4.2. Асу вентиляции и кондиционирования
4.2.1. Автоматизированная система управления вентиляцией и кондиционированием
Обязательным условием высокого и стабильного качества продукции любого производства является постоянное и точное соблюдение параметров микроклимата в производственных помещениях. В большинстве случаев выполнить это условие достаточно сложно ввиду наличия либо устаревшего вентиляционного оборудования, либо отсутствия высококвалифицированных специалистов. Одним из основных решений в обеспечении указанных условий является включение в процесс производства автоматической системы управления вентиляцией и кондиционирования, что позволяет с оптимальной производительностью, высокой точностью и стабильностью обеспечивать необходимый для любого технологического процесса микроклимат.
Предлагаемая автоматизированная система управления вентиляцией и кондиционированием (далее по тексту - система) предназначена для поддержания заданной температуры и влажности в обслуживаемом помещении в автоматическом режиме. Кроме этого в состав системы могут входить датчики - газоанализаторы (например, анализатор содержания СО, что позволяет контролировать и поддерживать концентрацию газа на заданном уровне.
Принципы построения системы
Структурная схема системы представлена на рисунке 4.6. Система может иметь в своём составе несколько независимых магистралей, обеспечивающих контроль и поддержание заданных параметров в разных обслуживаемых помещениях.
Система построена по трёхуровневой иерархической схеме. На верхнем уровне помещён управляющий компьютер он же выполняет функции сервера АСУ, на который сведены: пульт оператора системы вентиляции и пульты других пользователей (отделы главного технолога, главного энергетика, главного механика и т. д.). Под управлением пульта оператора работают удалённые системы сбора и обработки данных, которые в свою очередь принимают и обрабатывают информацию с датчиков и выдают управляющие сигналы на агрегаты и механизмы. Система выполняет все функции контроля и управления процессом поддержания необходимого микроклимата в автоматическом режиме.
В системе заложена возможность наращивания аппаратных и программных средств.
Верхний уровень системы - управляющий IBM-совместимый компьютер, который отвечает за характеристики процесса поддержания микроклимата в целом и подготовку необходимых данных для пульта оператора. Заложенные в главный компьютер функции сервера АСУ позволяют формировать архив фактических параметров процесса вентиляции, а также архив по учёту расходных материалов. Формирование архива ведётся по техническому заданию заказчика. Наличие указанного архива позволяет в более короткие сроки и с большей экономией расходных материалов выводить оборудование на рабочий режим при изменениях в технологическом процессе. В качестве сервера АСУ главный компьютер может быть встроен в локальную сеть предприятия, что позволяет осуществить взаимодействие между уровнями производства и управления, такими как система планирования ресурсов предприятия, система управления материальными потоками, система управления основными производственными фондами.
Рис. 4.6. Структурная схема системы
Средний уровень - пульт управления оператора и пульты других пользователей, которые позволяют полностью контролировать и управлять всеми процессами в режиме автоматической работы, при необходимости вносить корректировки или управлять этими процессами в ручном режиме, а так же формировать отчеты по прохождению расходных материалов. Формирование отчётов ведётся по формам, утверждённым заказчиком.
Пульты оператора и пользователей выполнены на IBM-совместимых компьютерах с операционной системой Windows 98 и инструментальной системой «Good Help», на основе которой строится графическая визуализация системы управления, позволяющая выполнять все указанные функции системы.
Пульт оператора управляет работой системы вентиляции и кондиционирования и позволяет в режиме реального времени:
- контролировать и поддерживать заданные температуру, влажность и содержание СО2 в обслуживаемых помещениях; - индицировать в цифровом и графическом виде температуру, влажность, и содержание СО2 в обслуживаемых помещениях; - индицировать в цифровом и графическом виде температуру и влажность наружного воздуха; - индицировать состояния задвижек, вентиляторов, клапанов, насосов и прочего оборудования; - формировать и архивировать аварийные сообщения оператору в случае отклонения текущих параметров процесса от заданных, в случае выхода из строя или сбоев оборудования; - проводить диагностику и тестирование оборудования и программного обеспечения с архивацией результатов тестирования; - вести и архивировать журналы по учёту оборудования, учёту ремонтов и профилактик оборудования; - вести учёт времени работы оборудования; - вести и архивировать журналы по учёту расходных материалов; - формировать и архивировать отчеты по прохождению расходных материалов. При формировании отчёта фиксируются: дата, время, № смены, сорт (наименование), параметры, количество, номера сопроводительных документов (накладная, аналитический лист и т.д.), ФИО ответственного лица. Пульты других пользователей позволяют в режиме реального времени: - контролировать параметры микроклимата в обслуживаемых помещениях; - контролировать состояние оборудования и механизмов; - просматривать архив данных процесса вентиляции и архив аварий; - просматривать журналы по учёту оборудования, учёту ремонтов и профилактик оборудования; - просматривать журналы по учёту расходных материалов; - просматривать отчёты по прохождению расходных материалов; Человеко-машинные интерфейсы выполнены максимально удобными для оператора, что позволяет оператору иметь минимальный опыт работы с компьютером. Вид экрана монитора пульта управления оператора системы вентиляции и кондиционирования показан на рисунке 4.7.
Нижний уровень - система удалённого сбора и обработки данных. Система построена на основе РС - совместимого промышленного контроллера (ПК) серии ROBO-3140 и комплекта модулей серии1-7000 фирмы ICP CON (модули дискретного и аналогового ввода/вывода). Модули предназначены для сбора и обработки информации с датчиков уровня, расходомеров, датчиков температуры и давления, и для формирования и передачи управляющих команд на исполнительные механизмы: насосы, запорные клапаны, мешалки. Связь между пультом управления и контроллерами, а также между контроллерами и модулями осуществляется с использованием интерфейса RS-485.