- •Предисловие
- •Введение
- •1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ. ПОНЯТИЯ И СТРУКТУРА ПРОЕКТА
- •2. ПРОЕКТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
- •2.1. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы
- •2.2. Требования к содержанию документов по общесистемным решениям
- •3.1. Системный подход
- •4.1. Организация процесса проектирования автоматизированных систем
- •4.3. Определение требований к системе управления
- •4.5. Структурное проектирование
- •5.1. Модель проектирования комплекса технических средств
- •5.2. Требования к проектированию комплекса технических средств
- •6.1. Типовые логические структуры проектирования программного обеспечения
- •6.3. Модель жизненного цикла разработки программного обеспечения
- •6.4. Мифологическая модель разработки структуры баз данных
- •6.5. Классификация архитектур проектирования программного обеспечения
- •6.6. Требования к разработке хранилищ данных
- •6.7. Технология программирования OLAP для поддержки принятия решений в системах управления
- •6.8. Стратегия тестирования программного обеспечения
- •7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
- •7.1. Основные понятия автоматизированных систем управления технологическими процессами
- •7.3. Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами
- •7.4. Определение надежности автоматизированных систем управления технологическими процессами
- •7.5. Аппаратные средства автоматизированных систем управления технологическими процессами
- •7.7. Пример проектирования автоматизированной системы управления технологическим процессом
- •8.1. Методология управления производством
- •8.2. Проектирование автоматизированных систем управления производством
- •8.3. Сравнение отечественных и западных систем управления производством
- •8.4. Выбор АСУП стандарта MRPII/ERP
- •9. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
- •9.1. Использование CASE-технологий
- •9.2. Проектирование с использование SCADA-технологий
- •9.3. Применение методологии CALS при проектировании систем
- •10.1. Анализ данных тестовых испытаний
- •10.2. Процедуры тестовых испытаний
- •10.3. Организация хранения тестовых данных испытаний
- •10.4. Подготовка документации по вводу систем управления в эксплуатацию
- •Заключение
Второй уровень адресации - это подсеть. В домене может быть до 255 подсетей. Подсеть - логическое объединение узлов одного или нескольких каналов.
Третий уровень - это сам узел. Количество узлов для одной подсети ограничено 127. Таким образом, один домен может содержать 127 х 255 = 32385 узлов. Домен может состоять из нескольких каналов, подсети и группы также могут состоять из нескольких каналов.
Узлы могут быть также сгруппированы. В домене может быть определено до 256 групп, в каждой группе до 64 узлов.
Наконец, каждый нейрон-чип хранит уникальный 48-битный идентификатор, который также может быть использован для адре сации.
Адресация узла может быть следующей:
Д а н н ы е п р и а д р е с а ц и и |
А д р е с у е м ы е у з л ы |
Д о м е н , п о д с е т ь = 0 |
В с е у з л ы д о м е н а |
Д о м е н , п о д с е т ь |
В с е у з л ы п о д с е т и |
Д о м е н , п о д с е т ь , у з е л |
У к а з а н н ы й л о г и ч е с к и й у з е л |
Д о м е н , г р у п п а |
В с е у з л ы г р у п п ы |
У н и к а л ь н ы й |
У к а з а н н ы й ф и з и ч е с к и й у з е л |
|
ид е н т и ф и к а т о р
Втабл. 7.14 представлены основные характеристики различных приемопередатчиков, применяемые для различных сред.
При передаче данных с использованием силовых линий рассто яние зависит от конкретных условий и может составлять от 100 до 1500 м. Для передачи по радиочастотам дальность зависит от применяемого оборудования, например для RF-49 дальность составляет 400 - 750 м.
7.7. Пример проектирования автоматизированной системы управления технологическим процессом
В качестве примера АСУТП рассмотрим автоматизированную систему управления нефтеперерабатывающей станцией (АСУ НПС).
