3.3.2. Компьютерная регистрация данных
На блок-схеме, РИС. 1.2, показаны пути передачи сигналов для ввода данных технологических переменных в компьютер для анализа. Это называется Компьютерной Регистрацией Данных.
На стандартной морской установке или нефтеперерабатывающем заводе имеется тысячи технологических переменных. Для ввода этих PV сигналов в компьютер их необходимо мультиплексировать так, чтобы одновременно в компьютер мог поступать только один сигнал. Для того чтобы компьютер мог контролировать, какой PV сигнал он получает в данный момент времени, компьютер должен управлять мультиплексором (MUX), что реализуется через адресную шину.
После прихода с MUX сигнал, запрашиваемый компьютером, все еще имеет аналоговую форму, т.е. сигнал напряжения в диапазоне 1-5 В. Компьютер работает только с цифровыми сигналами, поэтому для преобразования сигнала с мультиплексора необходим аналогово-цифровой преобразователь, далее преобразованный сигнал передается по адресной шине.
Компьютер, имеющий доступ к различным технологическим переменным установки, с помощью подходящего программного обеспечения может провести анализ данных.
Технологические данные, как в исходном, так и в обработанном виде, можно вывести на принтер. Данные также можно сохранить на носителе информации, например дискете, жестком диске или магнитной ленте, и использовать для построения трендов техпроцесса.
Р
Регул.
действие
Контроллер
Пульт (интерфейс) оператора нужен, чтобы оператор мог вызывать данные для просмотра или анализа, поэтому минимальным требованием здесь является клавиатура для ввода данных и дисплей для их отображения.
Наличие всех данных о технологических переменных на компьютере полезно, но это устройство может выполнять множество других задач с высокой скоростью.
Добавление точек аварийных сигналов, сконфигурированных в памяти компьютера, позволяет ему провести сравнение технологической переменной с ее предельными значениями. При отклонении значения PV от установленных пределов контроллер может подать аварийный сигнал оператору. Таким образом, мы имеем Компьютерную Регистрацию Данных с Аварийными сигналами.
Пневматический сигнал необходимо преобразовать в электронный сигнал с помощью пневмо-токового преобразователя (P-в-I). Теперь сигнал представляет собой ток в диапазоне 4-20 мА.
Перед вводом в мультиплексор токовый сигнал необходимо изменить на сигнал напряжения с диапазоном 1-5 В путем добавления в линию резистора 250 Ом.
Под управлением компьютера сигнал передается через мультиплексор в аналогово-цифровой преобразователь.
АЦП оцифровывает сигнал под управлением компьютера и передает его в компьютер в цифровом виде.
3.3.3.Машинное диспетчерское управление (мду)
После использования компьютеров для регистрации данных и подачи аварийных сигналов следующим шагом стало применение этих устройств для решения определенной части проблем оператора.
Мы уже рассказывали, что на технологической установке с большим количеством регулирующих контуров происходит взаимодействие между ее различными частями. Оператор, задавая уставку для одного регулирующего контура (например, увеличение расхода жидкости в сепараторе) должен следить за реакцией давления, температуры и уровня в емкости, которые могут измениться вследствие изменения расхода.
Поскольку компьютер уже контролирует все технологические переменные, следовательно, он контролирует и их взаимодействия. На РИС. 3 показано, как с помощью дополнительных электронных устройств компьютер может изменять значения уставок для оператора. Следует добавить ЦАП для преобразования цифрового выходного сигнала компьютера в аналоговый сигнал (под управлением компьютера через шину адреса) и демультиплексор для посылки сигнала (под управлением компьютера через шину адреса) на соответствующий контур управления. Выходной сигнал компьютера теперь является компьютерной уставкой (CSP) для контроллера.
Преимущества использования системы Машинного Диспетчерского Управления:
возможность подстройки уставок различных контуров в ответ на отклик системы для автоматического поддержания оптимальной производительности установки
расчет изменения уставок для оптимальной работы установки может быть сложным процессом и его легче выполнить с помощью компьютера
компьютер может обеспечить любое необходимое изменение рабочих параметров за максимально короткое время
отказ компьютера не обязательно окажет влияние на работающую установку, поскольку система может возвратиться от машинного диспетчерского управления в нормальное автоматическое управление, при удержании основных полевых приборов
легкое введение в состав существующей системы регулирующего контура.
Регул.
действие
РИС. 1.3.
Недостатки Машинного Диспетчерского Управления:
контроллеры должны уметь принимать уставку, сгенерированную компьютером
могут потребоваться другие приборы, чтобы преобразовать сигналы для согласования с контроллером: например пневмо-токовые преобразователи, или преобразование напряжения в ток в случае, если контроллер не может принимать сигнал непосредственно с выхода демультиплексора
дополнительные расходы должны быть оправданны улучшением продукции или производства
необходим дополнительный (резервный) компьютер, поскольку сбой автоматического управления контроллера является неприемлемым.