Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Программируемые логические контроллеры. Учебное пособие
.pdf
5. ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС “КРУГ-2000”
Программно-технический комплекс “КРУГ-2000” разработан и
выпускается фирмами, образовавшими несколько международных
научно-технических консорциумов. В объединение, выполняющее
проекты автоматизации газоперерабатывающих заводов на базе ПТК
“КРУГ-2000”, входят научно-производственная фирма “КРУГ” (г.
Пенза), “ИНЕКО-А” (г. Москва), “TREI GMBH” (г. Штуттгарт),
ООО “ТРЕИ ГМБХ” (г. Пенза).
Комплекс “КРУГ-2000” – это первый на отечественном рынке
средств автоматизации открытый ПТК, компонуемый из
промышленных средств по формуле: сертифицированный ПТК
“КРУГ-2000” = пакет программ “КРУГ-2000” + любой
сертифицированный контроллер. Первые АСУТП серии “КРУГ”
создавались в виде пакета программ серии “КРУГ” (КРУГ 100, 200,
300, 1000) + серийно выпускаемых контроллеров российского
производства (Ш711, Р-130, ТК-301 и др.).
В 1992 г. началась совместная работа с фирмой “TREI GMBH”
по созданию систем автоматизации. Был разработан промышленный
контроллер TREI-05B, в котором воплотились последние
достижения зарубежной элементной базы и требования,
учитывающие специфику стандартов и особенности эксплуатации в
странах СНГ. Контроллер выпускается в нескольких модификациях,
в том числе во взрывозащищенном исполнении (искробезопасная
электрическая цепь). Серийный выпуск этих контроллеров
осуществляет фирма 000 “ТРЕИ ГМБХ”; крупносерийное
производство осваивается в ПО “СТАРТ”.
Хорошие надежностные, метрологические, эксплуатационные и
временные характеристики контроллеров серии TREI-05B привели к
тому, что в настоящее время большинство ПТК серии “КРУГ-2000”
выпускаются в составе: контроллеры TREI-05B + пакет программ
“КРУГ-2000”.
-31-
Назначение ПТК
Комплекс “КРУГ-2000” предназначен для создания
современных АСУТП на объектах с сосредоточенными и
распределенными параметрами. На базе ПТК создаются системы,
охватывающие уровни управления агрегатом или технологической
установкой, группами агрегатов или технологических установок,
цехом, производством, энергоблоком, группой производств,
электростанцией.
На базе ПТК “КРУГ-2000”созданы и находятся в
промышленной эксплуатации АСУТП в различных отраслях
промышленности, таких как тепловая энергетика, нефте- и
газопереработка, газодобыча, химическая, химикофармацевтическая, аэрокосмическая и пищевая промышленность;
комплексы функционируют на узлах учета нефти, нефте- и
химпродуктов.
Основные особенности ПТК “КРУГ-2000”:
• все программные и технические компоненты
сертифицированы Госстандартом РФ;
• ПТК метрологически аттестован и внесен в
Госреестр средств измерений;
• Обеспечена высокая надежность благодаря
элементной базе ведущих зарубежных фирм, глубокому
тестированию и жесткому технологическому прогону (при
использовании контроллеров TREI-5B);
• соответствие стандартам России, МЭК и других
действующих нормативных документов, в частности
принятых для АСУТП в РАО “ЕЭС России” и РАО
“Газпром”;
• открытость системы при наращивании и внесении
изменений;
• ориентация на особо опасные отрасли
промышленности;
• поддержка 100 %-ного “горячего” резервирования
станций оператора, контроллеров, сетей;
-32-
протоколов;
версий: ПТК “КРУГ-2000/Т” (коммерческий учет тепла и
теплоресурсов), “КРУГ-2000/Г” (коммерческий учет газов)
и др.;
на объектах России.
Структура системы
В системе выделяются следующие функциональные
подсистемы:
(TREI-5B);
других фирм;
• поддержка международных стандартов сетевых
• наличие специализированных сертифицированных
• ремонтопригодность и эффективное сопровождение
• сбора и обработки информации на контроллерах
• сбора и обработки данных от средств автоматизации
• представления информации оперативному персоналу;
• архивная; вычислительная, реализующая сложные
расчеты; передачи данных в центральный пункт управления
и вышестоящие системы;
• инструментальная (для сопровождения системы,
настройки прикладных программ, информационной базы,
программирования).
В зависимости от структуры конкретной АСУТП каждая из
выше перечисленных подсистем реализуется в виде отдельных
программно-технических средств или осуществляет их объединение.
