О САЙТЕ
Добро пожаловать!

Теперь вы можете поделиться своей работой!

Просто нажмите на значок
O2 Design Template

ФЭА / АИТ / Курсовой проект "Автоматизированная система управления технологическим процессом подготовки высокосернистой нефти на Кама-Исмагиловской УПСН НГДУ "Иркеннефть"

(автор - student, добавлено - 4-01-2014, 13:50)

 

СКАЧАТЬ:  atp.zip [1,48 Mb] (cкачиваний: 109)

 

 

1. РЕФЕРАТ

 Полное наименование разработанной системы автоматизации - "Автоматизированная система управления технологическим процессом подготовки высокосернистой нефти на Кама-Исмагиловской УПСН НГДУ "Иркеннефть". Условное обозначение - АСУТП УПСН. 

 В настоящем рабочем проекте приняты следующие условные наименования и обозначения:

 УПСН - установка подготовки сернистой нефти; 

АСУ ТП - автоматизированная система управления  технологическим процессом;

АРМ - автоматизированное рабочее место;

ТЭП - технико-экономические показатели;

ПИД-закон  -  пропорционально-интегрально-дифференциальный закон автоматического управления;

SCADA - программное обеспечение операторских станций АСУ ТП (Supervisor Control And Data Acquisition);

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство; НЖМД - накопитель на жестком магнитном диске (винчестер);

НГМД - накопитель на гибком магнитном диске (дисковод);

МРВ - монитор реального времени;

АБК - административно-бытовой корпус;

         Данная работа актуальна, поэтому создание системы управления технологическим процессом подготовки высокосернистой нефти необходима с полной её автоматизацией,  так как процессы, протекающие в данной установке, различны, сложны. Работа включает в себя технологическое описание установки подготовки высокосернистой нефти, описание технических средств автоматизации каждого уровня.

        Курсовой проект содержит: расчётно-пояснительную записку, состоящую из введения, технологической, технической, расчётной, проектной и графической части; чертёж схемы автоматизации установки.

 

2.ВВЕДЕНИЕ

        Под автоматизацией производственных процессов нефтяных и газовых промыслов следует понимать применение приборов, приспособлений и машин, обеспечивающих бурение, добычу, промысловый сбор, подготовку и передачу  нефти и газа с промысла потребителю без непосредственного участия человека, лишь под его контролем. Автоматизация  производственных процессов является высшей формой развития техники добычи нефти и газа, предусматривающей применение передовой технологии, высокопроизводительного и надежного оборудования.

       Современные нефте- и газодобывающие  предприятия представляют собой сложные комплексы технологических объектов, рассредоточенных на больших площадях, размеры которых достигают десятков и сотен квадратных километров. Технологические объекты (скважины, групповые измерительные установки, сепарационные установки, сборные пункты, установки комплексной подготовки нефти и газа, резервуарные парки) связаны между собой через продуктивный пласт и поток продукции, циркулирующей по технологическим коммуникациям. Добыча нефти и газа производится круглосуточно, в любую погоду, поэтому для нормального функционирования нефтегазодобывающего предприятия необходимо обеспечить надежную работу автоматизированного оборудования, дистанционный контроль за работой технологических объектов и их состоянием.

       Наиболее высокая эффективность работы газо -  и нефтедобывающих объектов может быть достигнута при автоматическом управлении технологическими процессами в оптимальном режиме.

       Под оптимальным автоматическим управлением технологическим объектом понимают функционирование объекта с автоматическим выбором такого технологического режима, при котором обеспечивается наибольшая производительность с наилучшим использованием энергетических и сырьевых ресурсов. 

 

       Технологические процессы бурения, добычи и транспортировки нефти и газа характеризуются  значительным числом параметров, определяющих ход этих процессов, наличием внутренних связей между параметрами, их взаимным многообразным и сложным влиянием друг на друга и на течение всего процесса. Для того чтобы решить задачу создания системы оптимального автоматического управления технологическим процессом, необходимо его изучить, определить степень влияния характеризующих его параметров  на выходные качественные и количественные показатели процесса.

 Один из методов изучения - познание процесса через модели, представляющие собой упрощенные системы, отражающие отдельные, интересующие исследователя стороны явлений. Процесс моделирования заключается в установлении зависимостей между входными и выходными параметрами системы.

      Наиболее удобным методом исследования сложных технологических процессов, позволяющим реализовать его на электронно-вычислительных машинах, отыскать оптимальные режимы ведения и условия управления процессом, является метод математического моделирования.

        Математическая модель должна правильно отражать технологический процесс, его характерные особенности, но в то же время она не должна быть перегружена деталями, несущественными или не влияющими на решение поставленной задачи. В то же время следует иметь в виду, что от того, насколько правильно модель отражает характерные черты изучаемого процесса, зависят успех исследования и ценность полученных результатов.     

