание от блоков питания этих средств.

К нижнему уровню системы автоматизации относятся преобразователи давления, манометры, преобразователи температуры, датчики вибрации, датчики контроля загазованности, датчики контроля прохождения очистных устройств и т.д.

Средний уровень, непосредственное управление, служит для непосредственного автоматического управления технологическими процессами с помощью промышленных контроллеров и характеризуется следующими показателями:

• предельно высокой реактивностью режимов реального времени;

• предельной надежностью (на уровне надежности основного оборудования);

• возможностью встраивания в основное оборудование;

• функциональной полнотой модулей УСО;

• возможностью автономной работы при отказах комплексов управления верхних уровней;

• возможностью функционирования в цеховых условиях.

В промышленные контроллеры загружаются программы и данные из ЭВМ верхнего уровня, уставки, обеспечивающие координацию и управление агрегатом по критериям оптимальности управления технологическим процессом в целом, выполняется вывод на верхний уровень управления служебной, диагностической и оперативной информации, т. е. данных о состоянии агрегата, технологического процесса.

Средний уровень включает в себя процессорные модули, контроллеры (моноблоки с процессором, интеллектуальные реле), модули ввода-вывода и связи, модули питания, преобразователи протоколов и интерфейсов и т.д.

Верхний уровень, SCADA - уровень (Supervisory Control and Data Acquisition - сбор данных и диспетчерское управление), предназначен для отображения (или визуализации) данных в производственном процессе и оперативного комплексного управления различными агрегатами, в том числе и с участием диспетчерского персонала.

Этот уровень управления должен обеспечивать:

• прием информации о состоянии объекта;

• мониторинг технологического процесса и получение трендов измеряемых технологических параметров;

• оперативное управление технологическим процессом;

• архивацию событий нижнего уровня, действий оператора и команд из РДП;

• формирование базы данных.

Отвечая этим требованиям, ЭВМ на верхнем уровне управления должны иметь достаточно высокую производительность как при решении задач в реальном масштабе времени, так и при обработке графической информации, обеспечивая работу в реальном времени с базами данных.

Верхний уровень включает в себя автоматизированные рабочие места, оргтехнику, сервера, системное и прикладное программное обеспечение, серверные стойки и видеопанели.

Верхний уровень управления реализуется на базе специализированных промышленных компьютеров, или в ряде случаев на базе персонального компьютера. Диспетчерский интерфейс реализуется SCADA-системами, например InTouch, iFix, Genesis32, WinCC и др. На рисунке 1.1 показана трехуровневая структура автоматизации на НПС.

1.4 Системы диспетчерского управления и сбора данных(SKАDА)

SCADA - программный комплекс для визуализации и диспетчеризации технологических процессов. SCADA-система дает наглядное представление процесса и предоставляет, как правило, графический интерфейс оператору для контроля и управления.

Диспетчер в многоуровневой автоматизированной системе управления технологическими процессами получает информацию с монитора ЭВМ или с электронной системы отображения информации и воздействует на объекты, находящиеся от него на значительном расстоянии с помощью телекоммуникационных систем, контроллеров, интеллектуальных исполнительных механизмов [3].

Основой, необходимым условием эффективной реализации диспетчерского управления, имеющего ярко выраженный динамический характер, становится работа с информацией, т. е. процессы сбора, передачи, обработки, отображения, представления информации.

SCADA (сокр. от англ. Supervisory Control And Data Acquisition) — диспетчерское управление и сбор данных. Основные задачи, решаемые SCADA-системами:

- обмен данными с УСО (устройства связи с объектом, то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы;

- обработка информации в реальном времени;

- отображение информации на экране монитора в понятной для человека форме (HMI сокр. от англ. Human Machine Interface — человеко-машинный интерфейс) ;

- ведение базы данных реального времени с технологической информацией;

- аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями;

- подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса;

- осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК.

1.5 Выбор SCADA - системы

Первое, что необходимо сделать при выборе системы, это определиться на какой платформе операционной системы она будет реализована. Так как в системе АК Транснефть используется операционная система MS Windows, то это и будет критерием выбора.

По типу взаимодействия контроллеров со следующим уровнем, SCADA - системы, можно выделить следующие разновидности:

- закрытые системы, распределенные системы управления (РСУ), характеризуется тем, что в состав каждого комплекса технических средств включается специально разработанное программное обеспечение, которое не может быть применено в микропроцессорных системах других фирм. Это программное обеспечение включает в себя средства для программирования контроллера, средства визуализации станций оператора и собственные протоколы взаимодействия системы управления с контроллером.