Например, для систем небольшой информационной мощности
станция оператора может объединять в себе функции подсистем
представления информации и передачи данных в систему верхнего
уровня.
На базе ПТК создаются системы со следующей архитектурой
(основные варианты):
• один сегмент локальной сети; минимальный состав –
контроллеры и станция оператора;
-33-
• набор сегментов локальных сетей, объединенных на
базе технологии коммутируемых сетей (10/100 Switch
Ethernet). Каждый сегмент охватывает относительно
независимую группу технологического оборудования
(локальную АСУТП);
• набор сегментов локальных сетей, передающих
информацию в систему верхнего уровня, например
диспетчерскую, - по радиальным линиям связи (проводным
или беспроводным). При этом система верхнего уровня
представляет собой ЛВС, одним из абонентов которой
является коммуникационный сервер, обеспечивающий связь
с системами нижнего уровня.
Основные характеристики системы
Информационная мощность входов/выходов
на одну систему……………………………………….. 30…30000
Максимальный период опроса датчиков в контроллере:
дискретный вход, мкс …………………………...………. 100
аналоговый вход, мс ………………………………………... 1
Максимальное время реакции на аварийные сигналы:
при обработке в цепях аварийной защиты
на уровне контроллеров, мкс …………………..…… 7…100
при передаче к пультам оператора, мс …………… ……200
Цикл смены, с:
данных на пульте оператора при наличии до 200
динамических элементов в кадре ……… ………….. 0,15…1
кадров …………………………………………………. 0,2…1,5
Максимальное время реакции на команду оператора, с ……. 0,2
Система визуализации и хранения информации
Видеокадры:
число стандартных видеокадров, мнемосхем не ограничено
число динамических элементов
на одном кадре ……………… Ограничено размером экрана
Сигнализация:
число типов ……………………… …………………………. 5
вид ………………………… Световая, звуковая (два уровня)
число запоминаемых в памяти сообщений …… 1000…10000
-34-
длительность хранения сообщений
в архивной станции, лет ……………………………………. ≥1
время, с:
вызова новой мнемосхемы ……………….………….. 0,2…1,5
обновление динамической информации на экране ..0,25…0,5
Открытость системы
Система предусматривает возможность ее связи с
контроллерами и аппаратурой других фирм, реализовано около 30
драйверов связи с устройствами отечественных и зарубежных фирм,
в том числе Endress+Hauser, Toshiba, Bailey Controls, Vega, Enraf
(уровнемеры), Solartron, MTL (мультиплексоры), Ремиконт Р-130,
Bartec (портативные терминалы), Ломиконт, Телемеханика ТК-301,
устройства УГР, радиомодемы НИИС, MicroPC (Octagon), Micro
Motion (Fisher-Rosemount), Ш711, Heinrichs, PEP, модемы и др. В
системе предусмотрена возможность связи с АСУ верхнего уровня
на базе средств Novell и Windows NT Server.
Функции системы состоят из информационных, управляющих
и вспомогательных.
Информационные:
измерение и контроль параметров; обнаружение, сигнализация
и регистрация отклонения параметров от установленных границ;
ручной ввод данных; формирование и выдача оперативных данных;
архивирование;
анализ срабатывания блокировок и защит; расчетные задачи.
Для сложных расчетов в системе может быть выделен
отдельный сервер приложений; ПО сервера приложений может быть
полностью разработано отдельно фирмой-разработчиком. При этом
обеспечивается открытость основной системы по данным и
протоколу обмена ими. Достаточно сложные задачи могут быть
реализованы на языке Кругол как на станции оператора, так и в
контроллере.
Управляющие:
реализация контроллером режима непосредственного
цифрового регулирования с использованием всех известных законов
автоматического регулирования; схемы регулирования из
-35-
библиотеки алгоблоков и с использованием технологического языка
Кругол;
выдача сигналов задания регуляторам со станции оператора;
выдача дискретных управляющих воздействий на контроллер с
клавиатуры компьютера.
Система обеспечивает контроль прохождения команды с
клавиатуры на монитор и контроллер.
Вспомогательные:
Тестирование и самодиагностика комплекса технических
средств системы, перенастройка системы (реконфигурация ПО),
подробная экранная помощь оператору, поддержка единого
системного времени.
