4.4. Обеспечение асутп.

4.4.1. Техническое обеспечение АСУТП.

4.4.1.1. Разработка и описание структурной схемы комплекса технических средств (КТС).

В данном пункте обосновывается предлагаемая структура СУ с указанием пунктов контроля. Описывается совместная работа элементов КТС.

4.4.1.2. Описание используемой низовой автоматики (датчики, преобразователи, исполнительные механизмы).

Определяются общие принципы выбора датчиков по группам параметров - температура, давление, уровень... Отмечаются нетрадиционные средства измерения или использование традиционных в качестве нетрадиционных. Особое внимание следует обратить на связь датчиков и исполнительных механизмов с САУ.

• датчики;

• преобразователи (телеметрия);

• исполнительные механизмы;

• средства контроля и управления (вторичные приборы).

3. Выбор типа технологической станции (микропроцессорного контроллера - МПК).

В данном разделе описываются варианты использования различных микропроцессорных контроллеров, позволяющих решить поставленную задачу. Дается обоснование конкретного технического средства:

4.4.1.3.1. Краткие технические характеристики:

• решаемые задачи;

• область применения;

• количество каналов ввода-вывода;

• краткое описание модулей:

а) процессорный (тип процессора, объем ОЗУ, ПЗУ);

б) ввода-вывода (количество каналов, уровни сигналов - для ЦАП, АЦП - точность, для выходных ключей - коммутационная способность);

• показатели надежности;

• питание.

4.4.1.3.2. Описание конструктивного исполнения МПК или блоков ПТК:

• приборное, шкафное, степень защиты;

• количество посадочных мест в каркасе;

• состав базового комплекса;

• состав проектно-компонуемого комплекта.

В конце данного раздела следует указать полное условное обозначение контроллера, расположение модулей в каркасе и спецификацию заказа.

3. Описание схем подключений и соединений.

В данном разделе необходимо привести описание схемы подключения датчиков и исполнительных механизмов с указанием типовых каналов ввода-вывода (ввод-вывод стандартных сигналов) и специализированных. Приводятся необходимые расчеты схем согласования уровней сигналов. Обосновывается использование дополнительных модулей и блоков.

4. Операторские станции.

Определяется количество и требуемая конфигурация операторских станций. Комплектация осуществляется отдельно по каждому пункту контроля и управления.

5. Локальные управляющие вычислительные сети (ЛУВС) и средства межмашинного интерфейса.

В данном разделе осуществляется выбор протокола и програмно-аппаратных средств реализации межмашинного интерфейса. Описывается структура и топология ЛУВС. Особое внимание уделяется описанию схем подключения (см. черт. ”схема подключения МПК”) к ЛУВС и выбору сетевых адаптеров.

6. Подсистема противоаварийной защиты (ПАЗ) и технологических блокировок (ТБ).

Приводится описание системы ПАЗ и ТБ в случае использования выделенных или специализированных технических средств. Указывается структура ПАЗ и ТБ и осуществляется выбор технических средств согласно п. 4.4.1.3.

4.4.2. Информационное обеспечение - совокупность сведений о потоках и массивах информации, характеризующих состояние автоматизированного технологического комплекса.

1. Описание системы классификации и кодирования технической и технико-экономической информации:

Т 003

поз. по ФСА

температура

ТС2 \ Вх27

Вход аналоговый №27

Технологическая станция №2

Система классификации основывается на правилах описания информа-ционных каналов для конкретных технических средств. (Для РЕМИКОНТА Р-120 тип и номер канала соответствует коду конфигурации: Р-120-2\1.3.3).

Например: пусть Т003 - температура с датчика ТЕ позиции 3 по функциональной схеме автоматизации ФСА.

2. Перечень и характеристики сигналов о ТОУ.

В соответствии с выбранной системой классификации заполняются таблицы 2 и 3.

Таблица 2. Функции информационной подсистемы АСУТП.

Параметр по ФСА	Диапа-зон изме-рения па-раметра	Тип и номер канала	Значение (%, техн. Ед) в СУ	Код в СУ	Частота опроса, Гц	Функция
3а	20 - 150	ТС21ВхА027	0...100	Т003	2	фильтр, ПИД-регулирование, подать на вых АВ003
LS поз. 17а (датчики уровня)	0...2 м	ТС2 \ ВхА035	вкл/откл 1/0	LS017	3	Сигнализация при LS017>1

Таблица 3. Функции управляющей подсистемы АСУТП.

ИМ по ФСА	Тип и номер канала	Значение (%откр, вкл/откл)	Код в СУ	Функция по каналу
поз. 3е поз. 17д	ТС2\ВыхА12 ТС7\ВыхД04	%открытия вкл/откл	АВ003 ДВ007	ПИД см. [алгоритмы] програмно-логическое управление, блокировка при L17>2 м.

3. Описание массивов информации, форм документов и видеокадров.

В данном разделе разрабатывается состав и структура видеокадров:

Видеокадр представляет собой отображение на экране дисплея информации о работе технологического объекта управления, состоящее из:

• статических мнемосхем процесса;

• связываемых с ней динамических элементов (переменных значений параметров).

Вид и возможности видеокадров определяются выбранным программным пакетом SCADA.

