2 Завдання на проектування та склад проекту

2.1 Стадії проектування та склад проектної документації

Проектування системи автоматизації здійснюється на основі завдання. Завдання на проектування системи автоматизації (СА) складається замовником за участю розроблювача проекту.

Завдання містить [3]:

1. найменування підприємства, підстава для проектування, завдання проекту;

2. обсяг і стадійність проектування, склад учасників суміжних проектів;

3. строки будівництва і черговості запровадження об'єктів в дію;

4. планований рівень витрат на всі види робіт і джерела фінансування;

5. вимоги до проекту;

6. особливі умови, зумовлені початковими даними.

Для виконання проекту повинні бути надані такі початкові дані:

1. технологічні схеми процесів;

2. список контрольованих і регульованих параметрів з вимогами до їхньої точності та діапазонів;

3. креслення і схеми приміщень, у яких установлене устаткування (будівельні креслення, схеми водо- і повітропостачання, схеми електропостачання і т.п.);

4. дані, необхідні для розрахунків регулюючих і виконавчих органів, математичні описи процесів, результати проектно-конструкторських і науково-дослідницьких робіт;

5. вимоги до надійності СА.

Проектування СА виконується у дві стадії: проект і робоча документація. У деяких випадках передбачається одна стадія – робочий проект.

На стадії проекту розробляється така документація:

1. структурна схема системи керування і контролю;

2. структурна схема комплексу технічних засобів автоматизації (КТЗА);

3. структурні схеми комплексів засобів автоматизації (КЗА);

4. функціональні схеми автоматизації технологічних процесів;

5. плани розташування засобів автоматизації (ЕОМ, датчиків, пультів управління та т.п.);

6. відомості про всі компоненти технічних засобів і матеріали для їхнього монтажу;

7. технічні вимоги на розробку спеціального устаткування і завдання на цю розробку;

8. локальний кошторис на придбання і монтаж КТЗА;

9. пояснювальна записка.

На стадії робочого проекту розробляються:

1. структурна схема управління та контролю, структурна схема КТЗА, структурна схема КЗА, а також функціональні схеми з урахуванням змін і рішень, прийнятих при затвердженні проекту (якщо при затвердженні проекту змін не надійшло, креслення цих схем включаються до робочої документації без переробки);

2. принципіальні схеми контролю, управління та регулювання, схеми живлення і сигналізації;

3. монтажні схеми щитів і пультів;

4. схеми зовнішніх з'єднань і проводок;

5. плани розташування засобів автоматизації;

6. креслення спеціальних засобів;

7. пояснювальна записка із додатками (таблиці, розрахунки і т.п.);

8. специфікації замовлень на вироби, які необхідно придбати.

При одностадійному проектуванні до складу робочого проекту входять:

• уся документація, перерахована вище;

• локальний кошторис на устаткування та монтаж;

• завдання на проведення робіт з автоматизації об'єкта.

2.2 Вимоги, які необхідно враховувати при проектуванні

При проектуванні систем автоматизації необхідно додержуватись таких вимог:

• враховувати основні напрямки розвитку науки і техніки у відповідній галузі;

• використовувати результати науково-дослідних робіт;

• впроваджувати передовий промисловий досвід в області автоматизації технологічних процесів;

• керуватися діючими нормативними документами по проектуванню систем автоматизації, нормами і правилами будівельного проектування, санітарними, електротехнічними протипожежними та іншими вимогами;

• застосовувати типові методики оцінки економічної ефективності;

• забезпечувати патентну чистоту впроваджених у проекті розробок.

До загальних характерних властивостей систем автоматизації можна віднести такі ознаки:

1. Гетерогенність, тобто фізична неоднорідність пристроїв і елементів, що входять до їхнього складу.

2. Динамічний процес функціонування.

3. Багатокритеріальність умов роботи при їхніх протиріччях (точність і стійкість, надійність і вартість і т.д.).

При проектуванні систем автоматизації необхідно враховувати природу елементів, джерела енергії, способи перетворення сигналів. Разом з розробкою апаратури проектується алгоритмічне і програмне забезпечення, що значно розширює коло розв'язуваних питань.

У зв'язку з цим для скорочення строків проектування та прискорення підготовки проектної документації є важливим застосування комп'ютерних технологій, зокрема, систем автоматизованого проектування (САПР).

САПР – це набір компонентів, кожний з яких створено для вирішення певного завдання. Універсальної САПР не існує.

На сучасному етапі розроблювачі систем управління пропонують спеціалізовані системи проектування і програмування засобів автоматизації, які ними створені. При цьому користувачі можуть здійснювати проектування та програмування як самостійно, так і за допомогою виробника, наприклад, через Internet. Трансляція проекту споживачеві здійснюється у вигляді bin-файлів, які містяться в директорії мережних номерів контролерів, придбаних у виробника. При наявності Web-сервера можливе проведення моніторингу стану системи автоматизації, коректування та розробка додаткового програмного забезпечення.

Враховуючи те, що вимоги до продуктивності та надійності систем автоматизації безупинно підвищуються, основним напрямком проектування стає створення багаторівневих розподілених систем керування.

Зазвичай у системах автоматизації технологічних процесів реалізуються такі функції:

• збір інформації з об'єктів управління та генерація управляючих впливів;

• обробка технологічної інформації та оптимізація процесів;

• подання інформації оператору та документування інформації.

На нижньому рівні управління, у безпосередній близькості від устаткування використовуються мікропроцесорні контролери з порівняно невеликою кількістю каналів уводу – виводу інформації (моноблоки). На верхньому рівні для узагальнення технологічної інформації, а також її документування застосовуються ПЕОМ із достатньою обчислювальною потужністю.

З'єднання моноблоків (контролерів) з ПЕОМ здійснюється зазвичай за схемою “клієнт-сервер”. При цьому контролери повинні мати достатню захисну оболонку, ударостійке виконання, допускати роботу в широкому діапазоні температур (від –40 до +70⁰С), не мати механічних пристроїв (накопичувачів на дисках і т.п.), мати можливість автономно вирішувати завдання управління та обробки інформації.