Интегрированная система проектирования и управления SCADA
Обзор особенностей взаимодействия между оператором и технологическим процессом с помощью программного обеспечения SCADA. Анализ требований к системе сбора данных и оперативного диспетчерского управления. Выбор параметров УСО из серии модулей ADAM-4000.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | практическая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.02.2013 |
| Размер файла | 537,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru/
Размещено на http://allbest.ru/
Министерство образования и науки РФ
Рязанский государственный радиотехнический университет
Кафедра АИТП
«Интегрированные системы проектирования и управления»
Выполнил: Рыбаков А.А.
Проверил: Морозов А.С.
Рязань 2012 г.
Содержание
Введение
1. Системный этап
1.1 Описание технологического процесса
1.2 Функциональная схема объекта
1.3 Требования, предъявляемые к SCADA- системе
1.4 Структурная схема регулирования
2. Технический этап
3. Создание блок-схемы стратегии в редакторе задач Task
Введение
АСУ ТП в большинстве случаев являются системами организационно-техническими, что означает наличие функций, выполняемых человеком (оператором). Взаимодействие между оператором и технологическим процессом осуществляется с помощью программного обеспечения, получившего общее назначение SCADA.
«SCADA - система» (Supervisory Control And Data Acquisition System) - система сбора данных и оперативного диспетчерского управления. В названии присутствуют две основные функции, возлагаемые на SCADA - систему:
- сбор данных о контролируемом технологическом процессе;
- управление технологическим процессом.
Функции, которые возлагаются на любую SCADA - систему, независимо от того, является она широко тиражируемым продуктом известной компании или создана специалистами отдела АСУ ТП предприятия для своих конкретных нужд, следующие:
- прием информации о контролируемых технологических параметрах от контроллеров нижних уровней и датчиков;
- сохранение принятой информации в архивах;
- вторичная обработка принятой информации;
- графическое представление хода технологического процесса, а также принятой и архивной информации в удобной для восприятия форме;
- прием команд оператора и передача их в адрес контроллеров нижних уровней и исполнительных механизмов;
- регистрация событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и действиями персонала ответственного за эксплуатацию и обслуживание системы;
- оповещение эксплуатационного и обслуживающего персонала об обнаруженных аварийных событиях, связанных с контролируемым технологическим процессом и функционированием программно-аппаратных средств АСУ ТП с регистрацией действий персонала в аварийных ситуациях;
- формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной информации;
- обмен информацией с автоматизированной системой управления предприятием или с так называемой, комплексной автоматизированной системой (КАС);
- непосредственное автоматическое управление технологическим процессом в соответствии с заданными алгоритмами.
Таким образом, SCADA-система собирает информацию о технологическом процессе, обеспечивает интерфейс с оператором, сохраняет историю процесса и осуществляет автоматическое управление процессом в том объеме, в котором это необходимо.
1. Системный этап
1.1 Описание технологического процесса
Объект представляет собой ректификационную колонну (Рис. 1).
Рис 1. Схема регулирования состава дистиллята с помощью двухсвязной САР
Часто в процессе ректификации требуется регулировать состав дистиллята. Регулирование состава дистиллята выполняется путем изменения расхода хладоносителя. При этом в качестве вспомогательного параметра может быть выбрана температура.
Исходные данные:
- значение регулируемого параметра: Q = 2/5;
- предельные значения параметра: ?Q = ± 5%;
- тип регулятора: ПИ (К=7, T=1,3)
1.2 Функциональная схема объекта
Для удержания состава дистиллята в заданных пределах нужно постоянно измерять его величину, так же нам необходимо измерять температуру в ректификационной колонне, с помощью датчиков состава остатка и температуры. Сигналы от датчиков поступают на УСО - устройство согласования с объектом управления (аналого-цифровой преобразователь), которое преобразует его в цифровой код. После этого полученный код подается на АРМ диспетчера. В соответствии с заложенной программой и опорным значением, АРМ диспетчера выдает сигнал на УСО, (цифро-аналоговый преобразователь). В соответствии с величиной этого сигнала регулирующий орган осуществляет поворот вентиля крана.
1.3 Требования, предъявляемые к SCADA-системе
Разрабатываемая система должна удовлетворять следующим требованиям:
1) Обеспечить стабилизацию параметра Q = 2/5 в пределах Q=5%.
