2.3 Выбор и обоснование элементов структуры асу

2.3.1Сравнительный анализ типов контроллеров.

Проведение тендера

Выбор наиболее приемлемого варианта автоматизации представляет собой многокритериальную задачу, решением которой является компромисс между стоимостью, техническим уровнем, надёжностью, комфортностью, затратами на сервисное обслуживание и другими показателями.

По результатам проведённой работы: постановки и декомпозиции задачи управления; анализа существующего уровня автоматизации; технического задания на модернизацию комплекса технических средств - выявляется необходимость проведения тендера по выбору типов средств автоматизации.

Тендер – мероприятие, с помощью которого можно выбрать оптимальное решение, проводя анализ по нескольким критериям с различной степенью важности.

Этапы проведения тендера:

1. Формирование перечня участвующих в тендере вариантов.

2. Выбор совокупности критериев, по которым должны оцениваться сравниваемые варианты.

3. Анализ характеристик каждого варианта (составление сравнительных таблиц: технических характеристик, надёжных характеристик, стоимостных параметров).

4. Оценка каждого варианта независимыми экспертами.

5. Анализ результата решения многокритериальной задачи выбора и принятие окончательного решения.

Первый тендер проводим для выбора типа контроллера, с участием трёх специалистов-экспертов по автоматизированным системам управления и контроля.

Сравним два варианта контроллеров:

- микропроцессорный регулирующий контроллер Р-110;

- микропроцессорный регулирующий контроллер Р-130.

Основными критериями выбора контроллера, а также приборов полевой автоматики являются:

- стоимость;

- потребительские характеристики;

- технические характеристики.

Таблица 5 - Сравнительная таблица стоимостных и технических характеристик.

Показатели	Р-110+ПЭВМ		Р-130+ПЭВМ
Стоимостная характеристика	600 тыс.тенге		1 400 тыс.тенге
Технические характеристики
Количество аналоговых входов	64		8
Количество дискретных выходов	64		24
Время наработки на отказ	3,8 лет		5 лет
Срок службы	10 лет		15 лет
Погрешность	0,2 %		0,2 %
Время одного цикла обслуживания	0,2-1,12 сек.		0,27-2,04 сек.
Потребляемая мощность	0,78 кВт		0,01 кВт

Далее сравним варианты по потребительским характеристикам.

Регулирующие микропроцессорные контроллеры решают те же задачи, что и аналоговые регуляторы, однако, между ними существенная разница.

Ремиконты являются программируемыми устройствами, реализуемые ими алгоритмы управления и конфигурации жёстко не фиксированы и могут задаваться и изменяться оператором непосредственно на месте эксплуатации. Ремиконты - это многоканальные устройства, заменяющие несколько десятков аналоговых приборов. Также преимуществом контроллеров перед аналоговыми регуляторами является то, что их алгоритмические возможности намного шире, метрологические параметры выше. Ремиконты Р-110 имеет встроенные средства самодиагностики, позволяющие быстро обнаружить и локализовать неисправность[5].

Универсальные микроЭВМ и другие свободно программируемые устройства программируются на языке ассемблера или одном из языков высокого уровня. В любом случае, даже если используется пакет прикладных программ, такое программирование - сложный, трудоёмкий и длительный процесс. Для разработки программ и их отладки требуются программисты высокой квалификации. После написания программ наступает длительный этап поиска ошибок. Отладка программ ведётся на дорогостоящем, малонадёжном оборудовании. Программисты должны досконально знать особенности языка и организации ЭВМ. Для модификации или развития системы управления необходимо вновь обращаться к услугам программистов. В настоящее время ТВСО является морально устаревшим оборудованием и практически уже нигде не производится.

Для потребителей Ремиконтов Р-110, Р-130 перечисленных проблем не существует. Они поставляются с завода-изготовителя полностью готовыми к работе и могут программироваться непосредственно на объекте персоналом, от которого не требуется знаний в области вычислительной техники и программирования для ЭВМ.

Преимуществами Р-130 перед Р-110 является: относительно высокая надёжность, запас по информационной мощности, хорошая ремонтопригодность. Ремиконты Р-110 также ненадёжно работают в сети, метрологически не аттестованы[5].

После тщательного изучения каждым экспертом трёх предлагаемых вариантов, им было предложено оценить каждый из них.

Результаты оценок экспертов показаны в таблице 6

Таблица 6 - Результаты оценок экспертов

Экспер-ты	Наименование характеристик	Ремиконт Р-110	Ремиконт Р-130
Эксперт 1	1. Стоимостная	5	6
	2. Потребительские	5	8
	3. Технические	6	6
Эксперт 2	1. Стоимостная	5	5
	2. Потребительские	7	7
	3. Технические	6	7
Эксперт 3	1. Стоимостная	6	8
	2. Потребительские	6	6
	3. Технические	7	8

После решения на ЭВМ полученной задачи многокритериального выбора получили результаты, приведённые в таблице 7.

Таблица 7 - Результаты выбора типа контроллера

Вариант	Эксперты			Среднее
	1	2	3
1	0,125	0,333	0,105	0,188
2	0,40	0,421	0,364	0,395

В результате проведённого тендера по выбору контроллера получен наиболее оптимальный в критериальном тношении контроллер: «Ремиконт Р-130 ».

