Разработка АСУТП сушильной частью БДМ

Размещено на http://www.allbest.ru/

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

ЗАОЧНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

Курсовое проектирование

По дисциплине: «АСУТП»

На тему: Разработка АСУТП сушильной частью БДМ

Руководитель: Суриков В.Н.

2014

Реферат

Сушильная часть бумагоделательной машины №1 На ОАО «ПЗБФ». проект автоматизации, регулирование температуры и подачи пара.

Объектом автоматизации является Сушильная часть БДМ №1 ОАО «ПЗБФ».

Цель работы - модернизация АСУТП с детальной разработкой системы регулирования подачи свежего пара.

Была предложена структура АСУТП выбраны технические средства входящие в систему. Разработана структура и состав ПЛК АСУТП

В качестве технических средств автоматизации выбран ПТК MITSUBISHI Серии FX .

Внедрение предполагается на Сушильной части БДМ №1 ОАО «ПЗБФ».

Введение

В данном курсовом проекте рассмотрена автоматизация сушильной части БДМ№1. ОАО « ПЗБФ».

Существующая система автоматизации включает следующие системы автоматики;

-САУ управления подачи пара на сушильную часть

-САУ управления уровнем во влагоотделителях.

-САУ сбора и откачки конденсата в диаэратор.

Процесс управления сушкой осуществляется сушильщиком в полуручном режиме, с помощью простых регуляторов ТРМ210 .Система автоматизации имеет очень низкое быстродействие, не обеспечивающая хороший динамический процесс. Режим сушки бумажного полотна определяет один из основных параметров качества готовой продукции - влажность бумаги, и, кроме того, процесс сушки является наиболее энергоемкой стадией производства бумаги.

Таким образом, необходимо создание АСУ выбор структуры системы управления ее функционирование и комплекс технических средств.

Улучшение показателей качества продукции можно достигнуть с помощью применения микропроцессорных контроллеров. Так же применение контроллеров упрощает выполнение функций диагностики и защиты.

1. Назначение и цели создания АСУ ТП

Целью внедрения Автоматизированной системы управления на базе программируемых контроллеров оптимизировать процесс сушки бумажного полотна на сушильной части БДМ№1.

Для этого система правления должна решать следующие задачи

· управление подачи пара на сушильную часть

· управление уровнем во влагоотделителях.

· сбор и откачка конденсата в деаэратор

· предупредительная и аварийная сигнализация.

Для выполнения этих задач производится регулирование, контроль и регистрация параметров технологического процесса.

Все параметры процесса сушки выводятся на пульт оператора включая срабатывание защит и сигнализаций.

Автоматическое регулирование

- температура и давление поступающего пара;

- температура поверхности сушильных цилиндров;

- скорость бумажной машины;

- свойства окружающего воздуха;

- наличие в цилиндре воздуха и конденсата;

- натяжение сушильных сеток и их состояние;

- сухость бумажного полотна после прессов;

Сигнализация

- Рабочее состояние центральной системы смазки;

- Работа системы вентиляции;

- Отклонение параметров от нормы;

- Срабатывание аварийных защит;

2. Анализ существующей системы автоматизации (АСУТП)

На предприятии пока нет централизованной системы управления автоматизации сушильной части на БДМ. Оно носит пока локальный характер.

Существующая система автоматизации включает следующие системы автоматики;

-САУ управления подачи пара на сушильную часть.

-САУ управления уровнем во влагоотделителях.

-САУ сбора и откачки конденсата в деаэратор.

Процесс управления сушкой осуществляется сушильщиком в полу - ручном режиме, с помощью простых регуляторов ТРМ210 .Система автоматизации имеет очень низкое быстродействие, не обеспечивающая хороший динамический процесс. Данная система не дает ни малейшего представления о характеристики изменения динамического процесса сушки. Требуется постоянный контроль работы регуляторов обслуживающим персоналом. Система не имеет возможности информировать оператора о состоянии работы исполнительных механизмов. Не имеется возможности оператору оперативно влиять на процессы сушки при переходе на различные виды продукции.

В качестве измерительных приборов используются:

· Измеритель преобразователь избыточного давления. Диапазон измерения 0-10Мпа. Выход 4-20мА Метран 100-ДИ Модель 1152ПГ «Метран» Россия, Челябинск.

· Измерительный преобразователь гидростатического давления (уровня). Диапазон измерения 0-25кПа. Избыточное давление 0,4 МПа. Выход 4-20 мАМетран-100-ДГ, модель 1541ПГ «Метран» Россия, Челябинск.

· Измеритель преобразователь разности давления. Диапазон измерения 0-0,2МпаВыход 4-20мА Метран 100-ДД Модель 1152ПГ «Метран» Россия, Челябинск.

· Преобразователь расхода. Диапазон измерения 20,45- 613,48 м³ . Выход 4-20мА. Метран331ПГ «Метран» Россия, Челябинск.

В качестве исполнительного механизма

Проходной клапан с электропневматическим позиционером. Dу 150, Dу 80, Dу 50, Вход 4-20 мА ES3241EN-JL1040, Samson.