 

 

 

 

 

 

 

3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

    АСУ ТП Кама-Исмагиловской УПСН охватывает следующие технологические объекты:

  • концевой делитель фаз КДФ;
  • установка предварительного сброса воды УПС;
  • установка предварительного сброса воды УПС-3000;
  • сепаратор первой ступени С101;
  • насосы Н-1/1,2;
  • теплообменники Т-101, 102, 103;
  • пароподогреватели - 5 шт.;
  • сепаратор горячей нефти С102;
  • насосы Н-2/1,2;
  • отстойники О-102, 103;
  • электродегидраторы ЭД-101, ЭД-1/1;
  • емкости О101,Е-104;
  • насосы Н-104/1,2;
  • емкости товарной нефти Е-5/1 .. .Е-5/8;
  • насосы Н-4/1,2;
  • блок очистки пластовой воды БОП;
  • емкости ЕПС-1,2;
  • емкости ЕПС 3,4,5;
  • насосы Н-6/1,2;
  • емкость ЕП-40;
  • емкость осушки газа, газопровод на МГПЗ;
  • факельная линия;
  • реагентный блок, ингибиторный блок;
  • контроль воздушной среды на содержание H2S;
  • паровой узел тепла;
  • емкость Е-105;

 

  • насосы Н-105/1,2;
  • емкости Е-4/1,2, Е-6/1,2.

 Проект автоматизации УПСН разработан как единый комплекс средств измерения, регулирования, дистанционного управления и сигнализации.

Компоненты технологической установки и системы, входящие в УПН и имеющие средства локальной автоматики, полностью автономны в управлении и регулировании. АСУ ТП использует сигналы от систем, имеющих локальную автоматику, как информационную составляющую в общей системе автоматизации.                             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Техническая часть

 

 Назначение и цель верхнего уровня АСУТП  УПСН. 

Настоящий рабочий проект распространяется на описание верхнего уровня автоматизированной системы управления технологическим процессом подготовки нефти на Кама-Исмагиловской УПСН" с целью обеспечения централизованного контроля, автоматического регулирования и дистанционного управления технологическим процессом подготовки нефти. В том числе:

1)         визуализации на АРМе оператора в режиме реального времени значений всех измеряемых
параметров и сигнализацию их выхода за установленные пределы;

2)         автоматического регулирования контроллерами всех требуемых параметров установки
путем формирования импульсных сигналов управления исполнительными устройствами
регулирующих клапанов;

3)         дистанционного        управления        с        АРМа        оператора       всеми        требуемыми
электроисполнительными механизмами установки, выдачей сигналов управления пусковым
устройствам электроприводов насосов, шаровых кранов;

4)         формирования и распечатки отчетных сменных и суточных форм на АРМе оператора.

Конечная цель создания системы - эффективная безопасная работа и высокие технологические и производственно-экономические показатели Кама-Исмагиловской УПСН.

 

 Структура и функционирование АСУТП УПСН

     Структурно, как большинство автоматизированных систем, АСУ ТП УПВСН состоит из трёх уровней. Нижний уровень автоматизации это датчики и исполнительные механизмы, на следующем уровне - контроллеры, принимающие и обрабатывающие информацию с датчиков и выдающие
управляющие сигналы исполнительным механизмам; уровнем выше - компьютеры, являющиеся автоматизированными рабочими местами (АРМами) операторов, дающие возможность операторам на  графических   мнемосхемах   на  дисплее   контролировать  текущее   состояние   всех объектов автоматизации.

1.  На нижнем уровне каждая связь контроллера с оборудованием объекта автоматизации имеет гальваническую развязку.

2.  Количество контроллеров на втором уровне: 2.

3.  Количество АРМов на третьем уровне: 2.

5.  Вид   и   топология   информационной   сети,   объединяющей   контроллеры   между   собой, контроллеры   с  АРМами,  АРМы  с  удаленной  информационной   сетью   инженерных  служб  и диспетчера, показана на Рис.1.

6.  В системе предусмотрено количество рабочих мест в сети - не менее - 8. 

7.  АСУ ТП УПСН имеет возможность блокировки сигналов телеуправления на все объекты автоматизации для безопасного обслуживания объекта.

8.  АСУ ТП УПСН имеет два режима управления и регулирования всеми исполнительными механизмами - автоматизированный и ручной, с возможностью переключения режимов как с АРМа оператора так и с пульта оператора или щита управления.

 

 

 

 

 

 

9.  Оборудование верхнего уровня АСУ ТП УПСН эксплуатируется круглосуточно с отключением
на   профилактические   работы   согласно   регламенту.   Контроллеры   и   АРМы   системы   имеют следующие показатели надежности

 

- средняя наработка на отказ Т0, ч. 70000;

- средняя наработка на сбой Тсб, ч. 20000.

- средний срок службы Tra. - десять лет.

