Содержание раздела расчетно-техническая часть



Содержание раздела “Расчетно-техническая часть” во многом зависит от конкретной темы курсового проекта. Рекомендуется включать в состав расчетно-технической части следующие подразделы:

- описание объекта автоматизации;

- описание существующего уровня автоматизации объекта;

- постановка задачи на разработку (модернизацию) системы автоматизации;

- обзор и сравнительный анализ известных аналогов системы;

- разработка информационного обеспечения системы;

- разработка математического обеспечения системы;

- разработка алгоритмического обеспечения системы;

- выбор технического обеспечения системы;

- разработка и выбор программного обеспечения системы.

 

2.4.1 Описание объекта автоматизации должно отражать роль и место данного объекта в общей технологической схеме производства, его взаимосвязи со смежными технологическими агрегатами, участками и линиями. Необходимо охарактеризовать исходное сырьё, материалы, полуфабрикаты, детали, заготовки или блоки, поступающие на обработку в рассматриваемом объекте, указать их источники, требования к качеству.

 В описании технологического процесса объекта автоматизации следует обратить внимание на показатели качества получаемой продукции и критерии эффективности работы, на ограничения, вытекающие из технологии производства и особенностей работы имеющегося технологического оборудования. При этом необходимо, прежде всего, ориентироваться на утвержденный технологический регламент производства.

В этом же подразделе выполняется анализ возможных аварийных ситуаций, причин нежелательных остановок производства, брака продукции. Описывается порядок запуска и остановок технологического процесса.

Пусть, например, в курсовом проекте разрабатывается АСУ ТП котельной на базе водогрейного котла КВГМ 100-150 ГМА. Тогда в разделе “Описание объекта автоматизации” могут быть рассмотрены следующие вопросы:

- краткая характеристика потребителей горячей воды и режимов водопотребления;

- технология горячего водоснабжения, реализованная в котельной;

- регламентная зависимость температуры воды на выходе котла от температуры окружающей среды;

- схема основного технологического оборудования котельной (включая трубопроводы), регламентные значения температур, давлений, расходов, соотношения газ/воздух и т.п.;

- условия аварийного отключения подачи газа на сжигание (по давлению газа и воздуха, по угасанию пламени);

- условие экологически безопасного сжигания топлива;

- подготовка воды, подаваемой в котел;

- режимы пуска и останова котельной.

 

2.4.2 В описании существующего уровня автоматизации объекта следует привести перечень измеряемых и контролируемых параметров, охарактеризовать технические средства измерений, а также способы и виды контроля. Необходимо описать и охарактеризовать существующие системы автоматических блокировок, сигнализаций, управления и регулирования. Описать технические и программные средства взаимодействия оперативного персонала с технологическим процессом (средства визуализации процесса, пульты оператора и т.п.). Следует также описать степень интеграции существующих средств автоматизации рассматриваемого объекта в общую систему цеха и предприятия.

При работе над данным подразделом необходимо обратить особое внимание на недостатки существующей системы. К числу таких недостатков могут относиться:

- физическое и моральное устаревание технических и программных средств;

- ненадежность работы системы автоматизации в конкретных производственных условиях;

- отсутствие современной автоматизации каких-то функций по контролю и управлению производством;

- низкое качество управления, не отвечающее возросшим требованиям и обусловленное несовершенством алгоритмов и методов регулирования;

- несоответствие заложенных в систему инженерных решений современным экономическим, эргономическим или экологическим требованиям;

- слабый уровень визуализации процесса и других средств человеко-машинного интерфейса системы автоматизации.

В рассматриваемом примере системы автоматизации котельной описываются:

- первичные преобразователи, показывающие и регистрирующие приборы в каналах измерения температур, давлений, расходов и уровней, счетчики коммерческого учета электроэнергии, газа и воды;

- исполнительные устройства, используемые при ручном и автоматическом регулировании технологических параметров;

 - локальные автоматические контуры регулирования давления воды в обратной теплосети и разрежения в топке;

- ручное регулирование температуры воды на выходе из котла, соотношения газ/воздух,  давления воды в прямой теплосети, давления воздуха в воздуховоде, уровня воды в подпиточном баке аккумуляторе;

- автоматика безопасности (системы сигнализации, защиты и блокировки), обеспечивающая предотвращение аварий при выходе давлений в газовой, воздушной или водной магистралях за допустимые пределы; при погасании факела в топке котла, при отключении дымососа, перегреве подшипников в насосных агрегатах и т.п.

