Vývoj automatizovaného systému riadenia procesov. Automatizačné systémy. kalibrácia snímača

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Hostiteľom je http://www.allbest.ru

Úvod

2.3 Štruktúra APCS DNS

2.4 Komplex technických prostriedkov 20

2.4.6 Prietokomer Metran-350

2.4.8 Prevodník vibrácií DVA-1-2-1 27

2.4.10 Analyzátor vlhkosti 3050 OLV

2.4.12 Káblové produkty

3.1 Zdôvodnenie výberu ovládača

3.2 Základné technické údaje regulátora SLC 5/04

3.3 Konfigurácia ovládača

3.4 Programovanie regulátora

3.6 Rozhranie operátora

4. Výpočet spoľahlivosti navrhnutého systému

4.1 Všeobecné

4.2 Poruchovosť

4,3 MTBF

4.4 Pravdepodobnosť bezporuchovej prevádzky

4.5 Priemerná doba zotavenia

4.6 Záver podľa oddielov

5. Hodnotenie ekonomickej efektívnosti

5.1 Spôsob výpočtu ekonomické ukazovatele systém, ktorý sa navrhuje

5.2 Výpočet jednorazových nákladov

5.3 Výpočet zovšeobecňujúcich ukazovateľov ekonomickej efektívnosti

5.4 Závery oddielu

6. Bezpečnosť a ekologickosť projektu

6.1 Zabezpečenie bezpečnosti pracovníkov

6.1.1 Charakteristika pracovných podmienok

6.1.2 Osobné ochranné prostriedky

6.1.3 Elektrická bezpečnosť

6.2 Environmentálne hodnotenie projektu 80

6.2.1 Vplyv zariadení BPS na životné prostredie

6.2.2 Vplyv BPS na povrchové a podzemné vody

6.2.3 Krajinná pokrývka

6.2.4 Protipožiarne opatrenia

6.3 Predpovedanie núdzových situácií

6.4 Závery časti

Záver

Zoznam použitých zdrojov

V dirigovanie

Moderné podniky na ťažbu ropy a plynu sú komplexné komplexy technologických zariadení rozptýlených na veľkých plochách, ktorých veľkosť dosahuje desiatky a stovky kilometrov štvorcových.

Úspešný proces spracovania a čerpania ropy a plynu závisí od prísnej kontroly a udržiavania tlaku, teploty, prietoku, ako aj od kontroly kvality výstupného produktu. Udržiavanie parametrov vysokorýchlostných procesov s danou presnosťou na danej úrovni s manuálnym ovládaním nie je možné. Preto je moderná petrochemická a ropná rafinácia možná len vtedy, ak sú technické zariadenia vybavené vhodnými automatickými meracími prístrojmi, informačno-meracími systémami a automatickými riadiacimi systémami. Súčasná etapa rozvoja ťažby a spracovania ropy a plynu je teda nemysliteľná bez použitia prístrojovej a mikroprocesorovej techniky.

APCS poskytuje: prezentáciu prevádzkových informácií personálu na diagnostiku a predpovedanie stavu zariadení, monitorovanie a kontrolu technologických procesov a zariadení, poskytuje možnosť zistiť dôvody narušenia normálneho prevádzkového režimu, analýzu rôznych pracovných situácií.

V tomto diplomovom projekte sa vyvíja projekt na automatizáciu posilňovacej čerpacej stanice DNS-7 Fedorovského ropného a plynového poľa, ktorá je určená na riadenie, riadenie, reguláciu a signalizáciu nehôd vyskytujúcich sa v tomto zariadení. Vzhľadom na to, že DNS-7 bol zostrojený a uvedený do prevádzky koncom 70. rokov, zariadenia a automatizačné nástroje sú dnes zastarané a neposkytovali dostatočnú úroveň informačného obsahu a ovládateľnosti systému. S cieľom zjednodušiť proces obsluhy, zvýšiť spoľahlivosť systému v tomto projekte boli staré prístroje a snímače nahradené novými, modernejšími a pre centralizované riadenie bol použitý mikroprocesorový ovládač. technologický postup.

1. všeobecné charakteristiky objekt automatizácie

1.1 Informácie o riadiacom objekte

Posilňovacia čerpacia stanica DNS-7 je súčasťou ropného a plynového poľa Fedorovskoye.

Toto pole bolo objavené v roku 1971. Ložiská sú v hĺbke 1,8-2,3 km. Počiatočný prietok vrtov je 17-310 ton/deň. Hustota oleja je 0,86-0,90 g/cm3.

Ropné a plynové pole Fedorovskoye je súčasťou OAO Surgutneftegaz, jedného z najväčších ruských polí. Predmet činnosti spoločnosti zahŕňa prieskum, rozvoj a rozvoj ropných a ropných a plynových polí, výrobu a predaj ropy a plynu, výrobu a marketing ropných produktov a petrochemických produktov.

Surgutneftegaz sa vyznačuje stabilnou dynamikou rastu založenou na vysokej miere rastu produkcie a neustálom raste surovinového potenciálu. Flexibilná dlhodobá stratégia rozvoja spoločnosti je založená na dlhoročných skúsenostiach a využívaní najnovších technológií.

Územie pozdĺž stredného toku rieky Ob, neďaleko mesta Surgut, sa v polovici šesťdesiatych rokov stalo jednou z prvých oblastí ťažby ropy a plynu v r. Západná Sibír. V roku 1993 bola na základe majetkového komplexu výrobného združenia Surgutneftegaz založená rovnomenná akciová spoločnosť.

V súčasnosti viac ako 50 divízií OJSC „Surgutneftegas“ vykonáva celý rad prác v oblasti prieskumu, rozvoja a rozvoja ropných a ropných a plynových polí, výroby a predaja ropy a plynu.

1.2 Popis technologického postupu

Ako poľná schéma zberu ropy, ropných plynov a vody bol prijatý jednorúrkový tlakový systém, ktorý zabezpečuje prepravu vyprodukovanej ropy cez všetky technologické zariadenia vrátane zariadení na úpravu ropy v dôsledku tlakov v ústí vrtu pri akomkoľvek spôsobe ich prevádzky. Tlakové dvojrúrkové a viacrúrkové zberné systémy sú povolené len v úseku od skupinových zariadení po zariadenia na úpravu oleja s oddeleným zberom zalievaného a nezavlažovaného alebo zmiešaného oleja. Túžba maximalizovať využitie energie zásobníka vedie k tomu, že prúdiaca studňa sa prenáša do mechanizovaným spôsobom produkciu až vtedy, keď sa tok úplne zastaví. To vedie k potrebe vybudovať posilňovacie čerpacie stanice (BPS) kombinované so separačnými nádržami. Okrem toho sa budujú poľné zberné siete plynu na zber plynu zo separovaného plynu na BPS.

V prípade vysokého obsahu vody (nad 30 %) prepravovanej kvapaliny sa používajú separačné zariadenia. Zmes voda-olej vstupuje najskôr do vstupných separátorov SV-1/1 a SV-1/2, ktoré sú určené na oddelenie veľkej časti kvapaliny od plynu, pričom tieto zariadenia sú zároveň tlmičmi pulzácií prietoku plyn-kvapalina. . Ďalej je kvapalina odvádzaná do separátorov prvého stupňa С-1/1…С-/4 pôsobením hydrostatického stĺpca kvapaliny (vzhľadom na rozdiel v inštalačných výškach zariadení). Za odlučovačmi prvého stupňa sa zvodnený odplynený olej dostáva do usadzovacích nádrží O-1 a O-2, kde sa olej oddeľuje od vody. Čiastočne odplynený olej vstupuje do jednotky predbežného vypúšťania vody Heater-Triter X/T-1 a X/T-2. Potom olej s priemerným podielom vody menším ako 10 % vstupuje do druhého stupňa separátora C-2/1 a C2/2, kde prebieha konečné odplynenie. potom sa ropa počíta podľa objemu, hmotnosti (28-280 m 3 /h) a privádza sa do ropovodu. Plyn uvoľnený z oleja v separačných jednotkách a v jednotke predbežnej dehydratácie Heater-Triter (peci) sa privádza do GPP, ako aj do fléry. Formačná voda oddelená na odvodňovačoch vstupuje do nádrží a následne do klastrových čerpacích staníc, odkiaľ je prečerpávaná do vstrekovacích vrtov.

Hlavný plán DNS je uvedený v prílohe A.

• 1.3 Moderný prístup k vývoju automatizovaných systémov riadenia procesov pre DNS
• V rámci rekonštrukcie posilňovacej čerpacej stanice BPS-4A, as "Surgutneftegas" úspešne uviedla do komerčnej prevádzky nový systém riadenia procesov vyvinutý pomocou SCADA systému TRACE MODE (Rusko). APCS DNS-4A riadi viac ako 1600 parametrov procesu úpravy oleja a poskytuje ich vizualizáciu na 18 grafických mnemotechnických diagramoch a na archivovaných trendoch. Automatické a diaľkové ručné ovládanie posúvačov a ventilov je implementované v systéme automatického riadenia procesov DNS-4A. Systém je integrovaný s jednotkami na meranie oleja a plynu. Údaje zo SCADA TRACE MODE sú neustále prenášané do podnikového informačného systému OAO „Surgutneftegaz“. APCS DNS-4A využíva rakúske ovládače Bernecker & Rainer (B&R), ktorých ovládač je zahrnutý v rozsiahlej knižnici bezplatných ovládačov TRACE MODE (viac ako 1585 bezplatných ovládačov). Toto je už druhý BPS vo vlastníctve Surgutneftegaz, ktorého automatizačný systém je založený na SCADA TRACE MODE. Skôr, v roku 2003, bol zavedený automatizovaný systém riadenia procesov pre DNS poľa Piltanskoye. Vývoj prvého automatizovaného systému riadenia procesov pre DNS realizovala spoločnosť LLC "AT" - autorizovaný systémový integrátor SCADA TRACE MODE z Moskvy. Druhý APCS posilňovacej čerpacej stanice bol kompletne navrhnutý a implementovaný zamestnancami OJSC "Surgutneftegaz" svojpomocne.
• Pred začatím prác na projekte boli dvaja špecialisti OJSC "Surgutneftegas" vyškolení v autorizovanom školiacom stredisku AdAstra Research Group a získali kvalifikáciu certifikovaných inžinierov TRACE MODE. Pri vývoji systému automatického riadenia procesov DNS-4A zohľadnili všetky pripomienky a želania technológov, aby sa nový systém stal ergonomickejším a ľahko použiteľným. Špecialisti OJSC "Surgutneftegas" ocenili flexibilitu TRACE MODE ako univerzálneho SCADA systémy pre zariadenia na výrobu ropy. V súčasnosti sa zvažujú projekty na využitie SCADA TRACE MODE na niekoľkých ďalších BPS a iných zariadeniach OJSC „Surgutneftegas“. Zoznam implementácií TRACE MODE SCADA v ropný priemysel naďalej rastie.
• Kvalifikovaný vývoj riadiacich algoritmov pre systém automatického riadenia procesov prípravy a čerpania ropy umožnil špecialistom IBS zabezpečiť minimálne nevyhnutné zapojenie personálu technologických zariadení do procesu riadiacich mechanizmov a zostáv. Tento prístup výrazne znižuje zaťaženie operátora a tým znižuje možné Negatívny vplyv„ľudského faktora“ na rast výrobných nákladov, vytváranie predpokladov pre mimoriadne situácie a znečistenie životné prostredie.
• asi 95 % ruská ropa produkované dnes vodnými povodňami. Výsledkom je, že zníženie spotreby vody počas výrobného procesu sa zvyšuje na 80 percent alebo viac, čo vedie k potrebe dodatočných opatrení na úpravu oleja a spôsobuje neustále zvyšovanie výrobných nákladov. Presnejšie povedané, so zvyšujúcim sa množstvom vody v olejovej a plynovej emulzii sa zvyšujú náklady na oddeľovanie oleja, vody, súvisiaceho plynu a mechanických nečistôt a na stanici posilňovacej čerpacej stanice (BPS) je stále viac funkcií charakteristických pre jednotka na úpravu a čerpanie oleja (UPPN). To znamená, že tradičný DNS z hľadiska funkčnosti sa postupne vyvíja smerom k UPPN. V určitom bode si naftári uvedomili neefektívnosť destilácie emulzie obsahujúcej 80 – 90 % vody cez vnútorné potrubia (ktorých dĺžka môže byť často dosť významná). V tejto súvislosti sa začali používať nástroje a jednotky na zníženie rezu vody priamo na BPS. Aj keď sa niekedy inštalujú viacfázové čerpadlá, ich použitie je dosť obmedzené. V podstate pri riadení vodného rezu sa to prenáša na optimálne riadenie procesu prípravy oleja na BPS.
• Je zrejmé, že je potrebné vyriešiť nasledujúci problém - udržať náklady na úpravu oleja na rovnakej úrovni a zároveň zachovať úroveň kvality oleja.
• Existujú objektívne faktory, ktoré kladú určité požiadavky na automatizovaný systém riadenia procesov spracovania ropy v západnej Sibíri – vzdialenosť čistiarní od osady, drsné podnebie a z toho vyplývajúca organizácia práce (zmenný personál, fluktuácia kvalifikovaného personálu), nebezpečenstvo požiaru, nerozvinutá infraštruktúra. Tieto okolnosti by mali dať podnet na nový prístup k výstavbe systémov riadenia procesov, pri ktorých by sa mala venovať zvýšená pozornosť spoľahlivosti a náročnosti práce.
• Bolo rozhodnuté nasadiť projekt na zavedenie nového typu automatizovaného systému riadenia procesov na poliach Permyakovskoye a Koshilskoye Nižnevartovského podniku na výrobu ropy a plynu (NNP), spoločnosti TNK. NNP je jedným z mestotvorných podnikov tohto regiónu. Vyvíja množstvo ložísk nachádzajúcich sa v značnej vzdialenosti od mesta (do 450 km), čo určuje prítomnosť určitých prvkov v jeho činnosti. Takže okrem drsných klimatických podmienok, ktoré sú typické pre tento región ako celok, sa všetky práce v objektoch NNP vykonávajú na rotačnom princípe, čo znamená zvýšené náklady na životnú podporu pracovníkov (až do dovozu pitná voda) na údržbu infraštruktúry. Preto sú tu veľmi dôležité akékoľvek príležitosti na optimalizáciu ekonomických ukazovateľov, znižovanie nákladov na pracovnú silu a negatívny vplyv úlohy „ľudského faktora“, a teda aj nákladov na produkciu ropy. Okrem toho, pre dve BPS spoločnosť už kúpila dovezené zariadenia na predbežné vypúšťanie vody Sivalls, čo si samo o sebe vyžadovalo novú úroveň priemyselnej automatizácie.
• Všeobecná úloha pridelená špecialistom IBS bola formulovaná čisto ekonomickým spôsobom - zlepšiť kvalitu spracovania oleja a zároveň znížiť náklady na tento proces. Osobitná pozornosť bola venovaná možnosti následnej stabilizácie úrovne nákladov, ktorá by kompenzovala očakávaný nárast vodného výrubu vyťaženej ropy. Projekt vytvorenia novej generácie automatizovaných systémov riadenia procesov pre BPS, ktoré sú súčasťou výrobnej štruktúry ropných podnikov TNK, realizovala IBS v rokoch 2001-2002. Počas realizácie projektu bol ukončený celý cyklus prác potrebný na uvedenie automatického systému riadenia procesov pre DNS do prevádzky - od vývoja technických riešení pre automatizáciu až po uvedenie do prevádzky na prevádzke a zaškolenie personálu. Logicky boli identifikované 3 hlavné úrovne systému: miesto spracovania ropy, úroveň ropného poľa (vzdialenosť od miest spracovania ropy je 50 km), úroveň OGPD (v meste vzdialenom 400 km od ropného poľa). Takto vznikli 3 zóny pokryté projektom.
• Prvá etapa prác zabezpečovala tradičné funkcie sledovania technologického procesu priamo na mieste úpravy ropy. Technologickým cieľom tejto etapy projektu bolo zabezpečiť stabilný vodný rez výstupnej ropy s nestabilnými charakteristikami vodno-plynovej emulzie vstupujúcej do areálu. Bola vykonaná inštalácia riadiacej a meracej techniky (viac ako 200 typov), nainštalovaný a nakonfigurovaný SCADA balík InTouch pre 1500 tagov (na každom mieste prípravy), ako aj systém podpory bežnej údržby Avantis.Pro.
• Vývoj realizovaný v druhej etape (tiež založený na produktovom rade Wonderware - Industrial SQL, Active Factory, Suite Voyager, SCADA Alarm) umožňuje oddeliť tok udalostí prichádzajúci z objektu technologického riadenia a distribuovať jeho rôzne komponenty medzi pracoviská špecialistov (operátor, technológ, mechanik, energetik, geológ) schopných rozhodovať o týchto udalostiach.
• Napokon v tretej fáze prác bola implementovaná paradigma „procesného“ riadenia.
• Ak hovoríme o technických vyhliadkach projektu, je potrebné poznamenať nasledujúce. Vybudovanie vertikálnej "platformy a InTouch - Priemyselný SQL technologický server - zákazky v OGPD na báze MS Office + Active Factory" umožňuje zvýšiť ako počet pripojených technologických objektov, tak aj počet zákaziek v OGPD. Potenciálnym úzkym hrdlom je označená kapacita Industrial SQL, pretože cez ňu sú všetky technologické parametre dodávané do oddelenia výroby ropy a plynu. Inštalovaná kapacita (100 000 tagov) nám podľa našich prepočtov umožňuje prepojiť všetky podložky poľa, a tak dôjsť k situácii, že všetky technologické informácie z poľa sú sústredené na jednom mieste a v jednotnom formáte, ktorý je mimoriadne atraktívny z hľadiska možnosti hĺbkovej analýzy prietoku TP.
• Uveďme hlavné položky prevádzkových nákladov, ktoré pozitívne ovplyvnilo vytvorenie tohto APCS:
• opravy technologické vybavenie, odstraňovanie havárií a s tým spojená spotreba komponentov, nosičov energie, materiálov, dopravných prostriedkov;
• spotreba prevádzkových materiálov;
• pokuty (napríklad za porušenie ekologického stavu priľahlého územia);
• výdavky na zabezpečenie kontroly kvality a množstva dodávaného oleja;
• platby zamestnancom, ktorí boli zranení pri nehodách.
• Tieto náklady možno považovať za ekonomické kritériá na hodnotenie efektívnosti automatizovaných systémov riadenia procesov. Pri rôznych nákladových položkách dosahovali úspory 5 – 30 %, čo sa považovalo za výsledok primeraný vynaloženým investíciám. Je zrejmé, že tieto ukazovatele tiež naznačujú úspešnosť projektu ako celku.
• 2. Automatizácia procesov
• 2.1 Funkcia automatizácie cieľa
• Automatizácia výroby sa vykonáva na uľahčenie procesu riadenia zariadenia, v dôsledku čoho nie je potrebné zapájať veľké množstvo operátorov. Riadiacim miestom stanice je ústredňa umiestnená v riadiacej miestnosti. Poskytuje vzdialené monitorovanie a ovládanie zariadení, ako aj prevádzkových režimov hlavných a pomocných zariadení. Schéma automatizácie je uvedená v prílohe B.

Technologický proces musí vo všetkých jeho fázach prebiehať čo najbezpečnejšie, preto sa v automatizačnom systéme používajú nové, presnejšie v porovnaní s predchádzajúcim vývojom zariadenia, snímače a akčné členy. Schopnosti systému z hľadiska monitorovania parametrov procesu, aktivácie riadiacich obvodov prístrojovej techniky a funkcie núdzového vypnutia nezávisle na sebe sú implementované s cieľom zabezpečiť maximálnu bezpečnosť výroby. Konštrukcia automatizovaného riadiaceho systému je realizovaná tak, aby bola zabezpečená bezpečná, spoľahlivá a presná kontrola systémov elektrárne, ako aj prevádzka zariadenia v čo najefektívnejšom režime.

2.2 Funkcie vyvinutého systému

Naliehavosť vytvorenia systému sa výrazne zvýšila V poslednej dobe v súvislosti so zvýšením ceny ropy, energetických zdrojov, činidiel, nákladov na údržbu personálu údržby a udržiavanie ekológie životného prostredia.

Medzi hlavné funkcie systému riadenia procesov patria:

zber informácií o riadenom technologickom procese úpravy oleja;

prenos riadiacich príkazov do technického komplexu technickej úrovne;

evidencia udalostí (prehistória udalostí) spojených s riadeným technologickým procesom;

evidencia personálnych akcií;

vyrozumenie personálu o zistených havarijných udalostiach súvisiacich s postupom riadeného technologického procesu;

priame automatické riadenie technologického procesu v súlade so zadanými algoritmami s možnosťou prechodu na manuálny mód, z automatizačného štítu aj lokálne;

zobrazovanie technologických parametrov procesu v reálnom čase na automatizovanom pracovisku, ako aj prezentácia archívnych informácií vo forme vhodnej na vnímanie;

údržba archívnej databázy.

Prostriedkom na dosiahnutie týchto cieľov je použitie moderných technických prostriedkov, vrátane mikroprocesorových.

Použité technické prostriedky by mali umožniť implementáciu jednoslučkových, viacslučkových a viacslučkových systémov automatického riadenia, signalizácie a ochrany z daného súboru algoritmov, ako aj promptne transformovať a zlepšiť existujúce schémy ochrany, riadenia a signalizácie.

Využitie moderných mikroprocesorových nástrojov by malo umožniť v prípade potreby vývoj riadiaceho systému, ako aj jeho prepojenie s ďalšími informačnými sieťami vrátane vyššej úrovne.

2.3 Štruktúra APCS DNS

V APCS DNS sa rozlišujú hlavné 2 úrovne hierarchie:

nižšia úroveň - úroveň snímačov, prístrojov, akčných členov;

vyššia úroveň - mikroprocesorové radiče a automatizované pracoviská operátorov.

Všetky snímače, nástroje a ovládače nižšej úrovne sú odolné voči výbuchu a odporúčajú sa na použitie v ropnom a plynárenskom priemysle. Hlavnou funkciou nižšej úrovne je prevod potrebných technologických parametrov na elektrické signály a spracovanie signálov mikroprocesorovým ovládačom.

Hlavnou funkciou vyššej úrovne je získavanie informácií z nižšej úrovne, prenos riadiacich príkazov.

Na automatizačnej doske založenej na riadení procesu automatizovaného systému riadenia procesu a sekundárnych senzorových zariadeniach sú implementované:

schémy technologickej ochrany inštalácie;

schémy na zber telemechanických informácií z primárnych snímačov inštalovaných na technologických zariadeniach;

štartovacie zariadenie;

manuálne ovládanie.

Zariadenie na prepojenie s procesným zariadením je založené na procesnom regulátore SLC5/04 od Allen Bradley s modulmi pre vstup signálov z meracích prístrojov a snímačov inštalovaných na procesnom zariadení a riadiacimi modulmi pre spúšťanie zariadení.

Pracovná stanica operátora je vyvinutá na báze operačného systému Microsoft WINDOWS s využitím nástrojov na vývoj SCADA systému RSView32.

Automatizovaný systém riadenia procesu poskytuje možnosť regulovaného zásahu operátora v priebehu technologického procesu (otváranie / zatváranie elektrických uzáverov, predefinovanie nastavení regulátorov a pod.) vydávaním príkazov z automatizovaného pracoviska operátora, organizovaných na základe priemyselný osobný počítač.

2.4 Komplex technických prostriedkov

Všetky snímače, zariadenia a akčné členy sú vyrobené vo výbušnom prevedení a sú odporúčané pre použitie v ropnom a plynárenskom priemysle. Vybrané snímače majú vysokú presnosť merania a sú odolné voči rôznym vonkajším vplyvom.

2.4.1 Tlakomer signalizujúci signalizáciu DM-2005 SG 1Ex

Zobrazujú sa tlakomery signalizačné DM - 2005 Cg 1Ex sú určené na meranie pretlaku a podtlaku rôznych médií a ovládanie vonkajších elektrických obvodov z priameho signalizátora.

Zariadenia sú nevýbušné s typom ochrany "nevýbušný obal" a sú označené pre ochranu proti výbuchu 1ExdII VT4.

Z hľadiska ochrany pred vplyvmi prostredia majú zariadenia tieto verzie:

z hľadiska odolnosti voči poveternostným vplyvom - bežné a chránené pred vniknutím prachu a vody;

z hľadiska odolnosti voči agresívnym médiám - obyčajným a chráneným pred agresívnymi médiami.

Kontrolované médiá: neagresívne, nekryštalizujúce kvapaliny, plyny, pary vrátane kyslíka.

Technické detaily:

rozsah čítania prístroja, MPa

od 0 do 0,1; 0,6; 0,25; 0,4; 0,6; 0,1; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 25,0; 40,0; 60,0; 100,0; 160,0;

trieda presnosti prístroja 1,5;

rozsah merania pretlaku by mal byť od 0 do 75 % rozsahu čítania; podtlak sa rovná rozsahu indikácií;

rozsah nastavenia prístroja: od 5 do 95% rozsahu čítania - pre rozsah merania od 0 do 100%, od 5 do 75% rozsahu čítania - pre rozsah merania od 0 do 75%;

minimálny rozsah nastavenia, nastavený signalizátorom od 0 do 10% rozsahu nastavenia;

parametre signalizátora: napätie vonkajších spínaných obvodov: 24; 27; 36; 40; 140; 220; 380V - pre striedavé obvody a 24; 27; 36; 40; 110; 220 V - pre jednosmerné obvody;

vypínací výkon kontaktov 10W DC a 20VA kontakty; 30W jednosmerný a 50VA striedavý prúd - pre signalizátor s magnetickým predpätím kontaktov;

prúd do 1 A;

odchýlka napätia od nominálnych hodnôt by mala byť od + 10 do - 15%;

frekvencia striedavého prúdu (50+/-1) Hz;

hranica dovolenej základnej chyby činnosti signalizátora: +/- 2,5 % rozsahu indikácie - pre zariadenia s posuvnými kontaktmi; +/- 4% z rozsahu - pre zariadenia s magnetickými kontaktmi;

zariadenia sú odolné voči teplote okolia od -50 do + 60 C a relatívnej vlhkosti do 98% pri 35 C a nižších teplotách kondenzácie vlhkosti;

zariadenia sú odolné voči vibráciám s frekvenciou (5 - 35) Hz s amplitúdou posuvu 0,35 mm.

2.4.2 Ultrazvukový detektor hladiny SUR-3

Ultrazvukový hladinový spínač SUR-3 je určený na signalizáciu polohy hladiny rôznych tekutých produktov v dvoch bodoch v procesných nádržiach a na ovládanie procesných jednotiek.

Technické detaily:

štyri optoelektronické kľúče typu „suchý kontakt“;

indikácia polohy prvej a druhej limitnej úrovne pomocou LED diód;

maximálna dĺžka citlivého prvku 4m (pevný SE) a 16m (flexibilný SE);

životnosť najmenej 10 rokov;

Merané médiá: kvapalina (olej, tmavé a svetlé ropné produkty, skvapalnený plyn) .

2.4.3 Ultrazvukový detektor hladiny SUR-5

Ultrazvukový hladinový spínač SUR-5 je určený na vydávanie elektrického signálu do automatického monitorovacieho a riadiaceho systému pri dosiahnutí núdzovej hladiny tekutých produktov.

Technické detaily:

dva optoelektronické kľúče typu „suchý kontakt“;

indikácia polohy hladiny pomocou LED diód;

prevádzkový pretlak 84…106,7 kPa;

prevádzková teplota od -45 do +65 C;

dĺžka snímacieho prvku 0,25…0,4 m;

stredný čas medzi poruchami nie je kratší ako 50 000 hodín;

životnosť minimálne 10 rokov.

2.2.4 Ultrazvukový snímač hladiny DUU4

Ultrazvukový snímač hladiny DUU4 je určený na meranie hladiny rôznych tekutých produktov. Senzory môžu vykonávať:

kontaktné automatické meranie hladiny kvapalín;

kontaktné automatické meranie až štyroch úrovní separácie nemiešateľných kvapalných produktov;

meranie teploty regulovaného média v jednom bode;

meranie tlaku regulovaného média.

Technické detaily:

výstupný signál 4-20mA alebo suché kontakty alebo RS-485(Modbus RTU);

prevádzkový pretlak 2 MPa;

prevádzková teplota od -45 do +95 C;

dĺžka snímacieho prvku 4m (pevný SE) alebo 25m (flexibilný SE);

stredný čas medzi poruchami nie je kratší ako 50 000 hodín;

životnosť minimálne 8 rokov.

2.4.5 Tepelný prevodník s unifikovaným výstupným signálom METRAN 200T-Ex

Snímače sú navrhnuté tak, aby plynule premieňali teplotu kvapalín, pary a plynov na jednotný prúdový elektrický výstupný signál diaľkového prenosu, ktorý je možné použiť v systémoch pre automatické riadenie, reguláciu a registráciu teploty v zariadeniach rôznych priemyselných odvetví, energetiky, komunálnych služieb. .

Technické detaily:

rozsah meraných teplôt 0 - 150 о С;

hranica dovolenej základnej chyby 0,5 %;

dodatočná chyba snímača spôsobená vibráciami, vyjadrená ako percento rozsahu výstupného signálu, by nemala presiahnuť 0,25 %;

neprekročí zmena hodnoty výstupného signálu spôsobená zmenou odporu záťaže z 0,1 na 1,0? 0,1 %;

dodatočná chyba snímača spôsobená zmenou teploty okolia v prevádzkovom rozsahu, vyjadrená ako percento rozsahu zmeny výstupného signálu na každých 10 °C, nepresahuje 0,45 %;

dĺžka ponorenej časti v meracej zóne 120 mm;

teplota okolia od mínus 50 do 60 o C;

limitná hodnota výstupného signálu 4-20 mA;

záťažový odpor pripojený na výstupe snímača vrátane komunikačnej linky - od 0,1 do 1,0 kOhm;

DC napájacie napätie 36 ? 0,72 V;

spotreba energie nie viac ako 0,8 W;

odolnosť proti prachu a striekajúcej vode IP 54;

klimatická verzia a kategória U.2;

pridelená životnosť pred vyradením snímača z prevádzky je 12 rokov;

stredný čas medzi poruchami je 32 000 hodín;

hmotnosť snímača nie viac ako 0,73 kg.

2.4.6 Prietokomer Metran-350

Prietokomer Metran-350 (vyrábaný spoločne s Emerson Process Management) je určený na prevádzku v systémoch automatického riadenia, regulácie a riadenia technologických procesov v rôznych priemyselných odvetviach, ako aj v komerčných účtovných systémoch pre kvapaliny, paru a plyny.