Автоматизированная система управления НПС обеспечивает
автоматизированное управление транспортировкой нефти из
Основные характеристики приемопередатчиков
Тип |
Стандартная скорость |
Расстояние |
|
Описание |
приемопередатчика |
|
|||
|
|
|
|
|
EIA-485 |
300 бит/с-1,25 Мбит/с |
700 м |
|
RS-485 |
TPT/XF-78 |
78 кбит/с |
1400 м |
|
Витая пара, изолирующий |
|
трансформатор |
|||
|
|
|
|
|
TPT/XF-1250 |
1,25 Мбит/с |
130 м |
|
Витая пара, изолирующий |
|
трансформатор |
|||
FTT-10 |
78 кбит/с |
2700 м |
|
|
|
- |
|||
FTT-10 |
78 кбит/с |
500 м |
|
Свободная топология |
LPT-10 |
78 кбит/с |
2200 м |
|
- |
LPT-10 |
78 кбит/с |
500 м |
' |
Свободная топология |
PLT-10A |
10 кбит/с |
- |
|
Передача по силовым линиям |
PLT-20 |
5 кбит/с |
- |
|
Передача по силовым линиям |
PLT-30 |
2 кбит/с |
- |
|
Передача по силовым линиям |
RF (300 Мгц) |
1200 бит/с |
- |
|
Радиочастоты |
RF (450 Мгц) |
4800 бит/с |
- |
|
Радиочастоты |
RF (900 Мгц) |
39 кбит/с |
- |
|
Радиочастоты |
Ж |
78кбит/с |
- |
|
Инфракрасные волны |
Fiber Optic |
1,25 Мбит/с |
- |
|
Оптоволокно |
Coaxial |
1,25 Мбит/с |
- |
|
Коаксиальный кабель |
центрального диспетчерского пункта нефтепровода и операторной НПС, контроль и управление технологическими системами и механизмами НПС из операторной НПС и защиту от аварийных ситуаций.
Автоматизированная система управления НПС является вос станавливаемой в процессе работы многофункциональной системой длительного непрерывного функционирования и представляет собой двухуровневую систему с резервированием наиболее важных составных частей.
Технологические (функциональные) компоненты управления АСУ НПС включают:
-магистральные насосные агрегаты;
-подпорные насосные агрегаты и резервуарные парки (для головных насосных станций);
-основные вспомогательные системы - маслосистему, подпор ную вентиляцию помещения электродвигателей и вентиляцию камер беспромвальной установки;
-систему откачки утечек нефти;
-систему регулирования давления;
-систему пожарной сигнализации и систему пенного пожаротушения;
-систему высоковольтного и низковольтного электро снабжения;
-вспомогательные системы - приточно-вытяжную вентиляцию производственных помещений, хозяйственно-производственного и противопожарного водоснабжения, канализации и др.
К основным функциям, выполняемым автоматизированной системой управления, следует отнести:
-задание оператором режимов работы, программное и кнопоч ное управление технологическим процессом и защита магистральных насосных агрегатов, других исполнительных механизмов и НПС в целом по предельным значениям контролируемых параметров, задаваемых уставками;
-ручное управление в аварийных ситуациях с пульта резерв ного управления, обеспечивающего непосредственное воздействие на исполнительные механизмы с соответствующей индикацией;
-автоматическое регулирование давления на входе и выходе НПС на основе алгоритмов ПИДрегулирования и ручное регули рование давления при помощи резервного пульта управления регулирующими заслонками;
-автоматическое определение места возникновения пожара с
использованием системы пожарной сигнализации, автоматическое и автоматизированное пенотушение в определенных помещениях;
- оперативное представление оператору и на центральный диспетчерский пункт необходимой текущей информации о ходе технологического процесса и состоянии оборудования НПС, режимах работы АСУ НПС и состоянии ее технических средств, автома тическая выдача оператору рекомендаций для парирования нештат ных ситуаций;
-восстановление нормального функционирования системы (запуск вспомогательных систем) после кратковременного исчез новения внешнего электроснабжения;
-учет числа часов работы магистральных и подпорных агре гатов, технологического оборудования, выдачу этой информации оператору и запись ее в архив;
-отображение на мониторах ПЭВМ автоматизированного рабочего места оператора мнемокадров всей НПС и отдельных систем, графиков изменения отдельных параметров и т. д..
-адаптацию АСУ к изменению количества и характеристик технологического оборудования НПС.
Основные компоненты и технические характеристики автома тизированной системы управления нефтеперерабатывающей станции представлены в табл. 7.15.