10. Кратковременные  отключения  электропитания  (до   15   минут)  и  броски  напряжения  в электросети не перезапускают контроллеры и АРМы при использовании источника бесперебойного
питания.

11 .Все применяемое оборудование для устройств связи с объектом автоматизации, контроллеров и АРМов оператора соответствуют международному стандарту ISO 9001, интерфейсные соединения соответствуют современным требованиям эргономики и технической эстетике. Экранные формы человеко-машинного интерфейса АСУ ТП Кама-Исмагиловской УПСН соответствуют стандартам, принятым в операционной среде "MS Windows" (программные кнопки, масштабируемые окна, прокрутки и т.п.). Основным рабочим инструментом оператора - манипулятор типа «мышь». Использование алфавитно-цифровой клавиатуры - минимизировано.

12. АСУ ТП Кама-Исмагиловской УПСН открыта с точки зрения наращивания её информационной и функциональной мощности.

Наращивание информационной мощности системы подразумевает подключение к системе дополнительных датчиков в пределах ее технических возможностей.

Наращивание функциональной мощности системы подразумевает

 

 

возможность подключения дополнительных каналов управления технологическими объектами в пределах заложенных технических возможностей, а также создание новых типов видеопанелеи и отчетных документов на АРМе оператора.

13.  В    компьютерном    оборудовании    верхнего    уровня    АСУ    ТП    УПСН    обеспечена взаимозаменяемость сменных одноименных модулей гальваноразвязки, плат УСО контроллеров и адаптеров связи с объектом автоматизации без дополнительной регулировки.

14.Конструктивное соединение интерфейсных кабелей с контроллерами и АРМом оператора обеспечивает надёжный электрический и механический контакт, удобство стыковки-расстыковки.

15.Контроллеры конструктивно располагаются в приборной стойке, расположенной в составе щита КИП    в операторной. Габаритные размеры стойки 2000x600x800. Подводка кабелей от датчиков, исполнительных механизмов и вторичных приборов осуществляется через промежуточный

клеммник.

16.Мониторы АРМа оператора имеют размер экрана 17 дюймов по диагонали.

17.Контроллеры АСУ ТП Кама-Исмагиловской УПСН имеют ГОМ/РС совместимую архитектуру с конструктивным исполнением для встраиваемых приложений.

18.Физический уровень локальной вычислительной сети, объединяющей контроллеры и АРМ оператора, выполнен кабелем с экранированной витой парой 5-ой категории.

 

 

 

Функции системы.

     На уровне контроллеров в АСУ ТП Кама-Исмагиловской УПСН   реализованы следующие функции:

  1. Ввод унифицированных аналоговых сигналов от датчиков и первичное преобразование
    полученных значений.
  2. Ввод дискретных сигналов от датчиков.
  3. Формирование дискретных сигналов управления по команде с АРМ оператора.
    1. Автоматическое формирование сигналов управления в зависимости от изменения значений   отдельных   параметров   состояния  технологического  объекта  (аварийная защита).
    2. Автоматическое регулирование параметров технологического процесса по заданным значениям уставок.
    3. Обмен информацией с компьютером АРМ оператора.
      1. Автоматическое   восстановление   работоспособности  контроллера   при   включении электропитания после его пропадания.

Время выполнения функций 1-4 не превышает 2сек., функции 7 - ЗОсек. Время же вывода технологического процесса на новый режим работы (новое значение уставки) индивидуально в каждом случае и зависит от величины изменения уставки, характера регулируемого процесса и характеристик исполнительного механизма.

Перечень сигналов контроля и управления АСУ ТП Кама-Исмагиловской УПСН приведен в проектной документации на систему (Реконструкция АСУ ТП расширяемой части Кама-Исмагиловской УПСН. 10412-АК.002).

     АРМ оператора АСУ ТП Кама-Исмагиловской УПСН  обеспечивает реализацию следующих функций:

1.  Отображение    оперативной    технологической    информации    в 

 

     виде    мнемосхем
технологического процесса, а также в табличном и графическом виде. Каждый вид оборудования    (аппараты, емкости, резервуары и насосы) на мнемосхемах имеют индикацию, обозначающую, в каком состоянии находится данное оборудование – в «работе» или в «ремонте». Цветовые характеристикам элементов мнемосхем:

  • нефть отображается темно-коричневым цветом;
  • газ - желтым цветом;
  • сточная вода - серым цветом;
  • пресная вода - синим цветом;
  • дренажи - черным цветом.
  • пар - белым цветом. (NEW)

 

  1. Индикация и звуковая сигнализация появления аварийных сообщений. Аварийная сигнализация индицируется на мониторе АРМа независимо от видеокадра, выведенного на монитор в момент его появления.
  2. Дистанционное    управление     исполнительными     механизмами    технологического процесса.
  3. Перевод технологических объектов в режимы «ремонт» и «работа».
    1. Задание уставок для контуров регулирования; контроллеры обеспечивают сохранение уставок, установленных с АРМов оператора на регулируемые параметры, на случай аварийного отключения АРМов оператора или их перезагрузки.
    2. Архивирование значений переменных технологического процесса при каждом их изменении.
    3. Ведение   журнала   тревог   с   отражением   в   нем   всех   аварийных   сообщений   с технологических   объектов,   информации   обо   всех   пусках   и   остановах   насосов,


перезапусках самой АСУ ТП Кама-Исмагиловской УПСН.