Недостатками системы автоматизации котельной являются:

- датчики, исполнительные устройства и локальные регуляторы морально и физически устарели, не удовлетворяют современным требованиям, их своевременное обслуживание и ремонт затруднены;

- ручное управление соотношением газ/воздух и отсутствие газоанализатора продуктов сгорания не обеспечивает экономичное и экологически безопасное сжигание топлива;

- ручное управление тепловой нагрузкой не позволяет поддерживать наиболее эффективный режим;

- релейные системы блокировок и защит устарели и не обеспечивают необходимый уровень безопасности;

- отсутствует современная система визуализации, протоколирования и архивирования процесса, неудобный, устаревший интерфейс оператора с системой. Используемая в котельной регистрация основных технологических параметров при помощи самописцев требует значительных эксплуатационных затрат и неудобна для последующего анализа.

 

2.4.3 Постановка задачи на разработку или модернизацию системы автоматизации должна содержать перечень функций и задач, которые необходимо реализовать в разрабатываемой системе. Следует привести как общие требования к системе, так и требования к отдельным функциям и задачам. Так, например, в число общих требований могут входить требование открытости программных и аппаратных средств системы к средствам других ведущих производителей систем автоматизации, требование интегрированности в систему автоматизации цеха, необходимость поддержки системой определенных интерфейсов, ограничения на показатели надежности и т.п.

Требования к отдельным функциям могут содержать ограничения на погрешность измерения или стабилизации технологических параметров, на скорость и характер изменения параметров в переходном режиме, на время реакции системы на какие-либо события.

Данный пункт пояснительной записки должен, по возможности, предусмотреть меры по ликвидации всех недостатков, отмеченных выше при описании существующей системы автоматизации.

Необходимо отметить, что одним из принципов построения систем автоматизации является так называемый принцип новых задач. Его суть состоит в том, что новая система автоматизации не должна слепо копировать сложившиеся ранее структуру и методы управления. Появление новых технических и программных средств может сделать возможным применение и более совершенных методов управления, привести к необходимости изменения организационной структуры управления в автоматизируемом подразделении. Так, если в старой системе установки контурам регулирования задавал оператор, то в модифицированной системе эти установки могут формироваться системой в результате оптимизации технологического режима.

 В рассматриваемом примере целями модернизации системы автоматизации котельной являются:

- обеспечение безопасного технологического режима котельного агрегата;

- снижение расходов топлива и электроэнергии;

- снижение вредных выбросов в атмосферу;

- повышение качества регулирования и, как следствие, достижение высокой точности стабилизации регламентных технологических режимов, повышение экономической эффективности горячего водоснабжения;

- повышение достоверности учета тепла, электроэнергии, расходов газа и воды на котельной;

- улучшение условий труда эксплуатационного персонала.

АСУ ТП котельной должна решать следующие задачи:

- управление нагрузкой и оптимизация соотношения газ/воздух каждой из горелок котла;

- регулирование температуры сетевой воды на выходе из котельной в зависимости от температуры наружного воздуха;

- регулирование разрежения в топке котла;

- управление электрифицированной регулирующей заслонкой на подаче газа в горелку;

- защита, сигнализация и блокировка работы котла;

- обеспечение оперативно-технологического персонала информацией о параметрах теплового режима и состояния технологического оборудования;

- регистрация в режиме реального времени параметров технологического процесса и действий оперативного персонала;

- протоколирование и архивирование информации;

- представление архивной информации и результатов расчетов;

- обеспечение достоверности и надежности используемой информации;

- экстренная выдача информации в аварийных ситуациях;

- снижение вероятности нарушения норм технического регламента.

Для достижения указанных целей приняты следующие концептуальные решения:

- реконструкция системы газоснабжения котельных агрегатов с установкой блоков газооборудования (по одному на каждую горелку);

- АСУ ТП котельной строится как трехуровневая, иерархическая, распределенная система управления, открытая для расширения и использования аппаратных и программных средств различных производителей;

- применение промышленных контроллеров, программируемых на языках, соответствующих международному стандарту DIN EN 6.1131-3;

- использование супервизорного режима управления как основного с применением на верхнем уровне IBM PC совместимых промышленных компьютеров и современной SCADA системы;

-  визуализация и архивирование хода технологического процесса, протоколирование действий оперативного персонала, обеспечение удобного человеко-машинного интерфейса за счет использования возможностей SCADA системы;

- применение частотно-регулируемых электроприводов тягодутьевых агрегатов, позволяющих снизить расход электроэнергии и повысить ресурс работы электромеханического оборудования;

- применение надежных газоанализаторов для обеспечения оптимального режима сгорания топлива.