Hlavné výhody:

jednoduchá inštalácia do potrubia cez jeden otvor;

inštalácia do potrubia bez zastavenia procesu (špeciálny dizajn);

minimálna pravdepodobnosť úniku meraného média;

nižšie tlakové straty a kratšie priame úseky v porovnaní s prietokomermi založenými na clonových zariadeniach;

výrazné zníženie nákladov na inštaláciu a údržbu vďaka integrovanému dizajnu;

jednoduché prepojenie s existujúcimi riadiacimi systémami alebo prietokovými počítačmi prostredníctvom inteligentného komunikačného protokolu HART a Modbus;

jednoduchosť rekonfigurácie dynamického rozsahu;

vysoká spoľahlivosť, žiadne pohyblivé časti.

Merané médiá: plyn, para, kvapalina.

Parametre meraného média:

teplota: -40…400 °С - integrálna montáž a -40…677 °С - vzdialená montáž;

pretlak v potrubí 25 MPa.

Hranice základnej dovolenej relatívnej chyby meraní hmotnostného (objemového) prietoku do ±1 %.

Samodiagnostika.

Priemerná životnosť - 10 rokov.

Interval kalibrácie - 2 roky.

Princíp činnosti prietokomeru Metran-350 je založený na meraní prietoku a množstva média (kvapalina, para, plyn) metódou premenlivého poklesu tlaku pomocou priemerovacích tlakových trubíc Annubar Diamond II+ (4. generácia) a Annubar 485 (5. generácia). , na ktorom dochádza k poklesu tlaku úmernému prietoku. Snímače sa inštalujú kolmo na smer prúdenia, pričom ho pretínajú po celom úseku.

2.4.7 Inteligentný snímač tlaku Metran 100

Inteligentné tlakové snímače Metran-100-DI sa používajú na získanie analógových údajov o pretlaku na rôznych jednotkách. Snímače Metran-100-DD sa používajú na meranie rozdielu tlakov na vstupe a výstupe filtrov.

Rozsahy meraných tlakov:

minimálne 0-25 kPa;

maximálne 0-25 MPa.

Základná chyba do ±0,1 % rozsahu.

Verzie:

obyčajný;

odolný proti výbuchu (Ex);

Interval kontroly: 3 roky.

Záručná doba: 3 roky.

Schopnosti senzorov:

kontrola aktuálnej hodnoty meraného tlaku;

kontrola a úprava parametrov snímača;

nastavenie "nuly";

výber systému a nastavenie jednotky;

nastavenie doby priemerovania výstupného signálu (tlmenie);

rekonfigurácia meracích rozsahov vrátane neštandardných (25:1, 16:1, 10:1);

nastavenie na "posunutý" rozsah merania;

voľba závislosti výstupného signálu na vstupnej hodnote: (lineárne rastúca, lineárne klesajúca, úmerná druhej odmocnine poklesu tlaku);

kalibrácia snímača;

nepretržitá autodiagnostika;

testovanie a kontrola parametrov snímačov na diaľku;

ochrana nastavení pred neoprávneným prístupom.

2.4.8 Prevodník vibrácií DVA-1-2-1

DVA-1-2-1 je určený na meranie strednej kvadratickej hodnoty (RMS) rýchlosti vibrácií. Typ výstupného rozhrania: 4-20mA;

Prevodníky vibrácií sú odolné proti výbuchu s typom ochrany "samozrejme bezpečný obvod" a označením pre ochranu proti výbuchu 1ExibIICT5 podľa GOST 51330.10.

Životnosť - 8 rokov.

2.4.9 Detektor predvýbuchových koncentrácií plynov STM-10

Stacionárne signalizačné zariadenia STM-10 sú určené na automatické kontinuálne monitorovanie predvýbuchových koncentrácií viaczložkových vzduchových zmesí horľavých plynov a pár.

Rozsah merania: 0-50% LEL.

Rozsah koncentrácií signálu: 5-50 % LEL.

Štandardné nastavenie prahu: 1. - 7 % LEL, 2. - 12 % LEL.

Čas odozvy alarmu: nie viac ako 10 s.

Čas zahrievania: nie viac ako 5 minút.

Teplota okolia: -60…+50 °С.

Napájanie: 220 V (50 ± 1 Hz).

Životnosť: minimálne 10 rokov.

Signalizátory majú na prednom paneli pre každý kanál svetelnú signalizáciu dosiahnutia prahových koncentrácií horľavých plynov alebo poruchy snímača.

2.4.10 Analyzátor vlhkosti 3050 OLV

Analyzátor 3050 OLV určuje obsah vlhkosti v prúde plynu meraním frekvencie vibrácií kryštálu kremeňa.

Keď je kryštál fúkaný vlhkým plynom, ktorý sa má analyzovať, voda je adsorbovaná špeciálnym povlakom na kryštáli, čo spôsobuje zníženie jeho frekvencie. Kryštál sa potom prefúkne referenčným plynom, ktorým je vysušená vzorka plynu. V tomto prípade sa adsorbovaná voda odstráni z povrchu kryštálu a frekvencia jeho kmitov sa opäť zvýši.

Rozdiel medzi týmito dvoma frekvenciami je úmerný obsahu vody v plyne.

Frekvencia prepínania medzi prietokom analyzovaného a referenčného plynu, v závislosti od aplikácie, je naprogramovaná užívateľom.

Rozsah: 0,1...2500 ppmv (kalibrované), až do 9999 ppmv.

Jednotky merania: ppmv, ?C rosný bod, mg/m3;

Presnosť: +10 % čítania v rozsahu 0,1...2500 ppmv;

Citlivosť: +0,1 ppmv alebo 1 % čítania;

Doba odozvy: nie viac ako 1 min pre 90 % so zmenou vlhkosti z 1000 na 10 ppmv;

Analógový výstup: 4...20 mA.

Reléové výstupy: 3 relé, pre signalizáciu systémovej chyby a prekročenia nastavených koncentrácií;

Rozhrania: RS-232, RS-485;

Parametre prostredia: Analyzátor: 5...50 °С (-20...+50 °С v skrinke) .

2.4.11 Bodový infračervený detektor uhľovodíkových plynov IRFMD

Určené na meranie koncentrácie uhľovodíkových plynov vo vzduchu.

Špecifikácie a výhody:

analógový signál 4-20mA;

indikácia úrovne kontaminácie plynu na 4-miestnom displeji;

nie je potrebné vykonávať kalibráciu prúdu;

Dátové spojenie RS-485 cez protokol Modbus RTU$

optický systém s vyhrievaním na odstránenie kondenzácie;

indikácia kontaminácie optického systému;

ochrana pred typickými toxickými látkami;

pracuje v prostredí s nedostatočným obsahom kyslíka;

stupeň krytia IP66;

prevádzková teplota od -45 do +75 C.

2.4.12 Káblové produkty

Ukladanie káblov v zariadení sa vykonáva pozdĺž káblových stojanov a vykonáva sa v súlade s PUE („Pravidlá pre inštaláciu elektrických inštalácií“). Nadjazdy sú špeciálne konštrukcie na kladenie káblov, ktoré ich chránia pred mechanickým poškodením a nepriaznivým počasím. Ovládacie káble musia byť izolované protipožiarnymi priečkami. V súlade s PUE je minimálna vzdialenosť medzi iskrovo bezpečnými, slaboprúdovými a napájacie káble musí byť aspoň 50 cm.

V tomto projekte sa používa niekoľko typov káblov: KVVG - na pokládku z akčných členov do velína, KVVGe - na pokládku od primárnych snímačov do velína, HV-1.0 - na vnútorné odpojenie skriňovej jednotky, FTP - na prepojenie regulátora s počítač, minimálna vzdialenosť pri spájaní s elektrickými obvodmi by mala byť aspoň 50 cm.

3. Analýza a výber vývojových nástrojov softvér

3.1 Zdôvodnenie výberu ovládača

Priemyselné ovládače sú mozgom moderných systémov priemyselnej automatizácie. Sú najbližšie k technologickému postupu. Ich porucha takmer okamžite vedie k zlyhaniu celého systému priemyselnej automatizácie. Takmer všetci špecialisti, ktorí pracujú v oblasti priemyselných riadiacich systémov, sa musia zaoberať priemyselnými ovládačmi.

Dynamický rast ruskej ekonomiky vytvára predpoklady pre zvýšenie dopytu po moderných systémoch riadenia procesov. Podľa výsledkov výskumu je ročný rast trhu priemyselnej automatizácie v Rusku najmenej 25%. Pre porovnanie: západný trh priemyselných regulátorov má ročnú mieru rastu maximálne 4,6 %. V oblasti priemyselných regulátorov pôsobí veľké množstvo podnikov. Medzi najväčších dodávateľov systémov riadenia a riadenia procesov na svetovom trhu patria: kanadská spoločnosť Control Microsystems, skupina spoločností Tekon - popredný ruský dodávateľ systémov a nástrojov automatizovaného riadenia procesov, spoločnosť EleSy, priemyselné počítačové systémy , Emerson Process Management, Rockwell Automation, Metso Aytomation, Yokogawa Electric, Opto 22, Octagon, Siemens, Modicon, Remicont-130 a ďalšie. Produkty od týchto výrobcov sú čoraz lacnejšie, dôkladnejšie testované a dostupnejšie. Nižšie je uvedený stručný prehľad ovládačov od niektorých výrobcov.

Spoločnosť Industrial Computer Systems vydala tretiu generáciu monoblokových radičov rodiny FX3U, ktorá má jedinečnú rýchlosť pre túto triedu PLC, značnú veľkosť pamäte, vysokú flexibilitu konfigurácie a pokročilé komunikačné nástroje. Tieto ovládače kombinujú v jednom dizajne: napájanie, centrálna procesorová jednotka, pamäť, vstavané diskrétne vstupno/výstupné kanály, programovací port RS-422. Počet vstavaných diskrétnych I/O kanálov sa pohybuje od 16 do 128. Ak potrebujete zvýšiť počet kanálov, môžete sa pripojiť k internej vysokorýchlostnej zbernici ovládača prídavné moduly vstup výstup. Jednou z najdôležitejších konštrukčných vlastností PLC FX3U je prítomnosť druhej rozširujúcej zbernice umiestnenej na ľavej strane ovládača a určenej na pripojenie ďalších adaptérových modulov.

Všetky ovládače tejto série majú zabudovanú energeticky nezávislú programovú pamäť s veľkosťou 256 KB. To umožňuje implementovať zložité riadiace algoritmy a ukladať veľké množstvo informácií v dátových registroch.

Výhody nového radu programovateľných logických automatov FX3U od Mitsubishi Electric: atraktívna cena, vysoká spoľahlivosť, vysoký výkon vo svojej triede, flexibilita konfigurácie, až 384 I/O kanálov, až 128 analógových I/O kanálov, pokročilé komunikačné nástroje.

Komunikačný ovládač ELSI-COM, vyvinutý špecialistami z Tomsk Research Institute elektronické systémy, je navrhnutý tak, aby riešil problém zhromažďovania informácií z rôznych podsystémov a smerovania informácií medzi podsystémami. ELSI-COM je špecializované zariadenie určené na organizovanie výmeny informácií medzi zariadeniami automatizačných a telemechanických systémov pomocou rôznych rozhraní. Riadiaca jednotka umožňuje pri minimálnych nákladoch realizovať výmenu informácií medzi viacerými kanálmi s rôznymi komunikačnými rozhraniami, kombinovať zariadenia rôznych výrobcov alebo typov do jedného systému a tiež konvertovať jeden protokol na druhý. ELSI-COM poskytuje užívateľovi možnosť pracovať s najbežnejšími technologickými protokolmi a rozhraniami. Regulátor je určený pre nepretržitú bezobslužnú prevádzku na technologických zariadeniach.

Kontrolér SCADAPack, vyvinutý kanadskou spoločnosťou Control Microsystems, kombinuje vysokovýkonný 32-bitový procesor, 16 MB flash, 4 MB CMOS, analógové a digitálne I/O, rozsiahlu LAN a USB komunikáciu a pokročilé možnosti úspory energie. SCADAPack PLC je možné programovať lokálne aj vzdialene pomocou rebríkových jazykov. Pre vysokorýchlostnú interakciu s inými zariadeniami využíva riadenie ethernetový adaptér, ktorý podporuje ModBus/TCP, ModBus RTU/ASCII v UDP, DNP v TCP protokoloch. Regulátor je možné dodať s integrovaným bezdrôtovým komunikačným modulom pracujúcim na frekvencii 900 MHz alebo 2,4 GHz.

JSC "ZEiM" vyvinula kontrolér s funkčne decentralizovanou architektúrou - KROSS-500 a kontrolér s funkčne a geograficky decentralizovanou architektúrou - TRASSA, určený na automatizáciu objektov rôznych tried na homogénnych zariadeniach - jednoduchých aj zložitých, koncentrovaných a distribuovaných. Výrazná vlastnosť týchto ovládačov je v ich zložení prítomná prítomnosť modulov, ktoré autonómne a nezávisle od centrálneho procesora vykonávajú nielen vstupno/výstupné funkcie, ale aj rôzne užívateľom naprogramované riadiace funkcie. To výrazne zvyšuje spoľahlivosť, životnosť ovládača a dynamiku výkonu jednotlivých funkcií a tiež znižuje náklady na systémy.

Kontrolér ThinkIO, vyvinutý spoločnosťou Contron, je nový, vysoko flexibilný a prispôsobiteľný riadiaci systém. Malé rozmery regulátora (hrúbka nie viac ako 70 mm) zaisťujú jeho inštaláciu do malých priemyselných rozvodných skríň. Nový systém pozostáva z počítača ThinkIO namontovaného na DIN lištu a modulárneho I/O systému Wago. Kontrolér ThinkIO je vybavený 266 MHz procesorom Intel® PentiumR kompatibilným s MMX, časovačom watchdog, štandardnými komunikačnými rozhraniami pre USB, dvoma Fast Ethernet, RS-232 a priemyselnými zbernicami (Profibus, CAN a DeviceNet), digitálnym grafickým rozhraním DVI, a tiež s konektormi pre priame pripojenie k systému Wago I/O. Schopnosť konfigurovať a spravovať ovládač cez internet a lokálna sieť poskytuje integrované softvérové ​​prostredie SOPH.I.A.

Séria výkonných programovateľných ovládačov Quantum od Modicon je dokonalou platformou pre všetky automatizačné úlohy. Vďaka modulárnej architektúre ovládača Quantum, škálovateľnej od jedného ovládača až po globálny automatizačný systém, dokáže zvládnuť najnáročnejšie úlohy v rámci celého podniku. Kvantové regulátory sú programovo a tiež sieťovo kompatibilné s mladšími radmi regulátorov – Compact a Momentum, čo umožňuje budovať ešte flexibilnejšie a efektívnejšie riadiace architektúry. Quantum sa ľahko konfiguruje a prevádzkuje, poskytuje širokú škálu architektúr a modulov, má tisíce inštalácií po celom svete a osvedčil sa v stovkách aplikácií.

Rodina programovateľných automatov SIMATIC S7-200 od spoločnosti Siemens je navrhnutá na vytvorenie relatívne jednoduchých a lacných automatických riadiacich systémov. Majú vysoký výkon: vysokú rýchlosť vykonávania pokynov a v dôsledku toho krátky čas cyklu vykonávania programu. Prítomnosť vysokorýchlostných počítadiel vonkajších udalostí, rozširujúcich možné oblasti použitia regulátorov. Rýchle spracovanie žiadostí o prerušenie. Kontroléry SIMATIC S7-200 sú vysoko všestranné: možnosť rozšírenia riadiaceho systému pripojením ďalších I/O modulov. Výkonný systém príkazov pre rýchle a pohodlné spracovanie informácií v akejkoľvek praktickej aplikácii. Mnoho ďalších funkcií: rozhranie PPI, ktoré podporuje programovanie, vykonávanie postupov údržby rozhrania človek-stroj, sériová výmena dát s rôznymi zariadeniami. Priateľské programovacie balíky STEP 7 Micro/Win a STEP 7 Micro/DOS. Trojúrovňová ochrana používateľských programov heslom. Textový displej TD200 a široká škála ovládacích panelov na vytvorenie užívateľsky prívetivého rozhrania človek-stroj. Programovateľné automaty SIMATIC S7-200 boli rozšírené o nové typy CPU: CPU 210, CPU 221, CPU 222 a CPU 224. Oproti svojim kolegom sú nové CPU 22x menšie, majú väčšiu pamäť, vyšší výkon, môžu byť naprogramované v jazyku FBD.

Jedným zo svetových lídrov vo vývoji a výrobe vysoko spoľahlivých priemyselných regulátorov od mikrokontrolérov MicroLogix až po výkonné PLC regulátory je Allen-Bradley. Jedným z najbežnejších regulátorov sú SLC-500 (Small Logical Controller), ktoré majú široké možnosti použitia – od malých autonómnych až po veľké distribuované riadiace systémy. SLC sú dobrým príkladom moderného programovateľného logického regulátora. V tomto absolventskom projekte bol použitý mikroprocesorový radič Allen-Bradley SLC-500.

Kontroléry SLC-500 sú dostupné v pevnom a modulárnom prevedení. Modulárny radič je šasi, napájací zdroj, modul procesora a sada I/O modulov pre objekt, ktoré sú určené počtom vstupných a výstupných signálov. Modulárne programovateľné automaty radu SLC obsahujú 12 modifikácií procesora, viac ako 80 typov I/O modulov, špeciálne moduly, 4 veľkosti šasi pre inštaláciu modulov (4, 7, 10, 13 miest). Každý modul CPU môže podporovať až 30 I/O modulov v systéme a až 3 šasi.

3.2 Základné technické údaje regulátora SLC 5/04

Vo vyvinutom automatizačnom systéme bol použitý modulárny radič americkej spoločnosti Allen Bradley SLC 5/04, pretože svojimi funkciami spĺňa požiadavky vyvíjaného systému. Tabuľka 3.1 sumarizuje charakteristiky regulátora SLC 5/04.

Tabuľka 3.1 - Stručná charakteristika SLC 5/04

Vyvinutý automatizačný systém obsahuje nasledujúce signály:

diskrétne vstupy - 158;

diskrétne výstupy - 67;

analógové vstupy - 51.

Tabuľka SKR je uvedená v prílohe B.

3.3 Konfigurácia ovládača

Ovládač obsahuje:

CPU - 1747-L541 5/04;

podvozok pre 13 slotov - 2 ks;

napájací zdroj 1746-P4 - 2 ks;

diskrétny vstupný modul (24V) 1746-IB32 - 3 ks;

diskrétny vstupný modul (220V) 1746-IM16 - 5 ks;

diskrétny výstupný modul (24V) 1746-OB32 - 1 ks;

diskrétny výstupný modul (220V) 1746-OW16 - 4 ks;

analógový vstupný modul 1746-NI16I - 3 ks.

analógový vstupný modul 1746-NR4 - 3 ks.

Tabuľka RTU je uvedená v prílohe D.

Pamäťová karta je uvedená v prílohe D.

3.4 Programovanie ovládača

Program riadiaci automatizačný systém obsahuje nasledujúce bloky:

hlavný program;

podprogram inicializácie analógového modulu;

podprogram na kopírovanie údajov z diskrétnych snímačov do pamäte ovládača;

podprogramy na spracovanie analógových a diskrétnych signálov;

Podprogram spracovania inštrukcie PID.

Konfiguračné slovo sa zapíše do podprogramu inicializácie analógových modulov (vyvolá sa len pri prvom spustení ovládača alebo pri jeho reštarte).

1746 - Konfigurácia inicializačného slova analógového modulu NI16I triedy 3 je uvedená v tabuľke 3.2.

Tabuľka 3.2 - Inicializačné slovo pre modul 1746 - NI16I trieda3

Bity 15, 14, 13 sú bity chybového stavu. Ak je v bite 13 zapísaná 0, potom je hodnota väčšia ako 20 mA, ak je bit 14 0, potom je hodnota menšia ako 4 mA, ak sú posledné tri bity 1, nie sú žiadne chyby.

Programovanie regulátora sa vykonáva pomocou jazyka Ladder Logic. Tento programovací jazyk je rebrík, ktorého každá priečka začína jednou alebo viacerými podmienkami a končí akciou. Okrem toho sa táto akcia vykoná iba vtedy, ak sú splnené podmienky, ktoré jej predchádzali. Každá priečka sa nazýva „rank“. Algoritmus programu je uvedený v prílohe E a zoznam programu je uvedený v prílohe G.

3.5 Výber protokolu na výmenu informácií medzi kontrolérom a vyššou úrovňou systému riadenia procesov

Systém zberu a riadenia informácií je určený na zber údajov o stave technologických parametrov, riadiacich zariadení, pomocných systémov, čerpacích jednotiek a poskytovanie spoľahlivých informácií obslužnému personálu.

Štruktúra SCADA systému má dve úrovne: spodnú úroveň - signály zo snímačov a hornú - automatizované pracovisko operátora.

Regulátor neustále číta informácie zo snímačov, keď sa parametre procesu zmenia alebo prekročia zadané nastavenia, vydá správu do miestnosti operátora, riadi chod čerpadiel, ventilov, regulátorov atď.

Informácie zo snímača vstupujú do modulu, potom regulátor túto hodnotu prepočíta, porovná s nastaveniami a pomocou tagu sa hodnota zobrazí na monitore operátora.

Na komunikáciu s ovládačom slúži sieťový adaptér 1748-KTX určený pre prácu so sieťou DH-485 pomocou protokolu DF1. Maximálna dĺžka siete 4000 stôp, maximálna rýchlosť dátový prenos 19,2 Kb/s.

3.6 Rozhranie operátora

Ako softvér na implementáciu vyššej úrovne používame RSView32, ktorý vlastní Rockwell Software (USA)

Keď sa prihlásite a odhlásite z programu sledovania, budete vyzvaní na zadanie používateľského mena a osobného hesla. Na organizáciu komunikácie s vyššou úrovňou bola vyvinutá tabuľka značiek, uvedená v prílohe I. Rozhranie operátora pozostáva z 11 grafických obrazoviek vrátane trendov a alarmov, hierarchia obrazoviek je uvedená v prílohe K.

Operátori a dispečeri získavajú potrebné informácie o priebehu riadeného procesu, ako aj informácie o stave zariadení prezentáciou na obrazovkách MMI uvedených v prílohe L. Pre jednoduchšie vnímanie informácií pri vytváraní rozhrania boli nasledovné: používané: grafy (trendy), tabuľky (signalizácia), animácie atď.

Zobrazenie technologických parametrov procesu: teplota, tlak, hladina, rez vody a pod. musí byť vykonané s určitým stupňom presnosti. Minimálnu hodnotu množstva, ktoré môže zariadenie merať, možno určiť podľa vzorca:

(3.1)

Ako príklad určme, s akou presnosťou je potrebné zobraziť tlak pred ventilom 1e.

Podobné dokumenty

Technologický proces úpravne oleja a čerpacej stanice, štruktúra a funkcie automatického systému riadenia procesu. Účel a výber mikroprocesorového ovládača. Výpočet systému pre automatickú kontrolu hladiny oleja v odlučovači.

ročníková práca, pridaná 12.05.2012


Popis technologického postupu čerpania ropy. Všeobecná charakteristika hlavného ropovodu, prevádzkové režimy čerpacích staníc. Vypracovanie projektu automatizácie čerpacej stanice, výpočet spoľahlivosti systému, jeho bezpečnosti a šetrnosti k životnému prostrediu.

práca, pridané 29.09.2013


Základné techniky a technologický postup výroby drevených panelov. Výber linky na spracovanie hardvérového automatizačného riadiaceho systému. Schéma štruktúry systému riadenia procesu. Vývoj vizualizačného systému.

práca, pridané 17.06.2013


Návrh automatického riadiaceho systému technologického procesu výroby lepenky: analýza rušivých vplyvov, výber súboru technických prostriedkov, vývoj softvéru. Vytvorenie ochranného systému "Rozbitie kartónového listu".

práca, pridané 18.02.2012


Pojem automatizácia, jej hlavné ciele a zámery, výhody a nevýhody. Základ automatizácie technologických procesov. Komponenty automatizovaného systému riadenia procesov. Typy automatizovaných riadiacich systémov.

abstrakt, pridaný 06.06.2011


Predpoklady pre vznik systému automatizácie procesov. Účel a funkcie systému. Hierarchická štruktúra automatizácie, výmena informácií medzi úrovňami. Programovateľné logické ovládače. Klasifikácia softvéru.

návod, pridané 13.06.2012


Zdôvodnenie potreby vývoja automatizovaného riadiaceho systému (ACS) TP U-07.08. Vývoj blokovej schémy automatizovaného riadiaceho systému. Popis fungovania systému. Modulárne základné dosky. Výpočet ukazovateľov spoľahlivosti. Vývoj softvéru.

práca, pridané 31.12.2015


Zdôvodnenie potreby automatizácie razenia RTK. Vývoj logicko-programového riadiaceho systému. Hlavné parametre hydraulického rozvádzača. Stanovenie zloženia vstupných a výstupných signálov. Vývoj riadiaceho programu pre ovládač Aries.

semestrálna práca, pridaná 22.05.2016


Účel a vývojový diagram jednotky predbežného vypúšťania vody (UPSV). Funkcie a štruktúra automatizovaného riadiaceho systému IWSU, vývoj jeho úrovní a výber zariadení. Výpočet spoľahlivosti a technickej a ekonomickej efektívnosti systému.

práca, pridané 29.09.2013


Základné technické prostriedky automatizácie. Typy programových blokov a dátových blokov regulátora. Technika diagnostiky zariadení. Základné systémy riadenia procesov. Varovania pri poruche žeriavu #80.

Materiál témy prednášky obsahuje obsah nasledovnej problematiky: štruktúra systému riadenia procesov; účel, ciele a funkcie systému riadenia procesov; príklady systémov riadenia informačných a riadiacich procesov; hlavné typy automatizovaných systémov riadenia procesov; zloženie systému riadenia procesov.

Štruktúra systému riadenia procesov. Pozri aj obsah prednášok 1, 2,3.

Pri konštrukcii prostriedkov moderného priemyselného automatizácie(zvyčajne vo forme automatizovaných systémov riadenia procesov) sa využíva hierarchická informačná štruktúra s využitím výpočtových nástrojov rôznych kapacít na rôznych úrovniach. Približná všeobecná moderná štruktúra systémov riadenia procesov je znázornená na obrázku 14.1:

IP - meracie prevodníky (snímače), IM - akčné členy, PLC-programovateľný logický ovládač, PK - programovateľný (konfigurovateľný) ovládač, InP - inteligentné meracie prevodníky, InIM - inteligentné aktuátory, Modem - modulátor / demodulátor signálov, TO - technická podpora ( hardvér, hardvér), IO - informačná podpora (databázy), softvér - softvér, KO - komunikačný softvér (sériový port a softvér). POpl - užívateľský softvér, POpr - softvér výrobcu, Ind - indikátor.

Obrázok 14.1 - Typická funkčná schéma moderného systému riadenia procesov.

V súčasnosti sa automatizované systémy riadenia procesov zvyčajne implementujú podľa schém:

1-úrovňový (lokálny systém) obsahujúci PLC, alebo monoblokový prispôsobiteľný ovládač (MNC) zabezpečujúci indikáciu a signalizáciu stavu riadeného alebo regulovaného TP na prednom paneli,

2-úrovňový (centralizovaný systém), vrátane:

1. na nižšej úrovni niekoľko PLC s pripojenými snímačmi a akčnými členmi,

   na najvyššej úrovni - jedna (prípadne niekoľko) operátorských (pracovných) staníc (automatizované pracoviská (AWS) operátora).

Pracovná stanica alebo pracovná stanica je zvyčajne počítač v špeciálnom priemyselnom dizajne so špeciálnym softvérom - systémom zberu údajov a vizualizácie (systém SCADA).

APCS znázornené na obrázku 14.2

Obrázok 14.2 - Typická funkčná schéma jednoúrovňového automatického riadiaceho systému pre ACS.

Hlavné funkcie prvkov:

príjem diskrétnych signálov z prevodníkov procesných zariadení,

analógovo-digitálna konverzia (ADC) analógových signálov prichádzajúcich na vstupy z prevodníkov,

škálovanie a digitálne filtrovanie údajov po ADC,

spracovanie prijatých údajov podľa operačného programu,

generovanie (podľa programu) diskrétnych riadiacich signálov a ich privádzanie do akčných členov,

digitálno-analógová konverzia (DAC) výstupných informačných dát na výstupné analógové signály,

dodávanie riadiacich signálov do príslušných akčných členov,

ochrana proti strate výkonu v dôsledku zamrznutia procesora pomocou časovača watchdog,

udržiavanie výkonu počas dočasného výpadku prúdu (z dôvodu neprerušiteľného napájania s batériou dostatočnej kapacity),

monitorovanie výkonu snímačov a spoľahlivosti nameraných hodnôt,

indikácia aktuálnych a integrálnych hodnôt meraných veličín,

kontrolná signalizácia stavu riadeného procesu,

kontrolka a symbolická signalizácia stavu ovládača,

možnosť konfigurácie (nastavenia parametrov) cez PC pripojený na špeciálny port.

Konvertory (PR):

prevod hodnoty nameranej hodnoty (teplota, tlak, výchylka a pod.) na spojitý alebo impulzný (pre počítacie vstupy PLC) elektrický signál.

Výkonné zariadenia (ID):

prevod riadiacich elektrických spojitých alebo impulzných signálov na mechanický pohyb akčných členov, elektronické riadenie prúdu v silových obvodoch a pod.

Zodpovedajúce zariadenie (ak je to potrebné):

galvanické alebo iné typy izolácie medzi PLC a ovládačmi (ID),

koordinácia prípustných hodnôt výstupného prúdu riadiacich kanálov PLC a prúdu potrebného na normálnu prevádzku DUT.

Ak je počet kanálov jedného PLC nedostatočný, použije sa distribuovaná I/O schéma s použitím iných (riadených, podriadených PLC) alebo prídavných I/O radičov (modulov).

Typický funkčný diagram jednej úrovneAPCSs distribuovanými I/O znázornené na obrázku 14.3 :

Obrázok 14.3 - Typický funkčný diagram jednoúrovňového APCS s distribuovanými I/O

Typický funkčný diagram 2-úrovňového systému riadenia procesu je znázornený na obrázku 14.4.

Obrázok 14.4 - Typická funkčná schéma 2-úrovňového systému riadenia procesu

Všetky PLC pracovných staníc sú zjednotené priemyselnou informačnou sieťou, ktorá zabezpečuje nepretržitú výmenu dát. Výhody: umožňuje rozdeliť úlohy medzi uzly systému, čím sa zvyšuje spoľahlivosť jeho fungovania.