8.   Ведение журнала действий оператора АСУ ТП, в котором фиксируются

  • факты регистрации (ввода пароля оператором);
  • управляющие действия оператора (команды управления, изменение уставок);
  • квитирование оператором аварийных сигналов;

       •    факты   перевода   оператором     технологического                              оборудования   в   режимы «ремонт» и «работа».

  1. Ручной ввод технологических параметров, не измеряемых автоматически. Программное обеспечение   АРМа   обеспечивает   логический   контроль   допустимости   вводимых вручную значений.

10.  Обмен информацией с контроллерами АСУ ТП и локальными системами автоматики отдельных агрегатов.

11.  Формирование, отображение и распечатка различных отчетов и сводок.

12.  Корректировка отдельных параметров работы АСУ ТП:

 

  • аварийных границ технологических переменных;
  • признаков опроса параметров технологического процесса;
  • коэффициентов градуировки аналоговых датчиков

 

Указания мер безопасности.

       К   эксплуатации   и   обслуживанию   АСУТП   УПСН   допускаются   лица,   изучившие эксплуатационную документацию на систему и прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электрическим напряжением до 1000 В.

          При эксплуатации и проведении испытаний необходимо соблюдать "Правила технической эксплуатации  электроустановок  потребителей  

 

(ПТЭ)"   и   "Правила  техники   безопасности   при эксплуатации электроустановок потребителей", а также требования безопасности, установленные ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.3.019-80.

6.2.Перед началом работы проверить заземление (!!!) процессорного блока и принтера.

Программное обеспечение системы защищено электронным ключом, отсутствие заземления может привести к выходу электронного ключа из строя

 

 Программное обеспечение.

Разработка АСУТП УПСН производилась в системе "Трейс Моуд". "Трейс Моуд" 5.0 является SCADA системой фирмы AdAstra Reserch Group, Ltd (г. Москва). Это мощное средство разработки систем промышленной автоматизации, включающее в себя полный набор программных средств, проектирования распределенных АСУ, а также монитор реального времени - для запуска разработанных систем. "Трейс Моуд" предоставляет возможность разрабатывать неограниченное число прикладных систем автоматизации исключительно в графических редакторах без программирования на машинных языках. Основной областью его применения является разработка верхнего уровня систем промышленной автоматизации. Созданные в системе "Трейс Моуд" проекты состоят из набора файлов, описывающих используемые сигналы, промежуточные переменные, структуру математической обработки данных, документирования и архивирования, а также файлы содержащие графические формы представления информации, управления, шаблоны генерируемых отчетов, файлы технологических и аварийных сообщений и пр. Проекты запускаются под управлением специальных программ-мониторов, интерпретирующих рабочие файлы. Основу "Трейс Моуд" составляет мощный

 

сервер реального времени. Связь с клиентскими модулями системы, УСО, СУБД и приложениями осуществляется через стандартные интерфейсы: DCOM, OPC, DDE, T-COM, ActiveX, SQL/ODBC. Благодаря открытой компонентной структуре отдельные модули системы легко сопрягаются между собой, а АСУТП на базе "Трейс Моуд" легко поддерживать, развивать и интегрировать в корпоративные информационные системы.

"Трейс Моуд"- инструментальное программное обеспечение для разработки промышленных АСУ имеет сертификат соответствия, выданный ГОССТАНДАРТОМ России. По результатам испытаний установлено соответствие интегрированной SCADA/HMI- и SOFTLOGIC-системы "Трейс Моуд" для разработки АСУТП и программирования контроллеров требованиям нормативных документов российских и международных стандартов ГОСТ и ИСО/МЭК, в т.ч. ГОСТ 28195-89, ГОСТ Р ИСО/МЭК 9294-93, ГОСТ Р ИСО 9127-94 и т.д.

"Трейс Моуд" располагает run-time модулями для всех основных операционных систем. Прикладные пакеты можно запускать под управлением MS DOS, Windows 3.10, WFWG 3.11, новейших 32-разрядных операционных систем Windows 95 и WindowsNT. Поддерживается вытесняющая приоритетная многозадачность и DDE- обмен с приложениями, например: Excel, Access и др. АСУТП УПСН работает под управлением операционной системы Windows 2000.

"Трейс Моуд" имеет поддержку звуковых карт (SOUND BLASTER), что позволяет воспроизводить предупреждающие сообщения человеческим голосом. Кроме того, в систему встроены функции вывода видеоизображения в реальном времени.