 

2.4.4 Во многих случаях разрабатываемые системы автоматизации имеют аналоги, поэтому перед началом создания своей системы весьма полезно ознакомиться с инженерно-техническими решениями, реализованными ранее на аналогичных или подобных объектах. Для этого необходимо провести информационный поиск с использованием специальной технической литературы, Интернета и периодических печатных изданий.  В частности, следует отметить журналы «Промышленные АСУ и контроллеры», «Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика», «Датчики и системы», «Контрольно-измерительные приборы и системы», «Автоматизация в промышленности», «Современные технологии автоматизации», «Мир компьютерной автоматизации», а также учебники и учебные пособия [2,3], сайты www.siemens.ru, www.schneider-electric.ru, www.abb.ru, www.ab.com. Сравнительный анализ систем-аналогов часто позволяет предложить рациональные и эффективные пути решения поставленной задачи.

 

2.4.5 Информационное обеспечение системы автоматизации является той первоосновой, на которой реализуются все информационные, управляющие и вспомогательные функции, которая во многом определяет пути разработки других элементов системы. В курсовом проекте необходимо рассмотреть следующие элементы информационного обеспечения:

- входные данные, способы их формирования, контроля и ввода в систему автоматизации, периодичность ввода;

- промежуточные данные, их назначение, порядок использования и хранения;

- выходные данные, перечень, форма и порядок представления пользователям;

- исходная внемашинная информация, используемая на этапах разработки и эксплуатации системы автоматизации (технологическая документация, техническая документация на производственное оборудование, текущая документация и т.п.);

- перечень и формы документов, отчетов, формируемых по результатам работы системы;

- архивы данных, виды и способы их формирования.

Следует особо выделить те данные, которые к настоящему времени отсутствуют в системе, для их ввода может потребоваться выбор новых технических средств или способов косвенных измерений.

В состав информационного обеспечения АСУ ТП котельной входят:

- входные сигналы, поступающие от датчиков и приведенные ниже в таблице 1;

- зависимость регламентных значений температуры воды в прямой и обратной  сети от температуры наружного воздуха, приведенная в таблице 2;

- текущие значения технологических параметров, а также верхние и нижние границы технологического регламента и зон аварийных значений;

- архивы изменений технологических параметров, хранящиеся в SCADA системе;

- архивы нарушений технологического регламента, хранящиеся в SCADA системе;

- архивы аварийных значений технологических параметров, хранящиеся в SCADA системе;

- мнемосхемы и графики изменения параметров процесса, сформированные в SCADA системе и используемые оператором в процессе управления котельной;

- звуковые и световые сигналы, сообщения на информационное табло, формируемые подсистемой аварийной сигнализации;

- управляющие воздействия, формируемые АСУ ТП и передаваемые на исполнительные устройства;

- технико-экономические показатели эффективности функционирования котельной;

- отчеты о функционировании котельной за смену и за сутки.