2)Фиксировать состав дистиллята и отображать текущее значение на пульте оператора в виде индикаторов и графиков;
3)В случае, когда состав дистиллята находится не в пределах нормы, по заданию 2/5±5%, выдавать сигнал тревоги, для принятия решения о повышении или понижении состава; возможность остановить цикл ТП
4)Обеспечить возможность оперативного регулирования состава дистиллята с пульта оператора, путем изменения установки Q=2/5 с помощью движкового регулятора.
5)Архивировать данные, поступающие с датчика, измеряющего состав дистиллята;
6)Выдавать годовой отчет;
1.4 Составление структуры САУ
где
x -входная величина, в нашем случае это состав дистиллята;
y - регулируемая (выходная) величина, состав дистиллята, которая имеет значение 2/5;
е - ошибка рассогласования, отклонение регулируемой величины от заданной, имеет значение ±5%;
Wp1(p), Wp2(p) - передаточные функции регуляторов;
Wpо(p) - передаточная функция регулирующего органа;
Wоб(p) - передаточная функция объекта регулирования.
Определение параметров.
ПИ-регулятор описывается следующей передаточной функцией
.
К ==0,77 при Ти=1,3.
2. Технический этап
оператор технический диспетчерский программный
Аппаратное обеспечение КСУ состоит из датчиков, регулирующего клапана и устройств согласования ЭВМ с объектом управления.
В качестве устройства ввода-вывода выбирается контроллер серии ADAM - 4000. Для преобразования аналогового сигнала с датчиков состава остатка и температуры (входные сигналы) в цифровой вид выберем контроллеры:
Модули серии ADAM-4000 предназначены для построения распределенных систем сбора данных и управления. Они представляют собой компактные и интеллектуальные устройства обработки сигналов датчиков и формирования сигналов управления исполнительными органами, специально разработанные для применения в промышленности.
ADAM-4014D (модуль аналогового ввода):
· 1 аналоговый вход (диапазон входного напряжения от -10В до +10В);
· 1 дискретный вход или один канал счетчика событий;
· 2 дискретных выхода или 2 выхода-защелки сигнала аварийного дискретного управления по верхней и нижней границам входного сигнала;
· 1 дискретный светодиодный дисплей.
УСО, связывающее регулирующий орган с ЭВМ.
2. Для преобразования цифрового сигнала с выхода регулятора (выходной сигнал) в аналоговый будем использовать контроллер ADAM-4021.
ADAM-4021 (модуль цифрового вывода):
· 12 разрядный ЦАП;
· программная настройка вывода 0…10В;
· контроль состояния выхода;
· программируемая скорость изменения сигнала на выходе;
· гальваническая развязка 500В.
3. Для преобразования цифрового сигнала от кнопки аварийного отключения (выходной сигнал) будем использовать контроллер ADAM-4050.
ADAM-4050 (Модуль дискретного ввода/вывода):
· 7 дискретных входов;
· входное напряжение от 0 до 30 В;
· 8 выходов типа «открытый коллектор»;
· предусмотрена возможность работы с электронными реле.
ADAM-4520.Модуль-преобразователь RS-232 в RS-485:
· скорость передачи до 38,4 кбит/с;
· автоматический контроль направления передачи;
· гальваническая изоляция 500В;
· длина сегмента линии до 1200 м;
· напряжение питания 10…30 В.
3. Создание блок-схемы стратегии в редакторе задач Task
В редакторе задач Task необходимо создать блок-схему стратегии, которая состоит из функциональных блоков, выполняющих определенные функции. Для передачи данных от одного функционального блока к другому нужно определить связи.
Используем следующие блоки:
Блоки аналогового ввода
Блоки аналогового ввода AI1 и AI2 предназначены для приема информации от внешних устройств (датчиков давления и расхода).
Блок вычисления с одним оператором
Данный блок предназначен для выполнения одной математической операции, такой как сложение, вычитание, умножение, деление и т.д. По крайней мере один функциональный блок стратегии должен быть присоединен ко входу блока вычисления с единственным оператором. Значение на выходе присоединенного блока будет являться первым операндом в производимой математической операции. Вторым оператором может быть константа, заданная в соответствующем поле диалоговой панели настройки параметров блока, либо значение на выходе другого присоединенного функционального блока стратегии.
