Автоматизація процесу випалювання скловиробів на ВАТ "Рокитнівський склозавод"



Рис. 3.3. Механічні характеристики (а), залежності вихідні напруги і частоти ПЧ (б), а також напруги регулятора швидкості (в) від моменту в системі ПЧ-АД зі зворотним зв'язком по швидкості

щ -- реальна швидкість АД при заданому навантаженні на його валові. При д_s?0 сигнал и_РС на виході регулятора ковзання, сумуючись із сигналом и_у1 = и_у (при І₁<І_1max), за рахунок інтегральної складової передатної функції регулятора А5 забезпечує таке збільшення сигналу керування u_f перетворювачем частоти, при якому частота вихідної напруги ПЧ стає рівної f₁₀(1+s_a). Одночасно зі зміною частоти за рахунок функціонального перетворювача ФП міняється в порівнянні з початковою напругою U₁₀ і вихідна напруга перетворювача U₁ (див. рис. 3.3, б). При цьому швидкість двигуна відновлюється до заданого значення щ₀₀, тобто забезпечується абсолютна жорсткість механічної характеристики АД (лінія 1 на рис. 3.3, а).

При перевищенні максимально припустимого струму статора АД (І₁ І_1max і, відповідно, М М_max), регулятор ковзання повинний бути виключений з роботи, наприклад, шляхом обмеження його вихідного сигналу и_РС на рівні и_РСmax (див. рис. 3.3, в). При цьому вступають у роботу негативні зворотні зв'язки по струму статора з регулятором A3, забезпечуючи за рахунок одночасного зменшення частоти і напруги статора АД до їхніх мінімальних значень f_1min і U_lmin обмеження моменту АД при щ = 0 на рівні М_max (лінія 2 на рис. 3.3, а). Мінімальна синхронна швидкість двигуна щ_0min буде відповідати знаменням f_1min і U_lmin, а механічна характеристика -- лінії 3 (див. рис. 3.3, а).

Стійкість і динамічні показники якості регулювання швидкості АД визначаються вибором параметрів пропорційних і інтегральної складових передатних функцій регуляторів А5 і A3.

3.3 Розрахунок параметрів контуру регулювання швидкості

Рис. 3.4. Структурна схема системи ПЧ-АД зі зворотним зв'язком по швидкості

На рис. 3.4 представлена структурна схема лінеаризованої системи, функціональна схема якої приведена на рис. 3.2, при роботі АД на ділянці механічної характеристики в межах значень абсолютного ковзання s_a < s_x. На схемі прийняті наступні позначення:

в -- модуль твердості лінеаризованої механічної характеристики АД

=

де , - критичний момент,

, - номінальний момент,

- номінальна кутова швидкість двигуна,

- синхронна кутова швидкість двигуна,

s_ном - номінальне ковзання,

Р_2ном - номінальна потужність двигуна.

Т_е -- еквівалентна електромагнітна постійна часу кіл статора і ротора АД, визначається по формулі

=

де щ_0ел.ном - кутова швидкість електромагнітного поля АД при його номінальній частоті живлення f_1ном = 50 Гц (щ_0ел.ном = 2р f_1ном = 314 с^-1). Для АД загальпромислового виконання s 0,05...0,5 (менші значення характерні для потужних двигунів), Т_э = (0,006...0,06) с;

Електромеханічна стала часу визначається наступним чином:

де - сумарний момент інерції приведений до вала двигуна

- передаточне число редуктора

- момент інерції редуктора,

де - момент інерції барабана конвеєра,

m - повна маса конвеєра 1400+1950=3350 кг

m_c - маса стрічки,

m_k - маса конвеєра,

k_пч -- передатний коефіцієнт ПЧ

=

При роботі АД в зоні частот f₁< f_1ном=50Гц і номінальному сигналі керування перетворювачем и_{у.ПЧном} співвідношення ;

Т_ПЧ -- постійна часу кола керування ПЧ, що при високих частотах модуляції вихідної напруги промислових ПЧ (2...50 кГц) не перевищує 0,001с.

Передаточна функція ПІ-регулятора швидкості

.

Передаточна функція ланцюга зворотного зв'язку по швидкості двигуна

.

При номінальному сигналі керування електроприводом, рівному и_з.ш.ном, і відповідної йому номінальної швидкості АД

=

У відповідності зі структурною схемою АД його результуюча передаточна функція стосовно відхилення Дщ₀

При

Де

;

;

Якщо віднести постійні Т₀₂ і Т_ПЧ до малих некомпенсуємих постійних і як оцінку їхнього впливу прийняти Т_м= Т₀₂+Т_ПЧ=0,685+0,001=0,686с, то при настроюванні електропривода на модульний оптимум постійна інтегрування і коефіцієнт передачі пропорційної частини регулятора PШ визначаться відповідно до:

;

.

3.4. Моделювання та оптимізація САР

Для побудови перехідного процесу даної АСР скористаємось програмним забезпеченням, а саме додатком програми Matlab - Simulink. Структурна схема даної АСР буде мати вигляд:



Рис. 3.5. Структурна схема АСР швидкості двигуна

Підставивши в регулятор обчислені значення отримали перехідний процес, що містить коливання та значне перерегулювання (рис. 3.6)

Рис. 3.6. Перехідний процес АСР з розрахованими параметрами регулятора

Для знаходження оптимальних параметрів ПІ регулятора використовуємо програму Matlab. У програмі Simulink, яка є додатком програми Matlab, будуємо математичну модель об'єкта параметри якої необхідно знайти.

Для оптимізації параметрів ми будемо використовувати найбільш поширений та достовірний метод знаходження оптимальних параметрів ПІ регулятора за допомогою використанням пакету NCD-Blockset.



Рис. 3.7. Вікно оптимізації пакету NCD-Blockset

За допомогою даного інструмента можна настроювати параметри нелінійної Simulink - моделі, в якості яких може бути задана будь-яка кількість змінних, включаючи вектори і матриці.

Хід оптимізації контролюється на екрані з допомогою відображення графіка контрольованого процесу і поточних значень функції, що мінімізується.

Після закінчення процесу оптимізації, оптимальні значення параметрів зберігаються в робочому просторі MatLab, в даному випадку, це:

>> Kр = 16,4;

>> Ті = 0.092;

Підставивши ці коефіцієнти у математичну модель побудовану у Matlab отримаєм такий перехідний процес



Рис. 3.8. Оптимізована перехідна характеристика

Визначимо динамічні показники якості регулювання:

w_max=165.4 рад/с - максимальне відхилення регульованої величини,

w_уст=157 рад/с - усталене значення регульованої величини,

- перерегулювання,

t_p=3c - час регулювання.

Висновок: параметри якості перехідного процесу задовольняють вимогам до систем автоматичного регулювання.

