11. Выбор модуля.

Согласно выбранному промышленному компьютеру в курсовой работе для создания АСУ ТП РОУ, в качестве базовой техники автоматизации принята техника электротехнической фирмы Schneider Electric. Программируемый логический контроллер серии PREMIUM фирмы Schneider Electric специально разработан для применения в системах АСУ ТП с критичными по времени выполнения задачами. Типовое время цикла ЦПУ составляет 5-10мс для быстрой задачи и 20-200 для периодической задачи. Внешний вид ПЛК приведен ниже.

В зависимости от решаемых задач автоматизации, пользователю предлагается несколько типов процессоров, которые различаются между собой по быстродействию, объему памяти и адресуемому пространству ввода/вывода.

Одним из основных достоинств контроллеров серии PREMIUM является гибкая система ввода/вывода, которая позволяет организовать любые конфигурации.

Различают три основных типа ввода/вывода: шина BUS-X, AS-интерфейс для интеллектуальных датчиков и полевая шина ввода/вывода FIPIO.

Под шиной BUS-X следует понимать модули ввода/вывода PREMIUM, установленные в специальные шасси и соединенные между собой специальным кабелем, суммарная длина которого может достигать 100 метров. Шина BUS-X обеспечивает подключение до 8 шасси на 12 установочных мест или 16 шасси на 4, 6, и 8 установочных мест.

AS-интерфейс – это специализированная шина для подключения интеллектуальных датчиков и различных интеллектуальных устройств сигнализации, индикации и сбора данных. Для организации шины требуется специальный коммуникационный модуль, специальный блок питания и специальный 2-х проводный кабель, на который подсоединяются внешние устройства. По этому кабелю обеспечивается как питание внешних устройств, так и передача информации.

Полевая шина ввода/вывода FIPIO предназначена для использования в качестве удаленного ввода/вывода модулей платформы MODICON MOMENTUM, частотных преобразователей ALTIVAR, операторских панелей MAGELIS, а так же другого оборудования, поддерживающего протокол FIPIO. Обмен информацией между центральным процессором PREMIUM и удаленным вводом/выводом обеспечивается специальным коммуникационным модулем, интегрированным в некоторые модели ЦПУ - менеджером FIPIO. На шине FIPIO может быть только один менеджер. Каждое удаленное устройство ввода/вывода, должно иметь интегрированную или устанавливаемую опционально коммуникационную плату. Всего шина FIPIO поддерживает до 127 устройств ввода/вывода.

Для питания шасси используются модули питания одинарной или двойной ширины. Габарит модуля зависит от его мощности. Характерной особенностью модулей питания PREMIUM является наличие у них “сторожевого” реле, которое замыкает/размыкает свой контакт в функции состояния ЦПУ и исправности электропитания. Используя контакты этого реле, легко реализовать функцию “безопасного останова” в случае каких-либо нарушений в работе логического контроллера.

Платформа MODICON PREMIUM имеет широко развитую номенклатуру модулей ввода/вывода и специализированных модулей, которая отвечает самым высоким требованиям современных систем АСУ ТП.

В системе АСУ ТП РОУ используются следующие аппаратные средства ПЛК:

- шасси TSX RKY 8EX на 8 мест;

- центральный процессор TSX P57 4824M с интегрированным коммуникационным контроллером ETHERNET;

- модуль дискретного ввода TSX DEY 64D2K на 64 входа с уровнем 24В постоянного тока;

- модуль дискретного вывода TSX DSY 32T2K на 32 выхода с уровнем 24В постоянного тока и нагрузкой 0.5А на каждый выход;

- модуль аналогового вывода ТSX ASY 410 на 4 универсальных изолированных выхода;

- модуль аналогового ввода ТSX AEY 810 на 8 изолированных входов напряжения или тока;

- модуль питания TSX PSY 5500M.

В Modicon Premium интегрировано большое количество данных для отслеживания производственного процесса, имеется свободный доступ к программированию, а также свобода связи, благодаря чему обеспечивается высокая производительность, сокращается время производственного цикла и исключается необходимость в оптимизации.