3. Требования к АСУ ТП

Разрабатываемая АСУ ТП должна соответствовать требованиям ГОСТ34.602-89. Комплекс программно-технических средств АСУ ТП должен строиться на основе информационных технологий и продуктов, отвечающих общепринятым международным стандартам, и также имеющих открытую масштабируемую архитектуру, с расчетом наращивания функциональных возможностей и модернизации.

3.1 Требования к АСУ в целом

АСУ любого вида должна соответствовать требованиям настоящего стандарта, требованиям технического задания на ее создание или развитие (далее - ТЗ на АСУ), а также требованиям нормативно-технических документов, действующих в ведомстве заказчика АСУ.

Ввод в действие АСУ должен приводить к полезным технико-экономическим, социальным или другим результатам, например:

* снижению численности управленческого персонала;

* повышению качества функционирования объекта управления;

* повышению качества управления.

В АСУ должна быть обеспечена совместимость между ее частями, а также с автоматизированными системами (АС), взаимосвязанными с данной АСУ. В случаях, когда АСУ или совокупность АСУ (АС) создана на базе вычислительной сети, для обеспечения совместимости между элементами такой сети должны быть применены системы протоколов многоуровневого взаимодействия.

АСУ в целом и все виды ее обеспечения должны быть приспособлены к модернизации, развитию и наращиванию в пределах требований, указанных в ТЗ на АСУ.

Надежность АСУ в целом и каждой ее автоматизированной функции должна быть достаточна для достижения установленных целей функционирования системы при заданных условиях применения.

Адаптивность АСУ должна быть достаточной для достижения установленных целей ее функционирования в заданном диапазоне изменений условий применения.

В АСУ должны быть предусмотрены контроль правильности выполнения автоматизированных функций и диагностирование, с указанием места, вида и причины возникновения нарушений, правильности функционирования АСУ.

В АСУ, имеющих измерительные каналы, должна быть предусмотрена возможность контроля метрологических характеристик измерительных каналов.

В АСУ должны быть предусмотрены меры защиты от неправильных действий персонала, приводящих к аварийному состоянию объекта или системы управления, от случайных изменений и разрушения информации и программ, а также от несанкционированного вмешательства.

Любая поступающая в АСУ информация вводится в систему однократно с помощью одного входного канала, если это не приводит к невыполнению требований. Установленных в ТЗ на АСУ (по надежности, достоверности и т.п.)

Выходная информация одного и того же смыслового содержания должна быть сформирована в АСУ однократно, независимо от числа адресатов.

Информация, содержащаяся в базах данных АСУ, должна быть актуализирована в соответствии с периодичностью ее использования при выполнении функций системы.

АСУ должна быть защищена от утечки информации если это говорено в ТЗ на АСУ. 3.1.13. Наименование АСУ должно включать наименование вида АСУ и объекта управления.

3.2 Требования к функциям АСУ

АСУ в необходимых объемах должна автоматизировано выполнять: сбор, обработку и анализ информации (сигналов, сообщений, документов и т.п.) о состоянии объекта управления;

-выработку управляющих воздействий (программ, планов и т.п.);

-передачу управляющих воздействий (сигналов, указаний, документов) на исполнение и ее контроль;

-реализацию и контроль выполнения управляющих воздействий;

-обмен информацией (документами, сообщениями и т.п.) с взаимосвязанными автоматизированными системами).

Состав автоматизированных функций (задач, комплексов задач -далее функций) АСУ должен обеспечивать возможность управления соответствующим объектом в соответствии с любой из целей, установленных в ТЗ на АСУ.

Состав автоматизированных функций АСУ и степень их автоматизации должны быть технико - экономически и (или) социально обоснованы с учетом необходимости освобождения персонала от выполнения повторяющихся действий и создания условий для использования его творческих способностей в процессе работы.

3.3 Требования к техническому обеспечению АСУ

Комплекс технических средств АСУ должен быть достаточным для выполнения всех автоматизированных функций АСУ.

В комплексе технических средств АСУ должны в основном использоваться технические средства серийного производства. При необходимости допускается применение технических средств единичного производства.

Тиражируемые АСУ и их части должны строиться на базе унифицированных технических средств.

Технические средства АСУ должны быть размещены с соблюдением требований, содержащихся в технической, в том числе эксплуатационной, документации на них, и так, чтобы было удобно использовать их при функционировании АСУ и выполнять техническое обслуживание.

Размещение технических средств, используемых персоналом АСУ при выполнении автоматизированных функций, должно соответствовать требованиям эргономики: для производственного оборудования по ГОСТ 12.049-80, для средств представления зрительной информации по ГОСТ 21829-76, в том числе для табло коллективного пользования из цифровых знакосинтезирующих электролюминесцентных индикаторов по ГОСТ 21837-76.

Технические средства АСУ используемые при взаимодействии АСУ с другими система должны быть совместимы по интерфейсам с соответствующими техническими средствами этих систем и используемых систем связи.

В АСУ должны быть использованы технические средства со сроком службы не менее десяти лет. Применение технических средств с меньшим сроком службы допускается только в обоснованных случаях и по согласованию с заказчиком АСУ.