4. Розробка системи автоматизації

4.1 Аналіз існуючої системи автоматизації та оцінка її рівня автоматизації

В результаті аналізу технологічного процесу випалювання скловиробів було виявлено, що функціональна схема автоматизації процесу випалювання скловиробів помітно застаріла, і обладнання яке використовується в технологічному процесі морально застаріло. Крім того значні втрати виникають в результаті неекономного використання сировини. Багатьох несприятливих факторів можна уникнути в результаті створення більш сучасної ФСА, яка забезпечить точне керування параметрами технологічного процесу.

На даний час технологічний процес керується автоматизованою системою МЛ-511. Порівняно з новітніми технологіями вана являється застарілою, тому її подальше впровадження є недоцільним. За таких умов впровадження новітньої системи регулювання є бажаною.

Функціональна схема автоматичної системи керування (АСК), що розробляється наведена на листі №2 графічної частини проекту.

Особливістю АСК, що пропонується є часткова заміна морально застарілого обладнання на більш сучасне, а саме застосування промислового контролера "Lagoon^®", а також перехід на централізований облік технологічного процесу. Децентралізоване керування здійснюється за допомогою мікропроцесорних засобів - контролера та комп'ютера, що дозволить архівувати важливі параметри на протязі певного часу, покращити якість керування, зв'язати керування частинами процесу в одне ціле і скоротити кількість обслуговуючого персоналу.

Проаналізувавши структурні схеми взаємозв'язку параметрів, типові схеми автоматизації та вимоги технологічного регламенту необхідно визначитись з контурами вимірювання, сигналізації, захисту, блокування та регулювання. Визначаючи дані контури необхідно врахувати, що система автоматизації повинна задовольняти всі вимоги технологічного процесу, та створювати безпечні умови для роботи працівників.

Для спостереженням за ходом випалювання потрібно забезпечити виведення даних про протікання технологічного процесу. Заміна ручного керування дискретним, введення захисту, автоматичного блокування, дозволить усунути помилки оперативного персоналу і покращити функціонування в цілому.

Введення запропонованої АСК забезпечить зниження витрат сировини, при більш точному дотриманні параметрів технологічного процесу зросте продуктивність виробництва склотари за рахунок того, що покращиться якість продукції, що у свою чергу призведе до зменшення не менше як на 1% бракованої продукції. Зменшиться кількість небезпечних та надзвичайних ситуацій, час планових та позапланових ремонтів, призведе до покращення умов праці персоналу за рахунок зменшення перебування людей в зонах посиленої дії шкідливих для організму людини чинників.

4.2 Значення контрольованих та регульованих параметрів

Для побудови функціональної схеми автоматизації необхідно знати, які параметри технологічного процесу потрібно регулювати, сигналізувати та контролювати. Для цього необхідно скласти карту технологічних параметрів. Карта технологічних параметрів складається на основі вивчення суті фізичних процесів, що протікають в апаратах. Детально процес відпалювання скловиробів в скляному виробництві був описаний у другому розділі.

На технологічній карті показані параметри, які контролюються у наступних апаратах і обладнанні:

Піч випалювання, секція 1, секція 2, секція 3, секція 4, секція 5, секція 6, секція 7, секція 10.

Значення контрольованих і регульованих параметрів для печі випалювання та її складових секцій наведено в графічній частині на листі №8.

4.3 Функціональна структура (схема автоматизації) системи управління окремих секцій печі та її опис

На основі технологічної карти параметрів та технологічної схеми автоматизації розробляється функціональна схема автоматизації.

Схема автоматизації повинна забезпечити всі вимоги і функції, які передбачені в технологічній карті.

Функціональна схема систем автоматизації технологічних процесів є документом, що показує функціональну і блокову структуру систем автоматизації технологічних процесів, а також оснащення об'єкта керування приладами і засобами автоматизації. На функціональній схемі дано спрощене зображення агрегатів, що підлягають автоматизації, а також приладів, засобів автоматизації і керування, які зображенні умовними позначеннями за діючими стандартами, а також лінії зв'язку між ними.

Функціональна схема автоматизації технологічного процесу випалювання скловиробів на ВАТ "Рокитнівський склозавод" складається з 15 контурів регулювання та 1 контуру контролю. Регулювання та контроль за технологічним процесом реалізовано на базі промислового контролера "Lagoon^®", а проект автоматизації розроблений в SCADA-системі Trace Mode. Сигнали з давачів подаються на клемно-блочні з'єднувачі модулів нормування аналогових сигналів, після обробки та перетворення клеми виводу дискретних сигналів сигнали керування подаються на ВМ.

Схема автоматизації технологічного процесу випалювання скловиробів передбачає:

1) 15 контурів регулювання, індикації, реєстрації, сигналізації параметрів:

- автоматичного регулювання, реєстрації, сигналізації температури в 1 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, реєстрації, сигналізації температури в 2 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, реєстрації, сигналізації температури в 3 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, реєстрації, сигналізації температури в 4 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, реєстрації, сигналізації температури в 5 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, реєстрації, сигналізації температури в 6 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, реєстрації, сигналізації температури в 7 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, реєстрації, сигналізації, блокування подачі газу в пальники 1 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, блокування подачі повітря в пальники 1 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, реєстрації, сигналізації, блокування подачі газу в пальник 2 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, блокування подачі повітря в пальник 2 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, реєстрації, сигналізації, блокування подачі газу в пальник 3 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, блокування подачі повітря в пальник 3 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, реєстрації, сигналізації, блокування подачі газу в пальник 4 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, блокування подачі повітря в пальник 4 секції печі випалювання;

- автоматичного регулювання, блокування швидкості стрічкового конвеєра.

2) 1 контур контролю параметрів:

- автоматичного контролю витрати газу в загальному газопроводі.

Детальний опис контурів

Головним в підтримці встановленої температури кожної секції є регулювальний контур, який складається із давача температури (термопара марки ТХА/1-2088-12Х18Н10Т) і активних елементів (пальника, сервоприводи клапанів охолодження, вентилятори керуючого охолодження), які відрізняються від інших в залежності на числі (номеру) секції.

Кожна замкнута охолоджуюча секція включає в себе рециркуляційний вентилятор для забезпечення рівномірного розподілу підігріву в усій секції. Рециркуляційний вентилятор має власний захист моторним стартером і керування кнопкою „старт" або „стоп". Якщо відключений контактор рециркуляційного вентилятора, то запал пальника відповідної секції заблоковано.

Секція 1.L, 1.R,2 - підігрів

Включає один регулюючий контур. В контурі знаходяться термопара, яка вимірює температуру. В головці термопари знаходиться перетворювач струму, який підвищує якість передуючого сигналу в 8-канальний вводу сигналу з термопари І-7018. Контролер повинен проводити аналіз вимірюваних величин, порівнювати їх з заданими, і на основі результатів керувати газовим пальником.

Робота пальника заблокована:

- якщо не включений привод транспортерної стрічки або несправний

- якщо не ввімкнений відповідний рециркуляційний вентиль

- якщо нема запиту на температуру

- якщо температура підвищилась або понизилась під рівень встановленої аварійної величини

- несправність живлення щита управління, активація аварійної зупинки.