Hlavné funkcie nižšej úrovne:

zber, elektrické filtrovanie a ADC signály z prevodníkov (senzorov);

implementácia lokálnych automatizovaných systémov riadenia procesov v rozsahu funkcií PLC jednoúrovňového systému;

realizácia núdzovej a výstražnej signalizácie;

organizácia systému ochrany a blokovania;

výmena aktuálnych dát z PC vyššej úrovne cez priemyselnú sieť na požiadanie PC.

Hlavné funkcie najvyššej úrovne:

vizualizácia stavu technologického procesu;

aktuálna registrácia charakteristík technologického procesu;

prevádzková analýza stavu zariadení a technologický postup;

registrácia činností operátora, a to aj v prípade núdzových správ;

archivácia a dlhodobé uchovávanie hodnôt protokolu procesov;

implementácia algoritmov "poradenského systému";

dozorný manažment;

uchovávanie a údržba databáz:

parametre procesu,

kritické parametre zariadenia,

príznaky núdzových stavov technologický postup,

zloženie operátorov, ktorí môžu pracovať so systémom (ich heslá),

Nižšia úroveň teda implementuje algoritmy zvládanie zariadení, horný - riešenie strategických otázok fungovania. Napríklad rozhodnutie o zapnutí alebo vypnutí čerpadla sa vykonáva na najvyššej úrovni, zatiaľ čo dodávka všetkých potrebných riadiacich signálov, kontrola stavu čerpadla a implementácia blokovacieho mechanizmu sa vykonáva na nižšej úrovni.

Hierarchická štruktúra Systém riadenia procesov znamená:

tok príkazov je nasmerovaný z najvyššej úrovne na spodnú,

spodná reaguje na hornú podľa svojich požiadaviek.

To zaisťuje predvídateľné správanie PLC v prípade zlyhania vyššej úrovne alebo priemyselnej siete, pretože takéto poruchy sú na nižšej úrovni vnímané ako absencia nových príkazov a požiadaviek.

Pri konfigurácii PLC sa nastavuje: do akej doby po prijatí poslednej požiadavky PLC pokračuje v činnosti, pričom si zachováva naposledy nastavený režim, po ktorom sa prepne do režimu prevádzky potrebného pre túto núdzovú situáciu.

Napríklad organizačnú štruktúru systému riadenia procesu pre určitú výrobu betónu v betonárňach možno rozdeliť do dvoch hlavných úrovní podľa stavebnej logiky:

nižšou úrovňou je úroveň implementácie úlohy na základe priemyselných regulátorov (PLC);

horná úroveň je úroveň implementácie úlohy vizualizácie procesov prebiehajúcich počas výroby betónu na BSU (SCADA).

Na nižšej úrovni systém rieši tieto hlavné úlohy:

zber primárnych informácií od výkonných jednotiek BSU;

analýza zhromaždených informácií;

vývoj logiky technologického procesu pri výrobe betónu, berúc do úvahy všetky moderné požiadavky;

vydávanie kontrolných úkonov na výkonných zariadeniach.

Na najvyššej úrovni systém rieši ďalšie úlohy:

vizualizácia hlavných technologických parametrov s BSU (stav výkonných orgánov, aktuálna spotreba miešačky, hmotnosť dávkovaných materiálov a pod.);

archivácia všetkých parametrov procesu výroby betónu;

vydávanie príkazov na zásah výkonnými orgánmi BSU;

vydávanie príkazov na zmenu parametrov vonkajších vplyvov;

vývoj a skladovanie zmesí betónu.

Účel systému riadenia procesov. A SUTP je určený na vývoj a implementáciu riadiacich činností na technologickom riadiacom objekte.

Objekt technologického riadenia (APCS) je súbor technologických zariadení a realizovaných na ňom podľa príslušných pokynov alebo predpisov technologického postupu výroby výrobkov, polotovarov, výrobkov alebo energie,

Medzi objekty technologického riadenia patria:

technologické celky a zariadenia (skupiny strojov), ktoré realizujú samostatný technologický proces;

jednotlivé odvetvia (dielne, úseky), ak je riadenie tejto výroby prevažne technologického charakteru, to znamená, že spočíva v realizácii racionálnych režimov prevádzky vzájomne prepojených technologických zariadení (agregátov, sekcií).

Spoločne fungujúce TOU a systém riadenia procesov, ktorý ich riadi, tvoria automatizovaný technologický komplex (ATC). V strojárstve a iných diskrétnych odvetviach fungujú flexibilné výrobné systémy (FPS) ako ATC.

Pojmy APCS, TOU a ATK by sa mali používať iba v uvedených kombináciách. Súhrn ostatných riadiacich systémov s ich riadením technologických zariadení nie je ATC. Riadiaci systém v ostatných prípadoch (nie v ATK) nie je systémom riadenia procesov atď. Systém riadenia procesov je organizačný a technický systém na riadenie objektu ako celku v súlade s prijatým kritériom riadenia (kritériom), v ktorom sa zber a spracovanie potrebných informácií vykonáva pomocou výpočtovej techniky.

Vyššie uvedená formulácia zdôrazňuje:

po prvé, využitie modernej výpočtovej techniky v systéme riadenia procesov;

po druhé, úloha osoby v systéme ako subjekt práce, ktorý sa zmysluplne podieľa na rozvoji manažérskych rozhodnutí;

po tretie, že systém riadenia procesov je systém, ktorý spracováva technologické a technické a ekonomické informácie;

po štvrté, že účelom fungovania systému riadenia procesov je optimalizácia prevádzky objektu technologického riadenia v súlade s prijatým kritériom (kritériom) riadenia vhodným výberom riadiacich akcií.

Kontrolné kritérium v systémoch riadenia procesov je to pomer, ktorý charakterizuje stupeň dosiahnutia cieľov riadenia (kvalita fungovania objektu technologického riadenia ako celku) a nadobúda rôzne číselné hodnoty v závislosti od použitých riadiacich akcií. Z toho vyplýva, že kritérium je spravidla technické a ekonomické (napríklad cena výstupného produktu pre danú kvalitu, produktivita TOU pre danú kvalitu výstupného produktu a pod.) resp. technický indikátor(parameter procesu, charakteristika výstupného produktu).

Ak je TOU riadený systémom riadenia procesov, súčasťou systému sú všetci prevádzkoví pracovníci TOU, ktorí sa podieľajú na riadení a všetky kontroly, ktoré poskytuje dokumentácia pre systém riadenia procesov a ktoré interagujú pri riadení TOU, bez ohľadu na to, ktorý spôsobom (nová výstavba alebo modernizácia riadiaceho systému) bola vytvorená ATK.

Systém riadenia procesov je vytvorený o investičná výstavba, pretože bez ohľadu na rozsah dodávky, pre jeho uvedenie do prevádzky je potrebné na objekte vykonať stavebné, inštalačné a uvedenie do prevádzky.

systém riadenia procesov ako súčasť spoločný systém manažment priemyselného podniku je navrhnutý tak, aby cieľavedome viedol technologické procesy a zabezpečoval súvisiace a nadradené riadiace systémy prevádzkovými a spoľahlivými technicko-ekonomickými informáciami. APCS vytvorené pre objekty hlavnej a (alebo) pomocnej výroby predstavujú nižší stupeň automatizovaných riadiacich systémov v podniku.

APCS je možné použiť na riadenie jednotlivých odvetví, ktoré zahŕňajú vzájomne prepojené TOU, vrátane tých, ktoré riadia ich vlastné APCS na nižšej úrovni.

Pre objekty s diskrétnym charakterom výroby môžu flexibilné výrobné systémy zahŕňať automatizované systémy pre technologickú prípravu výroby (alebo ich príslušné podsystémy) a technológiu počítačového dizajnu (CAD technológia).

Organizácia interakcie medzi systémom riadenia procesov a vyššími úrovňami riadenia je určená dostupnosťou priemyselný podnik automatizovaný systém riadenia podniku (APCS) a automatizované systémy operatívneho dispečerského riadenia (ASODU).

Ak sú k dispozícii, systém riadenia procesov spolu s nimi tvorí integrovaný automatizovaný riadiaci systém (IACS). V tomto prípade APCS preberá od príslušných subsystémov APCS alebo služby riadenia podniku priamo alebo prostredníctvom OSODU úlohy a obmedzenia (rozsah produktov alebo produktov, ktoré sa majú uvoľniť, objem výroby, technické a ekonomické ukazovatele, charakterizujú kvalitu fungovanie ATC, informácie o dostupnosti zdrojov) a poskytuje školenie a prenos do týchto systémov technických a ekonomických informácií potrebných na ich prevádzku, najmä o výsledkoch práce ATC, hlavných ukazovateľoch produktov, prevádzkových potreba zdrojov, stav ATC (stav zariadenia, priebeh technologického procesu, jeho technicko-ekonomické ukazovatele a pod.),

Ak má podnik automatizované systémy na technickú a technologickú prípravu výroby, mala by byť zabezpečená nevyhnutná interakcia systému riadenia procesov s týmito systémami. Systémy riadenia procesov budú od nich zároveň prijímať technické, technologické a iné informácie potrebné na zabezpečenie stanoveného vedenia technologických procesov a odosielať do týchto systémov aktuálne prevádzkové informácie potrebné na ich prevádzku.

Pri vytváraní integrovaného systému manažérstva kvality výrobkov v podniku fungujú automatizované systémy riadenia procesov ako jeho výkonné podsystémy, ktoré zabezpečujú stanovenú kvalitu výrobkov TOU a prípravu prevádzkových faktických informácií o postupe technologických procesov (štatistická kontrola a pod.)

Ciele a funkcie systémov riadenia procesov. Pri vytváraní automatizovaného systému riadenia procesov by sa mali určiť konkrétne ciele fungovania systému a jeho účelu v celkovej štruktúre riadenia podniku.

Príklady takých Ciele môže slúžiť:

úspora paliva, surovín, materiálov a iných výrobných zdrojov;

zaistenie bezpečnosti prevádzky zariadenia;

zlepšenie kvality výstupného produktu alebo zabezpečenie stanovených hodnôt parametrov výstupných produktov (produktov);

zníženie životných nákladov práce;

dosiahnutie optimálneho zaťaženia (využitia) zariadení;

optimalizácia prevádzkových režimov technologických zariadení (vrátane spracovateľských trás v diskrétnych odvetviach) a pod.

Dosahovanie vytýčených cieľov systém realizuje implementáciou svojho súboru funkcie.

Funkcia APCS je súborom systémových akcií, ktoré zabezpečujú dosiahnutie konkrétneho cieľa kontroly.

Súbor akcií systému sa zároveň chápe ako postupnosť operácií a postupov popísaných v prevádzkovej dokumentácii, ktoré vykonávajú prvky systému na jeho implementáciu.

Konkrétnym účelom činnosti systému riadenia procesov je účel činnosti alebo výsledok jeho rozkladu, pre ktorý je možné určiť úplný súbor činností prvkov systému, ktorý je dostatočný na dosiahnutie tohto cieľa.

Funkcie systému riadenia procesov podľa smeru akcií (účel funkcie) sú rozdelené na hlavné a pomocné, a z hľadiska obsahu týchto úkonov - dňa manažment a informácie.

TO hlavný(spotrebiteľské) funkcie systému riadenia procesov zahŕňajú funkcie zamerané na dosahovanie cieľov fungovania systému, vykonávanie kontrolných akcií na TOU a (alebo) výmenu informácií so súvisiacimi riadiacimi systémami. Zvyčajne obsahujú aj informačné funkcie, ktoré poskytujú prevádzkovému personálu ATC informácie potrebné na riadenie technologického procesu výroby.

TO pomocný Funkcie APCS zahŕňajú funkcie zamerané na dosiahnutie požadovanej kvality fungovania (spoľahlivosť, presnosť a pod.) systému, ktorý implementuje kontrolu a riadenie jeho prevádzky.

TO manažér Funkcie APCS zahŕňajú funkcie, ktorých obsahom každej je vývoj a implementácia riadiacich akcií na príslušnom riadiacom objekte - TOU alebo jeho časti pre hlavné funkcie a na APCS alebo jeho časti pre pomocné. Napríklad:

základné riadiace funkcie;

regulácia (stabilizácia) jednotlivých technologických veličín;

jednocyklové logické riadenie operácií alebo zariadení (ochrana);

softvérové ​​logické riadenie technologických zariadení;

optimálne ovládanie TOU;

adaptívne riadenie TOU atď.;

pomocné riadiace funkcie;

rekonfigurácia počítačového komplexu (sieť) APCS;

núdzové vypnutie zariadenia APCS;

prepnutie technických prostriedkov systémov riadenia procesov na núdzový zdroj energie a pod.

TO informačný Funkcie APCS zahŕňajú funkcie, ktorých obsahom každej je získavanie a konverzia informácií o stave TOU alebo APCS a ich prezentácia súvisiacim systémom alebo prevádzkovým pracovníkom ATK. Napríklad hlavné informačné funkcie:

kontrola a meranie technologických parametrov;

nepriame meranie parametrov procesu (interné premenné, technické a ekonomické ukazovatele);

príprava a prenos informácií do systémov manažmentu snehu atď.;

pomocné informačné funkcie:

kontrola stavu zariadenia APCS;

stanovenie ukazovateľov charakterizujúcich kvalitu fungovania systému riadenia procesov alebo jeho častí (najmä obsluhujúci personál systému riadenia procesov) atď.

Hlavné typy systémov riadenia procesov Existujú dva spôsoby implementácie systémových funkcií: automatizované a auto- v závislosti od miery participácie ľudí na výkone týchto funkcií. Pre riadiace funkcie je automatizovaný režim charakteristický účasťou človeka na vývoji (robení) rozhodnutí a ich realizácii. V tomto prípade sa rozlišujú tieto možnosti:

« Manuálny» režim, v ktorom komplex technických prostriedkov poskytuje obslužnému personálu kontrolné a meracie informácie o stave TOU a výber a realizáciu kontrolných akcií na diaľku alebo lokálne vykonáva ľudská obsluha;

režim " poradca“, v ktorom súbor technických prostriedkov vypracúva odporúčania manažmentu a o ich použití rozhoduje prevádzkový personál;

« interaktívny režim“, keď prevádzkový personál má možnosť opraviť vyhlásenie a stav problému riešeného komplexom technických prostriedkov systému pri vypracovávaní odporúčaní pre riadenie zariadenia;

« auto režim“, v ktorom sa funkcia ovládania vykonáva automaticky (bez ľudského zásahu). Zároveň rozlišujú:

• režim nepriamy ovládanie, keď počítačové zariadenia menia nastavenia a (alebo) nastavenia miestnych automatických riadiacich (regulačných) systémov ( dozorný alebo kaskádové riadenie);

  režim priamy(priame) digitálne ovládanie ( NCU), keď riadiace výpočtové zariadenie priamo ovplyvňuje akčné členy.

Deň informačných funkcií, automatizovaný režim implementácie zabezpečuje účasť ľudí na operáciách na prijímanie a spracovanie informácií. V automatickom režime sú implementované všetky potrebné postupy spracovania informácií bezľudská účasť.

Pozrime sa podrobnejšie na riadiace schémy v systéme riadenia procesov.

Správa v režime zberu dát. Po štádiu identifikácie je potrebné zvoliť schému riadenia TP, ktorá je spravidla zostavená s prihliadnutím na uplatnenie princípov riadenia, ktoré určujú prevádzkový režim systému riadenia procesov. Najjednoduchšia a historicky prvá schéma ovládania TP v r akvizičný režim. V tomto prípade je ACS pripojený k procesu spôsobom, ktorý zvolil procesný inžinier (obrázok 14.5).

Premenné, ktoré zaujímajú procesného inžiniera, sú prevedené do digitálnej podoby, vnímané vstupným systémom a ukladané do pamäte PPK (počítač). Hodnoty v tomto kroku sú digitálnymi reprezentáciami napätia generovaného snímačmi. Tieto množstvá sa prepočítajú na inžinierske jednotky podľa príslušných vzorcov. Napríklad na výpočet teploty nameranej pomocou termočlánku je možné použiť vzorec T \u003d A * U 2 + B * U + C, kde U je napätie z výstupu termočlánku; A, B a C sú koeficienty. Výsledky výpočtov zaznamenávajú výstupné zariadenia APCS pre následné použitie procesným inžinierom. hlavný cieľ zber údajov je štúdium TA v rôznych podmienkach. Výsledkom je, že procesný inžinier dostane príležitosť zostaviť a (alebo) vylepšiť matematický model technologického procesu, ktorý je potrebné riadiť. Zber údajov nemá priamy vplyv na TP, našiel opatrný prístup k zavádzaniu metód riadenia založených na využívaní počítačov. Avšak aj v najzložitejších schémach kontroly TP sa systém zberu údajov na účely analýzy a spresnenia modelu TP používa ako jedna z povinných kontrolných podsystémov.

Obrázok 14.5 - Systém zberu údajov

Vedenie v režime poradcu prevádzkovateľa. Tento režim predpokladá, že ústredňa ako súčasť systému riadenia procesov pracuje v rytme TP v otvorenej slučke (v reálnom čase), t.j. výstupy systému riadenia procesov nie sú prepojené s orgánmi, ktoré riadia technologický proces. Riadiace činnosti v skutočnosti vykonáva operátor procesu, ktorý dostáva pokyny z ovládacieho panela (obrázok 14.6).

Obrázok 14.6 - Systém riadenia procesu v režime poradcu operátora

Všetky potrebné riadiace úkony sú vypočítané ústredňou podľa modelu TP, výsledky výpočtu sú prezentované operátorovi v tlačenej forme (alebo ako správy na displeji). Operátor riadi proces zmenou nastavení regulátorov. Regulátory sú prostriedky na udržanie optimálneho riadenia TP a operátor zohráva úlohu nasledovníka a riadiaceho článku. Systém riadenia procesov plní úlohu zariadenia, ktoré presne a nepretržite vedie operátora v jeho úsilí o optimalizáciu technologického procesu.

Schéma systému poradcov sa zhoduje so schémou systému zberu a spracovania informácií. Spôsoby organizácie fungovania informačno-poradenského systému sú nasledovné:

výpočet riadiacich akcií sa vykonáva pri odchýlke parametrov riadeného procesu od stanovených technologických režimov, ktoré sú iniciované dispečerským programom obsahujúcim podprogram na analýzu stavu riadeného procesu;

výpočet kontrolných úkonov iniciuje operátor formou požiadavky, kedy má operátor možnosť zadať ďalšie údaje potrebné pre výpočet, ktoré nie je možné získať meraním parametrov riadeného procesu alebo ich uchovávať v systéme ako referenciu.

Tieto systémy sa používajú v prípadoch, keď je potrebný opatrný prístup k rozhodnutiam generovaným formálnymi metódami. Je to spôsobené neistotou v matematickom popise riadeného procesu:

matematický model úplne nepopisuje technologický (výrobný) proces, pretože berie do úvahy len časť riadiacich a riadených parametrov;

matematický model je adekvátny riadenému procesu len v úzkom rozsahu technologických parametrov;

kritériá riadenia sú kvalitatívneho charakteru a výrazne sa líšia v závislosti od veľkého počtu vonkajších faktorov.

Neistota popisu môže byť spôsobená nedostatočnou znalosťou technologického postupu, prípadne si implementácia adekvátneho modelu vyžiada použitie drahého PPC.

Vďaka veľkej rozmanitosti a objemu dodatočných údajov je komunikácia medzi operátorom a ústredňou postavená vo forme dialógu. Napríklad do algoritmu výpočtu režimu procesu sú zahrnuté alternatívne body, po ktorých môže proces výpočtu pokračovať podľa jednej z niekoľkých alternatívnych možností. Ak logika algoritmu vedie proces výpočtu do určitého bodu, potom sa výpočet preruší a operátorovi je zaslaná žiadosť o dodatočné informácie, na základe ktorej sa vyberie jeden z alternatívnych spôsobov pokračovania výpočtu. PPC hrá v tomto prípade pasívnu úlohu spojenú so spracovaním veľkého množstva informácií a ich prezentáciou v kompaktnej forme a rozhodovacia funkcia je pridelená operátorovi.

Hlavnou nevýhodou tejto riadiacej schémy je stála prítomnosť osoby v riadiacom obvode. Pri veľkom množstve vstupných a výstupných premenných nie je možné takúto schému riadenia použiť z dôvodu obmedzených psychofyzických možností človeka. Tento typ riadenia má však aj výhody. Spĺňa požiadavky na opatrný prístup k novým metódam riadenia. Režim poradcu poskytuje dobrú príležitosť na testovanie nových modelov TP; inžinier-technológ, ktorý „jemne cíti“ proces, môže pôsobiť ako operátor. Ten určite odhalí nesprávnu kombináciu nastavení, ktoré môže spôsobiť nekompletne odladený program APCS. Systém riadenia procesov navyše dokáže monitorovať vznik mimoriadnych udalostí, takže operátor má možnosť venovať väčšiu pozornosť práci s nastaveniami, pričom systém riadenia procesov sleduje väčší počet mimoriadnych udalostí ako operátor.

dozorný manažment. V tejto schéme sa systém riadenia procesu používa v uzavretej slučke, t.j. nastavenia regulátorov sú nastavené priamo systémom (obrázok 14.7).

Obrázok 14.7 - Schéma dozornej kontroly

Úlohou kontrolného režimu je udržiavať TP v blízkosti optimálneho prevádzkového bodu jeho rýchlym ovplyvňovaním. Toto je jedna z hlavných výhod tohto režimu. Činnosť vstupnej časti systému a výpočet riadiacich akcií sa len málo líšia od činnosti riadiaceho systému v režime poradcu. Po vypočítaní požadovaných hodnôt sa však prevedú na hodnoty, ktoré možno použiť na zmenu nastavení ovládačov.

Ak regulátory vnímajú napätia, potom je potrebné veličiny generované počítačom previesť na binárne kódy, ktoré sa pomocou digitálno-analógového prevodníka prevedú na napätia príslušnej úrovne a znamienka. Optimalizácia TP sa v tomto režime vykonáva periodicky napr. raz za deň. Do rovníc riadiacej slučky sa musia zaviesť nové koeficienty. Toto vykonáva operátor pomocou klávesnice, alebo načítaním výsledkov nových výpočtov vykonaných na počítači vyššej úrovne. Potom je systém riadenia procesov schopný pracovať bez vonkajšieho zásahu po dlhú dobu. Príklady systémov riadenia procesov v supervíznom režime.

Riadenie automatizovaného prepravného a skladovacieho systému. Počítač vydá adresy regálových buniek a systém lokálnej automatizácie zakladačových žeriavov spracuje ich pohyb podľa týchto adries.

Riadenie taviacich pecí. Počítač generuje hodnoty nastavení elektrického režimu a lokálna automatizácia riadi spínače transformátora podľa príkazov počítača.

Riadenie CNC strojov cez interpolátor.

Dohľadové kontrolné systémy teda pracujú v režime dozornej kontroly ( supervízor- riadiaci program alebo súbor programov, dispečerský program), je určený na organizáciu viacprogramového prevádzkového režimu ústredne a je to dvojúrovňový hierarchický systém so širokými možnosťami a zvýšenou spoľahlivosťou. Riadiaci program určuje poradie, v ktorom sa programy a podprogramy vykonávajú, a riadi načítanie zariadení PPK.

V nadradenom riadiacom systéme je časť parametrov riadeného procesu a logicko-príkazového riadenia riadená lokálnymi automatickými regulátormi (AR) a PPC, ktoré spracovávajú namerané informácie, vypočítavajú a nastavujú optimálne nastavenia pre tieto regulátory. Ostatné parametre sú riadené PPC v režime priameho digitálneho riadenia. Vstupnou informáciou sú hodnoty niektorých regulovateľných parametrov nameraných snímačmi Du miestnych regulátorov; riadené parametre stavu riadeného procesu, merané snímačmi Dk. Nižšia úroveň, priamo spojená s technologickým procesom, tvorí lokálne regulátory jednotlivých technologických parametrov. Podľa údajov prichádzajúcich zo snímačov Dn a Dk cez komunikačné zariadenie s objektom ústredňa generuje požadované hodnoty vo forme signálov prichádzajúcich priamo na vstupy automatických riadiacich systémov.

Priame digitálne ovládanie. V NCU signály používané na aktiváciu kontrolných orgánov pochádzajú priamo zo systému riadenia procesu a regulátory sú vo všeobecnosti vylúčené zo systému. Koncepcia NKB v prípade potreby umožňuje nahradiť štandardné regulačné zákony tzv. optimálne s danou štruktúrou a algoritmom. Napríklad je možné implementovať algoritmus optimálneho výkonu atď.

Systém riadenia procesu vypočítava skutočné dopady a prenáša zodpovedajúce signály priamo do kontrolných orgánov. Schéma NCC je znázornená na obrázku 14.8.

Obrázok 14.8 - Schéma priameho digitálneho riadenia (NCD)

Nastavenia zadáva do automatizovaného riadiaceho systému operátor alebo počítač, ktorý vykonáva výpočty na optimalizáciu procesu. V prítomnosti systému NCU musí byť operátor schopný meniť nastavenia, ovládať niektoré vybrané veličiny, meniť rozsahy povolenej zmeny meraných veličín, meniť nastavenia a vo všeobecnosti musí mať prístup k riadiacemu programu.

Jednou z hlavných výhod režimu NCC je možnosť meniť riadiace algoritmy pre obvody jednoduchým vykonaním zmien v uloženom programe. Najviditeľnejšia nevýhoda NCU sa prejavuje, keď počítač zlyhá.

Takže systémy priame digitálne ovládanie(PTsU) alebo priame digitálne ovládanie (NTsU, DDC). Ústredňa priamo generuje optimálne riadiace akcie a pomocou vhodných meničov prenáša riadiace povely do akčných členov. Režim priameho digitálneho ovládania vám umožňuje:

vylúčiť miestne regulátory s nastavenou hodnotou;

aplikovať viac účinné princípy reguláciu a riadenie a vybrať si najlepšiu možnosť;

realizovať optimalizačné funkcie a prispôsobenie sa zmenám vonkajšieho prostredia a premenným parametrom riadiaceho objektu;

znížiť náklady na údržbu a zjednotiť kontroly a kontroly.

Tento princíp riadenia sa používa v CNC strojoch. Obsluha musí mať možnosť meniť nastavenia, ovládať výstupné parametre procesu, meniť rozsahy povolenej zmeny premenných, meniť nastavenia, mať prístup k riadiacemu programu v takýchto systémoch, je zjednodušená implementácia spustenia a zastavenia režimy procesov, prepínanie z manuálne ovládanie k automatickým operáciám spínania akčných členov. Hlavnou nevýhodou takýchto systémov je, že spoľahlivosť celého komplexu je daná spoľahlivosťou komunikačných zariadení s objektom a ústredňou a ak objekt zlyhá, stráca kontrolu, čo vedie k havárii. Východiskom z tejto situácie je organizácia redundancie počítača, nahradenie jedného počítača systémom strojov atď.

Zloženie systému riadenia procesov. Výkon funkcií systému riadenia procesov sa dosahuje interakciou jeho nasledujúcich komponentov:

technická podpora (TO),

softvér (softvér),

informačná podpora (IO),

organizačná podpora (OO),

prevádzkový personál (OP).

Títo päť komponenty a tvoria zloženie systému riadenia procesu. Niekedy sa berú do úvahy aj iné typy podpory, napríklad lingvistické, matematické, algoritmické, ale považujú sa za softvérové ​​komponenty atď.

Technická podpora Systém riadenia procesov je úplný súbor technických prostriedkov (vrátane počítačového vybavenia), ktoré postačujú na prevádzku systému riadenia procesov a na vykonávanie všetkých jeho funkcií systémom. Poznámka. Regulačné orgány nie sú zahrnuté v TO APCS.

Komplex vybraných technických prostriedkov by mal v podmienkach prevádzky APCS zabezpečiť taký systém merania, ktorý následne zabezpečí potrebnú presnosť, rýchlosť, citlivosť a spoľahlivosť v súlade so stanovenými metrologickými, prevádzkovými a ekonomickými charakteristikami. Technické prostriedky možno zoskupiť podľa prevádzkových charakteristík, riadiacich funkcií, informačných charakteristík a štruktúrnej podobnosti. Najpohodlnejšie je triedenie technických prostriedkov podľa informačných charakteristík. V súvislosti s vyššie uvedeným by mal komplex technických prostriedkov obsahovať:

prostriedky na získanie informácií o stave riadiaceho objektu a prostriedky vstupu do systému (vstupné prevodníky, snímače), ktoré premieňajú vstupné informácie na štandardné signály a kódy;

prostriedky strednej konverzie informácií, ktoré poskytujú vzťah medzi zariadeniami s rôznymi signálmi;

výstupné prevodníky, informačné výstupné a riadiace prostriedky, ktoré premieňajú informácie o stroji do rôznych foriem potrebných na riadenie procesov;

prostriedky na vytváranie a prenos informácií, ktoré zabezpečujú pohyb informácií v priestore;

prostriedky na fixovanie informácií, ktoré zabezpečujú pohyb informácií v čase;

prostriedky spracovania informácií;

prostriedky miestnej regulácie a riadenia;

počítačové vybavenie;

prostriedky na prezentáciu informácií prevádzkovému personálu;

výkonné zariadenia;

prostriedky na prenos informácií do susedných automatizovaných riadiacich systémov a automatizovaných riadiacich systémov iných úrovní;

zariadenia, zariadenia na nastavovanie a kontrolu výkonu systému;

dokumentačná technika vrátane prostriedkov na vytváranie a ničenie dokumentov;

kancelárske a archívne vybavenie;

pomocné zariadenia;

materiály a nástroje.

Pomocné technické prostriedky zabezpečujú realizáciu sekundárnych riadiacich procesov: kopírovanie, tlač, vybavovanie korešpondencie, vytváranie podmienok pre bežnú prácu riadiaceho personálu, udržiavanie technických prostriedkov v dobrom stave a ich fungovanie. Vytvorenie štandardných automatizovaných systémov riadenia procesov je v súčasnosti nemožné z dôvodu výrazného nesúladu medzi organizačnými systémami riadenia podniku.

Technické prostriedky automatizovaných systémov riadenia procesov musia spĺňať požiadavky GOST, ktoré sú zamerané na zabezpečenie rozdielna kompatibilita objekt automatizácie. Tieto požiadavky sú rozdelené do skupín.

Informačné. Zabezpečiť informačnú kompatibilitu technických prostriedkov medzi sebou a so servisným personálom.

Organizačné. štruktúra riadenia procesov, ovládacia technika, technické prostriedky si musia navzájom zodpovedať pred a po implementácii automatizovaného systému riadenia procesov, pre ktorý je potrebné zabezpečiť:

Korešpondencia štruktúr CTS - štruktúra facility managementu;

Automatizované vykonávanie základných funkcií, získavanie informácií, ich prenos, spracovanie, výstup dát;

možnosť úpravy CTS;

možnosť vytvorenia organizačných systémov na monitorovanie práce CCC;

možnosť vytvorenia personálnych riadiacich systémov.