Любое из технических средств АСУ должно допускать замену его средством аналогичного функционального назначения без каких-либо конструктивных изменений или регулировки в остальных технических средствах АСУ (кроме случаев, специально оговоренных в технической документации на АСУ).

Технические средства АСУ допускается использовать только в условиях, определенных в эксплуатационной документации на них. В случаях, когда необходимо их использование в среде, параметры которой превышают допустимые значения, установленные для этих технических средств, должны быть предусмотрены меры защиты отдельных технических средств АСУ от влияния внешних воздействующих факторов.

В АСУ должны быть использованы средства вычислительной техники, удовлетворяющие общим техническим требованиям по ГОСТ 22552-84.

В АСУ должны быть использованы технические средства, соответствующие:

-по устойчивости и внешним воздействующим факторам - ГОСТ 12997-76

для промышленных приборов и средств автоматизации ГСП, ГОСТ 14254-

80 для оболочек изделий электротехники, ГОСТ 17516-72 для изделий

электротехники в части воздействия механических факторов внешней

среды, ГОСТ 21552-84 для средств вычислительной техники;

-по параметрам питания - ГОСТ 12997-76 для промышленных приборов и

средств автоматизации ГСП, ГОСТ 21552-84 для средств вычислительной техники;

-по категории исполнения - ГОСТ ! 2997-76 для промышленных приборов и средств автоматизации ГСП, ГОСТ 21552-84 для средств вычислительной техники.

Защита технических средств АСУ от воздействия внешних электрических и магнитных полей, а также помех по цепям питания должна быть достаточной: для эффективного выполнения техническими средствами АСУ своего назначения при функционировании АСУ.

3.4 Требования к программному обеспечению АСУ

Программное обеспечение АСУ должно быть достаточным для выполнения всех функций АСУ, реализуемых с применением средств вычислительной техники, а также иметь средства организации всех требуемых процессов обработки данных, позволяющие своевременно выполнять все автоматизированные функции во всех регламентированных режимах функционирования АСУ.

Программное обеспечение АСУ должно обладать следующими свойствами:

-функциональная достаточность (полнота);

-надежность (в том числе восстанавливаемость, наличие средств выявления ошибок);

* адаптируемость;

* модифицируемость;

Модульность построения и удобство эксплуатации. Программное обеспечение АСУ должно быть преимущественно построено на базе существующих пакетов прикладных программ и других программ, заимствованных из государственных, отраслевых и других фондов алгоритмов и программ, допускать загрузку и проверку по частям и позволять производить замену одних программ без коррекции других.

В АСУ должны быть преимущественно использованы системы управления базами данных (БД), зарегистрированные в установленном порядке.

Программное ГУ должно быть построено таким образом, чтобы отсутствие отдельных данных не сказывалось на выполнении функций АСУ, при реализации которых эти данные не используются.

Программное обеспечение АСУ должно иметь средства диагностики технических средств АСУ и контроля на достоверность входной информации.

В программном обеспечении АСУ должны быть реализованы меры по защите от ошибок при вводе и обработке информации, обеспечивающие заданное качество выполнения функций АСУ.

Общее программное обеспечение АСУ должно позволять осуществлять настройку компонентов специального программного обеспечения и дальнейшее развитие программного обеспечения АСУ без прерывания процесса ее функционирования. Должна быть обеспечена защита уже сгенерированной и загруженной части программного обеспечения от случайных изменений.

Все программы специального программного обеспечения конкретной АСУ должны быть совместимы как между собой, так и с ее общим программным обеспечением.

Эксплуатационная программная документация на АСУ должна соответствовать стандартам ЕСПД и содержать все сведения, необходимые персоналу АСУ для использования программного обеспечения АСУ, для его первоначальной загрузки и (или) генерации, загрузки информации внутри машинной информационной базы, запуска программ АСУ, проверки их функционирования с помощью соответствующих тестов.

Вновь разрабатываемые при создании конкретной АСУ программные изделия, включенные в состав ее программного обеспечения, должны быть зарегистрированы в государственном, отраслевом или других фондах алгоритмов и программ (по принадлежности).

3.5 Требования к информационному обеспечению

Информационное обеспечение АСУ должно быть достаточным для выполнения всех автоматизированных функций АСУ. Для кодирования информации, используемой только в данной АСУ, должны быть применены классификаторы, принятые у заказчика АСУ.

Для кодирования в АСУ выходной информации, используемой на вышестоящем уровне, должны быть применены классификаторы вышестоящих систем управления, кроме специально оговоренных случаев.

Общие эргономические требования к кодированию информации - по ГОСТ 21829-76.

В АСУ для связи между устройствами комплекса технических средств должны быть применены:

* входные и выходные сигналы:

* электрические - тока и напряжения по ГОСТ 26.011-80, с дискретным изменением параметров по ГОСТ 26.013-81, кодированные по ГОСТ 26.014-81;

* гидравлические по ГОСТ 26.012-80;

* пневматические по ГОСТ 26.015-81;

* наборы символов алфавитно-цифровые по ГОСТ 19767-74;

* коды 8-битные по ГОСТ 19768-74.