Минимальные требования пакета "Трейс Моуд" версии 5.0 к аппаратному обеспечению: ПК, Pentium 100 или выше; Microsoft Windows NT 4.0 или выше; ОЗУ от 32 до 64 Мб; НЖМД 40 Мб; Super VGA, мин. 256 цветов; CD-

 

ROM драйв; Microsoft Mouse или совместимые.

Функции пакета "Трейс Моуд" (для Кама-Исмагиловской УПСН):

- до 32000 входов/выходов;

- 55 мс - минимальный период опроса УСО (для верхнего уровня);

- открытый формат драйвера для связи с любым УСО;

- поддержка обмена между МРВ, МикроМРВ, WIN MPB по локальной сети, сети M-LINK на
базе RS-232/485 и коммутируемым линиям;

- встроенная поддержка контроллеров и УСО: Modicon, Allen-Bradley, OMRON,
Siemens, Advantech, ADAM, Fischer Rosemount, КРУИЗ, ЛАН/Автоматик, МФК,
Ремиконт 110/130, Ломиконт, Ш-711, ТСМ51/21, MicroPC Octagon Systems;

- встроенная поддержка 16 портов;

- средства создания систем с холодным и горячим резервированием;

- алгоритмы дискретного и аналогового управления и регулирования ;

- встроенный язык Техно IL;

- вычисление технологических параметров по косвенным измерениям (например: расчет ТЭП)
на основе стандартных методов;

- более 200 типов форм графического отображения информации;

- просмотр архивной информации в реальном времени, в т.ч. в виде  трендов и таблиц;

- средства отладки;

Монитор реального времени (МРВ).

Этот монитор предназначен для запуска на АРМ операторов, его помощью

 

осуществляющих супервизорный контроль и управление технологическими процессами. Под управлением МРВ выполняются такие задачи, как:

  • запрос данных о состоянии технологического процесса с контроллеров нижнего уровня по
    любому из встроенных протоколов или через драйвер;
  • передача на нижний уровень команд управления по любому из встроенных протоколов или
    через драйвер;
  • обмен данными с платами УСО;
  • управление сервером документирования;
  • сохранение данных в архивах;
  • обмен по сети с удаленными МРВ;
  • обмен по коммутируемым линиям с удаленными МРВ;
  • передача данных по сети на следующий уровень АСУ;
  • представление оператору графической информации о состоянии технологического процесса;
  • автоматическое и супервизорное управление технологическим процессом;
  • обмен данными с другими приложениями WINDOWS через ОРС, DDE/NetDDE;
  • обмен с базами данных через ODBC;
  • и другие функции

Сервер документирования.

В ТРЕЙС МОУД для решения задачи документирования используется специальный модуль -сервер документирования. Он по команде МРВ, собственному сценарию или команде оператора интерпретирует созданные заранее шаблоны, запрашивает у МРВ необходимые данные и формирует по

 

ним готовые документы.

Шаблоны содержат фрагменты текстов и управляющие команды. Обнаружив команду, сервер документирования выполняет действия, которые она определяет. Если для выполнения команды требуются данные от МРВ, то сервер запрашивает их по сети.

Используемые в шаблонах команды позволяют выводить значения каналов в нужных областях документа, вставлять в него временной срез значений канала из архива за заданный период и др.

Сервер документирования может быть инсталлирован на том же компьютере, что и монитор реального времени, SUPERVISOR или глобальный регистратор, а может быть использован на отдельном компьютере. В последнем случае компьютер сервера документирования должен быть связан по сети с операторскими станциями, от которых он получает данные для подготовки документов.

Готовые отчеты могут быть записаны в файл, выведены на печать, экспортированы в СУБД или опубликованы в Internet.

 

SCADA-система – InTouch

Стратегическая линия Wonderware - это создание системы программных продуктов, позволяющих автоматизировать различные уровни производственного процесса снизу доверху. В состав Wonderware FactorySuite входит компонент InTouch ™ - программное обеспечение для разработки человеко-машинных интерфейсов (НMI). Поддерживает анимацию, мастер-объекты, исторические тренды и тренды реального времени, имеет встроенный язык программирования, библиотеку функций. Включает среду разработки и исполнения, модуль статистического контроля технологического процесса, менеджер рецептов, модуль обращения к структурному языку запросов SQL. В марте 2000 года была выпущена русская версия программы InTouch.

 

InTouch - это флагманский пакет мощных и гибких средств разработки операторских интерфейсов для создания АСУТП дискретных и непрерывных производств, распределенных систем управления, диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) и других областей промышленного применения. InTouch - самый популярный в мире HMI-пакет. Он позволяет следить за работой предприятия, наблюдая за процессами, графически отображенными на экранах в реальном масштабе времени. Новые модификации пакета добавляют новые возможности распределенной архитектуры, в том числе распределенной обработки аварийных сигналов, распределенных баз статистических данных, возможности использования переменного графического разрешения, удаленной разработки и обслуживания прикладных программ в компьютерных сетях, а также возможность подключения через стандартное Internet-соединение.