- 5 языков МЭК, стандартная версия: LD, ST, FBD, SFC, IL.

- Высокоэффективные ЦП со скоростью 37 нс на инструкцию и до 7 Мб программы.

- Многозадачная система высокого уровня.

- Компактная система (модули очень высокой плотности размещения) в расширенных архитектурах (распределение до 16 стоек в режиме реального времени без повторителя).

- Обширный каталог прикладных модулей (безопасность, обработка рефлексов, счетчики, позиционное управление, движение, взвешивание, хранение данных)Новые высококлассные процессоры.

- Все службы Ethernet TCP/IPTransparent Ready: cканирование ввода/вывода, Global Data, веб-сервер, обмен сообщениями по электронной почте, прямой доступ к базам данных, TCP Open, Network Time Protocol и т.д.

- Множество встроенных портов: USB-порт, порт Ethernet TCP/IP с веб-сервером, CANopen или главный порт FIP, последовательный порт Modbus.

- Широчайшее на рынке предложение интерфейсов обмена данными: AS-Interface, Modbus Plus, INTERBUS или PROFIBUS DP.

Для реализации задач уровня управления и визуализации АСУ ТП HJE на базе графической панели MAGELIS будет использовано системное программное обеспечение Vijeo Designer фирмы Schneider Electric.

Для реализации задач уровня контроллерного управления АСУ ПМЧГ будет применено системное программное обеспечение UNITY PRO фирмы Schneider Electric.

Vijeo Designer.

Многоплатформенное программное обеспечение Vijeo Designer предназначено для создания приложения человеко-машинного интерфейса в автоматизированных системах. Vijeo Designer может создавать приложения для следующего оборудования:

- новые графические сенсорные терминалы Magelis XBT G и XBT GT;

- бездисковые (Magelis Smart iPC) и компактные (Magelis Compact iPC) индустриальные компьютеры.

Vijeo Designer, с соответствующими терминалами, предлагает решения для любого требовательного разработчика, за счет простой программной настройки. Наличие поддержки видео в Vijeo Designer позволяет использовать Magelis в новых типах приложений. Пользователь может наблюдать сам процесс производства как в реальном времени, так и в записи в один момент времени и на одном экране.

Vijeo Designer использует Ethernet TCP/IP коммуникацию в Magelis для удаленного доступа через WEB шлюз, а также для совместного использования данных между несколькими терминалами, передачи рецептов, архивов и многое другое – все с использованием встроенных средств безопасности.

Встроенный WYSIWYG (1) симулятор позволяет отладить приложение, не загружая его в терминал XBT G/GT или Magelis iPC, существует два режима: полная «симуляция» совместно с симулятором переменных ПЛК (вх/вых, внутренние биты и слова), а также «симуляция устройства», который позволяет подключиться к ПЛК и работать с реальными данными.

UNITY PRO.

UNITY PRO – ключевая программа, позволяющая выполнять управление всеми составными частями проекта для логических контроллеров PREMIUM, осуществлять быстрый поиск необходимых компонентов, производить запуск необходимых инструментальных средств. Программирование максимально адаптировано к технологическому процессу. В распоряжении пользователя есть несколько вариантов написания программного обеспечения:

- релейно-контакторная логика;

- функциональные блоки;

- язык высокого уровня типа Паскаль.

Система контроля и регулирования.

Потребительские характеристики системы.

Проектируемая АСУ ТП РОУ обеспечивает следующие потребительские характеристики:

- оперативная диагностика состояния основного технологического оборудования, средств автоматизации и управления;

- опрос сигналов от датчиков с выходным сигналом 4-20мА с периодичностью не более 0.1 сек;

- реакция на управляющее воздействие не более 0.05 сек;

- смена видеокадров с периодичностью не более 3 сек;

- смена положения коммутационной аппаратуры на кадрах визуализации, запаздывание не более 0,5 сек;

- смена цифровых значений на кадрах визуализации, запаздывание не более 0,5 сек;

- представление аварийных сигналов с задержкой не более 0,5 сек;

- изменение длин линий гистограмм с запаздыванием не более 1,0 сек;

- изменение показаний квазианалоговых индикаторов на видеомониторе с запаздыванием не более 0,2 сек;

- задержка представления аварийных сигналов не более 0,5 сек.