Информационное обеспечение АСУ должно быть совместимо с информационным обеспечением систем, взаимодействующих с ней, по содержанию, системе кодирования, методам адресования, форматам данных и форме представления информации, получаемой и выдаваемой АСУ.

Формы документов, создаваемых АСУ, должны соответствовать требованиям стандартов УСД или нормативно-технических документов ведомства заказчика АСУ.

Формы документов и видеокадров вводимых, выводимых или корректируемых через терминалы должны быть согласованы с соответствующими техническими характеристиками терминалов.

Совокупность информационных массивов АСУ должна быть организована в виде баз данных на машинных носителях.

Форма представления выходной информации АСУ должна быть согласована с заказчиком (пользователем) системы.

Применяемые в выходных документах АСУ термины и сокращения должны быть общепринятыми в данной предметной области и согласованы с заказчиком системы.

В АСУ должны быть предусмотрены необходимые меры по контролю и обновлению данных в информационных массивах АСУ, восстановлению массивов после отказа каких-либо технических средств АСУ, а также контролю идентичности одноименной информации в базах данных.

3.6 Требования к организационному обеспечению АСУ

Организационное обеспечение АСУ должно быть достаточным для эффективного выполнения персоналом АСУ возложенных на него обязанностей при осуществлении автоматизированных и связанных с ними неавтоматизированных функций системы.

Организационная структура АСУ должна позволять выполнять все функции АСУ с учетом их распределения по уровням управления.

Требования к распределению обязанностей среди персонала, участвующего в функционировании АСУ в режиме реального времени.

Инструкции организационного обеспечения АСУ должны определять действия персонала АСУ, необходимые для выполнения каждой автоматизированной функции, во всех режимах функционирования АСУ, с учетом требований по безошибочности и быстродействию реализации персоналом АСУ своих функциональных обязанностей, а также содержать конкретные указания о действиях в случае возникновения аварийных ситуаций или нарушении нормальных условий функционирования АСУ. Требования к содержанию инструкций - по ГОСТ 24.209-80.

По каждой автоматизированной функции, которая выполняется во взаимодействии данной АСУ с другими системами, инструкции персоналу АСУ и этих систем должны быть взаимоувязаны для всех режимов выполнения данной функции и содержать указания о действиях персонала при отказах технических средств АСУ.

4. Разработка функциональной структуры АСУ ТП

В соответствии с выполняемыми функциями в АСУ ТП можно выделить;

1. Информационную подсистему, в которой решаются следующие задачи:

- сбор информации с датчиков технологических параметров и состояния оборудования;

-первичная обработка собранной информации (масштабирование, фильтрация, контроль достоверности параметров);

- контроль параметров техпроцесса и расчет косвенных показателей;

- архивация данных технологического режима и формирование отчетов;

- Диалог оператора-технолога с системой происходит с помощью пульта, формы документов хранятся в памяти.

2. управляющую подсистему, в которой решаются следующие задачи:

- управления подачи пара на сушильную часть;

- регулирование частоты частотного преобразователя вытяжных вентиляторов;

- регулирование температуры сушильных цилиндров;

- управления уровнем во влагоотделителях;

- сбора и откачки конденсата в деаэратор;

- программно-логическое управление

3. Подсистема автоматической защиты и сигнализации (САЗ) выполняет:

* оценку параметров на ограничения с генерацией соответствующих аварийных, информационных сообщений;

* диагностику аварийных состояний;

* управление и блокировки в аварийных состояниях объекта управления.

4. Подсистема автоматического диагностирования выполняет:

- техническую диагностику;

- технологическую диагностику.

5. Разработка информационной модели АСУ ТП

Для разработки информационной модели необходимо посчитать количество и виды входных и выходных сигналов. Результаты сведены в таблицу 1и 2.

Таб. 1. Аналоговых входных сигналов

№ п/п	Наименование технологического параметра	№ позиции	Вид сигнала	Кол-во
1	Давление пара в главном коллекторе	1/1	4-20мА	1
2	Расход пара	1/2	4-20мА	1
3	Давление пара 1 сушильной группы	3/1	4-20мА	1
4	Давление пара 2 сушильной группы	3/2	4-20мА	1
5	Давление пара 3 сушильной группы	3/3	4-20мА	1
6	Температура сушильных цилиндров 1 группы	2/1	естественный	1
7	Температура сушильных цилиндров 2 группы	2/2	естественный	1
8	Температура сушильных цилиндров 3 группы	2/3	естественный	1
9	Ток двигателя вытяжного вентилятора № 1	6/11	4-20мА	1
10	Ток двигателя вытяжного вентилятора №2	6/12	4-20мА	1
11	Обороты двигателя вытяжного вентилятора №1	6/13	4-20мА	1
12	Обороты двигателя вытяжного вентилятора №2	6/14	4-20мА	1
13	Температура конденсата	8/11	Естественный	1
14	Уровень в емкости конденсата	711	4-20мА	1
15	Обороты двигателя насоса конденсата.	712	4-20мА	1
16	Ток двигателя насоса конденсата.	713	4-20мА	1
17	Скорость БДМ	715	4-20мА	1

