СКАЧАТЬ:  enpu.zip [100,44 Kb] (cкачиваний: 41)

РИСУНОК Архитектура TPS В АРХИВЕ

Система TOTALPLANT SOLUTION (TPS) – является платформой, которая объединяет в себе системы административного управления с системами управления производственным процессом. Она обеспечивает интегрированный сбор данных, управление и осуществляет мощную операторскую связь. 

АСУТП ЕНПУ имеет четырёхуровневую структуру

К первому уровню системы относятся устройства КИП и А – датчики, преобразователи, исполнительные устройства, средства визуальной и звуковой сигнализации.

Ко второму уровню относятся – резервированные контроллеры РСУ – АРМ9/10 и АРМ11/12, резервированные контроллеры ПАЗ – LM13/14 и FSC15/16. При отказе 2-го уровня системы (АРМ операторов, серверов), ПЛК обеспечивает безопасное ведение технологического процесса и его противоаварийную защиту.

Третий уровень системы включает – резервированный сервер АСУТП Experion TPS,

инженерные станции (FLEX), АРМ операторов, АРМ начальника смены с принтером отчётов, сервер исторических данных PHD.

            Четвёртый уровень – это уровень управления производством, основывается на внутризаводской информационной сети (ИВС ЕНПУ), к которой подключены рабочие станции инженерно-технического и административного персонала, сервер исторических данных PHD.  

                        АСУТП имеет гибкую модульную структуру, позволяющую производить функциональное расширение, увеличение производительности, частичную модернизацию и замену компонентов без остановки работы всей системы. Всё оборудование АСУТП выпускается серийно, имеет утверждения типа средств измерений, сертификаты Госстандарта России и разрешения на применение Ростехнадзора. АСУТП обеспечивает получение результатов по измерительным каналам с нормируемой точностью. Аппаратура, входящая в состав измерительного канала (чувствительные элементы, блоки преобразования и т. д.) имеет сертификаты утверждения типа средств измерений Госстандарта России. Система TPS базируется на стандартах интерфейса ОРС ( OLE – Связывание и Встраивание Объектов – для управления процессами), обеспечивая тем самым эффективный обмен информацией между компонентами системы и приложениями.

            Компоненты систем автоматизации РСУ и ПАЗ монтируются в линейные шкафы RITAL TS8 800*2000*600 двухстороннего обслуживания с одностворчатыми дверями. Питание АСУТП в здании операторной осуществляется от резервированных источников питания, размещённых в линейных шкафах RITAL (для контроллеров РСУ – 24V) и в МСС (для контроллеров ПАЗ–110V).

            Для совместной работы в составе АСУТП контроллеры РСУ С300 и ПАЗ С300 соединены в отказоустойчивую сеть Fault Tolerant Ethernet (FTE). Отказоустойчивая сеть FTE является управляющей сетью системы Experion Process Knowledge. Для реализации сети FTE используется единая логическая сеть на резервированных кабелях. Сеть FTE прозрачна для приложений высокого уровня и не требует дополнительного конфигурирования программного обеспечения. FTE использует стандартные коммутаторы Cisco с системным программным обеспечением Cisco. Загрузка конфигурационных файлов, поставляемых с системой Experion, конфигурирует коммутаторы. Связь между компонентами 2-го и серверами 3-го уровня осуществляется по отказоустойчивой FTE сети с древовидной топологией, построенной на оптических и электрических линиях связи. Для организации оптического канала связи между помещениями операторной и операторной «Петрофак», применяется многомодовый волоконно-оптический кабель с волокнами 50/125 мкм и управляемые коммутаторы Ethernet Cisco Catalyst. Активные сетевые компоненты сети FTE располагаются в сетевых шкафах. В системе используются стандартные и/или унифицированные протоколы связи и обмена информацией.

            Резервированный сервер АСУТП Experion TPS строится на базе двух компьютеров повышенной надёжности с SCISI-RAID и резервированными источниками питания с возможностью «горячей» замены жёстких дисков и источников питания.

СЕТЬ LCN (локальная сеть управления)

Сеть LCN объединяет устройства высокого уровня не подключённых к процессу: GUS, НМ, АМ, NIM. Поскольку эти устройства являются локальными по отношению к сети управления, они считаются элементами сети LCN. Вся информация в сети LCN передаётся со скоростью 5 миллионов бит в секунду.