                                    Таблица 1. Входные сигналыАСУ ТП

№ п/п Наименование параметра Тип сигнала  (АА, АЕ, ДА, ДЕ)
1 2 3
  Газовоздушный тракт котла  
1 Температура подшипников дутьевого вентилятора ДВ-1 т.1. АЕ
2 Температура подшипников дутьевого вентилятора ДВ-1 т.2. АЕ
3 Температура подшипников дутьевого вентилятора ДВ-2 т.1. АЕ
4 Температура подшипников дутьевого вентилятора ДВ-2 т.1. АЕ
5 Температура подшипников дымососа т.1 АЕ
6 Температура подшипников дымососа т.2 АЕ
7 Температура дымовых газов перед дымососом АЕ
8 Давление воздуха после дутьевого вентилятора ДВ-1 АЕ
9 Давление воздуха после дутьевого вентилятора ДВ-2 АЕ
10 Разрежение перед дымососом АЕ
11 Разрежение в топке АЕ
12 Давление воздуха в общем коробе АЕ
13 Расход воздуха, ДВ-1 АЕ
14 Расход воздуха, ДВ-2 АЕ
15 Содержание кислорода в дымовых газах АЕ
16 Содержание СО в дымовых газах АЕ
  Топливопроводы котла - газ  
17 Температура газа к котлу АЕ
18 Расход газа к котлу АЕ
19 Давление газа к котлу АЕ
20 Давление газа к котлу перед отсекателем АЕ
Горелки (газ-воздух)
21 Давление воздуха перед горелкой 1 АЕ
22 Давление газа перед горелкой 1 АЕ
23 Давление газа перед запальником горелки 1 АЕ
24 Горелка 1. Розжиг ДЕ
25 Горелка 1. Пламя запальника ДЕ
26 Горелка 1. Основной факел ДЕ
27 Давление воздуха перед горелкой 2 АЕ
28 Давление газа перед горелкой 2 АЕ
29 Давление газа перед запальником горелки 2 АЕ
30 Горелка 2. Розжиг ДЕ
31 Горелка 2. Пламя запальника ДЕ
32 Горелка 2. Основной факел ДЕ
33 Давление воздуха перед горелкой 3 АЕ
34 Давление газа перед горелкой 3 АЕ
35 Давление газа перед запальником горелки 3 АЕ
36 Горелка 3. Розжиг ДЕ
37 Горелка 3. Пламя запальника ДЕ
38 Горелка 3. Основной факел ДЕ
Водный тракт котла
39 Температура прямой сетевой воды. Трубопровод 1. АЕ
40 Температура прямой сетевой воды. Трубопровод 2. АЕ
41 Температура обратной сетевой воды. Трубопровод 1. АЕ
42 Температура обратной сетевой воды. Трубопровод 2. АЕ
43 Расход прямой сетевой воды. Трубопровод 1. АЕ
44 Расход прямой сетевой воды. Трубопровод 2. АЕ
45 Давление прямой сетевой воды. Трубопровод 1. АЕ
46 Давление прямой сетевой воды. Трубопровод 2. АЕ
47 Давление обратной сетевой воды. Трубопровод 1. АЕ
48 Давление обратной сетевой воды. Трубопровод 2. АЕ

 

Таблица 2. Зависимость температур прямой и обратной сетевой воды от температуры наружного воздуха

Тн.в., 0С

Скорость ветра U ≤ 5 м/сек

Скорость ветра U ≥ 5 м/сек

Температура воды в трубопроводе

подающем, t 1 обратном, t 2 подающем, t 1 обратном, t 2
1 2 3 4 5
+8 50 35 52 38
+7 52 37 54 39
+6 55 38 57 40
+5 58 39 60 41
+4 61 41 63 43
1 2 3 4 5
+3 63 42 65 44
+2 66 43 68 45
+1 69 44 72 47
0 71 45 74 48
-1 74 47 77 49
-2 76 48 79 50
-3 79 49 82 51
-4 81 50 84 53
-5 84 51 87 54
-6 86 52 89 55
-7 89 53 93 57
-8 91 54 95 58
-9 94 55 98 59
-10 96 56 100 60
-11 99 57 103 62
-12 101 58 106 63
-13 104 59 108 64
-14 106 60 110 65
-15 109 61 114 66
-16 111 62 116 67
-17 113 63 118 68
-18 116 64 121 69
-19 118 65 123 70
-20 121 66 126 70
-21 123 67 128 70
-22 125 68 130 70
-23 128 69 130 70
-24 130 70 130 70

 

2.4.6 Математическое обеспечение системы включает математические модели основных элементов системы управления, математическое описание внешних воздействий, критерии качества функционирования и формализацию ограничений на управление. Помимо этого в состав математического обеспечения входят математические методы, используемые как на этапе разработки системы, так и в процессе её эксплуатации. К таким методам, например, относятся методы линейного и нелинейного программирования для оптимизации различных функций, метод наименьших квадратов для параметрической идентификации систем, методы фильтрации для выделения сигналов в условиях помех измерения.