Унифицированных сигналов-13

Естественных сигналов-4

Таб.2. Аналоговых выходных сигналов

№ п/п	Наименование оборудования	№ позиции	Вид сигнала	Кол-во
1	Задание температуры сушильных цилиндров 1 группы	Зд1	4-20мА	1
2	Задание температуры сушильных цилиндров 2 группы	Зд2	4-20мА	1
3	Задание температуры сушильных цилиндров 3 группы	Зд3	4-20мА	1
4	Задание уровня в емкости конденсата	Зд4	0-5 мА	1

Унифицированных сигналов-4

Итого: Унифицированных сигналов-17

Естественных - 4

Таблица 3 . Таблица входных дискретных сигналов

№ п.п.	Наименование технологического параметра	№ позиции	Вид сигнала	Кол-во
1	Кнопка вкл. насоса водоотделит.1в ручном режиме	ВРР-1	24в	1
2	Кнопка вкл. насоса водоотделит.2в ручном режиме	ВРР-2	24в	1
3	Кнопка вкл.насоса бака конденсата в ручном режиме	ВРР-3	24в	1
4	Пожарная сигнализация/ Кнопка аварийного останова	АО-4	24в	3

Таблица 4. Таблица выходных дискретных сигналов

№ п.п.	Наименование технологического параметра	Наименование оборудования	№ позиции	Вид сигнала	Кол-во
1	Индикация кнопки аварийного останова	Суш.часть БДМ	И-1	24в	3
2	Индикация «ПОЖАР»	Суш.часть БДМ	И-2	24в	4
3	Сирена	Суш.часть БДМ	И-3	24в	1
4	Индикация «ГОТОВНОСТЬ»	Суш.часть БДМ	И-4	24в	1

6. Обоснование и выбор КТС

При выборе средств автоматизации необходимо учитывать такие факторы как вид используемой энергии наличие унифицированных сигналов, после подсчета сигналов, необходимо дополнительно выделить еще 10% от общего числа под резерв, область применения, климатическое исполнение, доступность, цена и др. При автоматизации тепловых процессов, таких как процесс сушки бумажного полотна необходимо использовать приборы имеющие стандартные унифицированные сигналы. Система автоматизации должна строиться на однотипных приборах одной серии или фирмы. При модернизации и развитии производства контроллер может быть легко дополнен необходимым набором модулей. В нашем случае, для выполнения данной задачи выбираем контроллер серии FX Фирмы MITSUBISHI.

Ранее используемый контроллер КПС-19-06 предназначен для управления различным промышленным оборудованием по программам, записываемым в его запоминающее устройство с помощью предоставленных потребителю средств программирования и отладки. Контроллер выполнен в конструктивах рекомендованных МЭК и встраивается в нормализованные оболочки, изготовляемых по ГОСТ 22789-80, низковольтных комплектных устройств управления (НКУ), либо непосредственно в конструктивны оболочки производственного оборудования и механизмов. Типоисполнения контроллеров определяются в зависимости от параметров подключаемых к ним объектов управления и характеризуются климатическим исполнением, категорией размещения, количеством и составом, входящих в данное типоисполнение контроллера, кассет функциональных блоков.

Сравнительные характеристики контроллера Контроллер серии FX Фирмы MITSUBISHI и контроллера КПС-19-06 представлены в таблице 5.

Таб.5. Характеристики контроллеров

Наименование	КПС-19-06	FX
Общие данные.
1) Максимальные габариты	484*224*268	350*90*86
2) Температура окружающей среды.	1-55	0-55
3) Емкость зу	128Кбайт	1Мбайт
4) Напряжение питания	24VDC/220VAC	24VDC/220VAC
5) Максимальное кол-во дискретных вх/вых.	1024	2048
6) Максимальное кол-во аналоговых вх/вых.	240	384
Параметры входов / выходов модулей
7) Кол-во дискретных вх/вых модулей.	Зависит от модуля	Зависит от модуля
8) Напряжение дискретных вх/вых.	24VDC/220VAC	24VDC/220VAC
9) Кол-во аналоговых вх/вых модулей	8/16	Зависит от модуля
10) параметры аналоговых вх/вых.	0-10v, 0-5Ма, 0-20Ма,	0-5Ма,0-20Ма, 4-20Ма0-10v
11) Разрядность АЦП аналоговых модулей.	12	12
12) подключение шин интерфейсов.	RS232/485 Ethernet	RS422/485, (виртуальный COM порт) Ethernet
13) скорость обработки.	68/136нс	0.065мс/лог операцию
14) операционная среда.	DOC Windows	Windows XP/7
15) пакет программирования	C,C++.ASM 51	GX IEC DEVELOPER
16) сетевой доступ	да	да

Контроллер серии FX Фирмы MITSUBISHI является более предпочтительным потому что, имеет модульную конфигурацию, большее число входных и выходных сигналов, к нему можно добавлять необходимые модули и блоки.