LCN ЕНПУ непосредственно соединяет устройства, называемые «модулями», которые обеспечивают выполнение следующих функций:

- 7 GUS-станций (глобальные станции пользователя исполнения Z-консоль). Современный интерфейс человек-машина, поддерживающий динамические реалистичные мнемосхемы, помогающие оператору быстро и надёжно реагировать на изменение ситуации. Эти мнемосхемы реализуются в среде, работающей в многооконном режиме, поэтому операторы имеют возможность переходить от одной мнемосхемы к другой, а также от одного приложения к другому, путём обычного для WINDOWS курсора, либо нажатием запрограммированной кнопки на интегрированной клавиатуре. GUS-станции разработаны на базе стандартов оборудования Microsof (промышленные компьютеры повышенной надёжности WORKSTATION T5400 TOWER с одним 21” TFT монитором).  Как основное устройство среды Windows NT в системе Total Plant Solution, глобальная станция пользователя (GUS) является двойной процессорной системой с двумя процессорами (один из процессоров поддерживает связь с NT, другой - с LCN), подсоединяется непосредственно к информационной сети завода и к локальной сети управления (LCN) реального времени компании Хоневелл. Подключение к LCN осуществляется через плату процессора локальной сети управления (LCNP), блока доступа к LCN (MAU) и кабеля MAU. GUS-станции являются единым «окном» к технологическому процессу, информация передаётся через пользовательский интерфейс Native Windows, группируются в единую консоль и имеют 3 основных набора функций:

1. Для оператора процесса – осуществляют мониторинг и управление процессом, располагают разнообразием информативных стандартных дисплеев;

2. Функции инженера – обеспечивают интегрированную инженерную среду для конфигурирования системы, создания базы данных, дисплеев и рапортов. Эти функции включают следующие опции:

v Display Builder (графический редактор построителя мнемосхем);

v Safe View (несколько важных экранов на одном мониторе);

v Display Translator (транслятор мнемосхем);

v Point Builder (построитель точек);

v TPS DDE(извлечение данных , параметров точек из сети LCN в GUS-станцию);

v File Transfer (передача данных из сети LCN в ОС Windows).

3. Для обслуживающего персонала – отслеживают работу системы и диагностируют те проблемы, которые не диагностируются самой системой.

- Исторический модуль (НМ16) – является инструментом хранения и быстрого доступа к данным LCN, обеспечивает хранение пользовательских мнемосхем, копий архивных баз данных и системных программ. События фиксируются по времени и записываются в хронологическом порядке в специальных журналах событий как в моментально снятых показаниях в режиме реального времени, так и в усреднённых значениях. Максимальный объём данных составляет 999 часов.

- Резервируемый модуль сетевого интерфейса (NIM10/11) – является транслятором и осуществляет связь между сетями UCN и LCN, преобразует данные и протокол в LCN и UCN, направляет события из UCN в LCN для сигнализации. Компонентами NIM являются блок питания, печатные платы К4LCN-4  (плата памяти) и EPNI (это процессор связи NIM c данными UCN), 2 платы адаптера входов/выходов.

СЕТЬ UCN (универсальная сеть управления)

СЕТЬ UCN - 5-мегабитовая универсальная сеть управления с эстафетным доступом, осуществляет сбор данных с «поля», обеспечивает связь между контроллерами управления и контроллерами ПАЗ по магистральному коаксиальному кабелю типа RG-11 с протоколом автоматизации производства (МАР), с резервированием по кабелям UCNA и UCNB. Число подключаемых модулей может составлять максимум 64. Кабель типа RG-6 используется для соединительных кабелей, к  разъёмам подключаются ответвления длиной от 5 до 50 метров. Устройства UCN передают данные по обоим кабелям (UCNA и UCNB), а принимают или «слушают» данные только по одному. Приём данных в сети автоматически переключается с одного кабеля на другой каждые 5 минут. Для обеспечения правильного функционирования сети на все свободные порты разъёмов должны быть установлены заглушки, соответствующие волновому сопротивлению кабелей - 75 Ом. Сеть UCN представляет собой высокоскоростную и высоконадёжную сеть управления процессом. UCN поддерживает связь от точки к точке, которая позволяет высокопроизводительным менеджерам процесса (АРМ) легко обмениваться данными, что облегчает реализацию сложных схем управления  с использованием нескольких АРМ или других устройств UCN. АРМ – гибкое устройство сбора данных и управления. АРМ состоит из модулей ввода/вывода,  процессора управления, который выполняет функции регулирования, логического и программного управления, обеспечивает двустороннюю связь с Modbus-совместимыми подсистемами. На задней панели стоек АРМ находятся не резервируемые терминальные панели (платы FTA), к которым подключаются полевые кабеля измерительных и исполнительных устройств. Пользователь сам конфигурирует количество и типы функций управления. АРМ полностью совместим с интеллектуальными датчиками (на базе микропроцессоров). Конфигурирование и настройка системы под конкретный объект управления производится в человеко-машинной интерактивной среде.