При разработке системы автоматизации могут использоваться различные формы математических моделей, включая аналитические и имитационные. Основная цель моделирования – выбор эффективных алгоритмических и технических решений, оценка работоспособности и качества функционирования системы в различных режимах. Так математическое моделирование замкнутого контура регулирования в основных режимах работы системы позволяет оценить устойчивость режимов, точность и качество переходных процессов, а также определить оптимальные параметры настройки регулятора. При выполнении этой части проекта целесообразно использовать пакеты программ, предназначенных для моделирования [4,5].

Разработку математической модели системы автоматического регулирования или отдельного её контура целесообразно начинать с функциональной схемы, на которой изображают основные функциональные элементы системы и их взаимосвязь.

Далее определяются математические модели отдельных элементов. При этом используется как априорная информация о конструкции рассматриваемого элемента, физических процессах, происходящих в нем, так и экспериментальные данные о результатах его эксплуатации в основных режимах.

Математическая модель системы или контура управления может быть представлена в виде структурной схемы - чертежа, на котором в прямоугольниках показаны математические модели основных элементов, стрелками - их взаимосвязи, а также точки приложения внешних воздействий.

Например, функциональная схема контура автоматического регулирования температуры воды на выходе водогрейного котла представлена на рисунке 1.


Рис. 1 Функциональная схема контура регулирования температуры воды на выходе котла

 

Задание по температуре воды формируется SCADA – системой на основе измеренного значения температуры наружного воздуха и в соответствии с требованиями регламента, приведенными в табл. 2, определяется выражениемАналитически задание по температуретребованиями регламента, приведенными в табл. :

                          ,                                     (1)

где  - температура наружного воздуха.

В качестве регулятора температуры в системе будет использован ПИ-регулятор, реализуемый программно в контроллере и формирующий задание по расходу газа на сжигание.

Регулятор расхода газа выполнен на основе механизма электрического однооборотного МЭО-40/63-0,63-99 с токовым выходом сигнализатора положения выходного вала. В МЭО используются синхронные или асинхронные электродвигатели с постоянной скоростью вращения ротора. Если в качестве входной величины математической модели МЭО рассматривать сигнал U включения питания двигателя, а в качестве выхода -  процент открытия газовой задвижки, то модель может быть представлена следующей передаточной функцией:

,

где - постоянная времени исполнительного механизма, равная времени полного хода МЭО. Для МЭО-40/63-0,63-99 =63 с = 1,05 мин.

При этом сигнал U принимает значения:

 

 

В свою очередь, функциональная схема регулятора расхода газа может быть представлена рисунком 2.

Рис. 2 Функциональная схема регулятора расхода газа

 

Модель термосопротивления может быть описана апериодическим звеном первого порядка с коэффициентом усиления K = 1 и постоянной времени T = 0,45 мин. (время переходного процесса в термосопротивлении при измерении в водной среде составляет около 80 с)

.

Входной величиной модели является реальное значение температуры воды, а выходной – результат её измерения при помощи термосопротивления.

Модель котла описывается последовательным соединением апериодического звена первого порядка и звена запаздывания

,

где параметры модели   определяются в результате идентификации, на основе экспериментальных данных полученных в процессе эксплуатации реального объекта. Входом модели является расход газа, а выходом – температура воды в котле.

Общая математическая модель рассматриваемого контура регулирования температуры может быть представлена структурной схемой, используемой для имитационного моделирования в среде Matlab и приведенной ниже на рисунке 3.

Рис. 3 Структурная схема контура регулирования температуры

 

На структурной схеме блок Sine Wave имитирует изменение температуры наружного воздуха. Блок Fcn в соответствии с формулой (1) производит расчет задания по температуре воды в котле и производит масштабирование полученного значения в диапазон изменения токового сигнала 4–20 mA. При этом в блоке реализуется функция , так что температуре наружного воздуха  соответствует задание по температуре  (см. формулу (1)) и токовый сигнал задания 8,64 mA. Температуре  соответствует и токовый сигнал задания 16,9 mA. Общий диапазон токового сигнала 4–20 mA соответствует диапазону 5 – 160 ºС возможных значений температуры воды.

Блоки Gain и Transfer Fcn3 моделируют ПИ-регулятор. Выходом ПИ-регулятора является задание по расходу газа, которое ограничивается блоком Saturation и масштабируется в токовый сигнал блоком Fcn1.

Блоки Relay, Relay1 и Gain2 имитируют релейный трехпозиционный регулятор, управляющий электродвигателем механизма МЭО.