На дверцятах щита управління вмонтовані лампочки, які сигналізують експлуатаційний та несправний стан пальників.

Секція 3,4 - підігрів, охолодження

Включає один регулюючий контур. В контурі знаходиться термопара, яка вимірює актуальну температуру. В головці термопари знаходиться перетворювач струму, який підвищує якість передуючого сигналу в 8-канальний вводу сигналу з термопари І-7018. Контролер повинен проводити аналіз вимірюваних величин, порівнювати їх з заданими, і на основі результатів керувати газовим пальником та сервоприводом клапанів охолодження.

Робота пальника заблокована:

- якщо не включений привод транспортерної стрічки або несправний

- якщо не ввімкнений відповідний рециркуляційний вентиль

- якщо нема запиту на температуру

- якщо температура підвищилась або понизилась під рівень встановленої аварійної величини

- несправність живлення щита управління, активація аварійної зупинки.

Робота сервоприводом клапанів охолодження заблокована:

- якщо пальник працює

- несправність живлення щита управління, активація аварійної зупинки.

На сигналізаційній панелі вмонтовані лампочки, які сигналізують експлуатаційний та несправний стан пальників, а також відкриття та закриття клапанів охолодження.

Секція 5 - охоложження

Включає один регулюючий контур. В контурі знаходиться термопара, яка вимірює актуальну температуру. В головці термопари знаходиться перетворювач струму, який підвищує якість передуючого сигналу в 8-канальний вводу сигналу з термопари І-7018. Контролер повинен проводити аналіз вимірюваних величин, порівнювати їх з заданими, і на основі результатів керувати сервоприводом клапанів охолодження.

Секція 6,7 - охолодження + кероване охолодження

Включає один регулюючий контур. В контурі знаходиться термопара, яка вимірює актуальну температуру. В головці термопари знаходиться перетворювач струму, який підвищує якість передуючого сигналу в 8-канальний вводу сигналу з термопари І-7018. Контролер повинен проводити аналіз вимірюваних величин, порівнювати їх з заданими, і на основі результатів керувати газовим сервоприводом клапанів охолодження та вмикати вентилятор керуючого охолодження на основі необхідних величин температури.

Робота сервоприводом клапанів охолодження заблокована:

- несправність живлення щита управління, активація аварійної зупинки.

Робота вентиляторів керуючого охолодження заблокована:

- несправність живлення щита управління, активація аварійної зупинки

- закриття відповідного клапана охолодження

На сигналізаційній панелі вмонтовані лампочки, які сигналізують повне відкриття, закриття клапанів охолодження та несправність вентиляторів керуючого охолодження.

Секція 8

Секція не включає електричні пристрої.

Секція 9

Секція не має регулюючої петлі. На секції встановлені 5 вентиляторів швидкого охолодження МА9.1-МА9.5. Кожний вентилятор має свій захист моторним стартером і керується контролером. Вихід із строю кожного моторного стартера сигналізується на дверцятах розподільчого щита (миготіння лампочки жовтого кольору на світловій панелі).

Секція 10

Включає в себе двигун привода транспортерної стрічки, що керується частотним перетворювачем.

Привод можна вмикати кнопкою „старт" і вимикати кнопкою „стоп", які знаходяться на передній панелі щита управління.

Робота привода заблокована:

- несправність живлення щита управління, активація аварійної зупинки

- аварійним реле перетворювача (на основі виду несправності)

- роботою двигуна привода охолодження.

4.4 Вибір та обґрунтування структури системи управління та комплексу технічних засобів

4.4.1 Характеристика приладів, що використовуються в процесі

Перетворювач частоти "Delta Electronics" моделі VFD150B43А

Короткий опис і призначення

Перетворювач частоти моделі VFD150B43А (рис. 4.1.) призначений для управління швидкістю обертання трифазних асинхронних двигунів, потужністю до 15кВт. Рекомендуються для застосування в устаткуванні що вимагає підтримки високої точності швидкості обертання із застосуванням датчиків швидкості. Завдяки високій функціональності перетворювач частоти даної серії використовуються для вирішення широкого спектру завдань автоматизації: стругальні верстати, штампувальні преси, прокатні стани, кранове устаткування, в'язальні машини, стрічкові конвеєри, ліфти і так далі

Функціональні можливості:

1. Можливість винесення пульта управління.

2. Автоматичне енергозбереження при роботі з насосами і вентиляторами.

3. Вольт-частотний і векторний алгоритми управління. При векторному управлінні:

· діапазон регулювання швидкості обертання в межах 1:40 при M-const;

· у розімкненій системі (без датчика зворотного зв'язку за швидкістю) точність підтримки швидкості в межах ± 3% при зміні моменту навантаження до 90% від номінального;

· у замкнутій системі (з датчиком зворотного зв'язку за швидкістю) точність підтримки швидкості в межах ±0.05% при зміні моменту навантаження до 90% від номінального;

· забезпечується 150% номінального моменту, починаючи з Fвих = 1Гц.

4. Автоматичне підхоплення швидкості двигуна, що обертається.

5. Автоматичний підйом початкового пускового моменту і компенсація ковзання.

6. Вбудований регулятор ПІД для ефективної роботи приводу в замкнутій системі автоматичного регулювання, наприклад, по тиску або витраті в системах тепло- і водопостачання.

7. Вбудований програмований контролер (ПК).

8. Задання швидкості сумою окремих аналогових сигналів управління з можливістю перемикання між ними.

9. Автоматичне покрокове управління з програмованим часом кроку/циклу і вибору однієї з 15 заданих частот обертання.

10. Можливість роботи з цифровим датчиком швидкості - інкрементальним енкодером (з використанням плати розширення PG02 (опція), легко встановлюваною всередину перетворювача).

11. Вбудований лічильник імпульсів із зовнішнього датчика.

12. Функція простого позиціонування.

13. Вбудований дросель шини постійного струму

14. Можливість управління трьома додатковими електродвигунами.

15. Незалежне задання і вибір 4-х часів розгону/гальмування.

16. Режим автоматичного вибору найменшого часу розгону і гальмування.

17. Вбудований послідовний інтерфейс RS-485 (протокол Modbus) із швидкістю передачі до 38 400 бод.

18. Входи управління:

· 11 дискретних входів (з них, 6 багатофункціональних програмованих).

· 3 аналогових входу (4.20мА, 0.10В -10.+10В).

19. Керуючі виходи:

· 1 релейний.

· 1 програмований аналоговий вихід.

· 1 імпульсний вихід з частотою імпульсів пропорційній вихідній частоті.

· 1 оптотранзисторний.