Сеть UCN ЕНПУ представляет из себя:

- 2 менеджера процесса (АРМ) – контроллеры управления технологическим процессом – (аналоговое регулирование) - АРМ9/10 и АРМ11/12;

- 2 контроллера по управлению блокировками (ПАЗ):

а) LOGIC MENEDGER (LM13/14) - данные обрабатываются со скоростью 200 миллисекунд. Это программируемый логический контроллер (ПЛК) HONEYWELL 620-35 серии. Модуль лоджик менеджера (LMM) представляет из себя  набор плат, обеспечивающих связь ПЛК с UCN, отвечающих за связь в сети, обработку сигналов управления, обеспечивающих связь с интеллектуальными процессорами входов/выходов, резервную поддержку;

б) Специализированный контроллер противоаварийной защиты - FAIL SAFE CONTROL (FSC15/16) – обеспечивает оптимальную безопасность;

- Система баз данных UNIFORMANCE включает в себя - сервер сбора данных (PHD18).

Помимо этого в системе TPS:

v     установлены 3 уровня срабатывания сигнализации по приоритету:

- аварийный;

- высокий;

- низкий.

v     определена оперативная защита к доступу к функциям универсальной станции, которая ограничивается ключом и имеет 3 уровня доступа:

- уровень оператора - осуществляет контроль и работу с параметрами процесса без их изменения;

- уровень супервизора – позволяет вносить изменения в некоторые сконфигурированные параметры процесса;

- уровень инженера – возможность выполнять все функции, относящиеся к процессу и системе.

v     управление технологией происходит в 3 режимах:

- ручной;

- автоматический;

- каскадный.

v     нечётный адрес является адресом основного устройства, а чётный – адресом соответствующих резервных устройств сетей LCN и UCN.

v     программная адресация узлов сети LCN  - задача эквивалентная физической установке адресных перемычек.

v     в АРМ имеется ориентированный на управление процессом язык программирования – CL (для реализации прикладных программ).

v     имеется функция эмулированных дисков, которая  позволяет копировать файлы исторического модуля и даёт возможность хранить данные LCN на жёстком диске станции.

Возможности контроллера РСУ АРМ9/10:

HLAI – 10 плат по16 каналов = 160 позиций (унифицированный сигнал 4-20мА);

HLAO  – 9 плат по 8 каналов = 72 регулирующих клапана с I/Р преобразователем (унифицированный сигнал 4-20мА);

LLMUX – 4 платы по 32 канала = 128 позиций (сигнал mV);

SI – 1 плата.

Возможности контроллера РСУ АРМ11/12:

HLAI – 10плат по16 каналов = 160 позиций (унифицированный сигнал 4-20мА);

HLAO  – 9 плат по 8 каналов = 72 регулирующих клапана с I/Р преобразователем (унифицированный сигнал 4-20мА);

DI – 1 плата на 32 канала.

Возможности контроллера ПАЗ LM13/14:

DI – 384 канала ( 8плат *16каналов – адреса 8±135 + 10плат*16каналов – адреса 152±311 + 6плат*16каналов – адреса 320±415);

DO – 264 канала.

Возможности контроллера ПАЗ FSC15/16:

DI – 3 платы по 16 каналов = 48 каналов;

DO – 6 плат по 8 каналов = 48 каналов;

AI –  2 платы по 32 канала = 64 канала;

DI – 2 платы по 32 канала = 64 канала;

RO – 2 платы по 16 каналов = 32 канала.