Структура видеокадров. Весь процесс разбивают на несколько кадров.

Заставка процесса

Кадр 3

Кадр 1

Кадр 2

1.2.

1.1.

3.1.

В каждый конкретный момент времени на экране изображается, как правило, только один видеокадр. Необходимо предусмотреть систему мер, позволяющих оперативно перемещаться из одного в другой (например из 1.2. в кадр 2).

Группы видеокадров:

1. Видеокадры контроля параметров процесса.

2. Видеокадры контроля хода периодических процессов. Добавляются показания положения оборудования (откр/закр).

3. Видеокадры настройки регуляторов по отдельным контурам.

4. Видеокадры контроля состояния оборудования.

5. Видеокадры расчетных технологических задач.

6. Видеокадры бланков.

4.4.3. Метрологическое обеспечение - совокупность работ, проектных решений, технических и программных средств, а также организационных мероприятий, направленных на обеспечение заданной точности измерения. Основные документы: ГОСТ 8.437-81, ГОСТ 326-78.

Основным понятием является измерительный канал, представляющий собой последовательное соединение измерительных элементов, выполняющее заполненную функцию от восприятия измеряемой величины до индикации или регистрации результата измерения включительно.

Структура схемы типовых измерительных каналов.

Y

преобразователь

Д

датчик

1 )

Y

Д

f(x)

Средства

передачи СП-1

Средства

передачи СП-2



. . .

п

2 )

. . .

Монитор

Все используемые средства должны входить в гос. реестр средств измерения. В данном разделе указываются все применяемые сочетания технических средств автоматизации. Данные по метрологическим показателям элементов сводятся в таблицу 4.

БПС-24П

CО (станция оператора)

Сапфир 22-ДД

ТС

Таблица 4. Погрешность средств измерительного канала.

№	Наименование	Погрешность
1	Сапфир-22ДД
2	БПС-24П

Расчет метрологических характеристик производится в соответствии с методическими указаниями МИ 1805-87. Все данные сводятся в таблицу “Метрологические характеристики измерительных каналов”.

Таблица 5. Метрологические характеристики измерительного канала.

№	Наименование канала	Состав измерительного канала	Среднеквадратичное отклонение
1	Перепад давления	Сапфир-22ДД, БПС-24П, ТС, СО, БП-П, ...	0,24

4.4.4. Математическое обеспечение (МО) представляет собой комплекс математических методов, моделей и алгоритмов, на основании которых разрабатывается программное обеспечение.

При использовании устройств с жесткими алгоритмами работы в математическом обеспечении дается расчет коэффициентов настройки.

1. МО интеллектуальных преобразователей:

• линеаризация нелинейных зависимостей;

• масштабирование;

• сигнализация отклонений.

2. МО технологических станций.

1. МО регулирующих технологических станций. Указываются функциональные схемы контуров регулирования с выбором и расчетом коэффициентов регулирования.

АВ003

Т003

Функция масштабирования и фильтрации

Регулятор

ЗДН

4.4.4.2.2. МО логических технологических станций. Алгоритм работы по контуру управления.

Т003

нет

Т003>100

да

Блокировка ДВ003

. . .

4.4.4.2.3. Обоснование применения нестандартных алгоритмов.

3. МО операторских станций.

В данном разделе обосновывается применение в разрабатываемой АСУТП следующих видов МО:

1. Моделирование объектов и систем управления.

2. Экспертные системы реального времени (описания).

3. Задачи сложной обработки технологической информации.

4. Расчет технико-экономических параметров.

4.4.5. Программное обеспечение.

Это совокупность программ и эксплуатационной программной документации, необходимых для регулирования функций АСУТП и заданного режима функционирования.

Здесь описывается выбор базового пакета программ для реализации АСУТП и обоснование этого выбора.

4.4.5.1. Программное обеспечение технологических станций. Сюда входит описание работы контроллера ТС:

а) описание (программирование) общих параметров (для РЕМИКОНТА - код конфигурации, время цикла);

б) функциональные схемы алгоритмов и таблицы конфигураций. Описывается, какие алгоритмы и средства контроллера будут использоваться для реализации математического обеспечения;

в) приводятся листинги программ, написанных на технологических языках программирования (адаптированных для выполнения конкретного технологического процесса);

г) таблицы коэффициентов. Составляются таблицы коэффициентов, используемых в данном контроллере с учетом единиц размерностей, применяемых на данной технологической станции.

4.4.5.2. Программное обеспечение операторских станций. От обычной ЭВМ отличается только средствами повышения надежности:

а) общее программное обеспечение, куда включаются:

• операционная система (реального времени для настоящих АСУТП);

• система управления базой данных;

• организующая;

• служебная;

• диагностирующие программы;

• средства визуализации процесса.

б) специализированное программное обеспечение. Это совокупность программ, реализующих информационные и управляющие функции конкретной АСУТП.

В этом пункте указывается список заказываемых программных продуктов с кратким описанием назначения и способов использования.

4.4.6. Организационное обеспечение представляет собой совокупность описаний функций и режимов работ АСУТП, а также технической и организационной структур.

4.4.7. Лингвистическое обеспечение - описание языковых средств общения оперативного технологического персонала с операторской станцией.