3. Matematické. Vyhladenie nezrovnalostí v práci technických prostriedkov s informáciami je možné vykonať pomocou programov na prekódovanie, preklad, opätovné rozloženie. To spôsobuje nasledujúce požiadavky na matematický softvér:

rýchle riešenie hlavných úloh automatizovaných systémov riadenia procesov;

zjednodušenie personálnej komunikácie s CCC;

možnosť ukotvenia informácií rôznych technických prostriedkov.

4. Technická požiadavky:

potrebný výkon na včasné riešenie úloh automatizovaných systémov riadenia procesov;

adaptabilita na podmienky vonkajšieho prostredia podniku;

spoľahlivosť a udržiavateľnosť;

používanie jednotných, sériovo vyrábaných blokov;

jednoduchosť prevádzky a údržby;

technická kompatibilita prostriedkov založených na spoločnej elementárnej a konštrukčnej základni;

ergonómia, technická estetika.

5. Ekonomický hardvérové ​​požiadavky:

minimálne kapitálové investície na vytvorenie CTS;

minimálne výrobné plochy pre umiestnenie CTS;

minimálne náklady na pomocné zariadenia.

6. Spoľahlivosť APCS. Revíziou technická podpora zvažuje sa aj otázka spoľahlivosti APCS. Zároveň je potrebné vykonať výskum automatizovaných systémov riadenia procesov, pričom treba zdôrazniť tieto body:

zložitosť (veľký počet rôznych technických prostriedkov a personálu);

multifunkčnosť;

viacsmerné využitie prvkov v systéme;

množstvo spôsobov porúch (príčiny, dôsledky);

vzťah medzi spoľahlivosťou a ekonomickou efektívnosťou;

závislosť spoľahlivosti od technickej prevádzky;

závislosť spoľahlivosti od CTS a štruktúry algoritmov;

8) vplyv personálu na spoľahlivosť.

Úroveň prevádzkovej spoľahlivosti APCS je určená takými faktormi, ako sú:

zloženie a štruktúra použitých technických prostriedkov;

režimy, možnosti údržby a obnovy;

prevádzkové podmienky systému a jeho jednotlivých komponentov;

softvér APCS je súbor programovej a prevádzkovej softvérovej dokumentácie potrebnej na implementáciu funkcií automatizovaného systému riadenia procesov daného režimu prevádzky hardvérového komplexu APCS.

Softvér APCS sa ďalej delí na všeobecný softvér (OPS) a špeciálne softvér (SPO).

TO všeobecný Softvér APCS zahŕňa tú časť softvéru, ktorá sa dodáva kompletná s počítačovým vybavením alebo je zakúpená hotová v špecializovaných fondoch algoritmov a programov. Zloženie HPO APCS zahŕňa programy používané na vývoj programov, prepájanie softvéru, organizovanie prevádzky výpočtového komplexu a ďalšie pomocné a štandardné programy (napríklad organizovanie programov, vysielanie programov, knižnice štandardných programov atď.). HIF APCS vyrábajú a dodávajú vo forme produktov na priemyselné účely výrobcovia prostriedkov VT (pozri odsek 1.4.7).

TO špeciálne Softvér APCS označuje tú časť softvéru, ktorá je vyvinutá pri vytváraní konkrétneho systému (systémov) a zahŕňa programy na implementáciu hlavných (riadiacich a informačných) a pomocných (zabezpečenie špecifikovaného fungovania systému CTS, kontrola správnosti informácií vstup, sledovanie prevádzky systému CTS a pod.) n.) funkcie systémov riadenia procesov. Na základe a pomocou softvéru sa vyvíja špeciálny softvér pre systémy riadenia procesov. Jednotlivé programy alebo open source softvér pre systémy riadenia procesov ako celok môžu byť vyrábané a dodávané vo forme softvérových nástrojov ako produkty pre priemyselné účely.

Softvér zahŕňa všeobecný softvér dodávaný s počítačovým vybavením vrátane organizačných programov, dispečerských programov, vysielacích programov, operačných systémov, knižníc štandardných programov, ako aj špeciálny softvér, ktorý implementuje funkcie konkrétneho systému, zabezpečuje prevádzku KTS vrátane hardvéru.

Matematická, algoritmická podpora. Ako viete, model je obrazom predmetu štúdia, ktorý zobrazuje základné vlastnosti, charakteristiky, parametre, vzťahy objektu. Jednou z metód na štúdium procesov alebo javov v automatizovaných systémoch riadenia procesov je metóda matematického modelovania, t.j. konštrukciou ich matematických modelov a analýzou týchto modelov. Rôzne matematické modelovanie je simulačné modelovanie, ktoré využíva priamu substitúciu čísel, ktoré simulujú vonkajšie vplyvy, parametre a procesné premenné pomocou UVC. Na vykonanie simulačných štúdií je potrebné vyvinúť algoritmus. Algoritmy používané v APCS sa vyznačujú nasledujúcimi vlastnosťami:

dočasné spojenie algoritmu s riadeným procesom;

ukladanie pracovných programov do RAM UVK pre prístup k nim kedykoľvek;

prebytok špecifická hmotnosť logické operácie;

rozdelenie algoritmov na funkčné časti;

implementácia UVC algoritmov v režime zdieľania času.

Berúc do úvahy časový faktor v riadiacich algoritmoch je redukovaný na potrebu stanoviť čas prijímania informácií do systému, čas vydávania správ operátorom na vytvorenie kontrolných akcií, predpovedanie stavu riadiaceho objektu. Je potrebné zabezpečiť včasné spracovanie signálov z UVC spojených s kontrolovaným objektom. Toto je dosiahnuté zostavením najúčinnejších algoritmov z hľadiska rýchlosti, implementovaných na vysokorýchlostnom UVC.

Druhou vlastnosťou algoritmov APCS sú prísne požiadavky na množstvo pamäte potrebnej na implementáciu algoritmu, na konektivitu algoritmu.

Tretia vlastnosť algoritmov je spôsobená skutočnosťou, že technologické procesy sú riadené na základe rozhodnutí prijatých na základe výsledkov porovnávania rôznych udalostí, porovnávania hodnôt parametrov objektu, kontroly plnenia rôznych podmienok a obmedzení.

Použitie štvrtej funkcie algoritmov APCS umožňuje vývojárovi formulovať niekoľko úloh systému a potom spojiť vyvinuté algoritmy týchto úloh do jedného systému. Miera vzájomného vzťahu úloh APCS môže byť rôzna a závisí od konkrétneho riadiaceho objektu.

Na zohľadnenie piatej vlastnosti riadiacich algoritmov je potrebné vyvinúť operačné systémy v reálnom čase a naplánovať postupnosť zavádzania modulov, ktoré implementujú algoritmy úloh APCS, ich vykonávanie závisí od priorít.

V štádiu vývoja automatizovaných systémov riadenia procesov, meranie Informačné systémy, ktoré poskytujú plnú a včasnú kontrolu prevádzkového režimu jednotiek, umožňujúce analyzovať priebeh technologického procesu a urýchliť riešenie problémov optimálneho riadenia. Funkcie centralizovaných riadiacich systémov sú obmedzené na riešenie nasledujúcich úloh:

stanovenie aktuálnych a predpokladaných hodnôt veličín;

stanovenie ukazovateľov v závislosti od množstva nameraných hodnôt;

detekcia udalostí, ktoré sú porušením a poruchami vo výrobe.

Všeobecný model problému pri hodnotení aktuálnych hodnôt nameraných hodnôt a z nich vypočítaných TEC v centralizovanom riadiacom systéme možno znázorniť takto: súbor hodnôt a ukazovateľov, ktoré je potrebné určiť v je špecifikovaný riadiaci objekt, je indikovaná požadovaná presnosť ich hodnotenia, existuje sada snímačov, ktoré sú inštalované na automatizovanom objekte. Potom je všeobecná úloha odhadu hodnoty jednotlivej veličiny formulovaná nasledovne: pre každú jednotlivú veličinu je potrebné nájsť skupinu senzorov, frekvenciu ich dotazovania a algoritmus na spracovanie signálov z nich prijatých. výsledkom čoho je hodnota tejto veličiny určená s danou presnosťou.

Na riešenie problémov v podmienkach automatizovaných systémov riadenia procesov sa využívajú matematické metódy ako lineárne programovanie, dynamické programovanie, optimalizačné metódy, konvexné programovanie, kombinatorické programovanie, nelineárne programovanie. Metódy na zostavenie matematického popisu objektu sú metóda Monte Carlo, matematická štatistika, teória plánovania experimentov, teória radenia, teória grafov, systémy algebraických a diferenciálnych rovníc.

Informačná podpora Systém riadenia procesu zahŕňa: zoznam a charakteristiky signálov charakterizujúcich stav ATK:

Opis zásad (pravidiel) klasifikácie a kódovania informácií a zoznam klasifikačných skupín,

popisy informačných polí, formy dokumentov pre video snímky používané v systéme,

normatívne referenčné (podmienečne trvalé) informácie používané pri prevádzke systému.

Časť organizačná podpora APCS obsahuje popis APCS (funkčná, technická a organizačná štruktúra systému) a pokyny pre prevádzkový personál, potrebné a postačujúce pre jeho fungovanie ako súčasti ATK.

Organizačná podpora obsahuje popis funkčných, technických, organizačných štruktúr systému, pokyny a predpisy pre prevádzkový personál o práci automatizovaných systémov riadenia procesov. Obsahuje súbor pravidiel a predpisov, ktoré zabezpečujú požadovanú interakciu operačného personálu medzi sebou navzájom a so súborom prostriedkov.

Organizačná štruktúra riadenia je teda vzťah medzi ľuďmi, ktorí sa podieľajú na prevádzke zariadenia. Personál operatívneho riadenia udržiava technologický proces v rámci stanovených noriem, zabezpečuje realizáciu plánu výroby, kontroluje prevádzku technologických zariadení a sleduje podmienky pre bezpečný priebeh procesu.

Prevádzkový personál APCS zabezpečuje správne fungovanie CTS APCS, vedie evidenciu a hlásenia. Automatizovaný systém riadenia procesov prijíma z vyššej úrovne riadenia výrobné úlohy, kritériá na realizáciu týchto úloh, prenáša na vyššie úrovne riadenia informácie o plnení úloh, kvantitatívnych a kvalitatívnych ukazovateľoch výrobkov a fungovaní automatizovaného technologického komplexu. .

Na analýzu Organizačná štruktúra a určenie optimálnej konštrukcie vnútorných vzťahov využívajú metódy skupinovej dynamiky. V tomto prípade sa zvyčajne používajú metódy a techniky sociálnej psychológie. Vykonané štúdie umožnili formulovať požiadavky potrebné na organizáciu skupiny prevádzkovo technologického personálu:

všetky výrobné informácie by sa mali prenášať iba prostredníctvom manažéra;

jeden podriadený by nemal mať viac ako jedného priameho nadriadeného;

vo výrobnom cykle vzájomne informujú iba podriadení jedného vedúceho.

Pododdiely Údržba vykonávať prácu vo všetkých fázach tvorby automatizovaných systémov riadenia procesov (návrh, implementácia, prevádzka), ich hlavnými funkciami sú:

Zabezpečenie prevádzky systémov v súlade s pravidlami a požiadavkami technickej dokumentácie;

údržba súčasných a plánovaných opráv technických prostriedkov automatizovaných systémov riadenia procesov;

vykonávanie spolu s vývojármi testov automatizovaných systémov riadenia procesov;

vykonávanie výskumu na určenie ekonomickej efektívnosti systému;

vývoj a implementácia opatrení pre ďalší rozvoj systému;

Pokročilé školenie zamestnancov služby APCS, štúdium a zovšeobecnenie prevádzkových skúseností. Na vykonávanie funkcií musí technológ-operátor disponovať technickým a softvérovým vybavením

znamená poskytovanie, v závislosti od charakteristík technologického procesu, požadovaných súborov nasledujúcich informačných správ:

indikácia nameraných hodnôt parametrov pri hovore;

indikácia a zmena nastavených limitov riadenia parametrov procesu;

zvukový alarm a indikácia odchýlok parametrov nad rámec regulačných limitov;

zvukový alarm a indikácia odchýlok v rýchlosti zmeny parametrov od nastavených hodnôt;

zobrazenie stavu technologického procesu a zariadení na schéme riadiaceho objektu;

zaznamenávanie trendov zmien parametrov;

operatívne evidovanie porušení technologického postupu a úkonov obsluhy.

Informačná podpora(A O) zahŕňa kódovací systém pre technologické a technicko-ekonomické informácie, referenčné a prevádzkové informácie, obsahuje popis všetkých signálov a kódov používaných na komunikáciu technických prostriedkov. Použité kódy musia obsahovať minimálny počet znakov, mať logickú štruktúru a spĺňať ďalšie požiadavky na kódovanie. Formy výstupných dokumentov a predkladania informácií by nemali spôsobovať ťažkosti pri ich používaní.

Pri vývoji a implementácii systému IS APCS je potrebné brať do úvahy princípy organizácie riadenia procesov, ktoré zodpovedajú nasledujúcim etapám.

Stanovenie subsystémov APCS a typov manažérskych rozhodnutí, ktoré si vyžadujú poskytovanie vedeckých a technických informácií. Výsledky tejto fázy sa používajú na určenie optimálnej štruktúry informačných polí, na identifikáciu charakteristík očakávaného toku požiadaviek.

Určenie hlavných skupín spotrebiteľov informácií. Spotrebitelia informácií sú klasifikovaní podľa ich účasti na príprave a prijímaní manažérske rozhodnutia spojené s organizáciou technologického procesu. Zhromažďovanie informácií sa vykonáva s prihliadnutím typy úloh riešené v riadení procesov. Spotrebiteľ môže získať informácie o súvisiacich technologických oblastiach a zároveň sú vytvorené podmienky na redistribúciu informácií pri zmene potrieb.

Štúdium informačných potrieb.

Štúdium tokov vedeckých a technických informácií potrebných pre procesné riadenie je založené na výsledkoch analýzy úloh riadenia. Spolu s tokom dokumentárnych informácií sa analyzujú aj fakty odzrkadľujúce skúsenosti tohto a podobných podnikov.

Vývoj systémov na vyhľadávanie informácií pre riadenie procesov.

Pre automatizované systémy sú charakteristické procesy spracovania informácií – transformácia, prenos, ukladanie, vnímanie. Pri riadení technologického procesu sú prenášané informácie a vstupné informácie sú spracovávané riadiacim systémom na výstupné informácie. Zároveň je nevyhnutná kontrola a regulácia, ktoré spočívajú v porovnávaní informácií o výsledkoch predchádzajúcej etapy činnosti s informáciami zodpovedajúcimi podmienkam dosiahnutia cieľa, v posúdení nesúladu medzi nimi a vypracovaní korekčného výstupného signálu. Nesúlad je spôsobený vnútornými a vonkajšími rušivými vplyvmi náhodného charakteru. Proces prenosu informácií predpokladá existenciu zdroja informácií a príjemcu.

Dokumentácia informácií je potrebná na zabezpečenie účasti človeka na riadení procesu. Následné analýzy vyžadujú akumuláciu štatistických počiatočných údajov zaznamenávaním stavov a hodnôt procesných parametrov v priebehu času. Na základe toho sa kontroluje dodržiavanie technologického postupu, kontroluje sa kvalita výrobkov, sleduje sa činnosť personálu v havarijných situáciách a hľadajú sa smery na zlepšenie procesu.

Pri vývoji informačnej podpory pre automatizované systémy riadenia procesov súvisiacej s dokumentáciou a registráciou je potrebné:

určiť typ evidovaných parametrov, miesto a formu registrácie;

vyberte časový faktor registrácie;

minimalizovať počet zaznamenaných parametrov z dôvodov nevyhnutnosti a dostatočnosti pre operatívne úkony a analýzy;

zjednotiť formáty dokumentov, ich štruktúru;

zadajte špeciálne podrobnosti;

riešiť otázky klasifikácie dokumentov a trás ich pohybu;

určiť množstvo informácií v dokumentoch, určiť miesto a podmienky uloženia dokumentov.

Informačné toky v komunikačných kanáloch automatizovaného systému riadenia procesov musí systém prenášať z potrebná kvalita informácie od miesta ich vzniku až po miesto ich prijatia a použitia. Na to musia byť splnené nasledujúce požiadavky:

včasné doručenie informácií;

vernosť prenosu - žiadne skreslenie, strata;

spoľahlivosť fungovania;

jednota času v systéme;

možnosť technickej realizácie;

zabezpečenie ekonomickej prijateľnosti požiadaviek na informácie. Okrem toho musí systém poskytovať:

regulácia informačných tokov;

možnosť vonkajších vzťahov;

možnosť rozšírenia systému riadenia procesov;

pohodlie ľudskej účasti na analýze a riadení procesu.

Medzi hlavné charakteristiky toku informácií patria:

objekt kontroly (zdroj informácií);

účel informácie;

informačný formát;

objemovo-časové charakteristiky prietoku;

frekvencia výskytu informácií;

objekt, ktorý informácie používa.

Ak je to potrebné, prietokové charakteristiky sú podrobne uvedené uvedením:

druh informácií;

názov kontrolovaného parametra;

rozsah zmeny parametrov v čase;

počet parametrov s rovnakým názvom na objekte;

podmienky zobrazovania informácií;

rýchlosť generovania informácií.

Medzi hlavné informačné charakteristiky komunikačného kanála patria:

umiestnenie začiatku a konca komunikačného kanála;

forma prenášaných informácií;

štruktúra prenosového kanála - snímač, kodér, modulátor, komunikačná linka, demodulátor, dekodér, zobrazovacie zariadenie;

typ komunikačného kanála - telefón, mechanický;

prenosová rýchlosť a množstvo informácií;

spôsoby transformácie informácií;

kapacita kanála;

objem signálu a kapacita komunikačného kanála;

odolnosť proti hluku;

informačná a hardvérová redundancia kanála;

spoľahlivosť komunikácie a prenosu cez kanál;

úroveň útlmu signálu v kanáli;

informačná koordinácia kanálových spojení;

mobilita prenosového kanála.

Časový znak informácie možno zaviesť do automatizovaného systému riadenia procesov, ktorý predpokladá jednotný časový systém s centralizovanou referenčnou stupnicou. Pre informačnú komunikáciu APCS vlastnosť je akcia v reálnom čase. Aplikácia jednotný systém načasovanie poskytuje nasledujúce úlohy:

dokumentovanie času prijatia, prenosu informácií;

zaznamenávanie udalostí vyskytujúcich sa v systéme riadenia procesov;

analýza výrobných situácií na časovej báze (poradie prijatia, trvanie);

berúc do úvahy čas prechodu informácií komunikačnými kanálmi a čas spracovania informácií;

riadenie poradia príjmu, prenosu, spracovania informácií;

nastavenie postupnosti kontrolných akcií v rámci jednej časovej škály;

zobrazenie jediného času v rámci oblasti pokrytia APCS.

Pri tvorbe automatizovaného systému riadenia procesov sa hlavná pozornosť venuje signálom spojeným so spolupôsobením jednotlivých prvkov. Predmetom štúdia sú signály interakcie človeka s technickými prostriedkami a niektoré technické prostriedky s inými technickými prostriedkami. V tomto smere úvaha nasledujúce skupiny signály a kódy:

Prvou skupinou sú štylizované jazyky, ktoré poskytujú ekonomické vkladanie dát do technických prostriedkov a ich výstup operátorovi. Podľa charakteru informácií sa rozlišujú technické a ekonomické údaje.

Druhá skupina - rieši problémy prenosu dát a dokovania technických prostriedkov. Tu je hlavným problémom vernosť prenosu správ, na ktorý sa používajú kódy na opravu chýb. Informačná kompatibilita technických prostriedkov je zabezpečená inštaláciou dodatočného párovacieho zariadenia, použitím pomocných programov na konverziu dát.

Treťou skupinou sú strojové jazyky. Zvyčajne sa binárne kódy používajú s prvkami ochrany údajov na digitálnom module s pridaním kódu s kontrolným bitom.

Všeobecné technické požiadavky na automatizované systémy riadenia procesov pre informačnú podporu:

maximálne zjednodušenie kódovania informácií vďaka kódovým označeniam a opakovaným kódom;

zabezpečenie jednoduchosti dekódovania výstupných dokumentov a formulárov;

3) informačná kompatibilita systémov automatizovaného riadenia procesov s príbuznými systémami z hľadiska obsahu, kódovania, formy prezentácie informácií;

4) možnosť vykonania zmien v predtým prenášaných informáciách;

5) zabezpečenie spoľahlivosti výkonu funkcií systému vďaka odolnosti informácií voči šumu.

Personál APCS interaguje s KTS, vníma a zadáva technologické a ekonomické informácie. Okrem toho operátor komunikuje s ostatnými operátormi a personálom vyššej úrovne. Na uľahčenie týchto prepojení sa prijímajú opatrenia na formalizáciu informačných tokov, na ich kompresiu a zefektívnenie. Počítač prenáša informácie operátorovi vo forme svetelných signálov, obrázkov, tlačených dokumentov, zvukových signálov.

Pri interakcii operátora s UVK je potrebné zabezpečiť:

Vizuálne zobrazenie funkčno-technologickej schémy riadiaceho objektu, informácie o jeho stave v rozsahu funkcií pridelených operátorovi;

zobrazenie spojenia a charakteru interakcie riadiaceho objektu s vonkajším prostredím;

alarm o porušení v prevádzke zariadenia;

Rýchla identifikácia a odstránenie porúch.

Samostatné skupiny prvkov, najpodstatnejšie pre ovládanie a riadenie objektu, sa zvyčajne odlišujú veľkosťou, tvarom, farbou. Technické prostriedky používané na automatizáciu správy umožňujú zadávať informácie len v určitej vopred stanovenej forme. To vedie k potrebe kódovania informácií. Výmena dát medzi funkčnými blokmi riadiaceho systému musí prebiehať úplnými sémantickými správami. Správy sa prenášajú dvoma oddelenými dátovými tokmi: informačným a kontrolným.

Signály toku informácií sú rozdelené do skupín:

meraný parameter;

rozsah merania;

stavy funkčných blokov systému;

adresy (príslušnosť meraného parametra ku konkrétnemu bloku);

• úradník.

Na ochranu pred chybami pri výmene informácií prostredníctvom komunikačných kanálov na vstupe a výstupe zariadenia by sa mali používať redundantné kódy s ich kontrolou parity, cyklickosti, iterácie a opakovateľnosti. Otázky informačnej bezpečnosti súvisia so zabezpečením spoľahlivosti riadiaceho systému, foriem prezentácie informácií. Informácie musia byť chránené pred skreslením a zneužitím. Metódy ochrany informácií závisia od vykonávaných operácií, od použitého vybavenia

Prevádzkový personál APCS tvoria technológovia-operátori ATC, ktorí riadia prácu a riadia TOU pomocou informácií a odporúčaní pre racionálne riadenie vyvinuté automatizačnými systémami APCS a prevádzkový personál APCS, zabezpečujúci správne fungovanie komplexu. technických a softvérových nástrojov APCS. Opravárenský personál nie je súčasťou prevádzkového personálu systému riadenia procesov.

Počas procesu návrhu APCS sa vyvíja matematická a jazyková podpora, ktorá nie je explicitne zahrnutá do fungujúceho systému. Matematická podpora systému riadenia procesov je súbor metód, modelov a algoritmov používaných v systéme. Matematická podpora systému riadenia procesov je realizovaná formou špeciálnych softvérových programov. Jazyková podpora systému riadenia procesov je súbor jazykových nástrojov na komunikáciu operačného personálu systému riadenia procesov s prostriedkami systému CT. Popis jazykových nástrojov je súčasťou prevádzkovej dokumentácie organizačných a softvérových systémov. Metrologická podpora systému riadenia procesov je súbor prác, konštrukčných riešení a hardvérových a softvérových nástrojov zameraných na zabezpečenie špecifikovaných charakteristík presnosti funkcií systému realizovaných na základe informácií o meraní.

Prevádzkový personál zahŕňa technológov-operátorov automatizovaného technologického komplexu, ktorí riadia technologické zariadenie, a prevádzkový personál automatizovaného systému riadenia procesov, ktorý zabezpečuje fungovanie systému. Prevádzkový personál môže pracovať v regulačnej slučke aj mimo nej. V prvom prípade sú riadiace funkcie implementované podľa odporúčaní vydaných CCC. V druhom prípade obsluhujúci personál nastavuje prevádzkový režim systému, riadi chod systému a v prípade potreby preberá riadenie technologického objektu. Opravárenské služby nie sú zahrnuté v APCS.

Dispečerská služba v APCS je umiestnená na križovatke procesného riadenia a riadenia výroby. Operátorské a dispečerské stanovištia automatizovaného riadiaceho systému poskytujú ekonomickú kombináciu schopností operačného personálu a schopností technických prostriedkov.

V organizačných štruktúrach prevádzkového riadenia podniku sa rozšírili tieto typy bodov prevádzkového riadenia:

miestne kontrolné stanovištia. Riadenie je vykonávané samostatnými mechanizmami a jednotkami, obsluhované majstrami, tímami, prístrojmi alebo robotmi.

Operátorské stanice sú nižším stupňom systému na zber, prenos technologických informácií a správu objektu, organizovaný na pracoviskách, oddeleniach, dielňach. Tu sa riešia úlohy dodržania daného technologického režimu, optimalizácie technologického procesu, zabezpečenia rytmu. prevádzka zariadenia, odstraňovanie odchýlok výrobného procesu, predchádzanie a odstraňovanie havarijných stavov. Informácie pre operátorské stanice pochádzajú zo snímačov alebo z miestnych kontrolných stanovíšť a sú reprodukované v plnom rozsahu. Operátorská stanica dostáva aj plánované, regulačné, direktívne informácie z vyšších úrovní riadenia. Operátori vykonávajú tieto funkcie:

riadenie technologického procesu a zariadení na stavenisku;

udržiavanie daného technologického režimu;

zabezpečenie plnenia zmenovej úlohy;

zabezpečenie rytmu prevádzky zariadenia;

odstraňovanie odchýlok procesu, predchádzanie haváriám;

kontrola dostupnosti zásob surovín a materiálov;

vykonávanie príkazov vyššieho dispečera;

kontrolu nad prácou okoloidúcich.

3. Dispečerské miesta. Velíny zhromažďujú výrobné a štatistické informácie potrebné na stanovenie TEP procesu, možnosti jeho optimalizácie v závislosti od kvality surovín, zásob, zdrojov a tiež riešia problémy prevádzkovej kontroly, účtovníctva, analýzy uskutočniteľnosti, riadenia na mierka sekcií, dielní. Hlavnou úlohou riadenia v tejto fáze je distribúcia a koordinácia materiálových a energetických tokov s cieľom získať maximálnu efektivitu výroby. Funkcie vedúcich zmien predajne sú:

1) zabezpečenie plnenia zmenových úloh;

2) operatívne riadenie technologického procesu v súlade s úlohami as využitím dostupných technických prostriedkov;

koordinácia práce dielenských sekcií;

Diaľkové ovládanie prietokových dopravných systémov;

kontrolu nad prácou obsluhujúceho personálu.

4. Centrálne kontrolné body:

zabezpečenie realizácie operačných plánov;

kontrola a riadenie postupu pri realizácii zmenových a denných plánovaných cieľov pre dielne a podnik;

zber, predbežné spracovanie informácií o stave technologického procesu, fixovanie odchýlok od plánovaných ukazovateľov;

koordinácia práce obchodov a služieb podniku;

tvorba reportingových informácií o priebehu plnenia plánovaných cieľov, stave technologického procesu, zariadení, zásob.

Riešenie týchto úloh zabezpečujú nasledujúce funkcie:

zber, prenos, príjem informácií, ich primárne spracovanie, redukcia do formy vhodnej pre operatívnu kontrolu a účtovníctvo;

kontrola prevádzky zariadení, realizácia zmenových a denných plánov dielní;

odstránenie núdzových situácií;

kontrola nad časom a príčinami prestojov zariadení;

účtovanie spotreby materiálu, paliva, energie;

koordinácia výrobných činností obchodov, služieb podniku;

Sledovanie plnenia pokynov vedenia spoločnosti.

Dispečerská služba v systéme riadenia procesov je určená na riešenie nasledujúcich úloh:

1) prevádzkové účtovníctvo:

produkcia za hodinu, smenu, deň;

zasielanie produktov podľa typov na obdobia;

zvyšky vyrobených produktov;

počet porušení technologických režimov;

prestoje zariadenia z dôvodov na obdobie;

čas prevádzky zariadenia na určité obdobia;

počet odstávok zariadenia medzi opravami;

spotreba surovín, materiálov, zdrojov na obdobia.

2) operačná analýza:

analýza vykonávania plánu, detekcia rušenia;

hodnotenie predhavarijných situácií, identifikácia trendov;

určenie zmien v rytme výstupu;

analýza stavu zariadení a dôvodov prestojov;

identifikácia úzkych miest a rezerv;

analýza trendov v TEP;

analýza trendov v zásobách, vozidlách;

určenie dostupnosti energetických zdrojov;

kontrola výroby, expedície, zvyškov hotových výrobkov;

analýza implementácie výrobného plánu s prihliadnutím na odchýlky;

analýza technologických parametrov, kvalita produktu;

posúdenie odchýlok parametrov produktu od požadovaných;

analýza skutočných hodnôt technologických parametrov;

analýza odchýlok technologických parametrov;

analýza práce a typov prestojov zariadení;

identifikácia odchýlok od noriem spotreby surovín, energetických zdrojov;

analýza kvality surovín, zdrojov;

zisťovanie zásob surovín, vozidiel;

analýza TEP za obdobia;

identifikácia odchýlok TEP od noriem.

3) operatívne plánovanie:

produkcia za obdobia;

prvky výroby na obdobia;

výkon a spotreba výrobných prvkov.

4) operačné prognózovanie:

produkcia za dané obdobie;

predvídanie núdzových situácií;

Výpočet TEP.

5) prevádzkový manažment:

koordinácia nákladov účinkujúcich, techniky, dopravy;

prevencia núdzových situácií;

úprava harmonogramov opráv zariadení;

zmena prevádzkových režimov zariadenia.

Práca dispečera si vyžaduje vysokú rýchlosť optimálnych rozhodnutí, na čo je potrebné vopred pripraviť súbor základných situácií a najlepšie riešenia pre každú situáciu. Pre výrobu je vhodné vypracovať technologický postup pre prácu každého dispečera. Na začiatku sú určené hlavné funkcie a úlohy, ktoré musí dispečer vykonávať, zostavuje sa rozšírená technológia práce dispečera. Potom sa na základe rozšírenej technológie vypracujú podrobné technologické kontrolné mapy. Štruktúru dispečerského riadenia určuje organizačná štruktúra podniku, prípustný stupeň centralizácie riadenia pre danú výrobu.