Станция оператора Станция инж иниринга
Ethernet TCP/IP
Рис.5. ПТК на один технологический участок
-36-
Техническое обеспечение
В технической структуре ПТК выделяются следующие
компоненты (рис.5, 6):
• контроллеры – устройства связи с объектом (УСО);
• средства организации локальных сетей и межсетевого
взаимодействия;
• АРМ – станция оператора;
• АРМ службы АСУТП – станция инжиниринга (СИ);
• сервер БД, предназначенный ведения БД реального времени
и БД проекта;
• сервер приложений, выполняющий сложные расчетные
задачи;
• архивный сервер – станция архивирования (СА);
• коммуникационный сервер, обеспечивающий связь с
контроллерами, УСО, датчиками различных фирмпроизводителей; с другими системами с помощью модемов;
• система бесперебойного питания; сервисные средства для
эксплуатации, поверки, контроля работы, наладки и
обслуживания и др.
-37-
С та нц и я и н ж и ни р и нг а
С та н ц и я и нж и ни р и нг а
С та н ц и я о пе р а т о р а
Sw itc h Eth e r n e t
Eth e r n e t T CP/IP
С та н ц и я о пе р а т о р а
Рис.6. ПТК на несколько технологических участков
Перечисленные компоненты объединяются в единую
“прозрачную” ЛВС, при этом в конкретной системе могут быть
представлены только некоторые из компонентов. В ПТК
предусмотрено использование следующих технических средств
обмена данными: ЛВС; выделенных физической и телефонной
линий; коммутируемой телефонной линии; радиоканала.
Локальная сеть АСУ базируется на сетевой (10 или 100 Мбит/с)
Ethernet-технологии (витая пара или оптоволокно). В качестве
базового протокола сетевого (и межсетевого) взаимодействия
использован протокол ТСР/IP. При этом предусмотрена
программная “надстройка” протокола с обеспечением его адаптации
-38-
к специальным требованиям, предъявляемым системами реального
времени при обмене данными. Предусмотрена возможность 100 %ного “горячего” резервирования сетей.
Основными средствами отображения информации для
оператора являются цветные графические дисплеи высокого
разрешения размером 17…21″ офисного или промышленного
исполнения в комплекте с мышью, функциональной
технологической клавиатурой и касательным экраном. В отдельных
случаях используются мониторы с повышенной степенью
устойчивости к электромагнитным полям. А также в состав ПТК
может входить экран коллективного пользования.
Программное обеспечение
Системное ПО
В составе ПТК предусмотрена возможность использования
следующих ОС:
• DOS, 32-разрядное расширение (защищенный режим)
с встроенным диспетчером задач реального времени (сетевая
версия); используется в контроллере, станциях оператора,
СИ, СА;
• QNX или DOS применяются в контроллере;
• Windows NT используется во всей системе, кроме
контроллера.
Возможно одновременное использование в одной системе
нескольких ОС.
Фирменное ПО – пакет программ “КРУГ-2000”
В состав этого пакета программ входят следующие
программные средства из набора типового SCADA-пакета:
системы реального времени контроллера, станций оператора,
СИ и СА обеспечивают выполнение всех функций системы в режиме
реального времени (исполняемые модули);
генератор БД предназначен для конфигурации и настройки БД;
графический редактор обеспечивает изображение статических
элементов схем: линии, круга, эллипса, прямоугольника,
спецсимволов, текста и др.;
редактор динамики используется для отображения
динамически изменяющихся элементов мнемосхем;
-39-
генератор печатных документов предназначен для печати
отчетных документов произвольной формы;
технологический (пользовательский) язык обеспечивает
реализацию задач пользователя в РМВ;
верификатор БД используется для проверки базы данных на
непротиворечивость после генерации системы и для проверки
правильности внесения изменений [16].
6. ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС АСУТП
«ТУРБОКОМ-4000»
Архитектура комплекса программно-технических средств
Программно-технический комплекс "Турбоком-4000"
предназначен для решения всех управляющих, информационновычислительных и информационно-транспортных задач,
возникающих при автоматизации технологических процессов.
Комплекс может использоваться на малых объектах автоматизации с
числом параметров 50...1000, средних - с числом аналоговых
параметров до 4000 и дискретных до 8000 и больших - с общим
числом параметров до 30 000...50 000 в энергетической,
металлургической, химической и других отраслях народного
хозяйства.
Технические средства построены по принципу распределения
вычислительных ресурсов функционально и в пространстве. Могут
быть использованы технические средства, предназначенные для
работы в особых условиях: в электромагнитных полях, на улице, в
неотапливаемых и взрывоопасных помещениях, при повышенной
вибрации и т.д.
Программно-технический комплекс "Турбоком-4000"-проектно
компонуемое изделие, состав оборудования и функции которого
определяются задачами, возникающими при автоматизации
технологических процессов на конкретных объектах внедрения.
-40-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]