7. Разработка технической структуры АСУ ТП

Техническую структуру можно представить в виде следующей иерархической системы:

1. Нижний уровень - датчики, исполнительные механизмы, расходомеры, счётчики тепла, воды и газа.

2. Средний уровень - программируемый логический контроллер серии FX Фирмы MITSUBISHI,

3. Верхний уровень - панель оператора с системой регистрации и управления на основе SСАDА системы.

Техническая структура представлена на рисунке (2)

Нижний уровень системы выполняет следующие функции: Формирование аналоговых сигналов соответствующих текущим значениям технологических параметров (давление, расход, температура, разряжение).

* Формирование дискретных сигналов аварии и защит.

* Формирование дискретных сигналов состояния технологического оборудования.

Средний уровень системы выполняет следующие функции:

*Сбор и контроль информации о состоянии технологического оборудования

котла.

*Контроль и обработка технологических параметров контура регулирования.

*Формирование технологических защит оборудования котла.

*Формирование управляющих воздействий в соответствии с режимной картой и текущими условиями работы.

*Формирование аварий и событий.

*Хранение информации соответствующей настройкам регуляторов, технологическим уставкам, диапазонам измерений и соотношениям рабочих сред.

*Информационная связь с верхним уровнем системы.

Верхний уровень системы выполняет следующие функции:

*Сбор, отображение и архивирование параметров и информации о состоянии технологического оборудования.

*Ведение журнала аварий и событий.

*Система пользователей и контроля доступа.

* Изменения технологических уставок и настроек температурного графика.

На рисунке 3 представлен шкаф управления в котором сочетаются все три уровня АСУ ТП.

Рис. 2. Техническая структура АСУ ТП



Рис. 3. Шкаф управления.

8. Состав информационного и программного обеспечении АСУТП

Согласно ГОСТ 17194-76 к информационным функциям относятся функции автоматизированной системы управления, целью Которых является сбор, преобразование, хранение информации о состоянии объекта управления, представление этой информации оперативному персоналу или передача ее для последующей переработки.

Информационное обеспечение АСУ ТП (рис.4) содержит, прежде всего, алгоритмы сбора и обработки технологической информации. Кроме алгоритмов сбора информации с датчиков и ее обработки (усреднение.. фильтрация и т.д.) сюда же входят алгоритмы контроля достоверности исходной информации.

Кроме сбора и обработки входной информации с организацией массивов данных для решения задач управления информационные алгоритмы АСУ ТП осуществляю: проверку состояния основных параметров ТП допустимым значениям с сигнализацией выхода за пределы, вычисления ряда комплексных показателей, характеризующих качество ведения ТП, расчет необходимых технико-экономических показателей, составление оперативной и отчетной документации.

Основные функции информационного обеспечения состоят в создании и ведении информационной базы, а также в обеспечении задач системы информацией, необходимой для автоматизации функций управления. Таким образом, информационное обеспечение играет роль обеспечивающей подсистемы. При этом оно должно обеспечить: решение всех задач информацией с минимальными временными и стоимостными затратами на решение этих задач; единство использования технико-экономических показателей; возможность сокращения времени, необходимого для получения технико-экономических данных.

Основные принципы организации информационного обеспечения:

обеспечение полноты данных, необходимых для решения задач системы; минимальное дублирование данных;

одноразовый ввод и многократное использование данных задачами

пользователями;

быстрый поиск информации;

поддержание информации в достоверном состоянии.

Информационное обеспечение системы однозначно и окончательно определяется только после определения всех функций системы, завершения технического проекта по всем задачам и выдачи уточненных требований и исходных данных для информационного обеспечения. Его составной частью является информационная база (ИБ) АСУ ТП, под которой понимается совокупность входных и промежуточных массивов и записей данных, используемых для решения задач.

На ОАО «ПЗБФ» станция верхнего уровня построена на программе Wonderware In Touch 2012 R2 and DA Servers.

Рис. 4 Основной экран.

Основной экран системы диагностики - экран сводных таблиц параметров системы управления БДМ.

Данный экран открывается по умолчанию при старте системы диагностики.

Функционально экран разделен на три зоны:

Первая - расположена в центре экрана и предоставляет оператору информацию о текущем состоянии БДМ посредством вывода на экран информации об основных параметрах технологических секций сушильной части машины. На индикацию выдается следующая информация:

o Заданная температура сушильных секций;

o Фактическая температура сушильных секций;

o Уровень конденсата в конденсатосборнике;

o Скорость машины м/мин.

o Статус готовности.

Вторая область представляет собой общий вид сушильной части БДМ с индикацией внешних технологических блокировок. Также в этой части слева расположено окно скорости.

В третьей зоне расположены четыре тренда реального времени, позволяющие оценить динамику развития температурного режима сушильных групп за последние 8 часов работы системы управления, что в свою очередь, дает возможность оценивать работу пароконденсатной системы.

Рис. 5 экран предупредительных сообщений.