Таблиця 4.1. Технічні характеристики

Клас напруги	380 В
Модель VFD150В43А	150
Макс, потужність двигуна, кВт	15
Макс. вих. потужність ПЧ, кВА	24,4
Ном. вих. струм ПЧ, А	32
Ном. вхідний струм ПЧ, А	32
Вхідна напруга, В	3 фази (342...528)
Діапазон частот вх. напруг	від 47 до 63 Гц
Макс. вих. напруга	рівна вхідній (для Uвх = 380В вих. напруга рівна 380В)
Частота вих. напруги	регулюється від 0 до 400 Гц (вых. струм синусоїдальний)
Частота несучих вих. напруг	регулюється користувачем від 1 до 15 кГц
Система модуляції	ШІМ (широтноімпульсна модуляція) вих. напруги по синусу
Дискретність вих. частоти	0.01 Гц
Перевантажувальна здатність	150% номінального струму ПЧ протягом 1 хв.
Характеристики моменту	автопідйом поч. пускового моменту, автокомпенсація ковзання, поч. пусковий момент може бути 150% на частоті 1 Гц (при векторному управлінні)
Час розгону/уповільнення	регулюється користувачем від 0.1 до 3600 сек (2 незалежні уставки)
Способи формування Uвих	частотний і векторний з автотестуванням двигуна.
Характеристика U/F	встановлюється користувачем, для насосів і вентил. - 5 різних кривих
Джерело управління	Цифрова клавіатура, термінали ДУ і послідовний інтерфейс RS-485 (MODBUS)
Вхідний імпеданс	по входу AVI - 47 кОм, по входу ACI - 250 Ом.
Робота по циклограмі	Задання 15 незалежних частот, часу дії і напряму обертання, можлива робота під управлінням внутрішнього програмованого логічного процесора
Робота в режимі із замкнутим зворотним зв'язком	По технологічному параметру (тиску, температурі і так далі) з PID-регулятором. З імпульсним датчиком швидкості обертання - з додатковою платою, що встановлюється всередину корпусу. Тут можливий контроль за фактичним напрямом обертання.
Захисні функції	Самотестування, перенапруження, недонапруження, перевантаження, недовантаження, надструм, перегрівши ПЧ, зовнішня помилка, електронний захист двигуна від перегріву, коротке замикання на землю, пропажу фази живлячої напруги.
Інші функції	S-образна крива розгону/уповільнення, автоматична стабілізація вих. напруги, запобігання зупинці із-за надструму і перенапруження, запис відмов, гальмування пост. струмом, рестарт після аварій і пропажі напруги, комбінування двох джерел задання частоти, PID-регулятор з "сплячим" режимом, управління включенням трьох додаткових двигунів, позиціонування валу двигуна в заданому положенні, пароль на вхід в програмування, режим автоматичного енергозбереження при роботі з вентиляторами і насосами, лічильник імпульсів, заборона реверсу, вибір протоколів комунікації, підрахунок загального часу роботи двигуна і так далі.
Температура зберігання і транспортування	-20°С...+60°С
Робоча температура	- 10°С...+40 °С (без обмерзання, паморозі і конденсату).
Відносна вологість	не більше 90% (без утворення конденсату).
Охолоджування	природне	повітряне примусове за допомогою вентиляторів

Загальна схема підключення VFD150В43А:



Примітки:

Дана схема не є готовою для практичного використання, а лише показує призначення і можливі з'єднання клем і вихідні ланцюги перетворювача частоти.

На рис. 4.2 показане підключення до трифазного джерела живлення.

На малюнку показане з'єднання дискретних входів по схемі NPN (загальний DCM). При з'єднанні по схемі PNP загальним буде термінал "+24V" і перемикач Sw1 треба буде встановити в положення "Sourse".

Габаритні розміри

Умови транспортування, зберігання та експлуатації

Перетворювач частоти повинен зберігатися в заводській упаковці. Щоб уникнути втрати гарантії на безкоштовний ремонт, необхідно дотримувати умови транспортування зберігання і експлуатації перетворювача:

Умови транспортування:

· температура середовища - в діапазоні від - 20 до + 60°С;

· відносна вологість - до 90% (без утворення конденсату);

· атмосферний тиск - від 86 до 106 кПа;

· допустима вібрація - не більше 9,86м./сек на частотах до 20 Гц і не більш 5,88 м/сек на частотах в діапазоні від 20 до 50 Гц.

Умови зберігання:

· зберігати в сухому і чистому приміщенні за відсутності електропровідного пилу і частинок;

· при температурі середовища від мінус 20 до -60°С;

· при відносній вологості до 90%.(без утворення конденсату);

· при атмосферному тиску від 86 до 106кПа;

· не зберігати в умовах, що сприяють корозії;

· не зберігати на нестійких поверхнях;

· термін зберігання перетворювача без необхідності електротренування електролітичних конденсаторів - не більше 1 року. При більш довгочасному зберіганні перед включенням необхідно провести формування конденсаторів ланцюга постійного струму.

Умови експлуатації:

· сухе закрите приміщення;

· відсутність прямого попадання бризок і випадання конденсату вологи (після знаходження ПЧ під мінусовими температурами, з метою усунення конденсату, необхідно витримати перетворювач при кімнатній температурі протягом декількох годин до подачі на нього живлячої напруги);

· відсутність дії прямим сонячних променів і інших джерел нагріву;

· відсутність дії агресивних газів і пари, рідин, пилоподібних частинок і т.д.;

· відсутність струмопровідного пилу і частик;

· відсутність вібрацій і ударів;

· відсутність сильних електромагнітним полів з боку іншого устаткування;

· робоча температура - від мінус 10 до + 40°С;

· відносна вологість повітря - до 90% (без утворення конденсату та обмерзання);

· атмосферний тиск - 86 - 106 кПа;

· висота над рівнем моря - до 1000 м;

· допустима вібрація - не більш 9,86м/сек на частотах до 20 Гц і не більш 5,88 м/секна частотах в діапазоні від 20 до 50 Гц.

Для забезпечення нормального теплового режиму перетворювача частот, його необхідно встановлювати у вертикальному положенні (допускається відхилення від вертикалі до 5° у будь-яку сторону), забезпечивши вільну конвекцію повітря в повітряному коридорі: з боків - не менше 50 мм, - зверху і знизу - не менше 150 мм. Відстань від передньої панелі до передньої стінки шафи - не менше 50 мм. Якщо шафа не передбачає вентиляційних отворів для вільного конвективного руху повітря або не має примусового охолодження, то розмір шафи і її компоновка визначаються виходячи із забезпечення допустимого теплового режиму експлуатації перетворювача частоти.

Витратомір ультразвуковий "Расход-7"

Призначений для вимірювання миттєвої та сумарної витрати води, а також інших однофазних рідин, притікаючи повним розрізом в напірних трубопроводах.

Переваги та особливості:

"Расход-7" не має рухомих зношуючих частин, не перекриває розрізу трубопроводу, миттєво реагує на зміну витрати, має високі метрологічні показники, надійний і зручний в експлуатації, має різні вихідні сигнали, легко функціонує з сучасною вимірювальною технікою. Наділений приладом автономного контролю збою в роботі приладу. Його показники не залежать від параметрів вимірювального середовища.