S centralizovaným riadiacim systémom je v predajniach organizovaných množstvo operátorských miest, ktoré im umožňujú riadiť v súlade s pokynmi vedenia podniku.

Operátori v automatizovaných systémoch riadenia procesov riadia technologické objekty. Môžu pracovať v riadiacej slučke a mimo nej. V regulačnej slučke operátor vykonáva riadiace funkcie pomocou odporúčaní pre racionálne riadenie vyvinutých technickými prostriedkami. Mimo regulačnej slučky operátor nastavuje prevádzkové režimy systému, riadi chod systému a v prípade potreby (havária, porucha) preberá riadenie technologického objektu. Práca operátora v automatizovanom systéme riadenia procesov sa vyznačuje prítomnosťou zložitých zariadení, veľkými tokmi informácií a obmedzeným časom na rozhodovanie.

Náročnosť práce operátora v systéme automatizovaného riadenia procesov je daná potrebou naštudovania technológie riadeného procesu, veľkým počtom prístrojov a ovládacích prvkov umiestnených na riadiacom paneli a značnou psychickou záťažou. Pri správe technologického objektu prevádzkovateľ zabezpečuje:

Konsolidácia technických znalostí na mieste (vybavenie, režimy), komunikácia s inými stránkami; umiestnenie ovládacích, riadiacich, ochranných, poplašných zariadení;

sledovanie pokroku technologického procesu;

posúdenie kvality automatizácie, stabilizácia parametrov, charakter vonkajších porúch;

Diaľkové ovládanie v rôznych situáciách, regulácia parametrov v podmienkach riešenia problémov s prietokom, minimalizácia počtu zariadení;

vykonávanie činností na zapnutie a vypnutie pomocného zariadenia;

vytváranie správ pre operačný personál;

riešenie problémov a riešenie problémov;

rýchle odčítanie údajov prístroja.

Hlavná literatúra

Fedorov Yu.N. Príručka procesného kontrolóra: Dizajn a vývoj. - M.: Infra-Engineering, 2008. - 928 s.

Nesterov A.L. Návrh systémov riadenia procesov: Metodická príručka. Kniha 1. - Petrohrad: Vydavateľstvo DEAN, - 2006. - 757 s.

Nesterov A.L. Návrh systémov riadenia procesov: Metodická príručka. Kniha 2. - Petrohrad: Vydavateľstvo DEAN, - 2009. - 944 s.

Celoodvetvové smernice pre tvorbu a aplikáciu automatizovaných systémov riadenia procesov v priemysle (ORMM - 3 APCS), - M .: GKNT. 1986

doplnková literatúra

materiálov informačné portály: www.kazatomprom.kz, www.kipiasoft.com www.automation.ru, www.scada.ru www.automation-drives.ru, www.siemens.com, www.ad.siemens.de

Ministerstvo školstva a vedy Ruskej federácie

Federálna agentúra pre vzdelávanie

Štát vzdelávacia inštitúcia HPE

"ŠTÁTNA UNIVERZITA ORENBURG"

Letecký inštitút

Katedra systémov automatizácie výroby

Absolventský projekt

na tému: Vývoj automatického riadiaceho systému technologických parametrov plynovej kompresorovej jednotky

Vysvetľujúca poznámka

OGU 220301.65.1409.5PZ

Hlava Katedra SAP N.Z. Sultanov

"Priznať sa k obhajobe"

"____" __________________ 2009

Vedúci Yu.R. Vladov

Postgraduálny študent P.Yu. Kadykov

Konzultanti sekcie:

Ekonomická časť O.G. Goreliková-Kitaeva

Bezpečnosť práce L.G. Proskurin

Normový ovládač N.I. Zhezera

Recenzent V.V. Turci

Orenburg 2009

Oddelenie____SAP______________________

Potvrdzujem: oddelenie _____________

"______" ______________________ 200____

DIZAJNOVÝ PROJEKT

ŠTUDENT Kadykov Pavel Jurijevič

1. Téma projektu (schválená uznesením univerzity z 26. mája 2009 č. 855-C) Vývoj automatického riadiaceho systému technologických parametrov plynovej kompresorovej jednotky

3. Počiatočné údaje pre projekt

Technické vlastnosti kompresorovej jednotky 4GC2-130/6-65; popis prevádzkových režimov kompresora 4Hz2-130/6-65; pravidlá pre demontáž a montáž kompresorovej jednotky 4GTS2-130/6-65; návod na obsluhu komplexu monitorovacích a riadiacich zariadení MSKU-8000.

1 analýza prevádzkových režimov jednotky plynového kompresora 4GC2

2 popis súčasného automatizačného systému

3 komparatívna analýza existujúce softvérové ​​a hardvérové ​​systémy na automatizáciu plynových kompresorových jednotiek

4 prehľad a popis technológie OCR

5 výber významných technologických parametrov GPU, pre ktoré sa odporúča použiť automatický riadiaci systém odchýlky k hraničným hodnotám

6 popis vyvinutého softvérového systému pre automatické riadenie technologických parametrov

7 vypracovanie a popis schémy laboratórneho stojana na testovanie vyvinutého softvérového systému pre automatické riadenie technologických parametrov

5. Zoznam grafického materiálu (s presným uvedením požadovaných výkresov)

Reduktor a hnacia časť kompresora, FSA (A1)

Porovnávacie charakteristiky existujúcich GPA ACS, tabuľka (A1)

Systém automatického riadenia technologických parametrov, funkčná schéma (A1)

Zmena technologického parametra v čase a princíp spracovania aktuálnych údajov, teoretická schéma (A2)

Aproximácia a výpočet predpovedného času, vzorce (A2)

Softvérový modul pre automatické riadenie parametrov procesu, programová schéma (A2)

Softvérový modul pre automatické riadenie parametrov procesu, výpis programov (A2)

Automatický riadiaci systém technologických parametrov a operátorský ovládací panel, obrazovkové formuláre (A1)

Normálne vypnutie GPU, programová schéma (A2)

Núdzové zastavenie GPU, programová schéma (A2)

Stojan pre laboratórny výskum, schéma zapojenia (A2)

Stojan na laboratórny výskum, konštrukčný diagram (A2)

6. Projektoví konzultanti (s uvedením príslušnej časti projektu)

O.G. Gorelikova-Kitaev, ekonomická časť

L.G. Proskurin, bezpečnosť práce

Hlava _____________________________________ (podpis)

______________________________ (podpis študenta)

Poznámky: 1. Táto úloha je pripojená k dokončenému projektu a predkladá sa SEC spolu s projektom.

2. Okrem zadania musí študent dostať od vedúceho práce kalendárny harmonogram prác na projekte na celé projektové obdobie (s uvedením termínov a prácnosti jednotlivých etáp).

Úvod

2.1 Všeobecné charakteristiky

2.2 Systém mazania

2.3 Ovládací panel SSU

2.4 Náplň SGU

2.5 Systém vyrovnávacieho plynu

2.6 Dusíkové zariadenie

4 Postupy údržby procesu

5 Popis súčasného automatizačného systému

5.1 Prehľad technológie OPC

6 Porovnanie existujúcich hotových riešení pre GCU ACS

6.1 Softvérový a hardvérový komplex ASKUD-01 NPK "RITM"

6.2 Softvérový a hardvérový komplex ACS GPA SNPO "Impulse"

7 Výber významných parametrov procesu

8 Popis vyvinutého systému pre automatické riadenie technologických parametrov

8.1 Funkcionalita programu

8.1.1 Rozsah pôsobnosti

8.1.2 Obmedzenia aplikácie

8.1.3 Použité technické prostriedky

8.2 Osobitné podmienky používania

8.3 Návod na použitie

9 Laboratórna lavica

9.1 Popis laboratórneho stola

9.2 Konštrukcia laboratórneho stola

9.3 Schéma laboratórneho stojana

10 Zdôvodnenie ekonomického efektu používania ACS

10.1 Kalkulácia nákladov na vytvorenie ACS

10.2 Výpočet ekonomického efektu z použitia ACS

11 Bezpečnosť práce

11.1 Analýza a zabezpečenie bezpečné podmienky pôrod

11.3 Možné núdzové situácie

11.4 Výpočet doby trvania evakuácie z budovy

Záver

Zoznam použitých zdrojov

Úvod

Problém riadenia technologických parametrov plynových kompresorových jednotiek (GCU) je len čiastočne vyriešený existujúcimi automatizačnými systémami, ktoré ho redukujú na súbor podmienok vo forme hraničných hodnôt pre každý parameter, po dosiahnutí ktorých je striktná postupnosť Vyskytnú sa akcie ACS. Najčastejšie, keď ktorýkoľvek parameter dosiahne jednu zo svojich limitných hodnôt, automaticky sa zastaví iba samotná jednotka. Každé takéto zastavenie spôsobuje značné straty materiálu a environmentálne zdroje a zvýšené opotrebenie zariadenia. Tento problém je možné vyriešiť zavedením automatického riadiaceho systému technologických parametrov, ktorý by dokázal dynamicky sledovať zmenu technologických parametrov GCU a vopred informovať operátora o tendencii niektorého z parametrov k jeho hraničnej hodnote. .

Naliehavou a významnou úlohou je preto vývoj nástrojov, ktoré dokážu rýchlo sledovať zmeny technologických parametrov a vopred hlásiť na pracovisko operátora informáciu o pozitívnej dynamike ktoréhokoľvek parametra vo vzťahu k jeho hraničnej hodnote. Takéto nástroje môžu pomôcť zabrániť niektorým vypnutiam GPU.

Účel diplomovej práce: zlepšenie účinnosti plynovej kompresorovej jednotky 4GTS2.

Hlavné úlohy:

Vývoj softvérového systému pre automatické riadenie technologických parametrov;

Vývoj FSA fragmentu plynovej čerpacej jednotky označujúci významné technologické parametre podliehajúce automatickému riadeniu.

1 Všeobecná charakteristika výroby

Závod na spracovanie plynu v Orenburgu (OGPP) je jedným z najväčších závodov v Rusku na spracovanie uhľovodíkových surovín. V roku 1974 Štátna akceptačná komisia ZSSR prijala do prevádzky štartovací komplex prvej etapy OGPP s vývojom hotových komerčných produktov. Nasledovalo zavedenie druhej a tretej fázy OGPP.

Hlavné predajné produkty pri spracovaní surového plynu v závode na spracovanie plynu sú:

stabilný plynný kondenzát a viaczložková uhľovodíková frakcia, ktorá sa prepravuje na ďalšie spracovanie do ropných rafinérií Salavatsky a Ufimsky v Republike Bashkortostan;

skvapalnené uhľovodíkové plyny (technická zmes propán-bután), ktoré sa používajú ako palivo pre potreby domácnosti a v cestná preprava, ako aj na ďalšie spracovanie v chemickom priemysle; zasielané spotrebiteľovi v železničných cisternách;

tekutá a kusová síra - dodávaná podnikom chemický priemysel na výrobu minerálnych hnojív, farmaceutický priemysel, poľnohospodárstvo; zasielané spotrebiteľom po železnici v cisternách (kvapalné) a gondolách (hrudkovité);

odorant (zmes prírodných merkaptánov) sa používa na odorizáciu zemného plynu dodávaného do verejnej inžinierskej siete.

Všetky obchodovateľné produkty sú dobrovoľne certifikované, spĺňajú požiadavky súčasného stavu, priemyselné normy, technické údaje a zákaziek, je konkurencieschopný na domácom a zahraničnom trhu. Všetky druhy činností vykonávaných v závode sú licencované.

Organizačná štruktúra závodu na spracovanie plynu je znázornená na obrázku 1.

Obrázok 1 - Organizačná štruktúra závodu na spracovanie plynu Orenburg

Súčasťou OGPP sú hlavné technologické dielne č. 1, č. 2, č. 3, ktoré sa zaoberajú čistením plynu a sušením zo zlúčenín síry, ako aj získavaním odorantu, stabilizáciou kondenzátu, regeneráciou amínov a glykolov. V každej dielni sú tiež zariadenia na výrobu síry a čistenie výfukových plynov.

Takýto veľký podnik má veľké množstvo pomocných dielní, medzi ktoré patria: mechanická opravovňa (RMC), elektrodielňa, dielňa na opravu a údržbu prístrojovej a automatizačnej techniky (KIPiA), centrálne závodné laboratórium (CZL), ako aj vodáreň, ktorá zabezpečuje všetku výrobu pary a vody.

Významnú úlohu pri takejto výrobe zohráva aj autodopravná dielňa (ATC), keďže všetku prepravu nákladov v rámci závodu aj mimo neho vykonávajú vlastné vozidlá.

2 Charakteristika odstredivého kompresora 4Hz2-130/6-65

2.1 Všeobecné charakteristiky

Odstredivý kompresor 4GC2-130/6-65 331AK01-1(331AK01-2) je určený na stláčanie kyslých plynov expanzie (zvetrávania) a stabilizácie vznikajúcich v procese spracovania nestabilného kondenzátu I, II, III stupňov závodu, expandéra plyny, plyny stabilizácie a zvetrávania zo zariadení 1,2,3U-70; U-02.03; 1,2,3U-370; U-32; U-09.

Kompresorová jednotka (obrázok 2) je inštalovaná v dielni, napojená na existujúce dielenské rozvody plynu, vody, vzduchu, elektrickej siete, ACS shop (tabuľka 1.1). Zloženie inštalácie podľa tabuľky 1.2.

Obrázok 2 - Kompresorová jednotka so systémom tesnenia konca oleja

Plyn je stláčaný odstredivým kompresorom 4GC2-130 / 6-65 (1.495.004 TU, OKP 3643515066, ďalej len "kompresor").

Kompresor navrhol CJSC NIITurbokompressor pomenovaný po V.B. Shnepp v roku 1987, vyrobený a dodaný v rokoch 1989-1991, v prevádzke od roku 2003 (č. 1 od 22.03.2003, č. 2 od 5.5.2003). Prevádzková doba na začiatku rekonštrukcie: č. 1 - 12 678 hodín, č. 2 - 7 791 hodín (20.6.2006). Záruka výrobcu vypršala.

Tabuľka 1 - Dekódovanie označenia kompresora:

Kompresor je poháňaný synchrónnym elektromotorom STDP-6300-2B UHL4 6000 s výkonom 6,3 MW a rýchlosťou rotora 3000 ot./min.

Zvýšenie rýchlosti otáčania zabezpečuje horizontálny jednostupňový multiplikátor s evolventným prevodom (0,002,768 TO).

Spojenie hriadeľov kompresora a elektromotora s hriadeľmi multiplikátora zabezpečujú ozubené spojky s perovým spôsobom pristátia na hriadeli (0,002,615 TO).

Olejové ložiská kompresora. Prívod oleja do ložísk zabezpečuje olejový systém ako súčasť kompresorovej jednotky.

Olejový vykurovací a chladiaci systém je vodný.

Komerčný plyn na vstupe do kompresora sa oddeľuje a čistí. Po prvej a druhej sekcii sa komerčný plyn ochladí v chladiči vzduchu (vzduchové chladenie), separuje a čistí.

Cez ústredňu DGS sa do systému DGS privádza pufrový plyn a technický dusík vyrobený dusíkárňou z prístrojového vzduchu. Nárazový plyn a prístrojový vzduch sú dodávané z dielenských liniek. Zloženie a vlastnosti obchodného plynu a vyrovnávacieho plynu podľa tabuľky 1.5 a 1.6, parametre prístrojového vzduchu podľa tabuľky 1.1.

Automatický riadiaci systém kompresorovej jednotky je založený na MSKU-SS-4510-55-06 (SS.421045.030-06 RE) a je napojený na ACS dielne.

Obrázok 3 - Kompresorové zariadenie so systémom DGS

Tabuľka 2 – Podmienky poskytované dielenskými systémami

Zloženie kompresorovej jednotky zahŕňa:

Kompresný blok;

Elektrický motor;

mazacia jednotka;

Blok olejových chladičov;

Medziľahlé a prívesné chladiče plynu;

Vstupné medziľahlé a koncové separátory;

Mazací systém vrátane medziblokových potrubí;

Potrubné zostavy plynových komunikácií;

Prístrojový systém a A.

Tabuľka 3 - Hlavné charakteristiky kompresorovej jednotky 4Hz2

2.2 Systém mazania

Mazací systém je určený na privádzanie maziva do ložísk kompresných skríň kompresora, elektromotora, multiplikátora a ozubených spojok. Pri núdzovom zastavení kompresora, keď elektrické olejové čerpadlá nepracujú, je olej do ložísk privádzaný z núdzovej nádrže umiestnenej nad kompresorom.

Tabuľka 3 - Podmienky pre normálnu prevádzku mazacej jednotky

Mazacia jednotka (AC-1000) pozostáva z dvoch filtračných jednotiek, dvoch jednotiek elektrického čerpadla, olejovej nádrže, jednotky jemného čistenia a dvoch chladičov oleja.

Filtračná jednotka je určená na čistenie oleja vstupujúceho do trecích jednotiek od mechanických nečistôt.

Jednotka na čistenie jemného oleja je určená na oddelenie oleja od vody a mechanických nečistôt a pozostáva z odstredivého separátora UOR-401U a elektromotora namontovaného na spoločnom ráme.

Olejová nádrž je nádrž, v ktorej sa zhromažďuje, skladuje a usadzuje od nečistôt (voda, vzduch, kal), olejov odvádzaných z trecích jednotiek. Nádrž je zváraná obdĺžniková nádoba, rozdelená priečkami na 2 oddelenia:

Odtok na zachytávanie a predbežné usadzovanie oleja;

Plot.

Olej sa zo systému vypúšťa cez odpeňovač. V hornej časti nádrže je poklop na čistenie uzavretý vekom. Na linke spájajúcej nádrž s atmosférou je inštalovaná protipožiarna bariéra, aby sa zabránilo vniknutiu požiaru do nádrže na olej. Na ohrev oleja je olejová nádrž vybavená ohrievačom špirály. Aby sa zabránilo vniknutiu pary (parného kondenzátu) do olejovej nádrže v prípade odtlakovania špirály, je tu ochranný kryt naplnený olejom.

Na chladenie oleja slúži olejový chladič, čo je horizontálne rúrkové zariadenie s pevnými rúrkovými doskami. Olej sa chladí privádzaním vody z prívodu cirkulujúcej vody do cievky chladiča oleja.

Suché plynodynamické tesnenia sú určené na utesnenie koncových tesnení kompresných skríň pre odstredivé kompresory typu 4GC2-130/6-65 331AK01-1(2).

Zloženie suchých plynových dynamických tesnení zahŕňa:

ovládací panel SSU;

SGU kazety;

Membránová jednotka na separáciu plynov MVA-0.025/95, ďalej;

- "Dusíkové zariadenie".

Mazacia jednotka (AC-1000) pozostáva z 2 filtračných blokov, 2 jednotiek elektrického čerpadla, olejovej nádrže, jednotky jemného čistenia, 2 chladičov oleja.

Filtračná jednotka je určená na čistenie oleja vstupujúceho do trecích jednotiek od mechanických nečistôt. Jednotka na čistenie jemného oleja je určená na oddelenie oleja od vody a mechanických nečistôt a pozostáva z odstredivého separátora UOR-401U a elektromotora namontovaného na spoločnom ráme.

Elektrické čerpacie jednotky sú určené na dodávanie oleja do trecích jednotiek počas spúšťania, prevádzky a zastavenia kompresora a pozostávajú z čerpadla a elektromotora. Jedno z čerpadiel je hlavné, druhé je záložné.

Olej sa zo systému vypúšťa cez odpeňovač. V hornej časti nádrže je poklop na čistenie uzavretý vekom. Na linke spájajúcej nádrž s atmosférou je inštalovaná protipožiarna bariéra, aby sa zabránilo vniknutiu požiaru do nádrže na olej. Na ohrev oleja je olejová nádrž vybavená ohrievačom špirály. Aby sa zabránilo vniknutiu pary (parného kondenzátu) do olejovej nádrže v prípade odtlakovania cievky, je tu ochranný kryt naplnený olejom. Na chladenie oleja slúži olejový chladič, čo je horizontálne rúrkové zariadenie s pevnými rúrkovými doskami. Olej sa chladí privádzaním vody z prívodu cirkulujúcej vody do cievky chladiča oleja.

2.3 Ovládací panel SSU

Ovládací panel SGU je určený na ovládanie a monitorovanie činnosti skľučovadiel SGU a je to rúrková konštrukcia z nehrdzavejúcej ocele, na ktorej sú umiestnené prístrojové a regulačné ventily, namontované na vlastnom ráme.

Ovládací panel SSU obsahuje:

Systém vyrovnávacieho plynu zabezpečujúci dodávku vyčisteného plynu do jednotiek DGS;

Systém kontroly úniku plynu;

Systém separačného plynu.

Tabuľka 4 - Hlavné parametre panelu DGS:

2.4 Náplň SGU

Vložka SGU oddeľuje čerpaný, komerčný (stlačený) plyn a atmosférický vzduch a zabraňuje úniku plynu do dutiny ložiskových komôr a vstupu oleja do dráhy toku kompresora.

Kazeta SGU pozostáva z dvoch mechanických tesnení umiestnených za sebou (tandem). Typ skľučovadla v smere otáčania - reverzibilné.

Tesniaci stupeň kazety SGU pozostáva z dvoch krúžkov: pevného (časť statora alebo čelná plocha) a otočného na hriadeli rotora (časť rotora alebo sedlo). Cez medzeru medzi nimi plyn prúdi z oblasti vysokého tlaku do oblasti nízkeho tlaku.

Koniec je utesnený O-krúžkom ako sekundárnym tesnením.

Tolerančné krúžky sú inštalované na vnútornom povrchu tesniaceho puzdra (vložené do špeciálne opracovaných drážok a prilepené na miesto).

Statorová časť trecej dvojice je vyrobená z grafitu. Rotorová časť je vyrobená zo zliatiny karbidu volfrámu s drážkami. Špirálovité drážky sú vyrobené v tesneniach jednosmerné v smere otáčania, symetrické drážky - v otočných tesneniach

Prítomnosť drážok na rotorovej časti tesniaceho páru počas otáčania hriadeľa vedie k zdvíhacej sile, ktorá zabraňuje zmiznutiu medzery. Stála prítomnosť medzery medzi krúžkami zaisťuje, že medzi povrchmi krúžkov nedochádza k suchému treniu.

Symetrický tvar drážok v reverznom tesnení vzhľadom na radiálnu líniu zaisťuje činnosť kazety SGU pri otáčaní v akomkoľvek smere.

Vírenie toku v medzere umožňuje vrhanie pevných častíc k výstupu z medzery. Veľkosť pevných častíc vstupujúcich do medzery by nemala presiahnuť minimálnu pracovnú veľkosť medzery (od 3 do 5 mikrónov),

Veľkosť medzery v tesniacej fáze kazety SGU závisí od parametrov plynu pred utesnením (tlak, teplota, zloženie plynu), rýchlosti otáčania rotora a konštrukčného tvaru tesniacich prvkov.

So zvýšením tlaku pred tesnením sa veľkosť medzery zmenšuje a axiálna tuhosť plynovej vrstvy sa zvyšuje. So zvyšujúcou sa rýchlosťou rotora sa zväčšuje medzera a zvyšuje sa únik plynu cez tesniaci stupeň.

Vložka je oddelená od prietokovej časti koncovým labyrintovým tesnením, od ložiskových komôr - bariérovým tesnením (grafitové tesnenie typu T82).

Tlak pred koncovými labyrintmi prvej a druhej sekcie zodpovedá tlaku v sacej komore prvej sekcie.

Aby sa zabránilo prenikaniu kompresného plynu z prietokovej dráhy do náplne SGU, do prvého stupňa náplne SGU sa privádza tlmivý (vyčistený komerčný) plyn (zo strany prietokovej dráhy).

Väčšina (viac ako 96 %) vyrovnávacieho plynu vstupuje cez labyrintové tesnenie do prietokovej dráhy kompresora a menšia časť uniká do dutiny medzi tesniacimi stupňami náplne, z ktorej je kontrolovaný odvod netesností do sviečky (primárny únik je menší ako 3 %).

Druhý (vonkajší) stupeň náplne pracuje pri tlaku blízkom atmosférickému. Blokuje primárny únik a je tiež bezpečnostnou sieťou v prípade odtlakovania prvého tesniaceho stupňa kazety. V prípade poruchy primárneho tesnenia preberá sekundárne tesnenie jeho funkcie a funguje ako jediné tesnenie.

Ako separačný plyn sa do linky bariérového tesnenia privádza technický dusík, ktorý sa vyrába z prístrojového vzduchu v dusíkárni.

Dusík je privádzaný do kanála bariérového grafitového tesnenia zo strany ložiskových komôr a bráni vstupu oleja a jeho výparov do druhého stupňa nábojnice, ako aj vstupu plynu do ložiskovej komory.

Dusík nevytvára výbušnú zmes s plynom v sekundárnej únikovej dutine a „fúka“ ho na sviečku. Množstvo sekundárneho úniku nie je kontrolované.

Vložka SGU zabezpečuje utesnenie a bezpečnú prevádzku kompresora v rozsahu jeho prevádzkových režimov a pri zastavení kompresora pod tlakom v okruhu.

Tabuľka 5 - Hlavné parametre kazety SGU

2.5 Systém vyrovnávacieho plynu

Tlmiaci plyn z továrenského hlavného potrubia je jemne vyčistený v monobloku filtra John Crane (dvojitý filter - jeden pracovný filter, jeden rezervný) a následne priškrtený na požadované parametre na vstupe do kaziet SGU.

Monoblokový filter John Crane je duplikovaný filtračný systém. Počas prevádzky je aktívny iba jeden filter. Bez zastavenia kompresora môžete prepínať z jedného filtra na druhý.

Filtračný monoblok má prepínací ventil a obtokový ventil. Obtokový ventil natlakuje dutiny prepínacích ventilov na oboch stranách, aby sa predišlo zlyhaniu pri jednostrannom zaťažení na dlhú dobu. Okrem toho tento obtokový ventil plní druhé puzdro filtra plynom. Pri prepnutí na druhý filter sa prietok nepreruší. Za normálnych prevádzkových podmienok by mal byť obtokový ventil otvorený. Mal by byť zatvorený iba pri výmene filtra. Priemer otvoru obtokového ventilu je minimalizovaný na 2 mm. To zaisťuje uvoľnenie veľmi malého množstva plynu do atmosféry v prípade, že bypass ventil náhodne zostal otvorený pri výmene filtračných prvkov.

Všetky guľové ventily A2 - A9 obsiahnuté vo filtračnom monobloku sú zatvorené vo vertikálnej polohe a otvorené vo vodorovnej polohe páky.

Každá strana monobloku má výstup a čistiaci port pre každý filter. Na spodnej strane každého puzdra sú drenážne otvory uzavreté zátkami.

Filter je potrebné kontrolovať aspoň každých 6 mesiacov, či nedochádza ku kondenzácii a/alebo upchatiu. V počiatočnej fáze prevádzky sa odporúča týždenná vizuálna kontrola filtračných prvkov.

Každá kazeta SGU je vybavená systémom na monitorovanie úniku plynu a odvádzanie primárneho úniku plynu do zapaľovacej sviečky a sekundárneho úniku plynu do atmosféry.

Separačný plyn sa privádza do panelu SGU a je priškrtený na požadovaný tlak na vstupe do kaziet SGU. Systém je navrhnutý tak, aby zabránil úniku plynu do ložiskovej zostavy, eliminoval výbušnú koncentráciu čerpaného plynu v dutinách kompresora a tiež chránil DGS pred vniknutím oleja z dutín ložísk. Systém je vybavený obtokom, ktorý obsahuje poistný ventil, ktorý smeruje nadmerný tlak priamo na zapaľovaciu sviečku.

2.6 Dusíkové zariadenie

Zariadenie na výrobu dusíka zahŕňa jednotku na prípravu vzduchu, jednotku na separáciu plynov a riadiaci a monitorovací systém. Hlavnými prvkami inštalácie sú dva membránové moduly na separáciu plynov na báze dutých vlákien. Moduly pracujú podľa metódy membránovej separácie. Podstata tejto metódy spočíva v rôznych rýchlostiach prieniku plynu cez polymérnu membránu v dôsledku rozdielu parciálnych tlakov. Moduly sú určené na separáciu zmesí plynov.

Okrem modulov inštalácia zahŕňa:

Adsorbér AD1 na čistenie vzduchu;

Elektrický ohrievač H1 na ohrev vzduchu;

Filtre F1, F2, F3 a F4 na konečné čistenie vzduchu;

Kabinet kontroly a riadenia.

Modul pozostáva z tela a zväzku dutých vlákien v ňom umiestnených. Vzduch je privádzaný do dutých vlákien a kyslík, prenikajúci cez steny vlákien, vypĺňa medzivláknový priestor vo vnútri krytu a vystupuje cez odbočnú rúrku „Permeate output“ von a plyn (dusík) zostávajúci vo vnútri vlákien je privádzané cez odbočné potrubie „Výstup dusíka“ do riadiaceho stojana SGU.

Filtre F1-F4 sú určené na čistenie vzduchu od kvapkajúceho oleja a prachu.

Adsorbér AD1 je určený na čistenie vzduchu od olejových výparov. Aktívne uhlie sa naleje do kovového puzdra, medzi mriežky. Na spodnej mriežke je pripevnená filtračná tkanina. Aktívne uhlie SKT-4 a filtračná tkanina "Filtra-550" sa musia vymeniť po 6000 hodinách prevádzky adsorbéra.

Elektrický ohrievač je určený na ohrev vzduchu vstupujúceho do modulu. Elektrický ohrievač je nádoba s telesom tepelne izolovaným od vonkajšieho prostredia a v nej umiestneným rúrkovým ohrievačom (TEN).

Tvarovky ks 1, ks 2 a hroty NK-1, NK-2 sú určené na výber analýzy z modulov MM1 a MM2 pri nastavovaní inštalácie. Ak chcete vykonať analýzu, nasaďte na príslušný hrot gumenú hadicu, pripojte ju k analyzátoru plynu a otočte kľúčom o 1/3 otáčky proti smeru hodinových ručičiek.

Povrch vlákna má poréznu štruktúru s nanesenou vrstvou separácie plynov. Princíp fungovania membránového systému je založený na rozdielnej rýchlosti prenikania zložiek plynu cez membránovú látku v dôsledku rozdielu parciálnych tlakov na rôznych stranách membrány.

