- •Введение.
- •Понятие об объекте управления и процессе управления.
- •Управление в реальном времени. (real-time control)
- •2. Принципы обеспечения процесса управления.
- •Физический уровень
- •Синхронная передача с отдельной линией синхронизации.
- •Асинхронный способ передачи
- •Символьный уровень представления информации
- •Логический уровень представления информации
- •Сложные динамические структуры данных:
- •Современные распределенные системы
- •Модель клиент-сервер
- •Преимущества модели клиент-сервер
- •Уровни формализации при обеспечении процесса управления
- •Уровень алгоритмического обеспечения процесса управления.
- •Сложность алгоритмов.
- •Прикладное программное обеспечение.
- •3. Интерфейс пользователя Интерфейс пользователя - это программные и аппаратные средства взаимодействия пользова-
- •Развитие wimp - интерфейса идет по пути реализации следующих тенденций:
- •Организация разработки проектов асутп Основные положения
- •Технико-экономическое обоснование (тэо)
- •Схемы автоматизации
- •Условные графические и позиционные обозначения элементов принципиальной схемы
- •Пример принципиальной электрической схемы
- •Раздельный способ выполнения принципиальных схем:
- •Системы автоматизации проектных работ Назначение и принципы создания сапр
- •Состав и назначение компонентов сапр
- •Взаимодействие обеспечивающих подсистем сапр.
- •Принципы создания сапр
- •Технические средства сапр
- •Информационное обеспечение асу тп
- •Применение видов средств измерения to c в технологическом процессе.
- •Средства измерения давления стп.
- •Преобразователи прямого измерения.
- •Средства измерения уровня.
- •Краткая характеристика основных типов уровнемеров.
- •Тс измерения сил, масс. Весодозирующие устройства.
- •Весоизмерительные устройства (виу)
- •Средства измерения расхода
- •Измерительные преобразователи перемещений
- •Классификация
- •Краткий сравнительный анализ по точности
- •По преобразователям различают три основных структурных схемы.
- •Современные концепции построения асу тп на основе scada- систем
- •Библиография по разделу
Технико-экономическое обоснование (тэо)
Основная цель – формирование обоснованного предложения о создании АСУ ТП с определенными основными функциями и техническими характеристиками. Работу на этой стадии проводит заказчик совместно с генеральным проектировщиком и с привлечением других специализированных организаций.
Состоит из: - технико-экономическое обследование объекта;
формулировка исходных требований к системе;
технико-экономическое обоснование;
Техническое задание (ТЗ)
Его составляет заказчик с участием разработчика или сам разработчик.
В ТЗ должны присутствовать следующие разделы:
Вводная часть (основные организаторские вопросы создания системы);
Характеристика технологического объекта управления (ТОУ);
Назначение АСУ ТП (цели и критерии управления, перечень информационных и управляющих функций системы, место АСУ ТП в общей системе управления предприятий);
Технико-экономические показатели АСУ ТП, в том числе источники их формирования;
Требования к АСУ ТП (показатели надежности, сведения по патентной чистоте, экономические характеристики систем контроля и управления, периодичность, формы представления информации, режимы и качество управления);
Требования заказчика по подготовке объекта;
Состав и содержание работ по созданию АСУ ТП (стадии, этапы, содержание работ, сроки, организации-исполнители);
Порядок ввода АСУ ТП в промышленную эксплуатацию;
Заказчик представляет следующие исходные данные и материалы:
Технологические схемы с трубопроводными коммуникациями (с указанием внутренних диаметров, материала и толщены стенок труб);
Чертежи производственных помещений с расположением технологического оборудования с указанием рекомендуемых мест расположения щитов и пультов (планы и разделы);
Чертежи технологического оборудования, на котором предусматривается установка приборов и средств автоматизации, а также перечень и характеристика комплектно поставляемых приборов и средств автоматизации;
Строительные чертежи помещений для установки и размещения технических средств АСУ ТП (щитов и пультов, УВС, датчиков и т.п.);
Схемы электроснабжения переменным и постоянным током с указанием мощности, напряжения и фидеров для питания АСУ ТП, а также контура заземления оборудования;
Схемы силового питания и управления электродвигателей переменного и постоянного тока, типа пусковой аппаратуры и станции управления для использования при проектировании АСУ ТП (для разработки рабочих чертежей);
Чертежи расположения силовых и контрольных кабелей, магистральных и распределительных шинопроводов и других электрических коммуникаций;
Схемы водоснабжения с указанием диаметров труб, расхода, давления и температуры воды;
Схемы воздухоснабжения с указанием давления, температуры, влажности и запыленности воздуха;
Данные, необходимые для расчета регулирующих органов;
Данные для расчета технико-экономической эффективности автоматизации.