Transfer Fcn моделирует двигатель и редуктор МЭО. Блок Saturation1 ограничивает положение выходного вала механизма пределами 0-100 %.

Блок Fcn2 моделирует расходную характеристику задвижки на линии подачи газа. Входом блока является процент открытия задвижки, выходом – расход газа. Как правило, характеристика задвижки нелинейна, ее можно линеаризовать в точке, соответствующей середине основной рабочей зоны. Для этого находится уравнение производной (касательной) к нелинейной характеристике.

Блоки Transferуют ПИ-регулятор. 4ного воздуха воды в котле и производит масштабирование полученного значения в диапазон изменения токового сигнала 4 -ное значение температуры воды, а выходной - результат остоянной времени Т = 0,6 мипрограммно в контроллере и формирующий задание по расходу газа на сжигание.  Fcn1 и Transport Delay имитируют объект управления, входом которого является расход газа, выходом – температура воды на выходе из котла.

Fcn4 реализует функцию  и обеспечивает пересчет процента открытия задвижки u в токовый сигнал 4–20 mA.

Блоки Transferуют ПИ-регулятор. 4ного воздуха воды в котле и производит масштабирование полученного значения в диапазон изменения токового сигнала 4 -ное значение температуры воды, а выходной - результат остоянной времени Т = 0,6 мипрограммно в контроллере и формирующий задание по расходу газа на сжигание.  Fcn2 и Fcn3 моделируют термосопротивление, при этом выходом первого из этих блоков является сигнал температуры в градусах Цельсия, а выходом второго - токовый сигнал 4–20 mA.

Желательно также, чтобы на структурной схеме системы были отражены основные возмущающие воздействия и погрешности измерения выходных сигналов.

Структурная схема системы позволяет выполнить моделирование переходных процессов в замкнутой системе для характерных режимов функционирования объекта и настроить параметры Kp, Ki ПИ-регулятора.

Для настройки регулятора можно воспользоваться блоком NCD outport из раздела NCD Blockset в среде Matlab. При этом необходимо задать желаемый вид переходного процесса в системе и варьируемые параметры регулятора. Если переходный процесс моделируется не из нулевых начальных условий, то в качестве блоков Transfer Fcn, Transfer Fcn1, Transfer Fcn2 и Transfer Fcn3 необходимо воспользоваться передаточными функциями с начальными условиями по выходам (раздел Simulink Extras, Additional Linear блоки Tranfer Fcn with initial outputs), установив в каждом из этих блоков соответствующие начальные условия.

По результатам моделирования в пояснительной записке следует привести оптимальные значения параметров регулятора, а также графики переходных процессов после оптимизации и провести анализ полученных результатов.

2.4.7 Разработка алгоритмического обеспечения системы состоит в содержательном описании и построении блок-схем алгоритмов функционирования контроллеров, а также алгоритмов, предназначенных для реализации в составе программного обеспечения рабочих станций. Необходимо заметить, что алгоритмическое обеспечение тесно связано с математическим, техническим и программным обеспечениями. При их разработке часто приходится возвращаться и пересматривать решения, принятые ранее по другим видам обеспечения. В частности, алгоритм работы контроллера при управлении технологическим процессом зависит от типа выбранного контроллера, имеющихся в его составе функциональных и программных модулей.

В то же время, выбирая контроллер необходимо учитывать перечень и характер алгоритмов, предполагаемых к реализации в данном узле системы автоматизации. Требования к классу точности и быстродействию датчиков во многом также определяются видом используемых алгоритмов управления.

Схема алгоритма может иметь различную степень детализации. Укрупненные схемы отражают, как правило, общую структуру алгоритма, а подробные – все основные детали. В курсовом проекте целесообразно приводить подробные схемы лишь для тех алгоритмов, которые реализуют задачи, непосредственно решаемые в проекте.