Dusíková elektráreň je plne funkčná automatický režim. Monitorovací a riadiaci systém zabezpečuje kontrolu parametrov inštalácie a ochranu proti mimoriadnym udalostiam, automatické vypnutie v prípade poruchy.

Tabuľka 6 - Základné parametre dusíkatého zariadenia

3 Popis technologického postupu a technologickej schémy objektu

Keď je jednotka na čistenie a stabilizáciu kondenzátu (U-331) v prevádzke, stabilizačný plyn z 331V04 sa posiela do separátora 331AC104, kde sa oddelí od kvapaliny a cez vypínacie zariadenie 331AAU1-1 vstupuje do redukčnej jednotky s PCV501. -1 a PCV501-2 ventily, ktoré regulujú tlak v sacom potrubí v rozmedzí 5,7-7,5 kgf/cm2.

Hladina kvapaliny v separátore 331C104 je meraná prístrojom LT104 s odčítaním zaznamenaným na monitore pracoviska operátora.

Keď hladina kvapaliny v separátore 331AC104 stúpne na 50 % (700 mm), aktivuje sa alarm 331LAp04 a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa.

Prietok stabilizačného plynu je meraný prístrojom FT510, teplota - prístrojom TE510, tlak - prístrojom PT510 so záznamom na monitore pracoviska operátora. Tlak v stabilizačnom plynovode od 331V04 po ventily 331PCV501-1 a 331PCV501-2 je riadený prístrojom PT401 s údajmi zaznamenávanými na monitore pracoviska operátora. Keď tlak v potrubí stabilizačného plynu klesne pod 6 kgf/cm2, automaticky sa otvorí ventil 331PCV501A, ktorý je inštalovaný na potrubí prívodu plynu z výtlaku kompresora 2. stupňa do potrubia stabilizačného plynu. Tlak v sacom potrubí sa meria pomocou 331PT501, ovládaného ventilmi 331PCV501-1 a PCV501-2, ktoré sú inštalované na prívodnom potrubí stabilizačného plynu do sacieho potrubia. Pri poklese tlaku pod 6 kgf/cm2 sa aktivuje alarm 331PAL501 a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa.

Expanzné a zvetrávacie plyny z 331V05A sa posielajú do separátora 331AC105, kde sa oddeľujú od kvapaliny a cez uzatváracie zariadenie 331AAU1-2 vstupujú do redukčnej jednotky s ventilom 331PCV502, ktorý reguluje tlak v sacom potrubí v rámci 5,7-7,5 kgf/cm2.

Hladina kvapaliny v separátore 33A1C105 je meraná prístrojom LT105 s registráciou odpočtov na monitore pracoviska operátora.

Keď hladina kvapaliny v separátore 331C105 stúpne na 50 % (700 mm), aktivuje sa alarm 331LAp05 a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa.

Expanzia a prúdenie zvetrávacích plynov sa meria prístrojom FT511, teplota - prístrojom TE511, tlak - prístrojom PT511 so záznamom na monitore pracoviska operátora.

Tlak v expanznom a zvetrávacom plynovode od 331B05A po ventil PCV502 je riadený prístrojom PT402 s údajmi zaznamenávanými na monitore pracoviska operátora. Keď tlak v zberači stabilizačných plynov klesne pod 10 kgf/cm2, automaticky sa otvorí ventil PCV502A, ktorý je inštalovaný na prívodnom plynovom potrubí z výtlaku kompresora 2. stupňa do zberača zvetrávacích plynov. Tlak v sacom potrubí je meraný prístrojom PT502 s údajmi zaznamenávanými na monitore pracoviska operátora, regulovaný ventilom PCV502, ktorý je inštalovaný na potrubí pre prívod zvetrávacieho plynu do vstupného potrubia. Pri poklese tlaku pod 10 kgf/cm2 sa aktivuje alarm 331PAL502 a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa.

Expanzné, zvetrávacie a stabilizačné plyny sa po redukčných jednotkách zlučujú do spoločného kolektora (množstvo do 40 000 m3/h) a s teplotou 25 až 50 °C sú privádzané do vstupných separátorov 331S101-1 alebo 331S101-2, umiestnených na saní 1. stupňa odstredivých kompresorov 331AK01-1 (331AK01-2). Z kolektora nízkotlakových plynov z blokov 1.2.3U70, U02.03, 1.2.3U370, U32, U09 je možné do vstupného kolektora privádzať expanzné plyny, stabilizačné a zvetrávacie plyny.

Prietok nízkotlakových plynov je meraný prístrojom FT512, teplota prístrojom TE512 s údajmi zaznamenávanými na monitore pracoviska operátora. Tlak v nízkotlakovom plynovom potrubí je meraný prístrojom PT512 s údajmi zaznamenávanými na monitore pracoviska operátora.

Tlak stabilizačného plynu v sacom potrubí je meraný lokálne technickým tlakomerom a prístrojmi PT503 a PIS503 so záznamom na monitore pracoviska operátora. Pri poklese tlaku pod 5,7 kgf/cm2 sa aktivuje alarm PAL503 a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa. Pri prekročení tlaku 6,5 kgf/cm2 sa aktivuje alarm RAN503 a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa. Je zabezpečená ochrana proti pretlaku v sacom potrubí. Keď tlak vo vstupnom potrubí stúpne nad 7,5 kgf/cm2, ventil PCV503 sa automaticky otvorí.

Stabilizačné plyny prechádzajú cez separátor 331S101-1 (331S101-2), oddeľujú sa od kvapaliny a vstupujú do sania 1. stupňa kompresora.

Tlak plynu na saní 1. stupňa je meraný prístrojmi RT109-1 (RT109-2), RT110-1(RT110-2) so záznamom na monitore pracoviska operátora.

Teplota plynu na nasávaní kompresora je meraná prístrojmi TE102-1(TE102-2) so záznamom na monitore pracoviska operátora.

Hladina kvapaliny v odlučovačoch 331С101-1 (331С101-2) je meraná prístrojmi LT825-1 (LT825-2), LT826-1 (LT826-2) so záznamom na monitore pracoviska operátora. Keď hladina kvapaliny v odlučovačoch stúpne na 7% (112 mm), aktivuje sa alarm 331LAH825-1 (331LAH825-2), 331LAH826-1 (331LAH826-2) a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa. . S ďalším zvýšením hladiny v separátoroch 331С101-1, 331С101-2 na 81% (1296 mm) sa aktivuje blokovanie 331LAHH825-1 (2), 331LAHH826-1 (2) a odošle sa zvuková správa na monitora pracoviska obsluhy a automaticky sa zastaví motor kompresora 331AK01-1 alebo 331AK01-2. Zároveň sa automaticky vypnú elektromotory ventilátorov AT101-1,2,3,4 (AT102-1,2,3,4), hlavný ventil KSh114-1 (KSh114-2) a záložný ventil KSh116-1 (KSh116- 2), protiprepäťový ventil KD101-1 (KD101-2) sa otvorí, kohútiky sa otvoria:

KSh121-1 (KSh121-2) - výtlak do fléry zo sacích potrubí;

KSh122-1 (122-2) - výtlak do fléry zo vstrekovacích potrubí 1. stupňa;

KSh124-1 (124-2) - výtlak do fléry zo vstrekovacích potrubí 2. stupňa;

KSh115-1 (KSh115-2) - obtok hlavného vypúšťacieho ventilu;

KSh125-1 (125-2) - výtlak do fléry z 2. stupňa vstrekovacích potrubí medzi ventilmi KSh114-1 (KSh114-2) a KSh116-1 (KSh116-2);

hlavný sací ventil KSh102-1 (KSh102-2) sa zatvorí a potom sa vykoná operácia „Čistenie po zastavení“.

Kompresory 331AK01-1 alebo 331AK01-2 sa preplachujú čistým (predajným) plynom. Pri preplachovaní kompresorov sa KSh131-1 (KSh131-2) automaticky otvára a dodáva komerčný plyn na čistenie kompresorov. 7 minút po začiatku čistenia sa KSh121-1 (KSh121-2) a KSh122-1 (KSh122-2) zatvoria. V nasledujúcich 7 minútach, za predpokladu, že výstupný tlak 2. stupňa je menší ako 2 kgf/cm2, sú KSh131-1 (KSh131-2), KSh124-1 (KSh124-2), KSh125-1 (KSh125-2) zatvorené a olejové čerpadlá sú vypnuté tesnenia N301-1 (N301-2), N302-1 (N302-2), KSh301-1 (KSh301-2) sa zatvára pri prívode vyrovnávacieho plynu, olejové čerpadlá mazacieho systému N201- 1 (N201-2), N202-1 ( H202-2) a hlavný ventilátor na zvýšenie výkonu motora. Núdzové zastavenie dokončené.

Na konci preplachovania plynom sa vykoná preplachovanie dusíkom, ktoré sa vykonáva ručným otvorením ventilu prívodu dusíka a vzdialeného ventilu KSh135-1 (KSh135-2).

Komerčný tlak plynu až po spätný ventil je meraný prístrojom RT506 s údajmi zaznamenávanými na monitore pracoviska operátora. Keď tlak plynu klesne na 20 kgf / cm2, aktivuje sa alarm 331PAL506 a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa. Komerčný tlak plynu za spätným ventilom je meraný prístrojmi RT507, PIS507 s nameranými hodnotami zaznamenanými na monitore pracoviska operátora. Pri poklese tlaku plynu na 30 kgf/cm2 sa aktivuje alarm PAL507 a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa.

Komerčná spotreba plynu je meraná prístrojmi FE501, FE502 s odčítaním zaznamenaným na monitore pracoviska operátora. Pri poklese prietoku plynu na 1100 m3/h sa aktivuje alarm 331FAL501, 331FAL502 a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa.

Obchodná teplota plynu je meraná prístrojmi TE502, TE503 s údajmi zaznamenávanými na monitore pracoviska operátora. Pri poklese teploty plynu na 30°C sa aktivuje alarm TAL502, TAL503 a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa.

Pokles tlaku plynu v odlučovačoch 331С101-1 (331С101-2) je meraný prístrojmi pozície 331РdТ824-1 (331PdT824-2) s registráciou nameraných hodnôt na monitore pracoviska operátora. Keď pokles tlaku plynu presiahne 10 kPa, aktivuje sa alarm 331PdAH824-1 (331PdAH824-2) a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa.

Plyn z výtlaku 1. stupňa kompresorov s tlakom do 24,7 kgf/cm2 a teplotou 135°C sa privádza do vzduchového chladiča AT101-1 (AT101-2), kde sa ochladí na teplotu 65 °C. Teplota plynu z výtlaku 1. stupňa kompresorov je meraná prístrojmi TE104-1 (TE104-2) so záznamom na monitore pracoviska operátora. Tlak plynu na výtlaku 1. stupňa kompresora je meraný prístrojmi RT111-1(2), RT112-1(2) so záznamom na monitore pracoviska operátora. Pri zvýšení tlaku stabilizačného plynu od výtlaku 1. stupňa kompresora na 28 kgf/cm2 sa aktivuje alarm 331RAN111-1 (331RAN111-2) a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa.

Teplota plynu z výtlaku 1. stupňa kompresora je meraná prístrojom TE103-1 (TE103-2) s registráciou nameraných hodnôt na monitore pracoviska operátora.

Výstupná teplota plynu z AT101-1 (AT101-2) je meraná prístrojmi TE106-1 (TE106-2) so záznamom na monitore pracoviska operátora. Pri poklese výstupnej teploty plynu z AT101-1 (AT101-2) na 50 °C sa aktivuje alarm 331TAL106-1 (331TAL106-2) a odošle sa zvuková správa na monitor pracoviska operátora. Udržiavanie teploty plynu na výstupe z AT101-1 (AT101-2) sa vykonáva nastavením výkonu ventilátora zmenou uhla lopatiek v období jar-leto a zima; vypnutie a zapnutie ventilátora, zapnutie systému recirkulácie ohriateho vzduchu - v zime. Teplota plynu na výstupe z AT101-1(AT101-2) sa riadi vypínaním a zapínaním elektromotorov ventilátorov AT101-1,2,3,4 z alarmu 331TAN(L)106-1 v nasledujúci režim:

Tabuľka 7 - Režimy regulácie teploty výstupného plynu

Teplota vzduchu pred zväzkom rúrok AT101-1 (AT101-2) sa reguluje zmenou uhla sklonu horných a bočných klapiek, prietokových žalúzií, ovládaných TE120-1 (TE120-2), TE122-1 (TE122-2) zariadenia s registráciou na operátorovi monitora pracoviska. Horné, bočné klapky a vstupné uzávery sú sezónne ručne ovládané. Keď teplota vzduchu pred zväzkom rúrok AT101-1 (AT101-2) klesne na 50 °C, aktivuje sa alarm 331TAL122-1 (331TAL122-2) a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa. Keď teplota vzduchu pred zväzkom rúrok AT101-1 (AT101-2) stúpne na 65 °C, aktivuje sa alarm 331TAN122-1 (331TAN122-2) a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa. Keď teplota plynu na výstupe z AT101-1 (AT101-2) stúpne na 90 °C, aktivuje sa alarm 331TAN106-1 (331TAN106-2), na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa. S ďalším zvýšením teploty na 95 ° C sa aktivuje blokovanie 331TAHH106-1 (331TANH106-2);

Stabilizačný plyn ochladený v 331AT101-1 (331AT101-2) prechádza cez separátory 331C102-1 (331C102-2), oddeľuje sa od kvapaliny a vstupuje do sania 2. stupňa kompresorov.

Tlak plynu na saní 2. stupňa kompresorov je meraný prístrojmi RT123-1 (RT123-2) so záznamom na monitore pracoviska operátora. Pokles tlaku plynu cez trysku obmedzovača SU102-1 (SU102-2) inštalovaného medzi separátory 331S102-1 (331S102-2) a 2. stupeň nasávania sa meria zariadením PdT120-1 (PdT120-2) a na sa zaznamenávajú údaje na monitore pracoviska operátora.

Teplota plynu na saní 2. stupňa kompresora je meraná prístrojmi TE108-1 (TE108-2) so záznamom na monitore pracoviska operátora.

Hladina kvapaliny v odlučovačoch 331С102-1 (331102-2) je meraná prístrojmi LT805-1 (LT805-2), LT806-1 (LT806-2) so záznamom na monitore pracoviska operátora. Keď hladina kvapaliny v odlučovačoch stúpne na 17% (102 mm), aktivuje sa alarm 331LAH805-1 (331LAH805-2), 331LAH806-1 (331LAH806-2) a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa. . Pri ďalšom zvýšení hladiny v odlučovačoch na 84 % (504 mm) sa aktivuje blokovanie polohy 331LAHH805-1 (331LAHH805-2), 331LAHH806-1 (331LAHH806-2), odošle sa zvuková správa na monitor pracoviska obsluhy a automaticky sa zastaví motor kompresora 331AK01-1 alebo 331AK01-2 v rovnakom poradí.

Pokles tlaku plynu v odlučovačoch 331С102-1 (331С102-2) je meraný prístrojmi 331РdT804-1 (331PdT804-2) s údajmi zaznamenanými na monitore pracoviska operátora. Keď diferenciálny tlak stúpne na 10 kPa, aktivuje sa alarm 331PdAH804-1 (331PdAH804-2) a na monitor pracovnej stanice operátora sa odošle zvuková správa.

Tlak plynu z výtlaku 2. stupňa kompresorov až po 331AT102-1 (331AT102-2) sa meria prístrojmi RT-124-1 (RT124-2), RT125-1 (RT125-2) s údajmi zaznamenanými na monitor pracoviska operátora. Pokles tlaku na 2. stupni (sanie - výtlak) je meraný prístrojmi 331PdТ122-1 (331PdТ122-2) so záznamom na monitore pracoviska operátora.

Teplota plynu od výtlaku 2. stupňa kompresorov do AT102-1 (AT102-2) je meraná prístrojom TE109-1 (TE109-2) s údajmi zaznamenávanými na monitore pracoviska operátora. Teplota plynu na vstupe do AT102-1 (AT102-2) je meraná prístrojmi TE110-1 (TE110-2) so záznamom na monitore pracoviska operátora.

Plyn z výtlaku 2. stupňa kompresorov s tlakom do 65 kgf / cm2 a teplotou 162 - 178 °C sa privádza do vzduchového chladiča AT102-1 (AT102-2), kde sa ochladí na teplota 80-88°C.

Teplota plynu na výstupe z AT102-1 (AT102-2) je meraná prístrojmi TE113-1 (TE113-2) s údajmi zaznamenanými na monitore pracoviska operátora. Pri poklese výstupnej teploty plynu z AT102-1 (AT102-2) na 65 °C sa aktivuje alarm 331TAL113-1 (331TAL113-2) a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa. Udržiavanie teploty plynu na výstupe z AT102-1 (AT102-2) sa vykonáva nastavením výkonu ventilátora zmenou uhla sklonu lopatiek v období jar-leto a zima, vypnutím a zapnutím ventilátora, otočením na systém recirkulácie ohriateho vzduchu - v zime.

Teplota plynu na výstupe z AT102-1 (AT102-2) je riadená vypínaním a zapínaním elektromotorov ventilátorov AT102-1,2,3,4 z alarmu 331TAN(L)113-1 v nasledujúci režim:

Tabuľka 8 - režimy regulácie teploty výstupného plynu

Teplota vzduchu pred zväzkom rúrok AT102-1 (AT102-2) sa reguluje zmenou uhla sklonu horných a bočných klapiek, prietokových žalúzií, ovládaných TE121-1 (TE121-2), TE123-1 (TE123-2) zariadenia s registráciou na operátorovi monitora pracoviska. Horné, bočné klapky a vtokové uzávery sú sezónne ručne ovládané. Keď teplota v 331AT102 stúpne na 105 °C, aktivuje sa alarm 331TAN113-1 (331TAN113-2) a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa.

Pri ďalšom zvýšení teploty na 331AT102 na 115°C sa aktivuje blokovanie 331TANN113-1 (331TANN113-2), odošle sa zvuková správa na monitor pracoviska operátora a motor kompresora 331AK01-1 alebo 331AK01-2 sa automaticky zastaví v rovnakom poradí.

Kompresný plyn ochladený v AT102-1 (AT102-2) prechádza cez separátory 331C103-1 (331C103-2), oddeľuje sa od kvapaliny, vstupuje do spoločného potrubia a potom cez uzatváracie uzávery 331A-AU4, 331A-AU-5 smeruje do I, II, III stupňa závodu na spracovanie.

Hladinu kvapaliny v 331C103-1 (331C103-2) merajú prístroje LT815-1 (LT815-2), LT816-1 (LT816-2) s údajmi zaznamenávanými na monitore pracoviska operátora. Keď hladina kvapaliny v odlučovačoch stúpne na 17 % (102 mm), aktivuje sa alarm 331LAH815-1 (331LAH815-2), 331LAH816-1 (331LAH816-2) a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa. .

Pokles tlaku cez separátory 331C103-1 (331C103-2) sa meria pomocou prístrojov 331PdT814-1 (331PdT814-2). Keď diferenciálny tlak stúpne na 10 kPa, aktivuje sa alarm 331PdAH814-1 (331PdAH814-2) a na monitor pracovnej stanice operátora sa odošle zvuková správa.

Tlak plynu od výtlaku 2. stupňa kompresorov 331AK01-1 (331AK01-2) po 331S103-1 (S103-2) k hlavnému ventilu KSh114-1 (KSh114-2) meria prístroj RT128-1 ( RT128-2) s registráciou odpočtov na monitore pracoviska operátora. Tlak plynu vo výtlačnom potrubí za KSh114-1 (KSh114-2) je meraný prístrojom RT129-1 (RT129-2) s údajmi zaznamenávanými na monitore pracoviska operátora. Tlak plynu z výtlaku 2. stupňa kompresorov 331AK01-1 (331AK01-2) za membránou DF101-1 (DF101-2) inštalovanou medzi hlavným ventilom KSh114-1 (KSh114-2) a záložným ventilom hl. ventilom KSh116-1 ( KSh116-2), je meraná prístrojmi RT136-1 (RT136-2), RT137-1 (RT137-2) s registráciou nameraných hodnôt na monitore pracoviska operátora. Pokles tlaku na membráne DF101-1 (DF101-2) je meraný prístrojmi PdT138-1 (PdT138-2), PdT139-1 (PdT139-2) s údajmi zaznamenanými na monitore pracoviska operátora.

Teplota plynu z výtlaku 2. stupňa kompresorov 331AK01-1 (331AK01-2) za hlavným ventilom KSh114-1 (KSh114-2) je meraná prístrojom TE111-1 (TE111-2) s údajmi zaznamenanými na monitor operátorského pracoviska, regulovaný ventilom KD102 -1 (KD102-2), ktorý je inštalovaný na potrubí pre prívod horúceho plynu z výtlaku kompresorov 331AK01-1 (331AK01-2) po zmiešavanie s ochladeným plynom za odlučovačmi 331S103-1 (331S103-2).

Pri poklese tlaku plynu na 61 kgf/cm2 sa aktivuje alarm 331PAL504 a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa. Keď tlak plynu stúpne na 65 kgf/cm2, aktivuje sa alarm 331RAN504 a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa.

Teplota stlačeného plynu vo výstupnom potrubí je meraná prístrojom TE501 so záznamom na monitore pracoviska operátora. Prietok stlačeného plynu na výstupnom potrubí je meraný prístrojom FT504 s údajmi zaznamenávanými na monitore pracoviska operátora. Pri poklese prietoku plynu na 20600 m3/h sa aktivuje alarm 331FAL504 a na monitor pracoviska operátora sa odošle zvuková správa.

Podobné dokumenty

Koncepcia a klasifikácia čerpacích jednotiek plynu. Technologická schéma kompresorových staníc s odstredivými kompresormi. Príprava na spustenie a spustenie GPU, ich údržba počas prevádzky. Spoľahlivosť a diagnostika čerpacích jednotiek plynu.

semestrálna práca, pridaná 17.06.2013


Vytvorenie schémy parného kotla typu PK-41: systém dodávky paliva a technologické parametre. Analýza vyrobených meracích prístrojov na meranie teploty a tlaku. Vývoj automatického riadiaceho a poplachového systému. Výpočet chýb merania.

práca, pridané 09.05.2014


Systém automatického riadenia procesu sušenia vysokopecnej trosky v priamoprúdovom sušiacom bubne. Požiadavky na automatizované riadiace a riadiace systémy. Zdôvodnenie výberu automatického regulátora. Identifikácia automatizačného systému.

ročníková práca, pridaná 26.12.2014


Hlavné etapy technologického procesu výroby alkoholu. Výber prvkov automatického riadiaceho a regulačného systému: mikroprocesorový regulátor, tepelný menič, akčný člen. Výpočet ekonomickej efektívnosti projektu.

práca, pridané 14.09.2011


Štúdium a analýza existujúcich návrhov automatických nakladacích zariadení, mechanizmov pre automatické riadenie dielov a technologických procesov. Zdôvodnenie vytvorených štruktúr. Odchýlka vo vývoji robota pre technologické procesy.

test, pridané 21.04.2013


Základné pojmy automatických riadiacich systémov. Výber zariadení a prostriedkov automatizácie objektu. Návrh schémy technologická kontrola a automatické riadenie parametrov tlaku, prietoku a teploty pary v redukčnom zariadení.

ročníková práca, pridaná 22.06.2012


Proces prípravy kaučukovej zmesi v kaučukovej miešačke. Výber nastaviteľných parametrov a kanálov na zavedenie regulačných opatrení. Zdôvodnenie výberu nástrojov automatizácie. Popis činnosti vybraných systémov automatického riadenia a regulácie.

test, pridané 27.07.2011


Analýza možnosti automatizácie procesov čistenia odpadových vôd. Zostavenie blokovej schémy hladiny vody na plnenie nádrže. Vývoj algoritmu pre fungovanie automatizačného systému a rozhrania pre vizuálne zobrazovanie nameraných informácií.

práca, pridané 03.06.2014


Vývoj systému pre automatizáciu filtračného procesu. Vypracovanie kontrolných schém, signalizácia a registrácia tlaku absorbentu, prietoku plynnej zmesi, nasýtenej teploty absorbentu. Výber typu regulátora a výpočet parametrov jeho nastavenia.

semestrálna práca, pridaná 22.08.2013


Analýza existujúcich technologických riešení na zlepšenie výroby regálov. Vývoj procesov obrábanie podrobnosti. Analýza existujúcich automatických riadiacich systémov. Analýza vyrobiteľnosti dizajnu a jeho účelu.

Materiál témy prednášky obsahuje obsah nasledovnej problematiky: štruktúra systému riadenia procesov; účel, ciele a funkcie systému riadenia procesov; príklady systémov riadenia informačných a riadiacich procesov; hlavné typy automatizovaných systémov riadenia procesov; zloženie systému riadenia procesov.

Štruktúra systému riadenia procesov. Pozri aj obsah prednášok 1, 2,3.

Pri konštrukcii prostriedkov moderného priemyselného automatizácie(zvyčajne vo forme automatizovaných systémov riadenia procesov) sa využíva hierarchická informačná štruktúra s využitím výpočtových nástrojov rôznych kapacít na rôznych úrovniach. Približná všeobecná moderná štruktúra systémov riadenia procesov je znázornená na obrázku 14.1:

IP - meracie prevodníky (snímače),

IM - pohony,

PLC - programovateľný logický ovládač,

PrK - programovateľný (konfigurovateľný) ovládač,

InP - inteligentné meracie prevodníky,

InIM - inteligentné aktuátory,

Modem - modulátor / demodulátor signálu,

TO - technická podpora (hardvér, hardvér),

IO - informačná podpora (databázy),

Softvér - softvér,

KO - podpora komunikácie (sériový port a softvér).

POPl - užívateľský softvér,

SOPR - softvér výrobcu,

Ind je indikátor.

Obrázok 14.1 - Typická funkčná schéma moderného systému riadenia procesov.

V súčasnosti sa automatizované systémy riadenia procesov zvyčajne implementujú podľa schém:

1. 1-úrovňový (lokálny systém) obsahujúci PLC, alebo monoblokový prispôsobiteľný ovládač (MNC) zabezpečujúci indikáciu a signalizáciu stavu riadeného alebo regulovaného TP na prednom paneli,

2. 2-vrstvový (centralizovaný systém), vrátane:

1. Na nižšej úrovni je niekoľko PLC s pripojenými snímačmi a akčnými členmi,

2. Na najvyššej úrovni - jedna (prípadne niekoľko) operátorských (pracovných) staníc (automatizované pracovné stanice (AWS) operátora).

Pracovná stanica alebo pracovná stanica je zvyčajne počítač v špeciálnom priemyselnom dizajne so špeciálnym softvérom - systémom zberu údajov a vizualizácie (systém SCADA).

Typický funkčný diagram jednej úrovne APCS znázornené na obrázku 14.2

Obrázok 14.2 - Typická funkčná schéma jednoúrovňového automatického riadiaceho systému pre ACS.

Hlavné funkcie prvkov:

1. Príjem diskrétnych signálov z prevodníkov technologických zariadení,

2. Analógovo-digitálna konverzia (ADC) analógových signálov prichádzajúcich na vstupy z prevodníkov,

3. škálovanie a digitálne filtrovanie údajov po ADC,

4. Spracovanie prijatých údajov podľa operačného programu,

5. Generovanie (podľa programu) diskrétnych riadiacich signálov a ich privádzanie do akčných zariadení,

6. Digitálna-analógová konverzia (DAC) výstupných informačných dát na výstupné analógové signály,

7. Privádzanie riadiacich signálov k príslušným pohonom,

8. Ochrana proti strate výkonu v dôsledku zaseknutia procesora pomocou časovača watchdog,

9. Udržiavanie výkonu počas dočasného výpadku prúdu (z dôvodu neprerušiteľného napájania s batériou dostatočnej kapacity),

10. Monitorovanie výkonu snímačov a spoľahlivosti nameraných hodnôt,

11. Indikácia aktuálnych a integrálnych hodnôt nameraných hodnôt,

12. Riadiaca signalizácia stavu riadeného procesu,

13. Kontrolné svetlo a symbolická signalizácia stavu ovládača,

14. Možnosť konfigurácie (nastavenia parametrov) cez PC pripojený na špeciálny port.

Konvertory (PR):

1. Prevod hodnoty nameranej hodnoty (teplota, tlak, výchylka atď.) na spojitý alebo impulzný (pre počítacie vstupy PLC) elektrický signál.

Výkonné zariadenia (ID):

1. Premena riadiacich elektrických spojitých alebo impulzných signálov na mechanický pohyb akčných členov, elektronické riadenie prúdu v silových obvodoch atď.

Zodpovedajúce zariadenie (ak je to potrebné):

1. Galvanické alebo iné typy izolácie medzi PLC a ovládačmi (ID),

2. Koordinácia prípustných hodnôt výstupného prúdu riadiacich kanálov PLC a prúdu potrebného na normálnu prevádzku DUT.

Ak je počet kanálov jedného PLC nedostatočný, použije sa distribuovaná I/O schéma s použitím iných (riadených, podriadených PLC) alebo prídavných I/O radičov (modulov).

Typická funkčná schéma jednoúrovňového systému riadenia procesov s distribuovaným vstupom/výstupom znázornené na obrázku 14.3 :

Obrázok 14.3 - Typický funkčný diagram jednoúrovňového APCS s distribuovanými I/O

Typický funkčný diagram 2-úrovňového systému riadenia procesu je znázornený na obrázku 14.4.

Obrázok 14.4 - Typická funkčná schéma 2-úrovňového systému riadenia procesu

Všetky PLC a pracovné stanice sú prepojené priemyselnou informačnou sieťou, ktorá zabezpečuje nepretržitú výmenu dát. Výhody: umožňuje rozdeliť úlohy medzi uzly systému, čím sa zvyšuje spoľahlivosť jeho fungovania.

Hlavné funkcie nižšej úrovne:

1. Zber, elektrické filtrovanie a ADC signálov z prevodníkov (senzorov);

2. Implementácia lokálnych systémov riadenia procesov v rozsahu funkcií PLC jednoúrovňového systému;

3. Realizácia núdzovej a výstražnej signalizácie;

4. Organizácia systému ochrán a blokovania;

5. Výmena aktuálnych údajov z nadradeného PC cez priemyselnú sieť na požiadanie PC.

Hlavné funkcie najvyššej úrovne:

1. Vizualizácia stavu technologického procesu;

2. Súčasná evidencia charakteristík technologického procesu;

3. Prevádzková analýza stavu zariadení a technologický postup;

4. registrácia činností operátora, a to aj v prípade núdzových správ;

5. Archivácia a dlhodobé uchovávanie hodnôt protokolov technologického procesu;

6. Implementácia algoritmov „systému poradcov“;

7. Dozorný manažment;

8.Ukladanie a údržba databáz:

parametre procesu,

kritické parametre zariadenia,

Príznaky núdzových podmienok technologický postup,

Zoznam operátorov, ktorí môžu pracovať so systémom (ich heslá).

