Методические указания к выполнению лабораторной работы

«Разработка SCADA системы одноконтурной САР температуры верха ректификационной колонны»

Цель работы:

1. Используя функциональные блоки системы iFIX разработать динамическую модель объекта управления (апериодическое звено первого порядка с запаздыванием (ФБ LL – LeadLag и DT - DeadTime) (по каналу расход острого орошения – температура верха колонны);

2. С помощью функционального блока PID смоделировать систему регулирования температуры верха колонны.

3. Средствами iFIX отобразить технологический объект на мнемосхеме. Обеспечить возможность изменения с мнемосхемы режима работы регулятора температуры верха колонны, его задания, а в ручном режиме регулятора предусмотреть возможность управления непосредственно положением клапана расхода острого орошения.

4. Включить накопление истории по регулируемому параметру и отобразить на мнемосхеме исторический тренд.

5. Отладить работу системы регулирования и элементы управления ею на мнемосхеме.

6. Используя программные модули системы iFIX разработать на языке VBA модели объекта управления и регулятора, аналогичные п.1 и 2. Обеспечить функционирование разработанных моделей в реальном времени.

7. Адаптировать разработанную ранее мнемосхему для управления технологическим объектом и регулятором, созданными программным путем. При этом функциональность мнемосхемы должна соответствовать п.3.

8. Отладить работу системы регулирования и элементы управления ею на мнемосхеме.

9. Сделать выводы по работе.

Технологическая схема процесса

Последовательность выполнения работы:

1. Разработка структурной схемы связи функциональных блоков для моделирования средствами scada технологического процесса и сар.

Рис.1 Структурная схема базы данных iFIX для моделирования технологического процесса и системы автоматического регулирования

Функциональное назначение блоков структурной схемы описано в таблице 1.

Таблица 1

Функциональное назначение блоков базы данных iFIX

Имя ФБ	Тип ФБ	Назначение ФБ
PID_UP	PID	ПИД-регулятор температуры верха
MV_UP	CA	Суммирование сигнала с регулятора и внутреннего возмущения
VZM_VNUTR	AI	Внутреннее возмущение в системе регулирования
K_UP	RB	Реализация коэффициента усиления модели технологического объекта
LL_UP	LL	Реализация апериодического звена первого порядка модели технологического объекта
DT_UP	DT	Реализация запаздывания модели технологического объекта
T_UP	CA	Суммирование смещения для температуры (внешнее возмущение) и сигнала с модели технологического объекта, т.е. моделирование абсолютного выхода объекта управления
T_UP_SM	AI	Смещение температуры, т.е. задание базовой температуры, а также реализация внешнего возмущения в системе регулирования

Модель технологического объекта имеет следующую передаточную функцию:

Данные параметры модели технологического объекта используются при конфигурировании функциональных блоков базы данных iFIX. Для определения назначения тех или иных полей конфигурационных окон функциональных блоков рекомендуется пользоваться справкой по функциональным блокам Администратора базы данных, а также контекстной справкой, вызов которой возможен с помощью функциональной клавиши F1 или кнопкой со знаком вопроса .

В качестве начальных настроек регулятора рекомендуется принять

К_Р = 1;

Т_и = 10 с;

При отладке разработанной SCADA системы студент изменяет настроенные параметры с целью получения приемлемых переходных процессов в системе регулирования при отработке САР изменения задания, а также внутреннего и внешних возмущений.

При разработке операторского интерфейса на мнемосхему выводятся следующие параметры

Наименование параметра	Ввод данных	Наименование поля вывода
Задание регулятора	По месту	PID_UP.F_TV1
Режим работы регулятора	По месту	PID_UP.A_AUTO
Положение клапана	По месту	PID_UP.F_CV
Внутреннее возмущение	По месту	VZM_VNUTR.F_CV
Внешнее возмущение	По месту	T_UP_SM.F_CV
Температура верха	Нет	T_UP.F_CV

Перечень всех полей доступных для функциональных блоков можно посмотреть в справочном руководстве по функциональным блокам Администратора базы данных.

Вариант эскиза разрабатываемой мнемосхемы представлен на следующем рисунке.

Рис.2 Эскиз мнемосхемы SCADA температуры верха ректификационной колонны

На историческом тренде следует сконфигурировать отображение графиков задания регулятора, температуры верха колонны, а также положения клапана.