2. Сравнительный анализ средств полевой автоматики.

Проведение тендера

Тендер по выбору прибора для измерения расхода проводим по той же схеме и с участием трёх экспертов.

Рассматриваем следующие варианты приборов:

1. Электромагнитный расходомер ИР-61;

2. Датчик расхода “Сапфир-22М”;

3. Датчик раcхода “Метран-22ДД”.

Анализ характеристик каждого варианта дан в таблице 8.

Таблица 8 - Сравнительная характеристика вариантов

Показатели	ИР-61	Сапфир-22М	Метран-22ДД
1. Стоимостная характеристика	45	50	55
2. Потребительские характеристики	Преимуществами приборов является то, что выходной сигнал – унифицированный, и имеется защитный короб.
3. Технические характеристики
Верхний предел измерения	250 Мпа	250 кПа	250 кПа
Предел допускаемой погрешности (в % от нормируемого значения)	1 %	0,25 %	0,15 %
Класс точности	1	1	1
Выходной сигнал	0-5 mA	0-5 mA	0-5 mA
Предел температуры окружающего воздуха, влажность	0-50С 95 %	0-50С 95%	0-50С 95 %
Зона нечувствительности (% от диапазона измерений)	0,05 %	0,05 %	0,05 %
Наработка на отказ, часов	76000	80000	85000
Средний срок службы, лет	12	14	15

Результаты оценок экспертов показаны в таблице 9.

Таблица 9 - Оценки экспертов

Эксперты	Наименование характеристик	Сапфир- 22М	Метран- 22ДД	ИР-61
Эксперт 1	1. Стоимостная	6	6	5
	2. Потребительские	7	7	6
	3. Технические	7	7	7
Эксперт 2	1. Стоимостная	7	9	5
	2. Потребительские	8	9	6
	3. Технические	8	8	6
Эксперт 3	1. Стоимостная	8	9	6
	2. Потребительские	5	6	4
	3. Технические	8	8	6

Таблица 10. Результаты тендера по приборам полевой автоматики

Варианты выбора прибора	Эксперты				Среднее
	1		2	3
1. Метран-22ДД	0,415	0,40		0,425	0,41
2. Сапфир-22М	0,436	0,364		0,332	0,377
3. ИР-61	0,333	0,298		0,303	0,311

По результатам тендера выбираем датчик уровня “Метран-22ДД”.

Таким же способом проводим выбор последующих приборов и средств полевой автоматики; о его результатах можно судить по перечню средств контрольно-измерительных приборов, приведенных в приложении А.

Миллиампеpметpы М1730.

Миллиампеpметpы постоянного тока пpедназначены для измеpения постоянного тока, а также для визуального наблюдения, сигнализации пpи отклонении значения измеpяемой величины из заданной зоны pегулиpования и позиционного автоматического pегулиpования контpолиpуемых паpаметpов.

Технические хаpактеpистики:

- диапазон измеpений от 0 до 10 мА;

- вpемя установления показаний - 1,5 с;

- пpедел допускаемой основной погpешности 1,0 %.

Пускатель бесконтактный pевеpсивный ПБP-2М

Пускатель пpедназначен для бесконтактного упpавления электpическим исполнительным механизмом, с однофазным конденсатоpным электpодвигателем.

Технические характеристики:

- напряжение питания 220 В, 50 Гц;

- входное сопротивление пускателя не менее 750 Ом;

- максимальный коммутируемый ток - 4 А;

- полная мощность, потpебляемая пускателем - 10 ВА.

Дистанционный указатель положения ДУП-2М

Указатель пpедназначен для pаботы в системах автоматического pегулиpования технологическими пpоцессами и служит для дистанционного опpеделения положения выходного вала электpического исполнительного механизма, имеющего pеостатный или индуктивный датчик.

Технические хаpактеpистики:

- напpяжение питания 220В, частотой 50 Гц;

- потpебляемая мощность 5 ВА;

- допускается вибpация с частотой до 25 Гц с амплитудой вибpопеpемещения не более 0,1 мм.

- темпеpатуpа окpужающего воздуха от плюс 5 до плюс 50°С;

- относительная влажность воздуха до 80 %;

• пpеделы pегулиpования начального (0 %) и конечного (100 %) положений стpелки указателя должны быть не менее половины шкалы для обоих положений как для pеостатного, так и для индуктивного датчиков.

Блок упpавления pелейного pегулятоpа БУ -21

Блок упpавления пpедназначен для pучного пеpеключения упpавления с нагpузкой pелейного pегулиpующего блока с автоматического "А" на pучное "P", и для коммутации цепей pучного упpавления.

Блок управления БУ-21 рассчитан для эксплуатации в закрытых помещениях, при отсутствии агрессивных примесей в окружающем воздухе, при следующих условиях:

- температура окружающего воздуха от плюс 5 °С до плюс 50 °С;

- относительная влажность от 30 до 80 % во всём диапазоне температур;

- барометрическое давление - от 30 до 800 мм.рт.ст.;

- вибрация частотой от 5 до 30 Гц, с амплитудой не более 0,1 мм.

Технические хаpактеpистики:

- допустимые электpические нагpузки - 20300 В, 0,0330,6 А.