      Приложения, созданные с помощью Wonderware InTouch, успешно используются в энергетике и автомобилестроении, добыче и переработке нефти и газа, производстве продуктов питания и полупроводников, в химической, фармацевтической и целлюлозно-бумажной промышленности.

Объектно-ориентированная графика.

Такая графика делает разработку прикладных программ более быстрой, творческой, точной и удобной. Мощные средства объектно-ориентированного проектирования облегчают рисование, расположение, выравнивание, разделение на слои, размещение в пространстве, вращение, инвертирование, дублирование, вырезание, копирование, вставку, стирание и многие другие операции. InTouch допускает неограниченное количество динамических изображений в каждом окне.

 

 

Анимационные связи. 

Эти связи обеспечивают возможность “оживления ” любых объектов и их комбинаций для создания практически неограниченного набора мультипликационных характеристик, включая изменения размеров, цвета, перемещений и/или положений.

Утилита экспорта графики в XML-формат - это дополнение к среде разработки InTouch (поставляется вместе с пакетом SuiteVoyager), позволяющее выбирать окна InTouch, конвертировать выбранные окна в XML/XSL, а затем публиковать конвертированные наборы окон на портале SuiteVoyager. После этого, с помощью броузера Internet Explorer 5.01+можно получать доступ к опубликованному набору окон, включая все возможности чтения и записи данных при условии, что пользователь имеет соответствующие пароли и права, установленные ранее администратором портала SuiteVoyager.

Динамическая сетевая разработка приложений (NAD).

NAD (Dynamic Network Application Development) позволяет работать с мастер-копией приложения на центральном узле сети (сервере). Каждый узел среды исполнения загружает такое сетевое приложение с сервера. Приложение копируется на узел среды исполнения и запускается из определенного пользователем расположения. Если узел мастера не доступен, то узел среды исполнения продолжает работать, используя имеющуюся копию приложения.

Восстановление соединения после появления мастер-узла происходит прозрачно и безболезненно. NAD может быть настроено на прием изменений без необходимости перезагрузки, перекомпилируются только те окна, которые изменялись.

Мастер-объекты.

InTouch включает в себя обширную библиотеку мастер-объектов (Wizards), то есть предварительно сконфигурированных

 

 

     вспомогательных средств (таких как переключатели, ползунковые

регуляторы и счетчики), позволяющих быстро создавать прикладные программы для конкретных условий вашего производственного предприятия. При помощи дополнительного набора инструментальных средств (Extensibility Toolkit) возможно также создать свои собственные мастер-объекты, приспособленные к нуждам отрасли.

Сценарии.

Язык сценариев InTouch настолько мощен, гибок и удобен в пользовании, что можно создавать сценарии при помощи мышки, не прикасаясь к клавиатуре. Возможно также создавать собственные сценарные функции и при помощи дополнительного модуля инструментальных средств добавлять их к своему меню. Язык сценариев - это одно из преимуществ InTouch по сравнению с теми SCADA, которые для создания сценарием используют VBA.

Обращение к удаленным тэгам (тэг - это запись базы данных, содержащая информацию о параметре процесса) дает пользователям возможность удаленного доступа к источнику данных без необходимости создания тэга в локальной базе данных тэгов. Удаленные тэги могут обращаться за данными к большинству источников данных ввода/вывода, используя протоколы DDE или SuiteLink.Например, источником данных ввода/вывода может быть MS Excel или удаленный узел среды исполнения InTouch. Можно импортировать окно с графикой из другого приложения InTouch,а затем конвертировать тэги-заглушки (place-holder tagnames)в обращения к удаленным тэгам.

Таким образом создается клиентское приложение, которое не имеет локальной базы данных тэгов.

Распределенная система аварийной сигнализации.

Эта функция одновременно поддерживает много численные аварийные серверы, что позволяет операторам одновременно получать и

 

 

оценивать аварийную информацию с различных удаленных пунктов.

Распределенная система исторических трендов.

Эта система позволяет динами чески определять различные информационные источники исторических файлов для каждого пера на диаграмме трендов.

Среда исполнения InTouch как службаWindows NT/2000.

Предоставляется возможность запуска InTouch как службы NT для ключевых компонентов, таких как архивирование значений параметров процесса, обслуживание аварийных ситуаций и обеспечение ввода/вывода данных. Возможности службы позволяют проводить непрерывные операции, такие как смену имени оператора, через входы в операционную систему и выходы из нее. Это также облегчает автоматическую загрузку для среды исполнения вследствие сбоев питания или когда компьютер выключили, а затем включили. Таким образом, обеспечивается автоматический запуск узла среды исполнения без нарушения системы безопасности операционной системы.

