Виды подсистем в асу тп.
Система - комплекс элементов, находящихся во взаимодействии. Подсистема или часть системы - совокупность элементов (алгоритмов), объединенных единым процессом функционирования, которые, взаимодействуя, реализуют определенную операцию (программу), необходимую для достижения цели, поставленной перед системой в целом.
Дальше читаем еще раз вопрос № 5 и 8.
Виды программного обеспечения в асу тп.
Программное обеспечение АСУТП. Программное обеспечение современной АСУТП должно состоять из следующих компонент:
1. Операционная система реального времени для ПЛК (программного логического контроля).
2. Система программирования и отладки прикладных программ для ПЛК.
3. Комплекты прикладных программ для ПЛК, реализующих функции для конкретной АСУТП.
4. Операционные системы для промышленного компьютера.
5. Системы для конфигурирования и выполнения на промышленном компьютере функций человеко-машинного интерфейса, сбора, обработки данных и супервизорного управления конкретным технологическим объектом. Эти системы программирования называются системами SCADA.
Наличие современной системы программирования является одним из самых главных факторов при выборе базиса построения АСУТП.
Состав полевого оборудования в асу тп.
Автоматизированная система управления (АСУ) технологическим процессом (ТП) – собирательный термин, имеющий отношение ко всему многообразию управляющих компьютерных устройств и их объединений, которые имеют целью обеспечить управление разнообразными процессами.
Рисунок 1 Обобщенная архитектура АСУ ТП
На рисунке 1 представлена схема комплекса технических средств многоуровневой системы управления, обобщающая многочисленные применения таких систем для управления технологическими процессами нефтяной и газовой промышленности.
Как правило, это двух- или трехуровневые системы, и именно на этих уровнях реализуется непосредственное управление технологическими процессами. Специфика каждой конкретной системы управления определяется используемой на каждом уровне программно - аппаратной платформой.
Структура АСУ ТП должна содержать следующие подсистемы:
1. Полевое оборудование, включающее в себя интеллектуальные средства измерения, контроля, регулирующие отсечные и запорные клапаны, электроприводы.
2. Кабельные линии связи, кроссовое оборудование.
3. Барьеры искробезопасности, нормирующие преобразователи.
4. Программируемые контроллеры, модули ввода - вывода аналоговых и дискретных сигналов.
5. Операторские станции – компьютеры, устройства на магнитных носителях, мониторы, печатающие устройства и так далее.
6. Кабельные, оптоволоконные и радиоканалы связи.
7. Система пожарной автоматики и контроля загазованности.
8. Система бесперебойного электропитания.
Нижний уровень (полевой) – уровень объекта (контроллерный) – включает различные датчики (измерительные преобразователи) для сбора информации о ходе технологического процесса, электроприводы и исполнительные устройства для реализации регулирующих и управляющих воздействий. Датчики поставляют информацию локальным контроллерам (PLC), которые могут обеспечить реализацию следующих функций:
сбор, первичная обработка и хранение информации о состоянии
оборудования и параметрах технологического процесса;
автоматическое логическое управление и регулирование;
исполнение команд с пункта управления;
самодиагностика работы программного обеспечения и состояния самого контроллера;
обмен информацией с пунктами управления.
Так как информация в контроллерах предварительно обрабатывается и частично используется на месте, существенно снижаются требования к пропускной способности каналов связи.
В качестве локальных PLC в системах контроля и управления различными технологическими процессами в настоящее время применяются контроллеры как отечественных, так и зарубежных производителей. На рынке представлены многие десятки и даже сотни типов контроллеров, способных обрабатывать от нескольких десятков до нескольких тысяч и даже десятков тысяч переменных.
Разработка, отладка и исполнение программ контроллерами осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения, широко представленного на рынке. Это, прежде всего, многочисленные пакеты программ для программирования контроллеров, предлагаемые производителями аппаратных средств. К этому же классу инструментального ПО относятся и пакеты ISaGRAF (CJ International France), InConrol (Wonderware, USA), Paradym 31 (Intellution, USA), имеющие открытую архитектуру.