Опис:

Прилад складається з приладу вимірювального, перетворювача витрати і лінії зв'язку між ними(два кабеля типу РК-50). Лічильник виготовляється на діаметри від 10 до 200 мм з патрубком, на якому встановлені п'єзоелектричний перетворювач. На діаметри труб від 250 до 1400 мм лічильник виготовляється без патрубку і комплектується тільки двома п'єзоелектричними перетворювачами, які врізаються безпосередньо на трубопроводі.

Таблиця 4.2 Технічні характеристики "РАСХОД-7"

Діапазон витрати, куб. м/ч	Згідно таблиці
Умовні діаметри трубопроводів	50 мм
Максимальна допустима похибка:
при кратності діапазону витрати 1:10	не більше 1,0%
при кратності діапазона витрати 1:2	не більше 0,5%.
Параметри вимірювальної рідини: вязкість	до 30 сСт
Температура	от +40С до +80°С
Максимальний тиск	2,5 МПа
Вихідні сигнали:
аналоговий	4-20 мА
Частотний	0,5-100 Гц
Відстань ПВ від ПИ	До 75 м ( в окремих випадках до 150м)
Напруга від сітки	~220 В, 50 Гц
Потрібна потужність не більше	50 Вт
Габаритні розміри	120x245x507 мм
Вага не більше	10кг

Термопара ТХА/1-2088-12Х18Н10Т

Найбільш масовими типами термопар у промисловості є термопара хромель-алюмель (на Заході застосовується схожа термопара хромель-константан, тип Е).

Термопара термоелектрична хромель-алюмелєєва ТХА/1-2088-12Х18Н10Т призначена для вимірювання температури рідких і газоподібних неагресивних і слабо агресивних середовищ, а також твердих тіл, що не руйнують захисну арматуру.

Термопара хромель-алюмель володіє найбільшою диференціальною чутливістю з усіх промислових термопар, застосовується для проведення точних вимірів температури, а також для виміру малих різностей температур. Термопарам властива винятково висока термоелектрична стабільність при температурах до 800-900°С, обумовлена тим, що зміни термо-ЕРС хромелевого і алюмелєєвого термоелектродів спрямовані в ту саму сторону і компенсують один одного.

Термопари хромель-алюмель призначені для виміру температури в окисних і інертних середовищах. Вміст кисню в окисній атмосфері повинен бути не менше декількох відсотків чи його присутність повинна бути практично виключена. В атмосфері, що містить менше 2-3% (об'емних) кисню в хромелі різко підсилюється селективне окислювання, що веде до істотного зменшення термо-ЕРС хромеля, а інтеркристалічний характер корозії -- до крихкості. Тривале перебування у вакуумі при високих температурах сильно зменшує термо-ЕРС хромеля внаслідок випаровування хрому.

Для вимірювання температури пічних газів беремо термопару ТХА/1-2088-12Х18Н10Т,конструктивне виконання і технічні характеристики якої приведені у таблиці 4.3 та таблиці 4.4 відповідно

Таблиця 4.3

Конструктивне виконання	L, мм.	Клас допуску	Р, МПа	Матеріал захисної арматури	Вага, кг
908.1586.050-52	400	1,2	0,4…6,3	Ст.12Х18Н10Т	0,38

Таблиця 4.4 Технічні характеристики термопари ТХА/1-2088-12Х18Н10Т

Тип давача	Діапазон вимірювальних температур,С	Номінальна статична характеристика	Показник теплової ізоляції, с	Захищений від пилу і води
ТХА/1-2088	-40...+900	ХА(К)	8,20,40	IP55

Опис

Теплочутливим елементом датчика є одне чи два вимірювальних опори, покладених у ніжці вимірювального вкладиша, що внутрішньою проводкою приєднані до клемнику голівки типу В згідно DIN. Для одержання сигналу використовується зміна величини опору в залежності від зміни температури. Давач монтуються за допомогою кріпильного нарізного сполучення в гільзу, у чи прямої приварний патрубок на трубопроводі і т.п. Технічний ресурс термопар складає кілька десятків тисяч годин. Недолік -- висока чутливість до деформації.

4.4.2 Технічні засоби автоматизації контролера

ACE-540A Промислове джерело живлення змінного струму, вихід+24В/2А

Основні характеристики:

Тип джерела живлення: змінного струму

Вихідна потужність: 48Вт

Вихідні напруги: +24В

Тип джерела живлення	Змінного струму
Конструкція	Сталевий корпус
Вхід
Змінна напруга	Діапазон	85..264В
	Частота	47..62Гц
	Струм	0.6А (230В)
Вихід
Вихідна потужність	48Вт
Тип перетворення	AC-DC імпульсне
Вихідні напруги	+24В
Вихід 1	Напруга	+24В
	Максимальне навантаження	2А
	Номінальне навантаження	1.7А
	Пульсації і шуми	240 мВ
	Стабільність від входу	-1..+1%
	Стабільність від виходу	-1..+1%
	Захист від перенапруги	26..31В
Паралельне вмикання виходів	Немає
Час вимикання	20мс
ККД	70%
Охолодження
Охолодження	Конвекція
Розйоми
Вхідний розйом	Гвинтові клеми
Вихідний розйом	Гвинтові клеми
Індикатори і органи керування
Керування на передній панелі	Power On/Off
LED індикатори	On/Off
Час наробітку до відмови
Час наробітку до відмови	362220годин
Умови експлуатації
Умови експлуатації	Температура	-20..+70°C
	Висота	0..10000фут
	Вібрація	10...55 Гц
	Удар	10G
Умови зберігання
Умови зберігання	Температура	-40..+85°C
Розміри і вага
Розміри	Ширина	100 мм
	Висота	40 мм
	Глибина	161 мм
Вага	0.682 кг
Сертифікати
Сертифікати	Безпеки	UL 1950; CSA 22.2 No.234; TUV EN 60950
	EMI	FCC docket 20780 curve B; EN55022 class B
	EMS	EN 50082-2; IEC 801-2 8k; IEC 801-3 3V/M; IEC 801-4 2k; IEC 801-5 2k

I-7017 8-канальний модуль аналогового вводу з ізоляцією

Основні характеристики:

Конструкція: модуль з послідовним інтерфейсом;

монтаж на DIN рейку;

пластиковий корпус;