Для доступа к экрану аварийных сообщений откройте главное меню, подведите курсор к пункту главного меню “Протокол работы” и нажмите на левую кнопку мыши. Протокол системы

Окно представляет собой архив аварийных и предупредительных сообщений системы с момента последнего запуска с указанием даты и времени возникновения той или иной ситуации.

Архивы

Система дает оператору возможность просмотра архивной информации по всем индицируемым параметрам. Глубина просмотра ограничивается одним месяцем с текущей даты.

Максимальная развертка по времени просмотра - 8 часов

Временной диапазон и точка просмотра могут быть изменены оператором. При этом произойдет автоматическая корректировка области просмотра во всех, открытых на данный момент, архивных слайдах.

Все архивные слайды оснащены набором функциональных кнопок, управляющих временным диапазоном графика:

Сдвигает область просмотра назад по временной оси на половину экрана;

Сдвигает область просмотра вперед по временной оси на половину экрана;

Устанавливает область просмотра на текущее время;

Увеличивает область просмотра в два раза но не более чем до 8-и часов;

Позволяет оператору установить максимально возможный диапазон просмотра графика по временной оси (8-мь часов);

Позволяет оператору установить предустановленый диапазон просмотра графика по временной оси (4-е часа);

Позволяет оператору установить предустановленый диапазон просмотра тграфика по временной оси (1 час);

Позволяет оператору установить предустановленый диапазон просмотра графика по временной оси (10 минут);

Уменьшает область просмотра в два раза;

Вызывает встроенный календарь для смены даты просмотра;

Бегунки, расположенные в нижней части экрана, позволяют привязывать произошедшие события, имеющие свое отражение на графике, ко времени. Кроме того, область, ограниченная левым и правым бегунком может быть расширена на весь экран с помощью данной функциональной кнопки.

Рис. 6 Экран готовых слайдов.

Экран готовых слайдов максимально упрощает оператору доступ к архивной информации системы диагностики и контроля.

Данный экран включает в себя 4 архивных графических окна, каждому из которых сопоставляется заранее определенный тип параметра. Оператору дается возможность выбора требуемого привода из списка, расположенного в левой части экрана, после чего производится автоматическое построение графиков по:

Заданной температуре ;

фактической температуре;

фактической скорости.

При выборе группы системой автоматически выбирается цвет, которым будет осуществляться построение графиков по параметрам данной группы. При этом в верхней области экрана осуществляется индикация и сопоставление выбранной группы выбранному цвету. Экран дает возможность одновременного построения графиков по четырем группам.

В каждом окне предусмотрены функциональные кнопки, реализующие функции масштабирования по значению отображаемых параметров.

Позволяет оператору установить максимально возможный диапазон

просмотра графика по значению параметра;

Увеличивает область просмотра в два раза;

Автоматически выставляет область просмотра относительно среднего

значения выводимых параметров во временном диапазоне архивного тренда;

Уменьшает область просмотра в два раза;

Сдвигает область просмотра на половину экрана вверх;

Сдвигает область просмотра на половину экрана вниз;

Бегунки, расположенные в нижней части экрана, позволяют привязывать произошедшие события, имеющие свое отражение на графике, ко времени. Кроме того, область, ограниченная левым и правым бегунком может быть расширена на весь экран с помощью данной функциональной кнопки.

автоматизация информационный программный

Заключение

В данном курсовом проекте разработана подсистема АСУ ТП сушильной частью ДБМ №1 ОАО «ПЗБФ». На базе логического программируемого контроллера MITSUBISHI Серии FX. И программой верхнего уровня Wonderware In Touch 2012 R2 and DA Servers.

Данная подсистема отвечает всем требованиям предъявляемым к АСУ ТП. И может применяться на производстве.

Список использованных источников

1. В.Н. Суриков, Н.П. Серебряков Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию Санкт - Петербург 2012г.

2. Буйлов Г.П. Автоматизация оборудования ЦБП: учебное пособие/ СПбГТУРП.- СПб., 2013г.- 150 с.

3. Технологический регламент ОАО «ПЗБФ» 2013г.

4. Проспект фирмы Mitsubishi Electric. М 2009г.

5. Дятлова Е.П.; Сафонова М.Р. проектирование АСУ ТП учебное пособие,2006г.

6. Руководство пользователя программного обеспечения Wonderware In Touch 2012 R2 and DA Servers.

7. Технические характеристики контроллера КПС19-06

Приложение 1

Функциональная схема автоматизации.

Приборы по месту
ПТК

Приложение 2

Заказная спецификация на средства автоматизации.