Для получения данных в SCADA – системе от контроллера, используются собственные протоколы фирм-производителей систем управления, которые реально обеспечивают скоростной обмен данными [2]. К этому типу взаимодействия можно отнести следующие распределенные системы управления: Centum CS3000 фирмы Yokogawa, DeltaV фирмы Emerson Process Management, I/A Series фирмы Foxboro и др.

- открытые системы, сетевые комплексы на основе микропроцессорных контроллеров, характеризуется тем, что применяются открытые пакеты прикладных программ для операторских станций, предназначенных не для конкретной микропроцессорной системы, а приспособленные для применения в разных программно-технических и сетевых средах. К этому типу можно отнести системы Genesis 32, InTouch, FIX.

Свойство открытости состоит в том, что пакет прикладных программ:

- поддерживает совокупность интерфейсов и драйверов, позволяющих использовать пакет для широкого класса микропроцессорных контроллеров, систем и сетей передачи данных;

- содержит средства разработки новых интерфейсов и драйверов для микропроцессорных приборов и сетей;

- позволяет расширять функциональные возможности систем в соответствии с заданиями на конкретные проекты - путем подключения программ пользователя.

Принципиально выбрать открытую систему, так как они содержат большое количество поддерживаемых интерфейсов, не ограничивают выбора аппаратуры нижнего уровня, так как предоставляют большой набор драйверов или серверов ввода-вывода и имеют хорошо развитые средства создания собственных программных модулей или драйверов новых устройств нижнего уровня.

Наличие и качество поддержки. Необходимо обращать внимание не только на наличие технической поддержки SCADA-систем, как таковой, но и на ее качество. Для зарубежных систем в России возможны следующие уровни поддержки: услуги фирмы-разработчика; обслуживание региональными представителями фирмы-разработчика.

На основе проведенного анализа была выбрана система Genesis 32 от фирмы Iconics, так как она удовлетворяет всем техническим и эксплуатационным характеристикам, а именно:

- подходит для установки на платформу операционной системы MS Windows 98/ME/NT/2000/XP, имеет минимальные системные требования - 400Mhz Pentium II, 256 Мб RAM, 2 Gb;

- имеет многоязыковую поддержку;

- более чем 120 драйверов, для 300 различных устройств нижнего и среднего уровня;

- имеет резервирование SCADA-серверов, сети и каналов связи с контроллерами.

1.6 Выбор оборудования автоматики и телемеханики

1.6.1 Выбор контроллера

Качество работы проектируемой системы управления во многом зависит от применяемых контрольно-измерительных приборов (КИПиА) и исполнительных механизмов. Именно эти устройства находятся непосредственно на объектах и подвергаются воздействию, как со стороны технологических факторов, так и со стороны атмосферных явлений. В связи с этим к контрольно-измерительным приборам и исполнительным механизмам предъявляется ряд требований:

- устойчивость к технологическим параметрам (температура, давление, вибрации);

- взрывобезопасность;

- работа при низких температурах (до –50С);

- высокая надёжность работы;

- точность показаний.

Программируемые логические контроллеры представляют собой микропроцессорные устройства, предназначенные для выполнения алгоритмов управления. Принцип работы ПЛК заключается в сборе и обработке данных по прикладной программе пользователя с выдачей управляющих сигналов на исполнительные устройства.

ПЛК были разработаны для замены релейно-контактных схем управления, собранных на дискретных компонентах – реле, таймерах, счетчиках, элементах жесткой логики. Принципиальное отличие ПЛК от релейных схем заключается в том, что в нем все алгоритмы управления реализованы программно. При этом надежность работы схемы не зависит от ее сложности. Использование ПЛК позволяет заменить одним логическим устройством любое необходимое количество отдельных элементов релейной автоматики, что увеличивает надежность системы, минимизирует затраты на ее тиражирование, ввод в эксплуатацию и обслуживание. ПЛК может обрабатывать дискретные и аналоговые сигналы, управлять клапанами, сервоприводами, преобразователями частоты и осуществлять регулирование.

При выборе контроллеров необходимо учитывать такие требования, как напряжение питания и частота тока, используемые интерфейсы и количество коммуникационных портов, типы протоколов, поддерживаемых контроллером, количество точек ввода/вывода, на которое рассчитаны его модули, рабочая температура.

В настоящее время на рынке средств автоматизации представлено огромное количество программируемых логических контроллеров, как отечественного, так и зарубежного производства. Характеристики контроллеров различных фирм, наиболее распространенных в России приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Характеристики контроллеров

Из представленных выше контроллеров, надо выбрать такой ПЛК, который бы удовлетворял всем требованиям системы автоматизации, а именно:

Характеристики

Список файлов ВКР