Функции системы.

По отдельным механизмам, устройствам и технологическим системам объем выполняемых АСУ ТП РОУ функций следующий:

1. Регулирующий клапан давления пара после РОУ:

- местное и дистанционное управление клапаном;

- дистанционный контроль, регистрация и автоматическое управление клапаном.

2. Регулирующий клапан температуры пара после РОУ:

- местное и дистанционное управление клапаном;

- дистанционный контроль, регистрация и автоматическое управление клапаном.

Информация о текущих значениях технологических параметров снимается с контролируемых точек РОУ при помощи преобразователя давления JUMO dTRANS p30 и преобразователя термоэлектрического ТХК (термопара) с измерительным преобразователем модульным ИПМ 0399/М3.

Принципы организации информационного обеспечения.

Все входные и выходные сигналы отображаются в оперативной памяти управляющего контроллера.

Наиболее важная информация хранится в энергонезависимом ОЗУ. Программы пользователя хранятся в энергонезависимом ОЗУ (питание поддерживается буферной батареей).

Для более легкого понимания алгоритмов и программ идентификаторы всех переменных (в том числе входных и выходных сигналов) и константы несут смысловую нагрузку.

Все сообщения, выводимые прикладным программным обеспечением на АРМ оператора, используют кириллицу и русский язык.

Распределение информации по типам носителей.

Внутримашинная информационная база размещается в оперативной памяти контроллера (ОЗУ), перепрограммируемом постоянном запоминающем устройстве контроллера (ППЗУ), на жеcтком магнитном диcке типа "Винчеcтеp" устройства программирования.

По типам носителей информация pаcпpеделяетcя следующим образом:

- пользовательское ПО записывается в память контроллера – энергонезависимое ОЗУ, поддерживаемая буферными батареями;

- программный проект, включающий в себя исходные тексты программ, в процессе создания и эксплуатации хранится на жестком магнитном диске программатора;

- гибкий магнитный диcк иcпользуетcя для хpанения cтpаховых копий программного проекта, в качестве хранителя страховых копий проекта может выступать также и Flash Card контроллера.

Описание видов и методов контроля в маршрутах обработки данных.

При вводе информации обязательным является:

- контроль на допустимость (граничные значения);

- контроль отработки по времени;

- контроль наличия всей совокупности используемых сигналов при выполнении отдельных операций.

Информационный обмен по сети Ethernet проверяется стандартными методами. Информация, прошедшая контроль на достоверность, используется в системе. В противном случае формируется и выдается диагностическое сообщение об отказе или нештатной ситуации на АРМ оператора.

Отображение информации на экране графической сенсорной панели Magelis осуществляется в виде мнемосхем, которые создаются с помощью специального графического редак тора. Мнемосхема представляет собой условное графическое изображение технологической схемы РОУ.

В протоколе событий отображаются все изменения дискретных параметров и модулей управления за последние 12 часов. Перемещение по протоколу возможно как построчно, так и постранично. В нижней строке жестко выведено последнее событие. Оператор имеет возможность наблюдать точные числовые значения параметров.

Дистанционное управление объектом осуществляется с графической сенсорной панели Magelis при наличии изображения этого объекта в окне управления на дисплее. Управление осуществляется с помощью нажатия на определенные сегменты мнемосхемы РОУ. Объектами дистанционного управления являются исполнительные механизмы регулирующих клапанов.

Помимо управления исполнительными механизмами путем подачи команд «открыть», «закрыть», «стоп», оператор имеет возможность переводить режим работы арматуры на автоматическое управление от логических схем функционально-группового управления или регуляторов более высокого уровня, включать/отключать блокировки и схемы автоматического ввода резерва. Оператор имеет возможность отключения регулятора и перевода на ручное управление. В случае исчерпания регулировочного диапазона какого-либо регулирующего органа производится изменение структуры системы регулирования согласно алгоритму. При этом качество регулирования технологических параметров сохраняется.

Составление спецификации.

Таблица 2

Наименование	Тип оборудования	Количество