Nižšia úroveň teda implementuje algoritmy zvládanie zariadení, horný - riešenie strategických otázok fungovania. Napríklad rozhodnutie o zapnutí alebo vypnutí čerpadla sa vykonáva na najvyššej úrovni, zatiaľ čo dodávka všetkých potrebných riadiacich signálov, kontrola stavu čerpadla a implementácia blokovacieho mechanizmu sa vykonáva na nižšej úrovni.

Z hierarchickej štruktúry systému riadenia procesov vyplýva:

1. Tok príkazov smeruje z najvyššej úrovne na spodnú,

2. Dolný odpovedá vrchnému podľa jeho požiadaviek.

To zaisťuje predvídateľné správanie PLC v prípade zlyhania vyššej úrovne alebo priemyselnej siete, pretože takéto poruchy sú na nižšej úrovni vnímané ako absencia nových príkazov a požiadaviek.

Pri konfigurácii PLC sa nastavuje: do akej doby po prijatí poslednej požiadavky PLC pokračuje v činnosti, pričom si zachováva naposledy nastavený režim, po ktorom sa prepne do režimu prevádzky potrebného pre túto núdzovú situáciu.

Napríklad organizačnú štruktúru systému riadenia procesu pre určitú výrobu betónu v betonárňach možno rozdeliť do dvoch hlavných úrovní podľa stavebnej logiky:

Nižšia úroveň je úroveň implementácie úloh na základe priemyselných regulátorov (PLC);

Horná úroveň je úroveň implementácie úlohy vizualizácie procesov prebiehajúcich počas výroby betónu na BSU (SCADA).

Na nižšej úrovni systém rieši tieto hlavné úlohy:

Zber primárnych informácií od výkonných jednotiek BSU;

Analýza zhromaždených informácií;

Vývoj logiky technologického procesu pri výrobe betónu s prihliadnutím na všetky moderné požiadavky;

Vydávanie kontrolných úkonov na výkonných zariadeniach.

Na najvyššej úrovni systém rieši ďalšie úlohy:

Vizualizácia hlavných technologických parametrov s BSU (stav výkonných orgánov, aktuálna spotreba miešačky, hmotnosť dávkovaných materiálov atď.);

Archivácia všetkých parametrov procesu výroby betónu;

Vydávanie príkazov na zásah výkonnými orgánmi BSU;

Vydávanie príkazov na zmenu parametrov vonkajších vplyvov;

Vývoj a skladovanie receptúr betónových zmesí.

Účel systému riadenia procesov. Systém riadenia procesov je určený na vývoj a implementáciu riadiacich akcií na technologickom objekte riadenia.

Objekt technologického riadenia (APCS) je súbor technologických zariadení a realizovaných na ňom podľa príslušných pokynov alebo predpisov technologického postupu výroby výrobkov, polotovarov, výrobkov alebo energie,

Medzi objekty technologického riadenia patria:

Technologické celky a zariadenia (skupiny strojov), ktoré realizujú samostatný technologický proces;

Samostatné odvetvia (dielne, sekcie), ak je riadenie tejto výroby prevažne technologického charakteru, to znamená, že spočíva v realizácii racionálnych režimov prevádzky vzájomne prepojených technologických zariadení (agregátov, sekcií).

Spoločne fungujúce TOU a systém riadenia procesov, ktorý ich riadi, tvoria automatizovaný technologický komplex (ATC). V strojárstve a iných diskrétnych odvetviach fungujú flexibilné výrobné systémy (FPS) ako ATC.

Pojmy APCS, TOU a ATK by sa mali používať iba v uvedených kombináciách. Súhrn ostatných riadiacich systémov s ich riadením technologických zariadení nie je ATC. Riadiaci systém v ostatných prípadoch (nie v ATK) nie je systémom riadenia procesov atď. Systém riadenia procesov je organizačný a technický systém na riadenie objektu ako celku v súlade s prijatým kritériom riadenia (kritériom), v ktorom sa zber a spracovanie potrebných informácií vykonáva pomocou výpočtovej techniky.

Vyššie uvedená formulácia zdôrazňuje:

Po prvé, použitie v systémoch riadenia procesov modernými prostriedkami počítačová technológia;

Po druhé, úloha osoby v systéme ako subjekt práce, ktorý sa zmysluplne podieľa na rozvoji manažérskych rozhodnutí;

Po tretie, že systém riadenia procesov je systém, ktorý spracováva technologické a technické a ekonomické informácie;

Po štvrté, že účelom prevádzky systému riadenia procesu je optimalizácia prevádzky objektu technologického riadenia v súlade s prijatým kritériom (kritériom) riadenia vhodným výberom riadiacich akcií.

Kontrolné kritérium v systémoch riadenia procesov - ide o pomer, ktorý charakterizuje stupeň dosiahnutia cieľov riadenia (kvalita fungovania objektu technologického riadenia ako celku) a nadobúda rôzne číselné hodnoty v závislosti od použitých kontrolných činností. Z toho vyplýva, že kritérium je zvyčajne technické a ekonomické (napríklad náklady na výstupný produkt pre danú kvalitu, výkon TOU pre danú kvalitu výstupného produktu atď.) alebo technický ukazovateľ (proces parameter, charakteristika výstupného produktu).

Ak je TOU riadený systémom riadenia procesov, súčasťou systému sú všetci prevádzkoví pracovníci TOU, ktorí sa podieľajú na riadení a všetky kontroly, ktoré poskytuje dokumentácia pre systém riadenia procesov a ktoré interagujú pri riadení TOU, bez ohľadu na to, ktorý spôsobom (nová výstavba alebo modernizácia riadiaceho systému) bola vytvorená ATK.

Systém riadenia procesov sa vytvára prostredníctvom investičnej výstavby, pretože bez ohľadu na rozsah dodávky, pre jeho uvedenie do prevádzky je potrebné na objekte vykonať stavebné, inštalačné a uvedenie do prevádzky.

APCS ako súčasť celkového riadiaceho systému priemyselného podniku je navrhnutý tak, aby cieľavedome viedol technologické procesy a poskytoval nadväzujúcim a nadradeným riadiacim systémom prevádzkové a spoľahlivé technicko-ekonomické informácie. APCS vytvorené pre objekty hlavnej a (alebo) pomocnej výroby predstavujú nižší stupeň automatizovaných riadiacich systémov v podniku.

APCS je možné použiť na riadenie jednotlivých odvetví, ktoré zahŕňajú vzájomne prepojené TOU, vrátane tých, ktoré riadia ich vlastné APCS na nižšej úrovni.

Pre objekty s diskrétnym charakterom výroby môžu flexibilné výrobné systémy zahŕňať automatizované systémy pre technologickú prípravu výroby (alebo ich príslušné podsystémy) a technológiu počítačového dizajnu (CAD technológia).

Organizáciu interakcie medzi systémom riadenia procesov a vyššími úrovňami riadenia určuje prítomnosť automatizovaného systému riadenia podniku (APCS) a automatizovaných systémov prevádzkového dispečerského riadenia (ASODU) v priemyselnom podniku.

Ak sú k dispozícii, systém riadenia procesov spolu s nimi tvorí integrovaný automatizovaný riadiaci systém (IACS). V tomto prípade APCS preberá od príslušných subsystémov APCS alebo služby riadenia podniku priamo alebo prostredníctvom OSODU úlohy a obmedzenia (rozsah produktov alebo produktov, ktoré sa majú uvoľniť, objem výroby, technické a ekonomické ukazovatele, charakterizujú kvalitu fungovanie ATC, informácie o dostupnosti zdrojov) a poskytuje školenie a prenos do týchto systémov technických a ekonomických informácií potrebných na ich prevádzku, najmä o výsledkoch práce ATC, hlavných ukazovateľoch produktov, prevádzkových potreba zdrojov, stav ATC (stav zariadenia, priebeh technologického procesu, jeho technicko-ekonomické ukazovatele a pod.),

Ak má podnik automatizované systémy na technickú a technologickú prípravu výroby, mala by byť zabezpečená nevyhnutná interakcia systému riadenia procesov s týmito systémami. Systémy riadenia procesov budú od nich zároveň prijímať technické, technologické a iné informácie potrebné na zabezpečenie stanoveného vedenia technologických procesov a odosielať do týchto systémov aktuálne prevádzkové informácie potrebné na ich prevádzku.

Pri vytváraní integrovaného systému manažérstva kvality výrobkov v podniku fungujú automatizované systémy riadenia procesov ako jeho výkonné podsystémy, ktoré zabezpečujú stanovenú kvalitu výrobkov TOU a prípravu prevádzkových faktických informácií o postupe technologických procesov (štatistická kontrola a pod.)

Ciele a funkcie systémov riadenia procesov.

Pri vytváraní automatizovaného systému riadenia procesov by sa mali určiť konkrétne ciele fungovania systému a jeho účelu v celkovej štruktúre riadenia podniku.

Príklady takýchto cieľov sú:

Úspora paliva, surovín, materiálov a iných výrobných zdrojov;

Zabezpečenie bezpečnosti prevádzky zariadenia;

Zlepšenie kvality výstupného produktu alebo zabezpečenie stanovených hodnôt parametrov výstupných produktov (produktov);

Zníženie životných nákladov práce;

Dosiahnutie optimálneho zaťaženia (využitia) zariadení;

Optimalizácia prevádzkových režimov technologických zariadení (vrátane spracovateľských trás v diskrétnych odvetviach) atď.

Dosahovanie vytýčených cieľov systém realizuje implementáciou svojho súboru funkcie.

Funkcia APCS je súborom systémových akcií, ktoré zabezpečujú dosiahnutie konkrétneho cieľa kontroly.

Súbor akcií systému sa zároveň chápe ako postupnosť operácií a postupov popísaných v prevádzkovej dokumentácii, ktoré vykonávajú prvky systému na jeho implementáciu.

Konkrétnym účelom činnosti systému riadenia procesov je účel činnosti alebo výsledok jeho rozkladu, pre ktorý je možné určiť úplný súbor činností prvkov systému, ktorý je dostatočný na dosiahnutie tohto cieľa.

Funkcie systému riadenia procesov podľa smeru pôsobenia (na hodnote funkcie) sa delia na hlavné a pomocné, a z hľadiska obsahu týchto úkonov - dňa manažérske a informačné.

TO hlavný(spotrebiteľské) funkcie systému riadenia procesov zahŕňajú funkcie zamerané na dosiahnutie cieľov fungovania systému, vykonávanie kontrolných akcií na TOU a (alebo) výmenu informácií so súvisiacimi riadiacimi systémami. Zvyčajne obsahujú aj informačné funkcie, ktoré poskytujú prevádzkovému personálu ATK informácie potrebné na riadenie technologického procesu výroby.

TO pomocný Funkcie APCS zahŕňajú funkcie zamerané na dosiahnutie požadovanej kvality fungovania (spoľahlivosť, presnosť a pod.) systému, ktorý implementuje kontrolu a riadenie jeho prevádzky.

TO manažér Funkcie APCS zahŕňajú funkcie, ktorých obsahom každej je vývoj a implementácia riadiacich akcií na príslušnom riadiacom objekte - TOU alebo jeho časti pre hlavné funkcie a na APCS alebo jeho časti pre pomocné.

napríklad:

Základné ovládacie funkcie;

Regulácia (stabilizácia) jednotlivých technologických veličín;

Jednocyklové logické riadenie operácií alebo zariadení (ochrana);

Softvérové ​​logické riadenie technologických zariadení;

Optimálna kontrola TOU;

Adaptívne riadenie TOU atď.;

Pomocné riadiace funkcie;

Rekonfigurácia počítačového komplexu (sieť) APCS;

Núdzové vypnutie zariadenia APCS;

Prepnutie technických prostriedkov systému riadenia procesov na núdzový zdroj energie a pod.

TO informačný Funkcie APCS zahŕňajú funkcie, ktorých obsahom každej je prijímanie a konverzia informácií o stave TOU alebo APCS a ich prezentácia súvisiacim systémom alebo prevádzkovému personálu ATC.

Napríklad hlavné informačné funkcie:

Kontrola a meranie technologických parametrov;

Nepriame meranie parametrov procesu (interné premenné, technické a ekonomické ukazovatele);

Príprava a prenos informácií do systémov manažmentu snehu a pod.;

Pomocné informačné funkcie:

Kontrola stavu zariadenia APCS;

Stanovenie ukazovateľov charakterizujúcich kvalitu fungovania systému riadenia procesov alebo jeho častí (najmä obsluhujúci personál systému riadenia procesov) atď.

Hlavné typy systémov riadenia procesov Existujú dva spôsoby implementácie systémových funkcií: automatizované a auto- v závislosti od miery participácie ľudí na výkone týchto funkcií. Pre riadiace funkcie je automatizovaný režim charakteristický účasťou človeka na vývoji (robení) rozhodnutí a ich realizácii.

V tomto prípade sa rozlišujú tieto možnosti:

- « Manuálny» režim, v ktorom komplex technických prostriedkov poskytuje obslužnému personálu kontrolné a meracie informácie o stave TOU a výber a realizáciu kontrolných akcií na diaľku alebo lokálne vykonáva ľudská obsluha;

režim " poradca“, v ktorom súbor technických prostriedkov vypracúva odporúčania manažmentu a o ich použití rozhoduje prevádzkový personál;

- « interaktívny režim“, keď prevádzkový personál má možnosť opraviť vyhlásenie a stav problému riešeného komplexom technických prostriedkov systému pri vypracovávaní odporúčaní pre riadenie zariadenia;

- « automatický režim“, v ktorom sa funkcia ovládania vykonáva automaticky (bez ľudského zásahu).

Zároveň rozlišujú:

Režim nepriamy ovládanie, keď počítačové zariadenia menia nastavenia a (alebo) nastavenia miestnych automatických riadiacich (regulačných) systémov ( dozorný alebo kaskádové riadenie);

Režim priamy(priame) digitálne ovládanie ( NCU), keď riadiace výpočtové zariadenie priamo ovplyvňuje akčné členy.

Deň informačných funkcií, automatizovaný režim implementácie zabezpečuje účasť ľudí na operáciách na prijímanie a spracovanie informácií. V automatickom režime sú implementované všetky potrebné postupy spracovania informácií bezľudská účasť.

Pozrime sa podrobnejšie na riadiace schémy v systéme riadenia procesov.

Kontrola akvizície

Po štádiu identifikácie je potrebné zvoliť schému riadenia TP, ktorá je spravidla zostavená s prihliadnutím na uplatnenie princípov riadenia, ktoré určujú prevádzkový režim systému riadenia procesov. Najjednoduchšia a historicky prvá schéma ovládania TP v r akvizičný režim. V tomto prípade je ACS pripojený k procesu spôsobom, ktorý zvolil procesný inžinier (obrázok 14.5).

Premenné, ktoré zaujímajú procesného inžiniera, sú prevedené do digitálnej podoby, vnímané vstupným systémom a ukladané do pamäte PPK (počítač). Hodnoty v tomto kroku sú digitálnymi reprezentáciami napätia generovaného snímačmi. Tieto množstvá sa prepočítajú na inžinierske jednotky podľa príslušných vzorcov. Napríklad na výpočet teploty nameranej pomocou termočlánku je možné použiť vzorec T \u003d A * U 2 + B * U + C, kde U je napätie z výstupu termočlánku; A, B a C sú koeficienty.

Výsledky výpočtov zaznamenávajú výstupné zariadenia APCS pre následné použitie procesným inžinierom. Hlavným účelom zberu údajov je štúdium TP v rôznych podmienkach. Výsledkom je, že procesný inžinier dostane príležitosť zostaviť a (alebo) vylepšiť matematický model technologického procesu, ktorý je potrebné riadiť. Zber údajov nemá priamy vplyv na TP, našiel opatrný prístup k zavádzaniu metód riadenia založených na využívaní počítačov. Avšak aj v najzložitejších schémach kontroly TP sa systém zberu údajov na účely analýzy a spresnenia modelu TP používa ako jedna z povinných kontrolných podsystémov.

Obrázok 14.5 - Systém zberu údajov

Tento režim predpokladá, že ústredňa ako súčasť systému riadenia procesov pracuje v rytme TP v otvorenej slučke (v reálnom čase), t.j. výstupy systému riadenia procesov nie sú prepojené s orgánmi, ktoré riadia technologický proces. Riadiace činnosti v skutočnosti vykonáva operátor procesu, ktorý dostáva pokyny z ovládacieho panela (obrázok 14.6).

Obrázok 14.6 - Systém riadenia procesu v režime poradcu operátora

Všetky potrebné riadiace úkony sú vypočítané ústredňou podľa modelu TP, výsledky výpočtu sú prezentované operátorovi v tlačenej forme (alebo ako správy na displeji). Operátor riadi proces zmenou nastavení regulátorov. Regulátory sú prostriedky na udržanie optimálneho riadenia TP a operátor zohráva úlohu nasledovníka a riadiaceho článku. Systém riadenia procesov plní úlohu zariadenia, ktoré presne a nepretržite vedie operátora v jeho úsilí o optimalizáciu technologického procesu.

Schéma systému poradcov sa zhoduje so schémou systému zberu a spracovania informácií.

Spôsoby organizácie fungovania informačno-poradenského systému sú nasledovné:

Výpočet riadiacich akcií sa vykonáva pri odchýlke parametrov riadeného procesu od stanovených technologických režimov, ktoré sú iniciované dispečerským programom obsahujúcim podprogram na analýzu stavu riadeného procesu;

Výpočet kontrolných úkonov iniciuje operátor formou požiadavky, kedy má operátor možnosť zadať ďalšie údaje potrebné pre výpočet, ktoré nie je možné získať meraním parametrov riadeného procesu alebo obsiahnuté v systéme ako odkaz.

Tieto systémy sa používajú v prípadoch, keď je potrebný starostlivý prístup k rozhodnutiam generovaným formálnymi metódami.

Je to spôsobené neistotou v matematickom popise riadeného procesu:

Matematický model úplne nepopisuje technologický (výrobný) proces, pretože berie do úvahy len časť riadiacich a ovládateľných parametrov;

Matematický model je adekvátny riadenému procesu len v úzkom rozsahu technologických parametrov;

Kritériá riadenia sú kvalitatívneho charakteru a výrazne sa líšia v závislosti od veľkého počtu vonkajších faktorov.

Neistota popisu môže byť spôsobená nedostatočnou znalosťou technologického postupu, prípadne si implementácia adekvátneho modelu vyžiada použitie drahého PPC.

Vďaka veľkej rozmanitosti a objemu dodatočných údajov je komunikácia medzi operátorom a ústredňou postavená vo forme dialógu. Napríklad do algoritmu výpočtu režimu procesu sú zahrnuté alternatívne body, po ktorých môže proces výpočtu pokračovať podľa jednej z niekoľkých alternatívnych možností. Ak logika algoritmu vedie proces výpočtu do určitého bodu, potom sa výpočet preruší a operátorovi sa odošle požiadavka na správu. Ďalšie informácie, na základe čoho sa vyberie jeden z alternatívnych spôsobov pokračovania vo výpočte. PPC hrá v tomto prípade pasívnu úlohu spojenú so spracovaním veľkého množstva informácií a ich prezentáciou v kompaktnej forme a rozhodovacia funkcia je pridelená operátorovi.

Hlavnou nevýhodou tejto riadiacej schémy je stála prítomnosť osoby v riadiacom obvode. Pri veľkom množstve vstupných a výstupných premenných nie je možné takúto schému riadenia použiť z dôvodu obmedzených psychofyzických možností človeka. Tento typ riadenia má však aj výhody. Spĺňa požiadavky na opatrný prístup k novým metódam riadenia. Režim poradcu poskytuje dobrú príležitosť na testovanie nových modelov TP; inžinier-technológ, ktorý „jemne cíti“ proces, môže pôsobiť ako operátor. Ten určite odhalí nesprávnu kombináciu nastavení, ktoré môže spôsobiť nekompletne odladený program APCS. Systém riadenia procesov navyše dokáže monitorovať vznik mimoriadnych udalostí, takže operátor má možnosť venovať väčšiu pozornosť práci s nastaveniami, pričom systém riadenia procesov sleduje väčší počet mimoriadnych udalostí ako operátor.

dozorný manažment.

V tejto schéme sa systém riadenia procesu používa v uzavretej slučke, t.j. nastavenia regulátorov sú nastavené priamo systémom (obrázok 14.7).

Obrázok 14.7 - Schéma dozornej kontroly

Úlohou kontrolného režimu je udržiavať TP v blízkosti optimálneho prevádzkového bodu jeho rýchlym ovplyvňovaním. Toto je jedna z hlavných výhod tohto režimu. Činnosť vstupnej časti systému a výpočet riadiacich akcií sa len málo líšia od činnosti riadiaceho systému v režime poradcu. Po vypočítaní požadovaných hodnôt sa však prevedú na hodnoty, ktoré možno použiť na zmenu nastavení ovládačov.

Ak regulátory vnímajú napätia, potom je potrebné veličiny generované počítačom previesť na binárne kódy, ktoré sa pomocou digitálno-analógového prevodníka prevedú na napätia príslušnej úrovne a znamienka. Optimalizácia TP sa v tomto režime vykonáva periodicky napr. raz za deň. Do rovníc riadiacej slučky sa musia zaviesť nové koeficienty. Toto vykonáva operátor pomocou klávesnice, alebo načítaním výsledkov nových výpočtov vykonaných na počítači vyššej úrovne. Potom je systém riadenia procesov schopný pracovať bez vonkajšieho zásahu po dlhú dobu.

Príklady systémov riadenia procesov v režime dohľadu:

1. Riadenie automatizovaného prepravného a skladovacieho systému. Počítač vydá adresy regálových buniek a systém lokálnej automatizácie zakladačových žeriavov spracuje ich pohyb podľa týchto adries.

2. Riadenie taviacich pecí. Počítač generuje hodnoty nastavení elektrického režimu a lokálna automatizácia riadi spínače transformátora podľa príkazov počítača.

3. Riadenie CNC stroja cez interpolátor.

Dohľadové riadiace systémy pracujúce v dozornom riadiacom režime (dozorca - riadiaci program alebo súbor programov, dispečerský program), sú navrhnuté tak, aby organizovali viacprogramový operačný režim ústredne a sú dvojúrovňovým hierarchickým systémom. so širokými možnosťami a zvýšenou spoľahlivosťou. Riadiaci program určuje poradie, v ktorom sa programy a podprogramy vykonávajú, a riadi načítanie zariadení PPK.

V nadradenom riadiacom systéme je časť parametrov riadeného procesu a logicko-príkazového riadenia riadená lokálnymi automatickými regulátormi (AR) a PPC, ktoré spracovávajú namerané informácie, vypočítavajú a nastavujú optimálne nastavenia pre tieto regulátory. Ostatné parametre sú riadené ústredňou v režime priameho digitálneho ovládania.

Vstupnou informáciou sú hodnoty niektorých riadených parametrov nameraných snímačmi Du miestnych regulátorov; riadené parametre stavu riadeného procesu, merané snímačmi Dk. Nižšia úroveň, priamo súvisiaca s technologickým procesom, tvorí lokálne regulátory jednotlivých technologických parametrov. Podľa údajov prichádzajúcich zo snímačov Dn a Dk cez komunikačné zariadenie s objektom ústredňa generuje požadované hodnoty vo forme signálov, ktoré prichádzajú priamo na vstupy automatických riadiacich systémov.

Priame digitálne ovládanie.

V NCU signály používané na aktiváciu kontrolných orgánov pochádzajú priamo zo systému riadenia procesu a regulátory sú vo všeobecnosti vylúčené zo systému. Koncepcia NKB v prípade potreby umožňuje nahradiť štandardné regulačné zákony tzv. optimálne s danou štruktúrou a algoritmom. Napríklad je možné implementovať algoritmus optimálneho výkonu atď.

Systém riadenia procesu vypočítava skutočné dopady a prenáša zodpovedajúce signály priamo do kontrolných orgánov. Schéma NCC je znázornená na obrázku 14.8.

Obrázok 14.8 - Schéma priameho digitálneho riadenia (NCD)

Nastavenia zadáva do automatizovaného riadiaceho systému operátor alebo počítač, ktorý vykonáva výpočty na optimalizáciu procesu. V prítomnosti systému NCU musí byť operátor schopný meniť nastavenia, ovládať niektoré vybrané veličiny, meniť rozsahy povolenej zmeny meraných veličín, meniť nastavenia a vo všeobecnosti musí mať prístup k riadiacemu programu.

Jednou z hlavných výhod režimu NCC je možnosť meniť riadiace algoritmy pre obvody jednoduchým vykonaním zmien v uloženom programe. Najviditeľnejšia nevýhoda NCU sa prejavuje, keď počítač zlyhá.

Takže systémy priame digitálne ovládanie(PTsU) alebo priame digitálne ovládanie (NTsU, DDC). Ústredňa priamo generuje optimálne riadiace akcie a pomocou vhodných meničov prenáša riadiace povely do akčných členov.

Režim priameho digitálneho ovládania vám umožňuje:

Vylúčte miestne regulátory s nastavenou hodnotou;

Uplatňovať efektívnejšie princípy regulácie a riadenia a zvoliť ich najlepšiu možnosť;

Implementovať optimalizačné funkcie a prispôsobenie sa zmenám vonkajšieho prostredia a premenným parametrom riadiaceho objektu;

Znížte náklady na údržbu a zjednoťte ovládacie prvky a ovládacie prvky.

Tento princíp riadenia sa používa v CNC strojoch. Operátor musí byť schopný meniť nastavenia, ovládať výstupné parametre procesu, meniť rozsahy povolených zmien premenných, meniť nastavenia, mať prístup k riadiacemu programu v takýchto systémoch, implementáciu režimov štart a stop procesy sú zjednodušené, prechod z manuálneho ovládania na automatické, spínanie operácií akčných členov. Hlavnou nevýhodou takýchto systémov je, že spoľahlivosť celého komplexu je daná spoľahlivosťou komunikačných zariadení s objektom a ústredňou a ak objekt zlyhá, stráca kontrolu, čo vedie k havárii. Východiskom z tejto situácie je organizácia redundancie počítača, nahradenie jedného počítača systémom strojov atď.

Zloženie systému riadenia procesov.

Výkon funkcií systému riadenia procesov sa dosahuje interakciou jeho nasledujúcich komponentov:

Technická podpora (TO),

softvér (SW),

informačná podpora (IS),

organizačná podpora (OO),

Prevádzkový personál (OP).

Títo päť komponenty a tvoria zloženie systému riadenia procesu. Niekedy sa berú do úvahy aj iné typy podpory, napríklad lingvistické, matematické, algoritmické, ale považujú sa za softvérové ​​komponenty atď.

Technická podpora Systém riadenia procesov je ucelený súbor technických prostriedkov (vrátane počítačového vybavenia) postačujúci na prevádzku systému riadenia procesov a vykonávanie všetkých jeho funkcií systémom. Poznámka. Regulačné orgány nie sú zahrnuté v TO APCS.

Komplex vybraných technických prostriedkov by mal v podmienkach prevádzky automatizovaného systému riadenia procesov zabezpečiť taký systém meraní, ktorý následne zabezpečí potrebnú presnosť, rýchlosť, citlivosť a spoľahlivosť v súlade so stanovenými metrologickými, prevádzkovými a ekonomické charakteristiky. Technické prostriedky možno zoskupiť podľa prevádzkových charakteristík, riadiacich funkcií, informačných charakteristík a štruktúrnej podobnosti. Najpohodlnejšie je triedenie technických prostriedkov podľa informačných charakteristík.

V súvislosti s vyššie uvedeným by mal komplex technických prostriedkov obsahovať:

1) prostriedky na získanie informácií o stave riadiaceho objektu a prostriedky vstupu do systému (vstupné prevodníky, snímače), ktoré premieňajú vstupné informácie na štandardné signály a kódy;

2) prostriedky strednej konverzie informácií, ktoré poskytujú vzťah medzi zariadeniami s rôznymi signálmi;

3) výstupné prevodníky, výstup informácií a riadiace prostriedky, ktoré premieňajú informácie o stroji do rôznych foriem potrebných na riadenie procesu;

4) prostriedky na generovanie a prenos informácií, ktoré zabezpečujú pohyb informácií v priestore;

5) prostriedky na fixovanie informácií, ktoré zabezpečujú pohyb informácií v čase;

6) prostriedky spracovania informácií;

7) prostriedky miestnej regulácie a riadenia;

8) počítačové vybavenie;

9) prostriedky na poskytovanie informácií prevádzkovému personálu;

10) výkonné zariadenia;

11) prostriedky na prenos informácií do susedných automatizovaných riadiacich systémov a automatizovaných riadiacich systémov iných úrovní;

12) zariadenia, zariadenia na nastavenie a kontrolu výkonu systému;

13) dokumentačná technika vrátane prostriedkov na vytváranie a ničenie dokumentov;

14) kancelárske a archívne vybavenie;

15) pomocné zariadenia;

16) materiály a nástroje.

Pomocné technické prostriedky zabezpečujú realizáciu sekundárnych riadiacich procesov: kopírovanie, tlač, vybavovanie korešpondencie, vytváranie podmienok pre bežnú prácu riadiaceho personálu, udržiavanie technických prostriedkov v dobrom stave a ich fungovanie. Vytvorenie štandardných automatizovaných systémov riadenia procesov je v súčasnosti nemožné z dôvodu výrazného nesúladu v organizačných systémoch riadenia podniku.

Technické prostriedky automatizovaných systémov riadenia procesov musia spĺňať požiadavky GOST, ktoré sú zamerané na zabezpečenie rôznej kompatibility objektu automatizácie.

Tieto požiadavky sú rozdelené do skupín:

1. Informačné. Zabezpečiť informačnú kompatibilitu technických prostriedkov medzi sebou a so servisným personálom.

2. Organizačné. Štruktúra riadenia procesov, technológia riadenia, technické prostriedky musia navzájom korešpondovať pred a po zavedení automatizovaných systémov riadenia procesov, pre ktoré je potrebné zabezpečiť:

Korešpondencia štruktúr CTS - štruktúra facility managementu;

Automatizované vykonávanie základných funkcií, získavanie informácií, ich prenos, spracovanie, výstup dát;

Možnosť úpravy KTS;

Možnosť vytvorenia organizačných systémov kontroly práce KTS;

Schopnosť vytvárať personálne riadiace systémy.

3. Matematické . Vyhladenie nezrovnalostí v práci technických prostriedkov s informáciami je možné vykonať pomocou programov na prekódovanie, preklad, opätovné rozloženie.

To spôsobuje nasledujúce požiadavky na matematický softvér:

Rýchle riešenie hlavných úloh automatizovaných systémov riadenia procesov;

Zjednodušenie komunikácie personálu s KTS;

Možnosť dokovania informácií rôznych technických prostriedkov.