 FactoryFocus ™.

Поставляемый как недорогая версия InTouch модуль FactoryFocus это мощный узел визуализации, который позволяет наблюдать производственный процесс в реальном времени.

Дополнительные возможности InTouch.

Менеджер рецептов.

Этот модуль разработан для периодических процессов и позволяет легко создавать, модифицировать и загружать рецепты или установочные параметры. Такие переменные как уставки, ингредиенты, временные и температурные характеристики помещаются в базу данных и могут быть загружены в контроллер в любой момент.

Статистический контроль технологического процесса (SPC).

Этот модуль, выпускаемый в виде одноузловой или распределенной системы, является мощным средством мониторинга и анализа

 

статистических показателей технологического процесса. Сопоставление рассчитанных в реальном масштабе времени статистических показателей с заранее установленными верхними и нижними пределами регулирования позволяет улучшить качество процесса и, в конечном счете, качество продукции. Программа поддерживает гистограммы, графики Парето и самые разнообразные способы графического представления статистической информации.

Обращение к структурному языку запросов (SQL).

Модуль обращения к SQL, предоставляет пользователям доступ к наиболее известным программам баз данных (Microsoft SQL сервер Oracle, Sybase, dBase и др.), поддерживающим стандарт связности открытых баз данных (ODBC).

Terminal Services for InTouch предназначен для создания системы многопользовательскго доступа к SCADA-системе InTouch так называемых «тонких клиентов» - компьютеров выполняющих роль терминалов. Преимущества такой технологии в следующем:

возможно использовать современнейшее программное обеспечение на устаревшей технике для организации полнофункциональных рабочих мест операторов и диспетчеров предприятий;

повышается безопасность и целостность данных, что достигается на производстве размещением сервера в защищенном месте и доступом к приложениям со специализированных клиентских терминалов, которые могут эксплуатироваться в тяжелых условиях;

существенно снижаются затраты на внедрение и эксплуатацию информационных систем предприятий за счет возможности централизованно инсталлировать, эксплуатировать и обновлять приложения InTouch.

Terminal Services for InTouch позволяют установить InTouch один раз на центральном сервере, а затем запускать несколько сеансов. Клиентские компьютеры требуют только подключения к терминальному

 

сеансу, который выполняется на сервере. Терминальный сеанс InTouch является виртуальной средой RunTime InTouch со всей функциональностью, доступной клиентскому узлу. «Тонким клиентом» может быть терминал в виде персонального компьютера или встроенное терминальное устройство с одной из множества операционных систем. Пользователи на всем предприятии имеют возможность доступа, визуализации и взаимодействия с информацией реального времени человеко-машинного интерфейса (HMI), получаемой из InTouch без необходимости инсталляции InTouch на своих локальных машинах.

Принцип работы.

Terminal Services for InTouch оперирует на принципах мэйн-фрейма, усиливая мощь Windows 2000 Terminal Services. Каждый «тонкий клиент »реализует свой собственный сеанс Windows 2000 и работает независимо от других клиентов. Каждый пользователь-клиент получает отведенный ему участок памяти, порции времени центрального процессора, а также доступ к дискам сервера терминалов и к определенным приложениям. Когда «тонкий клиент» включается, он осуществляет вход на сервер Windows. Добавление нового клиента заключается лишь в подключении его к сети.

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные принципы работы с программой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В системе можно контролировать работу технологических объектов при помощи экранов с графиками-трендами параметров, приведенных на рисунках

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Список условных сокращений:

 

УПСН - установка подготовки сернистой нефти; 

АСУ ТП - автоматизированная система управления  технологическим процессом;

АРМ - автоматизированное рабочее место;

ТЭП - технико-экономические показатели;

ПИД-закон  -  пропорционально-интегрально-дифференциальный закон автоматического управления;

SCADA - программное обеспечение операторских станций АСУ ТП (Supervisor Control And Data Acquisition);

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство; НЖМД - накопитель на жестком магнитном диске (винчестер);

НГМД - накопитель на гибком магнитном диске (дисковод);

МРВ - монитор реального времени;

АБК - административно-бытовой корпус;

 

 

Экспериментальная часть.

Регулирование межфазного уровня в емкости. Определение передаточной функции по кривой разгона

В результате эксперимента были получены следующие графики. Требуется определить передаточную функцию данного участка.

 
   

 

 

Разбиваем ось абсцисс на отрезки с интервалом времени Δt=1.


