2 Разработка концепции ас

2.1 Разработка вариантов концепции ас

Специфика лабораторных работ по курсу «Интегрированные системы проектирования и управления» приводит нас к выбору компании SIEMENS как к поставщику всех средств автоматизации для нашей Системы.

Обновление технических средств КИПиА проводится поэтапно:

• 1-й этап - внедрение современного оборудования РСУ и ПАЗ с использованием существующего полевого КИП и, если это необходимо, электропневмо- и пневмоэлектрических преобразователей;

• 2-й этап - замена устаревшего оборудования КИП на электронную технику.

Архитектура АСУТП представляет собой следующее:

• полевой КИП на современной электронной технике;

• контроллеры РСУ и ПАЗ, связанные с рабочими станциями промышленного исполнения;

• квалифицированный персонал.

Предусматривается связь с заводской локальной и с корпоративной вычислительной сетью.

В Системе используются следующие средства автоматизации:

• датчик перепада давления Yokogawa EJX118A (кол-во: 3)

• датчик давления Yokogawa EJA430A

• нормирующий преобразователь YTA70 (кол-во: 3)

• программируемые логические контроллеры SIMATIC S7-300 (2), модули блоков питания (PS), сигнальные модули (SM), коммутационные процессоры (CP) для подключения к сети PROFIBUS;

• аварийная панель оператора SIEMENS MP370 (1);

• промышленные компьютеры для станций оператора (OS) и инжиниринговой станции (ES) (3);

• промышленная сеть PROFIBUS DP для связи контроллеров с АРМ.

2.2 Отчет о выполненной работе

Обоснование выбора наиболее рационального варианта концепции и описание предлагаемой АСУТП

Предлагаемый вариант является единственным и заведомо наиболее рациональным.

Системы РСУ и ПАЗ реализованы на независимых друг от друга ПЛК S7-300. Система РСУ имеет: 7 аналоговых входных сигналов и 3 аналоговых выходных сигнала. Система ПАЗ имеет: 7 дискретных входных сигналов и 8 дискретных выходных сигналов.

На самом нижнем уровне расположены полевые устройства (КИП и исполнительные механизмы). Поскольку полевые устройства не требуют сложной диагностики либо диагностики в реальном времени, решено было отказаться от внедрения интерфейса PROFIBUS PA на полевом уровне. Передача сигнала ПЛК и ИМ (здесь это ток 4-20 мА) происходит по обыкновенным проводам.

На уровне УСО (устройств связи с объектом) расположены контролеры S7-300. Они монтируются в шкаф оборудования на профильные шины (Rack). Контроллеры имеют коммутационные процессоры CP 342-5 для подключения к сети PROFIBUS DP. Контроллер РСУ является ведомым устройством кольцевой сети PROFIBUS DP.

На верхнем уровне, в операторной располагаются две станции оператора (СОТ или OS), инженерная станция (ES) и аварийная панель MP370.

Ожидаемые результаты и эффективность реализации выбранного варианта концепции АСУТП

• повышение надежности работы оборудования, снижение риска тяжелых аварий;

• обеспечение автоматизированного эффективного управления технологическими процессами в нормальных, переходных, предаварийных и аварийных режимах работы;

• защита технологического оборудования и обслуживающего персонала при угрозе аварии;

• улучшение условий труда эксплуатационного персонала;

• снижение затрат на эксплуатацию, диагностику и ремонт оборудования;

• возможно сокращение количества эксплуатационного персонала установки, откуда следует снижение затрат на оплату труда;

• засчет снижения погрешности измерительных цепей, обеспечивается более точный учет исходного сырья и конечных продуктов;

• повышение экологичности технологического процесса, в соответствии с международными стандартами об охране окружающей среды.

Ориентировочный план реализации выбранного варианта построения АСУТП

1) Замена старых МСКУ контроллерами SIEMENS S7-300, установка панели MP370.

2) Замена старых промышленных компьютеров новыми моделями;

3) Монтаж сигнализаторов уровня, замена датчиков давления, температуры. Для этого потребуется останов процесса.

Оценка затрат на реализацию проекта создания АСУТП

Оценим примерные затраты на оборудование (не включая промышленные компьютеры для ES и OS):

• кабель PROFIBUS FC, стандартный – цена 1 евро за 1 метр. Для АСУТП потребуется приблизительно 400 м.

• штекера RS485 – цена 48 евро за 1 шт. Потребуется 12 шт.

• датчик перепада давления Yokogawa EJX118A – цена 840 евро.

• датчик давления Yokogawa EJA430A –280 евро.

• нормирующий преобразователь YTA70 –150 евро.

• термопара – 100 евро.

• ПЛК SIMATIC S7-300: блок питания (PS 307) – 100 евро, центральный процессор (CPU 312) – 300 евро, коммуникационный процессор (CP 342-5) – 700 евро, модуль ввода-вывода дискретных сигналов (SM 323) – 200 евро; модуль ввода аналоговых сигналов (SM 331) – 380 евро, модуль вывода аналоговых сигналов (SM 332) – 450 евро.

• панель оператора SIEMENS MP370 – цена 4000 евро.

• прочие неучтенные расходы – примем 2000 евро.

Таким образом, общая сумма затрат на оборудование составит 10876 евро.