                

2.4.8 Под техническим обеспечением АСУТП понимается совокупность аппаратных средств включая технические средства сбора, преобразования и первичной обработки информации, вычислительные средства, средства отображения информации, световой и звуковой сигнализации, регуляторы, исполнительные устройства и механизмы, средства связи и т.д. В настоящее время на российском рынке технических средств автоматизации представлен достаточно богатый ассортимент продукции отечественных и зарубежных производителей, способной удовлетворить разнообразные требования разработчиков и пользователей систем автоматизации. Однако выбор технического обеспечения системы должен быть обоснованным и осуществляться на основе сравнительного анализа альтернативных вариантов. При этом необходимо учитывать следующие факторы:

- соответствие характеристик технических средств требованиям, предъявляемым к выполнению всех функций системы, а также предполагаемым условиям эксплуатации;

- аппаратная и программная совместимость существующих и вновь вводимых технических средств;

- современность и перспективность технических средств их соответствие мировым тенденциям развития систем автоматизации;

- возможности дальнейшей модернизации и развития системы;

- открытость используемых технических средств к продукции других ведущих производителей систем автоматизации;

- наличие у персонала служб КИП и А предприятия опыта работы с данными техническими средствами;

- наличие в регионе сервисных центров, способных обслуживать данные средства;

- стоимость приобретения, монтажа, наладки, текущего обслуживания и эксплуатации.

Если в курсовом проекте рассматривается задача модернизации системы автоматизации, то в пояснительной записке к курсовому проекту необходимо остановиться на выборе дополнительных технических средств, отсутствующих в исходной системе или подлежащих замене по какой-либо причине (моральное или физическое старение, низкая точность и т.п.).

Для вновь разрабатываемой системы производится выбор всех технических средств.

И в первом и во втором случае следует провести краткий анализ альтернативных вариантов, выделить из них наиболее перспективные и обосновать сделанный окончательный выбор. Результаты выбора могут быть сведены в таблицы по группам технических средств (датчики, исполнительные устройства, средства вычислительной техники). Например, для системы автоматизации котельной выбраны датчики, перечень которых приведен в таблице 3.

 

                           Таблица 3. Датчики для АСУ ТП котельной

Маркировка Назначение Диапазон измерения Кол-во Цена за 1 шт., руб
ТСП Метран-245 измерение температуры малогабаритных подшипников вентиляторов и дымососа -50…1200С 6 475
ТСП Метран-255 измерение температуры дымовых газов -50…5000С 1 630
ТСП Метран-205 измерение температуры воды в прямом и обратном трубопроводах, температуры газа к котлу -50…2000С 7 580
Метран-100-ДВ 1211 (АС) измерение разрежения перед дымососом и в топке котла 0…2,5 кПа 0…0,25 кПа 1 1 6850
Метран-100-ДА 1020 измерение давления воздуха после ДВ, воздуха в общем коробе, воздуха перед горелками 0…10 кПа 14 7100
Метран-100-ДИ 1141 измерение давления газа к котлу, перед отсекателями, перед горелками, перед запальниками 0…100 кПа 15 7618
Метран-100-ДИ 1150 измерение давления воды в прямом и обратном трубопроводах 0…2,5 МПа 6 7145
Расходомер Метран-350 измерение расхода воздуха, газа и воды в прямом трубопроводе 0…80000 м3/ч 0…12500 м3/ч 0-1250 т/ч 2 1 4 5380

 

Взаимодействие аппаратных средств системы автоматизации на различных уровнях иерархии управления отражается структурной схемой комплекса технических средств.

 

2.4.9 Программное обеспечение АСУТП принято разделять на две категории:

- общее программное обеспечение – совокупность программ общего назначения, не привязанных к конкретной АСУТП, позволяющих организовать вычислительный процесс как в сети в целом, так и в каждом ее узле и включающих операционные системы, редакторы, компиляторы, SCADA-системы, средства разработки и отладки программ для контроллеров, эмуляторы и т.п.;

- специальное программное обеспечение - программы, разработанные или сгенерированные для конкретной АСУТП, а также типовые программы, созданные для решения наиболее распространенных задач автоматизации объектов данного класса.

При выполнении курсового проекта студент должен произвести обоснованный выбор общего программного обеспечения и разработать необходимое специальное программное обеспечение. Выбирая операционную систему, а также SCADA-систему для рабочей станции следует продумать вопросы их совместимости, а также возможность взаимодействия с контроллерами и другими интеллектуальными устройствами АСУ ТП.

Программы для контроллеров могут быть написаны на любом языке, поддерживаемом пакетами, предназначенными для программирования контроллеров. Листинги разработанных программ рекомендуется приводить в приложении к курсовому проекту. Комментарии по структуре и содержанию программ, а также перечень и назначение идентификаторов переменных, массивов, входов и выходов могут быть приведены в основной части курсового проекта.

 


Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 168; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!