Для разработки ТЗ необходимо проведение предварительного обследования автоматизируемого процесса, предпроектных научно-исследовательских работ и эскизы разработки АСУ ТП.
3.Технический проект (ТП)
Цель выполнения - разработка основных технических решений по создаваемой системе и окончательное определение ее сметной стоимости. Содержание этих работ сводится к проведению общесистемного и аппаратурно-технического синтеза АСУ ТП и разработки для не специального математического и информационного обеспечения.
4.Рабочая документация (РД)
Результат работ – выпуск текстовых и графических материалов, включающих также проектно-сметную документацию на создаваемую систему.
Эта документация служит для приобретения, монтажа и наладки комплекса технических средств систем управления, кроме того, РД содержит материалы программного и организационного обеспечения, необходимые для организации системы управления.
Все работы по РД выполняются только на основе утвержденного технического проекта.
В ряде случаев (для несложных систем и при использовании типовых проектов АСУ ТП) допускается разработка проекта АСУ ТП в виде одной стадии «Технорабочий проект» (ТРП), вместо стадий «Технический проект» и «Рабочая документация».
АСУ ТП разрабатывает как для действующего технологического объекта управления (ТОУ) при его реконструкции, капитальном ремонте или модернизации, так и для вновь разрабатываемого ТОУ.
Схема организации работ по созданию оригинальной АСУ ТП
для действующего ТОУ
(типовые конструкции ТК)
Состав конструкторской документации
Действующие стандарты устанавливают следующий состав обязательных конструкторских документов на различных стадиях проектирования АСУ ТП.
«+» - разработка документации разрешена
«-» - разработка документации не разрешена
|
Технический проект |
Рабочая документация |
Технорабочий проект |
1. Общесистемная часть |
|||
а) Ведомость проекта |
+ |
+ |
+ |
б) Пояснительная записка |
+ |
+ |
+ |
в) Расчет экономической эффективности |
+ |
0 |
+ |
г) Патентный формуляр |
0 |
- |
0 |
д) Общее описание АСУ ТП |
- |
+ |
+ |
е) Смета затрат |
+ |
0 |
+ |
2. Функциональная часть |
|||
а) Схема функциональной структуры |
+ |
+ |
+ |
б) Описание постановки задачи |
+ |
- |
+ |
3. Математическое обеспечение |
|||
а) Пояснительная записка |
+ |
- |
+ |
б) Описание алгоритмов контроля и управления |
+ |
- |
+ |
в) Описание алгоритма функционирования системы |
+ |
- |
+ |
г) Описание алгоритма оптимизационной задачи |
0 |
- |
0 |
д) Техническое задание на программиро- вание |
+ |
- |
+ |
4. Информационное обеспечение |
|||
а) Описание информационного обеспечения АСУ ТП |
+ |
- |
+ |
б) Описание организации информационной базы |
0 |
+ |
+ |
в) Описание системы классификации и кодирования |
- |
0 |
0 |
г) Перечень входных сигналов и данных |
+ |
- |
+ |
д) Перечень выходных сигналов и данных |
+ |
- |
+ |
е) Описание массива информации |
+ |
- |
+ |
ж) Чертеж формы документа |
+ |
- |
+ |
5. Техническое обеспечение |
|||
а) Пояснительная записка |
+ |
+ |
+ |
б) Схема структурная КТС |
+ |
+ |
+ |
в) Схемы принципиальные (электричес кая, пневматическая, гидравлическая) |
- |
+ |
+ |
г) Схема автоматизации |
+ |
+ |
+ |
д) Проектная оценка надежности КТС АСУ ТП |
+ |
0 |
+ |
е) План расположения щитов и пультов |
+ |
+ |
+ |
ж) Общий вид |
- |
+ |
+ |
з) Таблица соединений и подключений |
- |
+ |
+ |
и) Схемы соединений внешних проводок |
- |
+ |
+ |
к) Схемы подключений внешних проводок |
- |
0 |
0 |
л) Заказная спецификация |
- |
+ |
+ |
6. Организационное подключение |
|||
а) Схемы организационной структуры |
+ |
+ |
+ |
б) Инструкции по эксплуатации |
- |
+ |
+ |
7. Программное обеспечение |
|||
а) Перечень и наименования программных документов |
- |
+ |
+ |
Для удобства работы с технической и другой документацией при подготовке и производстве монтажных и наладочных работ документы рекомендуется комплектовать в томах (альбомах).