     Заполняем таблицу №1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F1 ≈ ∆t (∑(1-б(t)) – 0,5(1-б(0))

F1 ≈ 1 (4.8 – 0,5(1-0) = 4.3

 

 
   

 

t

ΔXвых

б(t)

1-б(t)

Q=t/F1

0

0

0

1

0

1

10

0,0625

0,93

0,231

2

15

0,09

0,91

0,460

3

25

0,15

0,85

0.690

4

60

0,37

0,63

0.930

5

100

0,62

0,38

1.161

6

140

0,87

0,13

1.391

7

160

1

0,

1.622

 

 

 

 

4.8

 

Таблица №1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
   

 

Заполняем таблицу №2, выбрав шаг ΔQ=0,2

Таблица №2

Q

1-б(t)

1-Q

(1-б)(1-Q)

(1-б)(1-2*Q+(Q*Q)/2)

0

1

1

1

1

0,2

0,9

0,8

0,72

0,5834

0,4

0,9

0,6

0,54

0.108

0,6

0,85

0,4

0,34

0.495

0.8

0,8

0.2

0.16

0.3164

1

0,58

0

0

-0,97

1,2

0,23

-0,2

-0,046

-0,587

1.4

0,10

-0.4

-0,04

-0,378

1.6

0

-0.6

0

0

 

 

 

2.67

0.501

По результатам таблицы №2 определяем коэффициенты

F2 ≈ F12 * ∆θ (∑(1-б(θ)(1-θ) – 0,5(1-б(0))

F2 ≈ 18.49(4.8 – 0,5) = 8.02

F3 ≈ F13 * ∆θ (∑(1-б(θ)( 1-2*Q+(Q*Q)/2) – 0,5(1-б(0))

 F3 ≈ 79.5 (0.5– 0,5) = 0

По виду графика б=f(t) выбираем следующий тип передаточной функции:

 

Определяем коэффициенты выбранной передаточной функции, решая следующую систему уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а1 = 4.3

а2 = 8.02

а3 = 0

 

Запишем окончательное выражение передаточной функции исследуемого объекта в размерном виде:

 
   

 

 

 

Определим передаточную функцию объекта.

Требуется определить передаточную функцию данного участка.

 
   

 

 

 

 

Разбиваем ось абсцисс на отрезки с интервалом времени Δt=1.


     Заполняем таблицу №1

Таблица №1

 

t

ΔXвых

б(t)

1-б(t)

Q=t/F1

 

 

0

0

0

1

0

 

 

1

10

0,07

0,93

0,11

 

 

2

15

0,105

0,89

0,22

 

 

3

30

0.21

0,79

0,33

 

 

4

40

0,28

0,72

0.44

 

 

5

45

0,31

0,69

0.55

 

 

,6

50

0,35

0.65

0.66

 

 

7

60

0.42

0.58

0.77

 

                 8

70

0.49

0.51

0.88

9

86

0.6

0.4

0.99

10

95

0.66

0.34

1.11

11

110

0.77

0.23

1.21

12

130

0.91

0.09

1.31

13

142

1

0

1.41

 

7.82

 

 

                           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F1 ≈ ∆t (∑(1-б(t)) – 0,5(1-б(0))

F1 ≈ 1 (7.82 – 0,5(1-0) = 7.32

 
   

 

     Строим график зависимости 1-σ от времени Q

 

     Заполняем таблицу №2, выбрав шаг ΔQ=0,2

 Таблица №2

 

Q

1-б(t)

1-Q

(1-б)(1-Q)

(1-б)(1-2*Q+(Q*Q)/2)

 

0

1

1

1

1

 

0,2

0,9

0,8

0,72

0,622

 

0,4

0,81

0,6

0,486

0.09

 

0,6

0,77

0,4

0,308

-0.292

 

0.8

0,57

0.2

0.114

-0.424

 

1

0,48

0

0

-0.52

 

1,2

0,35

-0,2

-0,07

-0.537

1.4

0

-0.4

04

0

 

1.6

0

-0.6

0

0

 

 

 

 

4.6

0.501

 

                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
   

 

 

 

По результатам таблицы №2 определяем коэффициенты

Строим график б=f(t) по таблице №1

 

 

F2 ≈ F12 * ∆θ (∑(1-б(θ)(1-θ) – 0,5(1-б(0))

F2 ≈ 10.7(4.6 – 0,5) = 48

F3 ≈ F13 * ∆θ (∑(1-б(θ)( 1-2*Q+(Q*Q)/2) – 0,5(1-б(0))

 F3 ≈ 78.4(0.5– 0,5) = 0

 

     По виду графика б=f(t) выбираем следующий тип передаточной функции:

 

Определяем коэффициенты выбранной передаточной функции, решая следующую систему уравнений:

 

 

 

 

 

 

а1 = 7.32

а2 = 48

 

 

а3 = 0

 

Запишем окончательное выражение передаточной функции исследуемого объекта в размерном виде:

 

 

 

 

 

          Расчет комбинированной системы автоматического регулирования и исследование влияния компенсатора на качество процесса регулирования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Ключевые слова -


ФНГ ФИМ ФЭА ФЭУ Яндекс.Метрика
Copyright 2021. Для правильного отображения сайта рекомендуем обновить Ваш браузер до последней версии!