каналів аналогового вводу (всього):8

Конструкція	Модуль з послідовним інтерфейсом; монтаж на DIN рейку; пластиковий корпус
Інтерфейс
Інтерфейс	Тип	RS-485
	Швидкість передачі даних	1200 біт/сек; 2400біт/сек; 4800 біт/сек; 9600 біт/сек; 19200 біт/сек; 38400 біт/сек; 57600 біт/сек; 115200 біт/сек
	Максимальна довжина лінії зв'язку	1200 м (Сегмент)
	Протокол передачі даних	Сумісний з протоколом ADAM-4000
	Макс. кількість модулів у мережі	2048
Аналоговий ввід
Каналів аналогового вводу	Всього	8
	Диференціальних	8
Діапазони вхідного сигналу	Біполярного, по напрузі	-0.15..+0.15В; -0.5..+0.5В; -1..+1В; -5..+5В; -10..+10В
	Біполярного, по струму	-20..+20мА
Вхідний опір	При вимірюванні напруги	20МОм
	При вимірюванні струму	125Ом (Зовнішній резистор)
Вхід	Струмовий шунт	Зовнішній; 125 Ом
	Перевантаження по входу	35В
	Смуга пропускання	15.7Гц
АЦП	Розрядність	24біт
	Частота вибірки	10вибірок/сек
	Тип перетворення	Сігма-дельта перетворення
	Режими запуску	Вбудований генератор
Гальванічна ізоляція	3000В
Похибка	-0.1..+0.1%
Коефіцієнт придушення перешкоди загального виду	86дБ (50/60Гц)
Температурний дрейф нуля	20мкв/°C
Процесор
Вбудований процесор	Сумісний з 8051
Сторожовий таймер
Сторожовий таймер	Так
Розйоми
Розйоми	Гвинтові клеми
Живлення
Напруга живлення	+10...+30В
Споживча потужність	1.3Вт
Умови експлуатації
Умови експлуатації	Температура	-20..+75°С

I-7018 8-канальний модуль вводу сигналу з термопари

Конструкція	Модуль с послідовним інтерфейсом, монтаж на DIN рейку, пластиковий корпус
інтерфейс
Інтерфейс	Тип	RS-485
	Швидкість передачі даних	Біт/сек
	Максимальна довжина лінії зв'язку	1200 м (Сегмент)
	Протокол передачі даних	Сумісний з протоколом ADAM-4000
Макс. кількість модулів у мережі	2048
Аналоговий ввід
Каналів аналогового вводу	Всього	8
	Диференціальних	8
Давач, підключається	Термопари типа J	-210...+760 °С
	Термопари типа K	-270...+1372 °С
	Термопари типа T	-270...+400 °С
	Термопари типа E	-270...+1000 °С
	Термопари типа R	0...1768 °С
	Термопари типа S	0...1768 °С
	Термопари типа B	0...1820 °С
	Термопари типа N	-270...+1300 °С
	Термопари типа C	0...+2320 °С
Діапазони вхідного сигналу	Биполярного, по напрузі	-0.015...+0.015,-0.05...+0.05,-0.1...+0.1,-0.5...+0.5,-1...+1,-2.5...+2.5 В
	Биполярного, по струму	-20...+20 мА
Вхідний опір	При вимірюванні напруги	20 МОм
	При вимірюванні струму	125 Ом
Вхід	Струмів шунт	Зовнішній,125 Ом
	Перегрузка по входу	35 В
	Полоса пропускання	15.7 Гц
АЦП	Розрядність	24 біт
	Частота вибірки	10 Вибірок/сек
	Тип перетворення	Сигма-дельта перетворення
	Режими запуску	Вбудований генератор
Гальванічна ізоляція	3000 В
Датчик температури холодного спаю	Вбудований
Похибка	-0.1...+0.1 %
Коефіцієнт придушення перешкоди загального виду	150 дБ50/60Hz
Коефіцієнт придушення перешкоди нормального виду	100 дБ50/60Hz
Температурний дрейф нуля	0.5 мкВ/°C
Процесор
Вбудований процесор	Сумісний з 8051
Сторожовий таймер
Сторожовий таймер	Так
Кабелі и розйоми
Розйоми	Гвинтові клеми
Живлення
Напруга живлення	+10...+30В
Споживча потужність	1 Вт
Час напрацювання на відмову
Час напрацювання на відмову	80000 год
Умови експлуатації
Умови експлуатації	Температура	-20...+75 °С
Розміри і вага
Розміри	Довжина	122 мм
	Ширина	72 мм
	Висота	25 мм

I-7024 4-канальний модуль аналогового виводу, 12 біт ЦАП, ізоляція

Основні характеристики:

конструкція: модуль з послідовним інтерфейсом;

монтаж на DIN рейку;

пластиковий корпус

каналів аналогового виводу: 4

Конструкція	Модуль з послідовним інтерфейсом; Монтаж на DIN рейку; Пластиковий корпус
Інтерфейс
Інтерфейс	Тип	RS-485
	Швидкість передачі даних	1200 біт/сек; 2400 біт/сек; 4800 біт/сек; 9600біт/сек; 19200 біт/сек; 38400 біт/сек; 57600 біт/сек; 115200 біт/сек
	Максимальна довжина лінії зв'язку	1200 м (Сегмент)
	Протокол передачі даних	Сумісний з протоколом ADAM-4000
	Макс. кількість модулів у мережі	2048
Аналоговий вивід
Каналів аналогового виводу	4
ЦАП	Кількість	4
	Розрядність	12 біт
Гальванічна ізоляція	3000 В
Діапазони вихідного сигналу	Внутрішнє джерело, по напрузі	0..+5В; 0..+10В; -5..+5В; -10..+10В
	Внутрішнє джерело, по струму	0..20мА; 4..20мА
Вихід	Навантажувальна здатність	5 мА
	Швидкість наростання сигналу, напруга	0.0625..512 В/сек
	Швидкість наростання сигналу, струм	0.125..1024 мА/сек
Похибка	-0.1..+0.1%
Температурний дрейф нуля/Вихід по напрузі	-30..+30 мкВ/°C
Температурний дрейф нуля/Вихід по струму	-0.2..+0.2 мкА/°C
Процесор
Вбудований процесор	Сумісний з 8051
Сторожовий таймер
Сторожовий таймер	Так
Розйоми
Розйоми	Гвинтові клеми
Живлення
Напруга живлення	+10...+30В
Споживча потужність	2.3Вт
Умови експлуатації
Умови експлуатації	Температура	-20..+75°С
Розміри
Розміри	Довжина	122мм
	Ширина	72мм
	Висота	25мм

I-7060 Модуль дискретного 4-канального вводу і 4-канального виводу з ізоляцією



Основні характеристики:

конструкція: модуль з послідовним інтерфейсом;

монтаж на DIN рейку;

пластиковий корпус;