Т1. Общие материалы;
Т2. Расчетные материалы и принципиальные схемы;
Т3. Сметы;
Т4. Заказные спецификации;
Т5. Щиты и пульты. Задание заводу-изготовителю;
Т6. Трубные блоки и чертежи агрегирования вне щитовых приборов. Задания для заготовитель-
ной мастерской монтажной организации;
Т7. Нестандартное оборудование. Задания на изготовление.
При разработке конструкторских документов, проектов АСУ ТП в настоящее время следует руководствоваться государственными стандартами Единой Системы Стандартов Автоматизированных Систем Управления (ЕСС АСУ).
Кроме стандартов ЕСС АСУ при разработке конструкторских документов проектов АСУ ТП следует руководствоваться и Единой Системой Конструкторской документации (ЕСКД).
Разработка проектных документов
Схемы организационной структуры
Эти схемы разрабатывают обычно для сложных систем на стадии технического проекта.
В результате разработки схем организационные структуры определяют в принципиальном виде основные функциональные части системы, их назначения и взаимосвязь, количество, виды и место размещения постов управления для оперативного обслуживания персонала.
На основании схем организационной структуры определяют подсистемы управления отдельными технологическими агрегатами или группами агрегатов со вспомогательным оборудованием.
На схеме организационной структуры в виде условных обозначений показывают:
- производственные подразделения с разбивкой на участки, группы оборудования и отдельные агрегаты;
- Пункты контроля и управления;
- Оперативный персонал, осуществляющий управление;
вспомогательная служба;
связи между звеньями системы;
Виды связи которые показывают:
контроль;
технологическая сигнализация;
технологическая защита;
дистанционное управление;
автоматическое регулирование;
диспетчерская связь и др.
2). Схема алгоритмов
Основные правила выполнения структурных схем алгоритмов уже рассмотрена (это наиболее наглядная форма)
При проектировании АСУТП могут разрабатываться, например, следующим образом:
сбор данных и обработка информации;
определение параметров процесса или объекта;
прямое цифровое управление.
3). Функциональные схемы автоматизации.
Схемы автоматизации являются одним из основных документов проекта, определяющим структуру и функциональные связи подсистем контроля и управления отдельных технологических агрегатов.
В процессе разработки схемы автоматизации определяют:
целесообразный (оптимальный) уровень автоматизации т.е. использование различных принципов управления; одноконтурных и многоконтурных, несвязанных и связанных автоматических систем регулирования;
объемы и структура систем контроля, автоматического регулирования, дистанционного управления, технологических защит и блокировок и технологической сигнализации;
набор технических средств, отвечающих заданным условиям;
принципы размещения КТСА на щитах и постах управления.
На схеме автоматизации обычно в виде условных обозначений показывают:
ТОУ с технологическими трубопроводами;
щиты и пульты;
средства измерения и автоматизации;
функциональные связи между средствами технического обеспечения.
Условные обозначения:
Некоторые из них
FE – первичный измерительный преобразователь для измерения расхода.
GI – прибор для измерения перемещения положения.
FY – блок
QIR – вторичный показывающий и прибор, на (например, газо О2)
FY – преобразователь сигнала