Позиция	Наименование и техническая характеристика оборудования	Тип, марка оборудования	Код оборудования	Завод изготовитель	Ед. изм.	Кол-тво	Масса ед. шт.	Прим.
Давление на входе (Pвх= 1мПа)
PT 1-1	Измеритель преобразователь избыточного давления. Диапазон измерения 0-10Мпа. Выход 4-20мА	Метран 100-ДИ Модель 1152		ПГ «Метран» Россия, Челябинск		1
PV 1-2	Проходной клапан с электропневматическим позиционером. Dу 150. Вход 4-20 ма	ES3241 EN-JL1040		Samson		1
Расход пара на сушильную группу БДМ (V= 700м3 )
FE 2-1	Преобразователь расхода. Диапазон измерения 20,45- 613,48 м3 . Выход 4-20мА.	Метран331		ПГ «Метран» Россия, Челябинск		1
PT 2-2	Микровычислительное устройство.	Метран333		ПГ «Метран» Россия, Челябинск		1
Давление первой сушильной группы I сушильной группы (Pвх = 0,6мПа)
PT 5-1	Измеритель преобразователь избыточного давления. Диапазон измерения 0-0,6Мпа Выход 4-20мА	Метран 100-ДИ Модель 1152		ПГ «Метран» Россия, Челябинск		1
PV 5-2	Проходной клапан с электро пневматическим позиционером. Dу 80. Вход 4-20 ма	ES3241 EN-JL1040		Samson		1
Давление первой сушильной группы IIсушильной группы (Pвх = 0,6мПа)
PT 6-1	Измеритель преобразователь избыточного давления. Диапазон измерения 0-0,6МпаВыход 4-20мА	Метран 100-ДИ Модель 1152		ПГ «Метран» Россия, Челябинск		1
PV 6-2	Проходной клапан с электропневматическим позиционером. Dу 80. Вход 4-20 ма	ES3241 EN-JL1040		Samson		1
Давление первой сушильной группы IIIсушильной группы (Pвх = 0,6мПа)
PT 7-1	Измеритель преобразователь избыточного давления. Диапазон измерения 0-0,6 Мпа.Выход 4-20мА	Метран 100-ДИ Модель 1152		ПГ «Метран» Россия, Челябинск		1
PV 7-2	Проходной клапан с электро пневматическим позиционером. Dу 80. Вход 4-20 ма	ES3241 EN-JL1040		Samson		1
Перепад давление пара в водоотделителе I ( P= 0,20 мПа)
PTD 3-1	Измеритель преобразователь разности давления. Диапазон измерения 0-0,2МпаВыход 4-20мА	Метран 100-ДД Модель 1152		ПГ «Метран» Россия, Челябинск		1
PDV 3-2	Проходной клапан с электро пневматическим позиционером. Dу 50. Вход 4-20 ма	ES3241 EN-JL1040		Samson		1
Перепад давление пара в водоотделителе II ( P= 0,20 мПа)
PTD 4-1	Измеритель преобразователь разности давления. Диапазон измерения 0-0,2МпаВыход 4-20мА	Метран 100-ДД Модель 1152		ПГ «Метран» Россия, Челябинск		1
PDV 4-2	Проходной клапан с электро пневматическим позиционером. Dу 50. Вход 4-20 ма	ES3241 EN-JL1040		Samson		1
Уровень в водоотделителе I (H= 1м)
LT 8-1	Измерительный преобразователь гидростатического давления (уровня). Диапазон измерения 0-25кПа. Избыточное давление 0,4 МПа. Выход 4-20 мА	Метран-100-ДГ, модель 1541		ПГ «Метран» Россия, Челябинск			1
PV 8-2	Проходной клапан с электро пневматическим позиционером. Dу 50. Вход 4-20 ма	ES3241 EN-JL1040		Samson			1
Уровень в водоотделителе I (H= 1м)
LT 9-1	Измерительный преобразователь гидростатического давления (уровня). Диапазон измерения 0-25кПа. Избыточное давление 0,4 МПа. Выход 4-20 мА	Метран-100-ДГ, модель 1541		ПГ «Метран» Россия, Челябинск			1
PV 9-2	Проходной клапан с электро пневматическим позиционером. Dу 50. Вход 4-20 ма	ES3241 EN-JL1040		Samson			1
Уровень в баке конденсата ( H=1м)
PT 10-1	Измерительный преобразователь гидростатического давления (уровня). Диапазон измерения 0-25кПа. Избыточное давление 0,4 МПа. Выход 4-20 мА	Метран-100-ДГ, модель 1541		ПГ «Метран» Россия, Челябинск			1
PV 10-2	Проходной клапан с электро пневматическим позиционером. Dу 50. Вход 4-20 ма	ES3241 EN-JL1040		Samson			1

Заказная спецификация на вычислительные средства автоматизации

Позиция	Наименование и техническая хар-ка оборудования	Тип, марка обознач. документа, опросного листа	Код оборуд., изделия материала	Завод-изготовитель	Ед. изм.	Кол-во	Масса ед. оборуд.,кг	Прим.
Контроллер
1	Модуль центрального процессора	FX3U- 16 MT/ESS		Mitsubishi Electric		1
2	Програмное обеспечение	GX Developer		Mitsubishi Electric		1
Модули ввода / вывода
3	Модуль аналоговых входов от преобразователей тока	FX2N-8AD		Mitsubishi Electric		3
4	Модуль вывода аналогового сигнала	FX2N4DA		Mitsubishi Electric		4
Пульты управления
5	Панель	G1000		Mitsubishi Electric		1
Коммутатор Ethernet
6	Коммутатор сети Ethernet	FX3U-ENE		Mitsubishi Electric		1

Размещено на Allbest.ru