каналів дискретного вводу (всього):4

каналів дискретного виводу (всього): 4

Конструкція	Модуль з послідовним інтерфейсом; Монтаж на DIN рейку; Пластиковий корпус
Інтерфейс
Інтерфейс	Тип	RS-485
	Швидкість передачі даних	1200 біт/сек; 2400 біт/сек; 4800 біт/сек; 9600 біт/сек; 19200 біт/сек; 38400 біт/сек; 57600 біт/сек; 115200 біт/сек
	Максимальна довжина лінії зв'язку	1200м (Сегмент)
	Протокол передачі даних	Сумісний з протоколом ADAM-4000
	Макс. кількість модулів у мережі	2048
Дискретне вводу
Каналів дискретного вводу	Всього	4
	З ізоляцією	4
Гальванічна ізоляція	3750В
Вхідна напруга	Логічний 0	0..+1В
	Логічна 1	+4..+30В
Вхідний опір	3кОм (0.5Вт)
Дискретний вивід
Каналів дискретного виводу	Всього	4
	Реле з нормально розімкнутими контактами (A)	2
	Реле з перекидними контактами (C)	2
Гальванічна ізоляція	1500В
Реле	Максимальний струм, що комутирується, постійний	2А@30В 0.6А@110В
	Максимальний струм, що комутирується, змінний	0.6А@125В 0.3А@250В
	Час вмикання	3мс
	Час вимикання	1мс
	Загальний час перемикання	10мс
	Кількість спрацьовувань	500000 спрацьовувань
Процесор
Вбудований процесор	Сумісний з 8051
Сторожовий таймер
Сторожовий таймер	Так
Розйоми
Розйоми	Гвинтові клеми
Живлення
Напруга живлення	+10...+30В
Споживча потужність	1.3Вт
Умови експлуатації
Умови експлуатації	Температура	-20..+75°С
Розміри
Розміри	Довжина	122мм
	Ширина	72мм
	Висота	25мм

Lagoon-3140 PC-сумісний промисловий контролер AMD188ES

40МГц, 512кб Flash, 256кб SRAM, 2xRS232, 1xRS485, 1xRS232/485, система програмування Trace Mode

Основні характеристики:

конструкція: пластиковий корпус

спосіб монтажу: монтаж на DIN рейку, монтаж на стіні

тип процесора: AMD188ES

Конструкція	Пластиковий корпус
Вид монтажу	Монтаж на DIN рейку; Монтаж на стіні
Процесор
Тип процесора	AMD188ES
Максимальна частота процесора	40МГц
Пам'ять
Оперативна пам'ять	Максимальний обсяг	256кб
	Встановлено	256кб
Енергонезалежна пам'ять	Максимальний обсяг	2кб
	Встановлено	2
	Тип	EEPROM
Електронний диск	Установлено	512кб
	Максимальний обсяг	512кб
	Тип	Flash
Інтерфейс
Послідовний інтерфейс	Тип	2xRS232; RS485; RS232/RS485
	Максимальна швидкість	115200біт/сек
	Розйоми	DB9; Гвинтові клеми
Таймери
Годинник реального часу	Так
Сторожовий таймер	1.6 сек
Розйоми
Розйом	Живлення	Гвинтові клеми
	Інші	DB9; Гвинтові клеми
Керування і індикація
Індикатори	Світлодіоди
Живлення
Напруга живлення	+10...+30В
Споживча потужність	3Вт
Програмне забезпечення
Програмне забезпечення	Операційна система	DOS
	Системне	Бібліотека програмування
	Інструментальна система	Trace Mode
Умови експлуатації
Умови експлуатації	Температура	-20..+75°С
Розміри і вага
Розміри	Ширина	72мм
	Висота	122мм
	Глибина	25мм
Вага	0.2кг

4.5 Передавання інформації в мережі верхніх рівнів АСУТП

Розглянемо ієрархію хіміко-технологічних систем. Будь-яке хімічне виробництво являє собою послідовність трьох основних операцій: підготовки сировини, власне хімічного перетворення і виділення цільових продуктів. Ця послідовність операцій втілюється в єдину складну хіміко-технологічну систему (ХТС). Сучасне хімічне підприємство (комбінат або завод) як система великого масштабу складається з великого числа взаємозалежних підсистем, між якими існують відносини співпідпорядкованості, що мають вид ієрархічної структури з трьома основними ступенями (рис. 4.5). При цьому системи, що відносяться до більш низької ступені ієрархії і діючи спільно, виконують усі функції підсистеми, що належить наступній, вищій ступені ієрархії. Кожна підсистема хімічного підприємства являє собою сукупність хіміко-технологічної системи і системи автоматичного керування, що діють як одне ціле для одержання заданого продукту або напівпродукту.

Першу, нижчу ступінь ієрархічної структури хімічного підприємства утворюють типові процеси хімічної технології (механічні, гідродинамічні, теплові, дифузійні і хімічні процеси) у визначеному апаратурному оформленні і локальні системи керування ними. Кожен типовий процес в апаратурному оформленні і взаємозалежній сукупності типових процесів розглядають як систему або підсистему, що має деякі входи і виходи.

При аналізі функціонування систем вхідні перемінні розділяють на: збурюючі і керуючі впливи. Збурюючі перемінні, що є кількісною характеристикою зовнішніх і внутрішніх збурювань, яким піддана будь-яка система (зміна витрати і складу сировини, температури в апаратах і т.п.), прагнуть протидіяти цілеспрямованому протіканню процесів, відхиляючи них від заданого напрямку. Щоб при функціонуванні системи вихідні перемінні відповідали заданим (цільовим) значенням і не відхилялися від їх під впливом збурюючих перемінних, на систему необхідно впливати за допомогою керуючих перемінних -- кількісних характеристик керуючих впливів системи (наприклад, зміна витрати, складу або інших характеристик вихідної сировини). На нижній ступені ієрархії хімічного підприємства відбувається структурне збагачення інформації, що характеризує функціонування підсистеми, а задачу керування підсистемами в основному зводять до локальної стабілізації технологічних параметрів типових процесів шляхом створення систем автоматичного регулювання (САР).

Для ефективного рішення задач другого і третього рівнів необхідна оперативна підготовка математичного опису (зіставлення математичних моделей) складних і різноманітних процесів, що протікають в окремих апаратах першої ступені ієрархії. Оперативна, тобто потребуючої мінімальної витрат часу і засобів, підготовка математичних описів хіміко-технологічних процесів обумовлює необхідність максимальної формалізації й автоматизації самої процедури складання математичних моделей, що описують той або інший процес, і згортання математичних моделей у так звані модулі, що дозволяють здійснювати їхнє стикування при рішенні задач другого і третього рівнів ієрархії. Сукупність прийомів, методів і засобів такої формалізації складає систему автоматизованого проектування (САПР). Ця система реалізується за допомогою сучасних засобів обчислювальної техніки, використовуваної не тільки на етапі рішення готових систем рівнянь, але і на стадії формування математичних моделей процесів і керування процесами.

Основу другої ступені ієрархії хімічного підприємства складають агрегати, комплекси і т.д. і автоматизовані системи керування технологічними процесами (АСУТП). Під агрегатом будемо розуміти взаємозалежну сукупність окремих типових технологічних процесів і апаратів, при взаємодії яких виникають статистично розподілені за часом збурювання, їхня наявність підтверджує існування стохастичних взаємозв'язків між вхідними і вихідними перемінними підсистем. Унаслідок створення нових високо інтенсивних технологічних процесів, агрегатів великої одиничної потужності і реконструкції діючих підприємств із метою оптимізації процесів виникли принципово нові, науково-технічні задачі, що не приходилося вирішувати раніше: це організація роботи хімічних виробництв і агрегатів в оптимальних режимах по економічних і енерготехнологічних показниках з енергозамкнутими технологічними потоками і виключенням шкідливих викидів у навколишнє середовище; передача функцій керування самому агрегатові через оптимальну організацію матеріальних і енергетичних потоків в агрегаті, тобто додання структурі агрегату кібернетичної організації; забезпечення надійності функціонування агрегату.