Блок архива тревог
Блок архива тревог ALOG1 предназначен для сохранения в архиве информации о зафиксированных аварийных событиях, связанных с сигналом, поступающим на вход блока архива тревог. Блок имеет вход и выход. Сообщения об аварийных событиях могут отображаться в окне Журнала событий и подтверждаться пользователем в процессе исполнения стратегии, когда значение на входе блока попадает в следующие диапазоны:
- выше верхнего предельного значения;
- между максимальным и верхним предельным значениями;
- между максимальным и минимальным значениями;
- между минимальным и нижним предельным значениями;
- ниже нижнего предельного значения.
Блоки ПИД-регулирования
Блоки ПИД-регулирования PID1, PID2 реализуют пропорциональный закон регулирования. Входы обратной связи данных блоков соединены соответственно с выходами блоков аналогового ввода AI1 и AI2. Значения уставки первый блок получает с движкового регулятора SPIN1, а второй с выхода первого блока.
Блок ТЭГ
Данный блок предназначен для установления связи между элементами управления Редактора форм отображения, а также виртуальными тэгами и функциональными блоками Редактора задач. Значение, связанное с элементом управления, входящим в окно формы отображения, может быть передано функциональным блокам задач посредством блока Тэг.
Блок архивации данных
Данный блок предназначен для записи в файл информации, поступающей на его входы (до 8-ми входов) от других функциональных блоков стратегии. Информация, сохраняемая в файле и представляемая формате ASCII, может быть размещена в восемь колонок
Блок аналогового вывода
Блок аналогового вывода AO1 предназначен для передачи управляющего сигнала к усилителю и исполнительному механизму. Конфигурация блока аналогична настройкам блока аналогового ввода, только в поле «Модуль» нужно указать ADAM-4021.
Итоговая схема:
Интерфейс оператора
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Общие понятия о системах сбора данных и оперативного диспетчерского управления (SCADA), история их возникновения и развития. Устройства связи для сбора технологических параметров, создание человеко-машинного интерфейса. Аппаратные средства SCADA-систем.
контрольная работа [2,4 M], добавлен 28.03.2013Основные концепции автоматизированной системы управления технологическим процессом. Компоненты систем контроля и управления, их назначение. Программно-аппаратные платформы для SCADA-систем, их эксплуатационные характеристики. Графические средства InTouch.
реферат [499,3 K], добавлен 15.03.2014Характеристика современных зарубежных и отечественных SCADA-систем. Описания программного комплекса для визуализации и диспетчеризации технологических процессов. Обработка, отображение и архивирование информации об объекте мониторинга или управления.
реферат [600,8 K], добавлен 26.10.2014Выбор SCADA-системы как средства управления технологическими процессами. Языки программирования в TRACE MODE, эксплуатационные характеристики системы. Разработка мониторинга и управления процессом подготовки бумажной массы на базе данной системы.
курсовая работа [5,1 M], добавлен 14.03.2012Анализ информационных потоков. Разработка структуры таблиц базы данных. Выбор CASE-средства для проектирования информационной системы и среды программирования. Разработка программных модулей (программного обеспечения). Подготовка справочных баз данных.
дипломная работа [6,8 M], добавлен 19.11.2013Современные SCADA-системы и их безопасность. Диспетчерское управление и сбор данных. Основные компоненты SCADA-систем. Система логического управления. База данных реального времени. Автоматическая конвертация проектов для разных операционных систем.
реферат [253,7 K], добавлен 25.11.2014Определение и общая структура Scada. Структура системы Trace mode. Административный уровень системы. Средство блокирования троянских программ. Способы защиты Scada-системы. Разработка средств обнаружения и выполнения автоматического карантина файлов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 10.04.2017Разработка и обоснование функциональной схемы системы автоматического управления технологическим процессом. Расчет мощности электродвигателей. Выбор и компоновка шкафа электроавтоматики. Моделирование программного обеспечения в Logo Soft Comfort v6.0.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 02.04.2013SCADA — программный пакет, предназначенный для разработки систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга. RealFlex - интегрированный пакет для создания прикладных систем управления технологическими процессами.
реферат [53,5 K], добавлен 11.07.2013Загальний опис автоматизованих систем управління технологічними процесами. SCADA – система, переваги та недоліки, а також умови та можливості її використання. Наявні засоби мережевої підтримки. Принципи побудови SCADA на базі ПК та контролера Twido.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 22.01.2015