Фактическое количество приборов системы TPS на 10  октября 2009 года

Контроллеры РСУ АРМ9/10 и АРМ11/12

Аналоговые регулирующие контура с пневмоклапаном (Mark One Valtek) и I/P преобразователем (NT3000) – 126 позиций.

Датчики расхода FT – 81 позиция, из них:

Rosemount 1151DP4 – 34 прибора, имеющих квадратичный выходной сигнал,

Prowirl 72F (E+H) – 36 шт.

Krohne UFM 500 – 3 шт.

Promass 83F (E+H) – 6 шт.

B&R – 1 шт.

Promag 50 (E+H) – 1шт.

Датчики уровня – 59 позиций, из них:

Fisher 249-2390 – 48 шт.

Krohne – 3 шт.

Vegaflex 66 (E+H) – 4 шт.

Сигнализаторы уровня, сигнал DI (U=36В DC) – 4 шт.

Датчики давления – 73 позиции, из них:

Rosemount 1151GP – 50 шт.

Vegabar 52 – 15 шт.

Cerabar S (M) (E+H) – 8 шт.

Датчики температуры – 65 позиций, из них:

Rosemount 444 – 50 шт.

E+H TST 262 – 15 шт.

Термометры сопротивления – 4 шт.

Дискретные входные сигналы котроллера LM – 334 (из 384 возможных позиций), из них:

- реле расхода – 9 шт.

- реле уровня – 32 шт.

- реле давления – 62 шт.

- реле температуры – 24 шт.

- реле вибрации – 22 шт.

- сухие контакты (AUX) – 33 шт.

- сухие контакты (ZSO, ZSC) – 8 + 5 шт.

- сигнализаторы пламени (BY) – 11 шт.

- кнопки (HSP) – 116 шт.

- реле управления шкафами (MCR) – 12 шт.

РЕЗЕРВ: 50 каналов.

Дискретные выходные сигналы котроллера LM –  253 (из 264 возможных позиций), из них:

- лампочки (XL) – 98 шт.

- промежуточные реле (CR) – 61 шт.

- трансформаторы (XY) – 9 шт.

- отсекающие клапана (NV, NY) – 64 шт.

- усилители датчиков пламени (BA) – 9 шт.

- композитные кнопки подачи питания 110В на шкафы управления (HSP) – 12 шт.

РЕЗЕРВ: 9 каналов.

Дискретные входные сигналы котроллера FSC –  16 (из 48 возможных позиций), из них:

- реле температуры – 2 шт.

- кнопки (HSP) – 9 шт.

- сигнализаторы пламени (BY) – 2 шт.

- реле управления шкафами (MCR) – 3 шт.

Дискретные выходные сигналы котроллера FSC –   12 (из 48 возможных позиций), из них:

- лампочки (XL) – 8 шт.

- усилители датчиков пламени (BA) – 2 шт.

- сирена (НА) – 1 шт.

- композитные кнопки подачи питания 110В на шкафы управления (HSP) – 1 шт.

Анализаторы газов –  26 позиций, из них:

- IR2100 – 19 шт.

- S4000 – 6 шт.

- AMETEK Thermox WDG- IV/IQ – 1шт.

Анализатор влажности – 2 позиции, из них:

Ametek 5000 – 1 шт.

AMETEK 3050-OLV – 1 шт.

Вибродатчики –  3 позиции (Metrix Instr. 5484C-023);

Амперметры – 2 позиции;

Рн-метр – 1 позиция;

Термопары –  104 позиции (TSC тип К);

Композитные точки – 40 позиций;

Программные точки – 47 позиций;

Логические блоки – 21 позиция;

Флаги – 137 позиций;

Таймеры – 40 позиций;

Мнемосхемы – 140 наименований;

Счётчики – 36 позиций;

Местные приборы – 470 позиций;

Программы ладдерной логики – 2 шт;

Кондиционер - Birdwell с контроллером Т775 – 1 шт.;

Молекулярное сито - SYSTEM 100 OXYGEN ANALYSER – 2 шт.;

Осушитель воздуха – 2 шт.