4. Technické požiadavky:

Potrebná produktivita pre včasné riešenie úloh APCS;

Adaptabilita na podmienky vonkajšieho prostredia podniku;

Spoľahlivosť a udržiavateľnosť;

Použitie jednotných, sériovo vyrábaných blokov;

Jednoduchosť prevádzky a údržby;

Technická kompatibilita fondov založená na spoločnej elementárnej a dizajnovej základni;

Požiadavky na ergonómiu, technickú estetiku.

5. Ekonomické požiadavky na technické prostriedky:

Minimálne kapitálové investície na vytvorenie KTS;

Minimálna výrobná plocha pre umiestnenie CTS;

Minimálne náklady na pomocné zariadenia.

6. Spoľahlivosť APCS. Pri zvažovaní technickej podpory sa zvažuje aj otázka spoľahlivosti automatizovaného systému riadenia procesov.

Zároveň je potrebné vykonať výskum automatizovaných systémov riadenia procesov, pričom treba zdôrazniť tieto body:

1) zložitosť (veľký počet rôznych technických prostriedkov a personálu);

2) multifunkčnosť;

3) viacsmerné využitie prvkov v systéme;

4) množstvo spôsobov porúch (príčiny, dôsledky);

5) vzťah medzi spoľahlivosťou a ekonomickou efektívnosťou;

6) závislosť spoľahlivosti od technickej prevádzky;

7) závislosť spoľahlivosti od CTS a štruktúry algoritmov;

8) vplyv personálu na spoľahlivosť.

Úroveň prevádzkovej spoľahlivosti APCS je určená takými faktormi, ako sú:

Zloženie a štruktúra použitých technických prostriedkov;

Režimy, možnosti údržby a obnovy;

Prevádzkové podmienky systému a jeho jednotlivých komponentov;

Softvér APCS je súbor programov a prevádzkovej softvérovej dokumentácie potrebnej na realizáciu funkcií automatizovaného systému riadenia procesov daného režimu prevádzky hardvérového komplexu APCS.

Softvér APCS sa ďalej delí na všeobecný softvér (OPS) a špeciálne softvér (SPO).

TO všeobecný Softvér APCS zahŕňa tú časť softvéru, ktorá sa dodáva s počítačovým vybavením alebo sa kupuje hotová v špecializovaných fondoch algoritmov a programov. Zloženie HPO APCS zahŕňa programy používané na vývoj programov, prepájanie softvéru, organizovanie prevádzky výpočtového komplexu a ďalšie úžitkové a štandardné programy (napríklad organizovanie programov, vysielanie programov, knižnice štandardných programov atď.). HIF APCS vyrábajú a dodávajú vo forme produktov na priemyselné účely výrobcovia prostriedkov VT (pozri odsek 1.4.7).

TO špeciálne Softvér APCS označuje tú časť softvéru, ktorá je vyvinutá pri vytváraní konkrétneho systému (systémov) a zahŕňa programy na implementáciu hlavných (riadiacich a informačných) a pomocných (zabezpečenie špecifikovaného fungovania systému CTS, kontrola správnosti informácií vstup, monitorovanie prevádzky systému CTS atď.) funkcií systému riadenia procesov. Špeciálny softvér pre systémy riadenia procesov je vyvinutý na základe a pomocou softvéru. Jednotlivé programy alebo open source softvér pre systémy riadenia procesov ako celok je možné vyrábať a dodávať vo forme softvérových nástrojov ako produkty pre priemyselné a technické účely.

Softvér zahŕňa všeobecný softvér dodávaný s počítačovým vybavením, vrátane organizovania programov, dispečerských programov, vysielacích programov, operačných systémov, knižníc štandardných programov, ako aj špeciálny softvér, ktorý implementuje funkcie konkrétneho systému, zabezpečuje fungovanie CTS vrátane hardvérom.

Matematická, algoritmická podpora. Ako viete, model je obrazom predmetu štúdia, ktorý zobrazuje základné vlastnosti, charakteristiky, parametre, vzťahy objektu. Jednou z metód na štúdium procesov alebo javov v automatizovaných systémoch riadenia procesov je metóda matematického modelovania, t.j. konštrukciou ich matematických modelov a analýzou týchto modelov. Rôzne matematické modelovanie je simulačné modelovanie, ktoré využíva priamu substitúciu čísel, ktoré simulujú vonkajšie vplyvy, parametre a procesné premenné pomocou UVC. Na vykonanie simulačných štúdií je potrebné vyvinúť algoritmus.

Algoritmy používané v APCS sa vyznačujú nasledujúcimi vlastnosťami:

Časové spojenie algoritmu s riadeným procesom;

Uloženie pracovných programov v UVK RAM pre prístup k nim kedykoľvek;

Prekročenie špecifickej váhy logických operácií;

Rozdelenie algoritmov na funkčné časti;

Implementácia UVC algoritmov v režime zdieľania času.

Berúc do úvahy časový faktor v riadiacich algoritmoch je redukovaný na potrebu stanoviť čas prijímania informácií do systému, čas vydávania správ operátorom na vytvorenie kontrolných akcií, predpovedanie stavu riadiaceho objektu. Je potrebné zabezpečiť včasné spracovanie signálov z UVC spojených s kontrolovaným objektom. Toto je dosiahnuté zostavením najúčinnejších algoritmov z hľadiska rýchlosti, implementovaných na vysokorýchlostnom UVC.

Druhou vlastnosťou algoritmov APCS sú prísne požiadavky na množstvo pamäte potrebnej na implementáciu algoritmu, na konektivitu algoritmu.

Tretia vlastnosť algoritmov je spôsobená tým, že technologické procesy sú riadené na základe rozhodnutí prijatých na základe výsledkov porovnávania rôznych udalostí, porovnávania hodnôt parametrov objektu, kontroly plnenia rôznych podmienok a obmedzení.

Použitie štvrtej vlastnosti algoritmov APCS umožňuje vývojárovi formulovať niekoľko úloh systému a potom spojiť vyvinuté algoritmy pre tieto úlohy do jedného systému. Miera vzájomného vzťahu úloh APCS môže byť rôzna a závisí od konkrétneho riadiaceho objektu.

Na zohľadnenie piatej vlastnosti riadiacich algoritmov je potrebné vyvinúť operačné systémy v reálnom čase a naplánovať postupnosť zavádzania modulov, ktoré implementujú algoritmy úloh APCS, ich vykonávanie závisí od priorít.

V štádiu vývoja automatizovaných systémov riadenia procesov vznikajú meracie informačné systémy, ktoré zabezpečujú úplné a včasné riadenie prevádzkového režimu blokov, umožňujúce analyzovať priebeh technologického procesu a urýchliť riešenie optimálnych problémov riadenia.

Funkcie centralizovaných riadiacich systémov sú obmedzené na riešenie nasledujúcich úloh:

Stanovenie aktuálnych a predpokladaných hodnôt veličín;

Stanovenie ukazovateľov v závislosti od množstva nameraných hodnôt;

Detekcia udalostí, ktoré sú porušením a poruchami vo výrobe.

Všeobecný model problému pri hodnotení aktuálnych hodnôt nameraných hodnôt a z nich vypočítaných TEC v centralizovanom riadiacom systéme možno znázorniť takto: súbor hodnôt a ukazovateľov, ktoré je potrebné určiť v je špecifikovaný riadiaci objekt, je indikovaná požadovaná presnosť ich hodnotenia, existuje sada snímačov, ktoré sú inštalované na automatizovanom objekte. Potom je všeobecná úloha odhadu hodnoty jednej veličiny formulovaná nasledovne: pre každú jednotlivú veličinu je potrebné nájsť skupinu senzorov, frekvenciu ich dotazovania a algoritmus na spracovanie signálov z nich prijatých, ako napr. výsledkom ktorého je hodnota tejto veličiny určená s danou presnosťou.

Na riešenie problémov v podmienkach automatizovaných systémov riadenia procesov sa používajú také matematické metódy ako lineárne programovanie, dynamické programovanie, optimalizačné metódy, konvexné programovanie, kombinatorické programovanie, nelineárne programovanie. Metódy na zostavenie matematického popisu objektu sú metóda Monte Carlo, matematická štatistika, teória plánovania experimentov, teória radenia, teória grafov, systémy algebraických a diferenciálnych rovníc.

Informačná podpora systému riadenia procesov zahŕňa: zoznam a charakteristiky signálov charakterizujúcich stav ATC:

Opis zásad (pravidiel) klasifikácie a kódovania informácií a zoznam klasifikačných skupín,

Popisy informačných polí, formy dokumentov pre video snímky používané v systéme,

Regulačné referenčné (podmienečne trvalé) informácie používané pri prevádzke systému.

Časť organizačná podpora APCS obsahuje popis APCS (funkčná, technická a organizačná štruktúra systému) a pokyny pre prevádzkový personál, potrebné a postačujúce na jeho fungovanie ako súčasti ATC.

Organizačná podpora zahŕňa popis funkčných, technických, organizačných štruktúr systému, pokyny a predpisy pre prevádzkový personál o práci automatizovaných systémov riadenia procesov. Obsahuje súbor pravidiel, predpisov, ktoré zabezpečujú požadovanú interakciu operačného personálu medzi sebou a súbor nástrojov.

Organizačná štruktúra riadenia je teda vzťah medzi ľuďmi, ktorí sa podieľajú na prevádzke zariadenia. Personál operatívneho riadenia udržiava technologický proces v rámci stanovených noriem, zabezpečuje realizáciu plánu výroby, kontroluje prevádzku technologických zariadení a sleduje podmienky pre bezpečný priebeh procesu.

Prevádzkový personál APCS zabezpečuje správne fungovanie CTS APCS, vedie evidenciu a hlásenia. Automatizovaný systém riadenia procesov preberá výrobné úlohy z vyššej úrovne riadenia, kritériá na plnenie týchto úloh, prenáša na vyššie úrovne riadenia informácie o plnení úloh, kvantitatívnych a kvalitatívnych ukazovateľoch produktov a fungovaní automatizovaného technologického komplexný.

Na analýzu organizačnej štruktúry a určenie optimálnej konštrukcie vnútorných vzťahov sa využívajú metódy skupinovej dynamiky. V tomto prípade sa zvyčajne používajú metódy a techniky sociálnej psychológie.

Vykonané štúdie umožnili formulovať požiadavky potrebné na organizáciu skupiny prevádzkovo technologického personálu:

Všetky výrobné informácie by sa mali prenášať iba prostredníctvom manažéra;

Jeden podriadený by nemal mať viac ako jedného priameho nadriadeného;

Vo výrobnom cykle na seba informujú iba podriadení jedného lídra.

Úseky údržby vykonávajú prácu vo všetkých fázach vytvárania automatizovaného systému riadenia procesov (návrh, implementácia, prevádzka), ich hlavnými funkciami sú:

Zabezpečenie prevádzky systémov v súlade s pravidlami a požiadavkami technickej dokumentácie;

Zabezpečenie aktuálnych a plánovaných opráv technických prostriedkov automatizovaných systémov riadenia procesov;

Vykonávanie testov automatizovaných systémov riadenia procesov spolu s vývojármi;

Vykonávanie výskumu na určenie ekonomickej efektívnosti systému;

Rozvoj a implementácia opatrení pre ďalší rozvoj systému;

Pokročilé školenie zamestnancov služby APCS, štúdium a zovšeobecnenie prevádzkových skúseností. Na vykonávanie funkcií musí byť technológ-operátor vybavený technickými a softvérovými nástrojmi, ktoré zabezpečujú v závislosti od charakteristík technologického procesu požadované súbory nasledujúcich informačných správ:

Indikácia hodnôt nameraných parametrov pri hovore;

Indikácia a zmena nastavených limitov riadenia parametrov procesu;

Zvukový alarm a indikácia odchýlok parametrov nad rámec regulačných limitov;

Zvukový alarm a indikácia odchýlok v rýchlosti zmeny parametrov od nastavených hodnôt;

Zobrazenie stavu technologického procesu a zariadení na schéme riadiaceho objektu;

Registrácia trendov zmien parametrov;

Operatívna evidencia porušení technologického postupu a úkonov obsluhy.

Informačná podpora (IS) zahŕňa kódovací systém pre technologicko-technické a ekonomické informácie, referenčné a prevádzkové informácie, obsahuje popis všetkých signálov a kódov používaných na komunikáciu technických prostriedkov. Použité kódy musia obsahovať minimálny počet znakov, mať logickú štruktúru a spĺňať ďalšie požiadavky na kódovanie. Formy výstupných dokumentov a predkladania informácií by nemali spôsobovať ťažkosti pri ich používaní.

Pri vývoji a implementácii systému IS APCS je potrebné brať do úvahy zásady organizácie procesného riadenia, ktoré zodpovedajú nasledujúcim etapám.

1) Stanovenie subsystémov automatizovaných systémov riadenia procesov a typov manažérskych rozhodnutí, pre ktoré je potrebné poskytovať vedecko-technické informácie. Výsledky tejto fázy sa používajú na určenie optimálnej štruktúry informačných polí, na identifikáciu charakteristík očakávaného toku požiadaviek.

2) Definícia hlavných skupín spotrebiteľov informácií. Spotrebitelia informácií sú klasifikovaní v závislosti od ich účasti na príprave a prijímaní manažérskych rozhodnutí súvisiacich s organizáciou technologického procesu. Zhromažďovanie informácií sa uskutočňuje s prihliadnutím na typy úloh riešených v rámci procesného riadenia. Spotrebiteľ môže získať informácie o súvisiacich technologických oblastiach a zároveň sú vytvorené podmienky na redistribúciu informácií pri zmene potrieb.

3) Štúdium informačných potrieb.

4) Štúdium tokov vedeckých a technických informácií potrebných na riadenie procesov vychádza z výsledkov analýzy úloh riadenia. Spolu s tokom dokumentárnych informácií sa analyzujú fakty, ktoré odrážajú skúsenosti tohto a podobných podnikov.

5) Vývoj systémov vyhľadávania informácií pre riadenie procesov.

Pre automatizované systémy sú charakteristické procesy spracovania informácií – transformácia, prenos, ukladanie, vnímanie. Pri riadení technologického procesu sú prenášané informácie a vstupné informácie sú spracovávané riadiacim systémom na výstupné informácie. Zároveň je nevyhnutná kontrola a regulácia, ktoré spočívajú v porovnávaní informácií o výsledkoch predchádzajúcej etapy činnosti s informáciami zodpovedajúcimi podmienkam dosiahnutia cieľa, v posúdení nesúladu medzi nimi a vypracovaní korekčného výstupného signálu. Nesúlad je spôsobený vnútornými a vonkajšími rušivými vplyvmi náhodného charakteru. Proces prenosu informácií predpokladá existenciu zdroja informácií a príjemcu.

Dokumentácia informácií je nevyhnutná na zabezpečenie účasti človeka na riadení technologického procesu. Následné analýzy vyžadujú akumuláciu štatistických počiatočných údajov zaznamenávaním stavov a hodnôt procesných parametrov v priebehu času. Na základe toho sa kontroluje dodržiavanie technologického postupu, kontroluje sa kvalita výrobkov, sleduje sa činnosť personálu v havarijných situáciách a hľadajú sa smery na zlepšenie procesu.

Pri vývoji informačnej podpory pre automatizované systémy riadenia procesov súvisiacej s dokumentáciou a registráciou je potrebné:

Určite typ registrovaných parametrov, miesto a formu registrácie;

Vyberte faktor času registrácie;

Minimalizovať počet zaznamenaných parametrov z dôvodov nevyhnutnosti a dostatočnosti pre operatívne činnosti a analýzy;

Zjednotiť formáty dokumentov, ich štruktúru;

Zadajte špeciálne podrobnosti;

Riešiť otázky klasifikácie dokumentov a trás ich pohybu;

Určite množstvo informácií v dokumentoch, stanovte miesto a podmienky uloženia dokumentov.

Informačné toky v komunikačných kanáloch automatizovaného systému riadenia procesov musí systém prenášať s požadovanou kvalitou informácie z miesta jej vzniku do miesta jej príjmu a použitia.

Aby ste to dosiahli, musia byť splnené nasledujúce požiadavky:

Včasné poskytovanie informácií;

Vernosť prenosu - žiadne skreslenie, strata;

Spoľahlivosť fungovania;

Jednota času v systéme;

Možnosť technickej realizácie;

Zabezpečenie ekonomickej prijateľnosti požiadaviek na informácie. Okrem toho musí systém poskytovať:

Regulácia informačných tokov;

Možnosť vonkajších vzťahov;

Možnosť rozšírenia systému riadenia procesov;

Pohodlie ľudskej účasti na analýze a riadení procesu.

Medzi hlavné charakteristiky toku informácií patria:

Riadiaci objekt (zdroj informácií);

Účel informácií;

Informačný formát;

Objemovo-časové charakteristiky prietoku;

Frekvencia výskytu informácií;

Objekt, ktorý používa informácie.

Ak je to potrebné, prietokové charakteristiky sú podrobne uvedené uvedením:

Typ informácií;

Názvy kontrolovaného parametra;

Rozsah zmeny parametrov v čase;

Čísla parametrov s rovnakými názvami na objekte;

Podmienky zobrazovania informácií;

Rýchlosť generovania informácií.

Medzi hlavné informačné charakteristiky komunikačného kanála patria:

Umiestnenie začiatku a konca komunikačného kanála;

Forma prenášaných informácií;

Štruktúra prenosového kanála - snímač, kodér, modulátor, komunikačná linka, demodulátor, dekodér, zobrazovacie zariadenie;

Typ komunikačného kanála - telefón, mechanický;

Rýchlosť prenosu a množstvo informácií;

Spôsoby transformácie informácií;

Kapacita kanála;

Objem signálu a kapacita komunikačného kanála;

Imunita proti hluku;

Informačná a hardvérová redundancia kanála;

Spoľahlivosť komunikácie a prenosu cez kanál;

Úroveň útlmu signálu v kanáli;

Koordinácia informácií kanálov;

Mobilita prenosového kanála.

Časový znak informácie možno zaviesť do automatizovaného systému riadenia procesov, ktorý predpokladá jednotný časový systém s centralizovanou referenčnou stupnicou. Pre informačnú komunikáciu automatizovaných systémov riadenia procesov je charakteristická činnosť v reálnom čase.

Používanie jednotného systému časových referencií zabezpečuje plnenie nasledujúcich úloh:

Zdokumentovanie času prijatia, prenosu informácií;

Protokolovanie udalostí vyskytujúcich sa v systéme riadenia procesov;

Analýza výrobných situácií na časovej báze (poradie prijatia, trvanie);

Účtovanie času prenosu informácií cez komunikačné kanály a času spracovania informácií;

Riadenie postupnosti prijímania, prenosu a spracovania informácií;

Nastavenie postupnosti kontrolných akcií v rámci jednej časovej škály;

Zobrazenie spoločného času v rámci oblasti pokrytia APCS.

Pri tvorbe automatizovaného systému riadenia procesov sa hlavná pozornosť venuje signálom spojeným so spolupôsobením jednotlivých prvkov. Predmetom štúdia sú signály interakcie človeka s technickými prostriedkami a niektoré technické prostriedky s inými technickými prostriedkami. V tomto ohľade sa berú do úvahy nasledujúce skupiny signálov a kódov:

Prvou skupinou sú štylizované jazyky, ktoré poskytujú ekonomické vkladanie dát do technických prostriedkov a ich výstup operátorovi. Podľa charakteru informácií sa rozlišujú technické a ekonomické údaje.

Druhá skupina - rieši problémy prenosu dát a dokovania technických prostriedkov. Tu je hlavným problémom vernosť prenosu správ, na ktorý sa používajú kódy na opravu chýb. Informačná kompatibilita technických prostriedkov je zabezpečená inštaláciou dodatočného párovacieho zariadenia, použitím pomocných programov na konverziu dát.

Treťou skupinou sú strojové jazyky. Zvyčajne sa binárne kódy používajú s prvkami ochrany údajov na digitálnom module s pridaním kódu s kontrolným bitom.

Všeobecné technické požiadavky na automatizované systémy riadenia procesov pre informačnú podporu:

1) maximálne zjednodušenie kódovania informácií vďaka kódovým označeniam a opakovaným kódom;

2) zabezpečenie jednoduchosti dekódovania výstupných dokumentov a formulárov;

3) informačná kompatibilita systémov automatizovaného riadenia procesov s príbuznými systémami z hľadiska obsahu, kódovania, formy prezentácie informácií;

4) možnosť vykonania zmien v predtým prenášaných informáciách;

5) zabezpečenie spoľahlivosti výkonu funkcií systému vďaka odolnosti informácií voči šumu.

Personál APCS interaguje s CTS, vníma a zadáva technologické a ekonomické informácie. Okrem toho operátor komunikuje s ostatnými operátormi a personálom vyššej úrovne. Na uľahčenie týchto prepojení sa prijímajú opatrenia na formalizáciu informačných tokov, na ich kompresiu a zefektívnenie. Počítač prenáša informácie operátorovi vo forme svetelných signálov, obrázkov, tlačených dokumentov, zvukových signálov.

Pri interakcii operátora s UVK je potrebné zabezpečiť:

Vizuálne zobrazenie funkčno-technologickej schémy riadiaceho objektu, informácie o jeho stave v rozsahu funkcií pridelených operátorovi;

Zobrazenie prepojenia a charakteru interakcie riadiaceho objektu s vonkajším prostredím;

Alarm o porušení v prevádzke zariadenia;

Rýchla identifikácia a odstránenie porúch.

Samostatné skupiny prvkov, najpodstatnejšie pre ovládanie a riadenie objektu, sa zvyčajne odlišujú veľkosťou, tvarom, farbou. Technické prostriedky používané na automatizáciu kontroly umožňujú zadávať informácie len v určitej vopred stanovenej forme. To vedie k potrebe kódovať informácie. Výmena dát medzi funkčnými blokmi riadiaceho systému musí prebiehať úplnými sémantickými správami. Správy sa prenášajú dvoma oddelenými dátovými tokmi: informačným a kontrolným.

Signály toku informácií sú rozdelené do skupín:

meraný parameter;

rozsah merania;

Stavy funkčných blokov systému;

Adresy (príslušnosť meraného parametra k určitému bloku);

čas;

servis.

Na ochranu pred chybami pri výmene informácií prostredníctvom komunikačných kanálov na vstupe a výstupe zariadenia by sa mali používať redundantné kódy s ich kontrolou parity, cyklickosti, iterácie a opakovateľnosti. Otázky informačnej bezpečnosti súvisia so zabezpečením spoľahlivosti riadiaceho systému, foriem prezentácie informácií. Informácie musia byť chránené pred skreslením a zneužitím. Metódy ochrany informácií závisia od vykonávaných operácií, od použitého vybavenia

Prevádzkový personál Systém riadenia procesov pozostáva z technológov-operátorov automatizovaného systému riadenia, ktorí riadia prácu a riadia TOU pomocou informácií a odporúčaní o racionálnom riadení vyvinutých automatizačnými systémami systému riadenia procesov, a prevádzkového personálu systému riadenia procesov, ktorý zabezpečuje správne fungovanie komplexu hardvéru a softvéru APCS. Opravárenský personál nie je súčasťou prevádzkového personálu systému riadenia procesov.

Počas procesu navrhovania systému riadenia procesov sa rozvíja matematická a jazyková podpora, ktorá nie je explicitne zahrnutá do fungujúceho systému. Matematická podpora systému riadenia procesov je súbor metód, modelov a algoritmov používaných v systéme. Matematická podpora systému riadenia procesov je realizovaná formou špeciálnych softvérových programov.

Jazyková podpora systému riadenia procesov je súbor jazykových nástrojov na komunikáciu operačného personálu systému riadenia procesov s prostriedkami systému CT. Popis jazykových prostriedkov je súčasťou prevádzkovej dokumentácie organizačných a softvérových systémov. Metrologická podpora systému riadenia procesov je súbor prác, konštrukčných riešení a hardvérových a softvérových nástrojov zameraných na zabezpečenie špecifikovaných charakteristík presnosti funkcií systému realizovaných na základe nameraných informácií.

Prevádzkový personál zahŕňa technológov-operátorov automatizovaného technologického komplexu, ktorí riadia technologické zariadenie, a prevádzkový personál automatizovaného systému riadenia procesov, ktorý zabezpečuje fungovanie systému. Prevádzkový personál môže pracovať v regulačnej slučke aj mimo nej. V prvom prípade sú riadiace funkcie implementované podľa odporúčaní vydaných CCC. V druhom prípade obsluhujúci personál nastavuje prevádzkový režim systému, riadi chod systému a v prípade potreby preberá riadenie technologického objektu. Opravárenské služby nie sú zahrnuté v APCS.

Dispečerská služba v APCS je umiestnená na križovatke procesného riadenia a riadenia výroby. Operátorské a dispečerské stanovištia automatizovaného riadiaceho systému poskytujú ekonomickú kombináciu schopností operačného personálu a schopností technických prostriedkov.

Technologické požiadavky na vývoj automatických riadiacich systémov

Pri vytváraní automatických riadiacich systémov technologických procesov poľnohospodárskej výroby je jednou z najdôležitejších etáp vývoj optimálnej, teda najefektívnejšej verzie technologického procesu, ktorý sa má automatizovať.

Vzhľadom na skutočnosť, že poľnohospodárstvo je charakterizované rôznymi odvetviami a rôznymi technologickými postupmi, je vývoj optimálneho technologického postupu v každom prípade veľmi náročná úloha. Rozvoj jednotných procesov poľnohospodárskej výroby prispieva k úspechu vývoja optimálnych technologických procesov vhodných pre automatizáciu. Preto je problém typizácie, univerzalizácie až štandardizácie poľnohospodárskych technologických procesov a zariadení veľmi aktuálny, najmä v kontexte presunu poľnohospodárstva na priemyselnú bázu.

Presun poľnohospodárstva na priemyselnú základňu úzko súvisí s procesmi koncentrácie a intenzifikácie výroby. Za týchto podmienok, keď popri veľkých tokoch surovín, energie, práce dochádza k veľkému toku vzájomne prepojených informácií, je potrebné presné a správne pochopenie týchto informácií, prijímanie vhodných optimálnych rozhodnutí a vo všeobecnosti plnohodnotné riadenie výroby. možné len s použitím metód a nástrojov automatizácie. Aplikácia výdobytkov automatizácie si však vyžaduje určitú technologickú prípravu výrobných procesov.

Skúsenosti s prevybavovaním popredných odvetví národného hospodárstva ukazujú, že efektívnosť automatizácie závisí od vzájomne prepojeného riešenia troch hlavných úloh: 1) vývoj nových technologických procesov a ich typizácia; 2) vytvorenie technologického zariadenia, ktoré zabezpečuje kvalitnú realizáciu typizovaného technologického procesu; 3) vývoj algoritmov efektívne riadenie technologických procesov, operácií a zariadení pomocou technických prostriedkov automatizácie.

Riešenie prvej úlohy si vyžaduje špeciálne znalosti a potrebné skúsenosti pri určovaní stanovených parametrov presnosti, produktivity, spôsobov spracovania, prepravy, skladovania, pri vytváraní metód typizácie technologických procesov a pod., teda znalosti a skúsenosti z poľnohospodárstva. sú tu potrební technológovia výroby, ktorí plne ovládajú základy technologickej vedy.

Typizáciu technologického postupu v poľnohospodárskej výrobe je vhodné začať zostavovaním takzvaného technologického reťazca.

Technologický reťazec odráža vzťah technologických procesov, jednotlivých operácií a režimov strojov podieľajúcich sa na ich realizácii. Napríklad technologický reťazec pozberového spracovania obilia v prúde zahŕňa tieto operácie: výdaj obilia z kombajnu, váženie obilia, jeho vykládka, preprava výťahom, primárne čistenie od veľkých nečistôt na triediacich strojoch, preprava elevátorom, preprava elevátorom, preprava obilia, preprava obilia, preprava obilia. sušenie, chladenie, preprava výťahom, sekundárne čistenie od drobných nečistôt, šneková doprava, triedenie triérov, zber do bunkra, váženie, doprava do skladu, váženie a skladovanie.

Technologický reťazec umožňuje identifikovať poradie prevádzky strojov v súlade s požiadavkami procesu, rozsah prác na operáciách, požadovaný počet strojov, stanoviť optimálnu agregáciu a prípustný stupeň typizácie technologických procesov. . Technologický reťazec tak poskytuje možnosť preniknúť hlboko do samotnej procesnej technológie vo všetkých jej aspektoch.

Pri začatí vývoja automatických riadiacich systémov musí vývojár dobre študovať objekt automatizácie, byť si plne vedomý všetkých možných režimov prevádzky.

Treba mať na pamäti, že pre výrobu je často potrebné vyvinúť systémy automatického riadenia objektov rôzne úrovne rozvoj. V tomto smere je stupeň automatizácie a kombinácia operácií a režimov daná úrovňou rozvoja samotnej výroby. Preto je možné každý technologický proces rozdeliť na operácie rôznymi spôsobmi. Ale pri tomto rozdelení musí vývojár vždy odpovedať na nasledujúce základné otázky.

1. Aký je účel a cieľ automatického riadiaceho systému?

2. Aké bloky tvoria objekt kontroly?

3. Aké sú funkčné a riadiace väzby medzi blokmi, ktoré definujú budúci systém?

4. Aké sú režimy riadiaceho objektu a jeho blokov a koľko technologicky prijateľných prechodov medzi týmito režimami?

5. Aké konkrétne algoritmy popisujú ten či onen režim?

6. Aké snímače a akčné členy možno použiť pre tento systém?

7. Aké matematické rovnice opisujú interakciu riadiacich signálov a poruchových signálov, ktoré charakterizujú konkrétny spôsob činnosti systémov?

Po analýze technologických procesov alebo jednotlivých operácií je potrebné stanoviť celý objem informačných parametrov, ktoré charakterizujú technológiu a všetky ich vzťahy.

Informácie zhromaždené podľa položených otázok by sa mali odraziť v kompaktnej a vhodnej forme pre ďalšiu prácu. To umožňuje identifikovať zoznam parametrov informácií.

Klasifikácia informačných parametrov a technologický reťazec umožňujú zostaviť blokovú schému riadiaceho systému, ktorý je kombináciou riadiaceho objektu a riadiaceho zariadenia.

Treba mať na pamäti, že neúplné a nepresné spracovanie všetkých informácií vedie k ich skresleniu na nasledujúcich úrovniach, k oneskoreniu pri prijímaní rozhodnutí a opatrení na koordináciu činností zariadení, výrobných liniek, dielní a v dôsledku toho k zvýšenie výrobných nákladov, zníženie ziskovosti, poškodenie produktu atď.