Таблица 7.15
Компоненты и технические характеристики АСУ НПС
Компоненты
Пр о гр ам м и р у ем ы й
логи чески й к о н тр о л л ер
АР М 1, А Р М 2 о п ер ато р а
А Р М и н ж ен ера, А Р М ад
ми н и стр ато р а
Оп ер ац и о н н ая си стем а Л о кал ьн ы е сети
И н тер ф ей сн ы е к ан ал ы
СА П Р
Язы к п р о гр ам м и р о в ан и я
Ко ли чество аб о н ен то в (У С О ) в л о к ал ьн о й сети
В зр ы в о защ и та ц епей
в каналах
М о л н и езащ и та цепей в каналах
В рем я реак ц и и си стем ы
Р езер в и р о в ан и е
Тип, значение, наименование, фирма
M O D 1C O N T S X Q U A N T U M , К 201, К 302 А О
“К он стар” или лю б ы е други е по предлож ен и ю заказ чика, свободн о кон ф и гури руем ы е
М иним альная конф и гурац и я P entium III - 60 0 М Г ц, 128 М б,
H D D 10 Гб; 2 м о н и то р а разм ером 2 1 ” ; прин т-сервер, п рин тер ц ветн ой,ф орм ат АЗ
М и н им альн ая конф и гурац и я P entium III - 600 М Гц, 128 М б,
H D D 10 Гб; 1 м он и тор разм ером 17”
Д ля всех П Э В М W indow s N T (2000)
M o dbus Plus, M odbus, R IO , F ast E thernet
R S 485, R S232, радиом одем A D A M 4550
C o n cep t 2.5 д л я П Л К M odicon, K 748 для П Л К "K OH - C T A P "; M o n ito r P ro 2.1 (F actory L ink 6 .5)
для П Э В М А Р М
По м еж дун ародн ом у стан дарту IEC 1131-3
32(64)
Предусм отрен а
Предусм отрен а
5 0 ...250 м с
А РМ 1 и А Р М 2 оп ератора; PLC1 и P L C 2; уп равлен ие р езервирован ны м и м ехан и зм ам и от разны х У СО .
П редусм отрен ы автон ом н ы е, ручн ы е контуры :
— аварий ного уп равлен ия Н П С (аварийны й С ТО П Н П С , си стем а п ож аротуш ен и я, входны е и вы ходн ы е зад ви ж ки Н П С );
-уп равлен и е п риводам и заслон ок регуляторов давлен и я Н П С
Компоненты
О сновная п огреш н ость кан ал а и зм ерения
Н аработка н а отказ
П итан ие техн и чески х средств
|
Тип, значение, наименование, фирма |
- |
0 ,2 5 % д л я д атч и к о в д ав л ен и я неф ти; |
- |
0 ,5 % д л я д атч и к о в уровн я н еф ти и м асла, д а т ч и |
|
ков тем п ер ату р ы ; |
- |
1% о стал ьн ы е д атч и к и у р о в н я (вода, стоки и т. |
|
п .), о стал ьн ы е д атч и к и д ав л ен и я н асосов и вен ти |
|
лято р о в в сп о м о гател ьн ы х си стем ; |
- |
5 % дл я д атч и к о в и зм ерен и я виб р о ско р о сти |
|
9 0 000 час |
|
- 2 2 0 В , 50 Г ц по двум о тд ел ьн ы м ф и д ерам |
|
- 2 2 0 В , п о тр еб л яем ая м о щ н о сть - д о 5 кВ т. Р езер в |
|
н ое п и тан и е А С У - р езер в и р о в ан н ы е у стр о й ства |
|
б есп ер еб о й н о го п итан ия (У Б П ) и сп о л н ен и я “ o n -lin e” |
|
с п ер екл ю чател ем н агрузки к со о тветств у ю щ ем у |
|
У Б П ; д л и тел ьн о сть работы А С У о т р езер в и р о в ан н о |
|
го У Б П - 0,5 час |
Д и ап азон рабочи х тем п е- |
Ш каф 1, ш каф 2 - о т 0 д о + 40; |
|
о стальн ы е ш каф ы - о т - 40 д о + 40; |
||
ратур, °С |
||
А Р М - о т + 15 д о + 35 |
||
|
||
И сп олн ен и е п риб орны х |
Д ву х сто р о н н его об сл у ж и ван и я, п о д в о д кабелей сн и |
|
ш каф ов |
зу, IP 54 п о Г О С Т 14254 -96 |
|
А дап таци я к и зм ен ени ю |
И сп о л ьзо ван и е р езер в н ы х к ан ал о в в м од улях, н ар а |
|
щ и ван и е м од улей в м о н таж н о й п ан ели У С О , изм е |
||
об ъ екта |
||
нени е п р о гр ам м н о го обесп еч ен и я |
||
|
||
Д атчики и си гн ализаторы , |
Н ом ен клатура, ти п ы и ко л и ч ество по согласо ван и ю с |
|
ком п лект кабелей |
заказчиком |
|
Зап асны е и н струм ен ты и |
П оставляю тся ком п лек тн о с А С У |
|
п рин адлеж ности |
||
|
||
С редн ий ср о к служ бы |
Н е м ен ее 10 л ет |
|
А С У |
||
|