Информация с локальных контроллеров может направляться в сеть диспетчерского пункта непосредственно, а также через контроллеры верхнего уровня (см. рис. 1). В зависимости от поставленной задачи контроллеры верхнего уровня (концентраторы, коммуникационные контроллеры) реализуют различные функции. Некоторые из них перечислены ниже:
сбор данных с локальных контроллеров;
обработка данных, включая масштабирование;
поддержание единого времени в системе;
синхронизация работы подсистем;
организация архивов по выбранным параметрам;
обмен информацией между локальными контроллерами и верхним уровнем;
работа в автономном режиме при нарушениях связи с верхним уровнем;
резервирование каналов передачи данных и др.
Полевой уровень этой схемы (рисунок 1) составляют измерительные приборы и исполнительные механизмы. Приборы могут быть аналоговыми или цифровыми (интеллектуальными). Аналоговые представляют измеренную величину в форме определенного значения напряжения или силы тока. Цифровые приборы имеют встроенные логические схемы, они представляют измеренную величину в виде сигнала, соответствующего спецификации протокола передачи данных, определенного для этих устройств. Для обмена информацией с приборами первого вида необходимо использовать аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. С приборами второго типа можно обмениваться информацией непосредственно по сети передачи данных.
Таким образом полевой уровень АСУ ТП относятся:
датчики и чувствительные элементы (ЧЭ) параметров хода производственного процесса;
усилители различного функционального назначения и различной физической природы;
стабилизаторы;
переключательные и логические элементы;
исполнительные и логические элементы;
исполнительные сервоприводы различного функционального назначения и различной физической природы;
устройства питания.
Применяющиеся для автоматизации производства датчики производственных параметров, обладающие электрическим выходом, можно подразделить на две группы:
параметрические;
генераторные.
Параметрические датчики изменяют в ответ на изменение измеряемого производственного параметра какой–либо свой параметр.
Чаще всего этим изменяемым параметром датчика является омического сопротивление его ЧЭ. Питание такого параметрического датчики осуществляется от внешнего источника энергии, и величина подводимой энергии во всем диапазоне измерений остается неизменной.
Характерным примером такого рода датчика может служить термометр сопротивления.
Генераторные датчики выдают на выход измерительный сигнал за счет собственной внутренней энергии и не нуждаются в каких–либо внешних источниках. Характерным примеров такого датчика может служить датчик скорости вращения тахогенератора.
К параметрическим датчикам относятся:
резистивные;
индуктивные;
трансформаторные;
емкостные.
К генераторным датчикам относятся:
термоэлектрические;
индукционные;
пьезоэлектрические;
фотоэлектрические.
Развиваемая тахогенератором ЭДС может быть пропорциональной скорости вращения его ротора.
По принципу измерений устройства получения информации, используемые для автоматизации производственных процессов, подразделяются на измерительные системы с абсолютным отсчетом и измерительные системы с циклическими датчиками.
В измерительных системах с абсолютным отсчетом для каждого разряда измерения используется свой датчик, цена деления выходного сигнала которого соответствует данному разряду.
Измерительные системы с циклическими датчиками содержат один датчик точного отсчета, соответствующий младшему разряду измеряемой величины, а показания в более старших разрядах формируются путем подсчета числа циклов этого датчика.
Примерами обоих типов измерительных систем могут служить датчики координатных перемещений в газовых компрессорах, станках ЧПУ.
Названные выше компоненты нижнего уровня систем автоматизации производства служат для различного преобразования полученной информации и формирования на этой основе управляющих воздействий, поступающих на исполнительные устройства.
Исполнительные устройства являются последним звеном в системах управления и через согласующие механизмы воздействуют на режим функционирования управляемого объекта.
В зависимости от характера движения рабочего органа исполнительные устройства подразделяются на три группы:
исполнительные устройства с линейным движением;
исполнительные устройства с поворотным движением (т. е. с вращением в пределах одного оборота выходного вала);
исполнительные устройства с вращательным движением (т. е. с вращением, превышающим один оборот выходного вала).
По виду используемой энергии исполнительные устройства подразделяются на электрические, гидравлические и пневматические.
К электрическим исполнительным устройствам относятся различного рода электродвигатели, электромагнитные муфты, втяжные и поворотные электромагниты, электромагнитные реле, электромагнитные контакты и др.
Гидравлические исполнительные устройства включают в себя различного рода силовые цилиндры, поршневые двигатели, шестеренные двигатели, лопастные двигатели, управляемые клапаны и регуляторы и др.
Пневматические исполнительные устройства также включают в себя различного рода силовые цилиндры, поршневые и лопастные двигатели, управляемые клапаны, а также диафрагменные приводы (главным образом, для задач зажима) и др.