Особливість другої ступені ієрархії хімічних виробництв - сполучення енергетичних і хімічних вузлів у єдину енерготехнологічну систему, що здійснює рекуперацію хімічної енергії. Проведення процесу в агрегатах великої одиничної потужності дозволяє збільшити питому продуктивність апаратів, скоротити видаткові норми і зменшити забруднення повітряного і водного басейнів. У зв'язку з застосуванням енерготехнологічних систем зростають складність і твердість зв'язків між апаратами, що вимагає використання керуючих електронних обчислювальних машин. Тільки при цій умові можна домогтися стійкої і надійної роботи схеми, зниження імовірності аварійних зупинок і ведення технологічного процесу у високоефективному оптимальному режимі. На даній ступені ієрархії при керуванні підсистемами виникають задачі оптимальної координації роботи апаратів і оптимального розподілу навантажень між ними. Для їхнього рішення залучаються принципово нові методи декомпозиції й агрегації підсистем, топологічний аналіз на основі теорії графів, евристичне моделювання й ін. Третя, вища ступінь ієрархічної структури хімічного підприємства - це системи оперативного керування сукупністю цехів, а також організації виробництва, планування запасів сировини і реалізації готових продуктів, або автоматизована система управління підприємством (АСУП). На цій ступені ієрархії виникають задачі ситуаційного аналізу й оптимального керування всім підприємством, для рішення яких застосовують математичні методи системотехнік - лінійне програмування, теорію інформації, дослідження операцій, теорію масового обслуговування та ін.

Рис. 4.5. Ієрархія хімічного підприємства:

I - рівень типових хіміко-технологічних процесів (механічних, гідродинамічних, теплових, дифузійних, хімічних) і локальні системи стабілізації й автоматичного регулювання; II - рівень агрегатів, комплексів (АСУТП); III - рівень систем оперативного керування цехами, а також організація виробництва, планування запасів сировини, реалізація готових продуктів і напівпродуктів (АСУП).

4.5.1 Загальна частина АСУТП

При виборі технічної структури і технічних засобів АСУТП були враховані наступні вимоги:

1. повнота реалізації усіх функцій діючої системи і забезпечення можливості їхнього розширення;

2. забезпечення вимог по надійності, точності і швидкодії;

3. порівняно низька вартість;

4. максимальне використання технічних засобів, експлуатованих в існуючій системі (датчики, перетворювач, виконавчі механізми, лінії зв'язку).

АСУТП являє собою сукупність самостійних систем контролю і керування п'яти стадій, що вирішують аналогічні задачі.

На нижньому рівні в складі АСУТП кожної стадії організоване автоматизоване робоче місце оператора-технолога, оснащене двома робітниками-станціями, що забезпечує незалежний контроль і керування технологічним процесом стадії.

Прийом інформації з об'єкта і видачу керуючих впливів забезпечують мікропроцесорні контролери.

4.5.2 Основні проектні рішення по технічному забезпеченню АСУТП

Введення в систему аналогової інформації виробляється від існуючих датчиків з уніфікованим вихідним сигналом, окрім здавачів температури. Вивід керуючих сигналів виробляється через існуючі електропневмоперетворювачі до них.

У розроблювальну систему введена вся аналогова інформація, що в існуючій системі виводилася оперативному персоналові в ЦПУ на локальних засобах автоматично (безперервний контроль на показуючих і реєструючих приладах або контроль по виклику на ПОУ).

Об'єм дискретної інформації, що вводиться, забезпечує рішення задач контролю стану системи захисту, запірної арматури і роботи насосів, вентиляторів (система захисту залишається функціонувати на локальному рівні) і представлений у таблицях вводу дискретних сигналів.

Дискретні сигнали у виді "сухих контактів" надходять від існуючих шаф введення і приєднань, куди вони подаються від існуючих електроконтактних пристроїв, а також від реле шаф блокувань. Склад сигналів, що надходять із шаф блокувань, даний у принципових схемах введення дискретних сигналів.

Введення сигналів низького рівня (СНР) і середнього рівня (ССР) як контрольованих, так і регульованих, вивід аналогових сигналів керування, введення і вивід дискретних сигналів здійснюється контролерами.

Підключення сигналів до контролерів забезпечується пристроями зв'язку з об'єктом (кросові модулі введення-виведення інформації).

4.6 Розробка проекту АСКТП в TRACE MODE

4.6.1 Загальні відомості про SCADA-систему Trace Mode

SCADA-система Trace Mode призначена для розробки великих розподілених АСУ ТП широкої сфери застосування. Дана система створена в 1992 році фірмою AdAstra Research Group Ltd (Росія) і до теперішнього часу має більш ніж 5000 інсталяцій. Системи, які розроблені на базі Trace Mode працюють в енергетиці, металургії, нафтовій, газовій, хімічній і іншій галузях промисловості та в комунальному господарстві.

Trace Mode - заснована на інноваційних, що не мають аналогів, технологіях. Серед яких: розробка розподіленої АСУТП як єдиного проекту, автопобудова, оригінальні алгоритми обробки сигналів і керування, об'ємна векторна графіка мнемосхем, єдиний мережевий час.

Trace Mode - це перша інтегрована SCADA- і softlogic-система, що підтримує наскрізне програмування операторських станцій і контролерів за допомогою єдиного інструменту.

Основні функції SCADA-системи Trace Mode:

· модульна структура - від 128 до 64000х16 I/O;

· кількість "тегів" необмежена;

· мінімальний цикл системи рівний 0.001 с;

· відкритий формат драйвера для зв'язку з будь-якими ПЗО;

· відкритість для програмування (Visual Basic, Visual C++ і т.д.);

· вбудовані бібліотеки з більш ніж 150 алгоритмами обробки даних і керування, в т.ч.: фільтрація, PID, PDD, нечітке, адаптивне, позиційне регулювання, ШІМ-модуляція, керування пристроями (клапан, заслінка, двигун і т.д.), статистичні функції і довільні алгоритми та ін.

Принцип автопобудови полягає в автоматичній генерації баз каналів операторських станцій і контролерів, що входять у проект АСУТП на основі інформації про кількість точок введення (виведення), номенклатурі використовуваних контролерів і ПЗО, наявності і характеру зв'язків між ПК і контролерами.

В Trace Mode реалізовані наступні процедури автопобудови:

· автопобудова баз каналів для зв'язку з ПЗО в РС-контролерах - автоматичне формування баз каналів кожного контролера і його настроювання на ПЗО, в основі чого лежить інформація про кількість і марку РС-контролерів, використаних у проекті. Технологія автопобудови підтримується в контролерах Lagoon-3140 PC, Micro PC, Круїз, МФК, MIC2000, ADAM5000, Логіконт S-200, Advantech PCL та ін.;