- •1.2Организация проектных работ систем автоматизации.
- •1.3 Автоматиз-е сис-мы поддержки жизненного цикла промыш-й с-мы.
- •1.4 Стадии проектирования и состав проектов автом-ции тех-х пр-сов.
- •1.4.1Общие пр-пы составления проекта сис-м автом-ции (са).
- •1.4.2 Задание на проектирование са: содержание, исх. Данные.
- •1.4.3 Состав проектной документации в две стадии проектирования.
- •1.4.4 Состав проектной документации в одну стадию проектирования.
- •1.4.5 Задания на вып-е работ, связанных с автом-ей технол-х пр-сов.
- •1.4.5.1 Задание на размещение элементов са на технол-м оборудовании.
- •1.4.5.2 Задание на проектирование помещений са.
- •1.4.5.3 Задание на комплектные операторские пункты и помещения датчиков.
- •1.4.5.4 Задание на проемы и закладные устройства.
- •1.4.5.5 Задание на проектирование кабельных сооружений.
- •1.4.5.6 Задание на обеспечение средств автоматизации.
- •2.1 Структурные схемы сис-м измерения и автоматизации.
- •2.1.1 Структура систем управления.
- •2.1.2 Структурные схемы измерения и управления.
- •2.2 Фс измерения и автоматизации.
- •2.2.1 Назначение и круг решаемых задач.
- •2.2.2 Общие принципы проектирования (7).
- •2.3 Принцип-е электрические схемы контроля, управления и сигнализации.
- •2.3.1.1 Назначение и общие принципы построения.
- •2.3.1.2 Основные требования к содержанию и оформлению схем.
- •2.3.2 Проектир-ние принцип-х эл-х схем питания средств измер-я и авт-ии.
- •2.3.2.1. Выбор напряжения и требования к источникам питания систем автоматизации
- •2.3.2.2 Требования к источникам питания систем автоматизации.
- •2.3.2.3 Выбор схемы эл-го питания систем автоматизации.
- •2.3.2.4 Резервирование и автом-е вкл-е при резервировании систем автоматизации.
- •2.3.2.5 Аппаратура защиты и управления схем электропитания приборов и средств автоматизации.
- •2.3.2.6 Выбор аЗиУ сис-м автоматизации.
- •1. Выбор выключателей (пакетные выключ , рубильники, тумблеры)
- •2. Выбор предохранителей
- •3. Выбор автоматических выключателей (ав)
- •4. Выбор магнитных пускателей
- •5. Выбор тепловых реле
- •2.3.2.7 Выбор сечений проводов и жил кабелей.
- •2.3.2.8 Общий алгоритм выбора аЗиУ и сеч-й проводов кабелей.
- •2.3.2.9 Места установки аЗиУ.
- •2.4 Щиты и пульты, применяемые при автом-ии технол-х пр-сов.
- •2.4.1 Назначение, классификация, места установки и применение.
- •2.4.2 Распол-е приборов и ап-ры на фасадных панелях щитов и пультов.
- •2.4.3 Распол-е ап-ры, арматуры и проводок в щитах, пультах и стативах.
- •2.4.4 Чертежи общих видов щитов и пультов.
- •2.4.4.1 Состав и общие требования.
- •2.4.4.2 Вид спереди.
- •2.4.4.3 Вид на внутренние плоскости щита.
- •2.4.4.4 Технические требования.
- •2.4.4.5 Таблицы надписей на табло и в рамках.
- •2.4.4.6 Перечень составных частей.
- •2.4.4.7 Таблица соединений и подключения. Общие требования.
- •2.4.4.8. Таблица соединений
- •2.4.4.9 Таблица подключения.
- •2.5 Электрические и трубные проводки сис-м автом-ции.
- •2.5.1 Электрические проводки.
- •2.5.1.1. Классиф-я, способ прокладки и последовательность выбора
- •2.5.1.2. Выбор проводов (материал, сечение, резервирование) и кабелей
- •2.5.2 Трубные проводки
- •2.5.2.1. Назначение и классификация
- •2.5.2.2. Выбор мест прокладки трубных проводок. Требования к прокладке
- •2.5.2.3. Выбор труб и пневмокабелей для трубных проводок
- •2.5.3.1. Схемы соединений и подключения внешних проводок: назначение и общие требования
- •2.5.3.2. Схема соединений внешних проводок
- •2.5.3.3. Схема подключения внешних проводок
- •2.5.3.4. Таблицы соединений внешних проводок
- •2.5.3.5. Таблицы подключения внешних проводок
- •3.1 Расчет надежности эл-х сис-м автом-го управ-я и сигнализации.
- •3.1.1Осн-е св-ва и показатели надежности.
- •3.1.3 Обеспечение и оценка надежности при проектировании.
- •3.1.3.1 Общетехнич-е м-ды ↑ния надежности сау.
- •3.1.3.2. Специальные методы обеспечения надежности сау
- •3.1.4 Алгоритмы расчета надежности при проектировании сау.
- •3.1.4.1. Алгоритм прикидочного расчета надежности сау
- •3.1.4.2. Алгоритм окончательного расчета надежности сау
- •3.2.1 Состав сметной документации. Общие положения.
- •3.2.2 Виды смет.
- •3.2.3 Порядок разработки локальных смет. Применение индексов изменения стоимости пусконаладочных работ.
- •4.1 Асу: уровни управления.
- •4.2 Стадии проектирования асу.
- •4.3 Проектирование scada-систем.
- •4.3.1Назначение и типовые фун-ии
- •4.3.2 Критерии выбора scada-системы.
- •4.3.2.1 Общие подходы.
- •4.3.2.2 Эксплуатационные показатели
- •4.3.2.3 Экономические показатели.
- •4.3.2.4 Технические показатели.
- •4.3.3Последовательность проектирования scada-систем.
- •4.3.3.1 Проектирование экранных форм объектов управ-я и органов управ-я (статика и анимация).
- •4.3.3.2 Обработка особых состояний (тревоги и события).
- •4.3.3.3 Протоколирование инфы о ходе технол-го пр-са.
- •4.3.3.4 Управление переменными (тэгами).
- •4.3.3.5 Реализация алгоритмов управления.
- •4.3.3.6 Управление вводом/выводом.
- •4.3.3.7 Контроль и управление доступом.
1.1 Процесс проектирования систем автоматизации: общие принципы. Проектирование всегда дает начало изменениям в искусственной среде. Проектировщик д. предвидеть конечный результат осущ-я своего проекта и определять меры, необх-е для достижения этого результата. Важной чертой проектирования яв. усиление аспекта, отражающего изм-я, кот-е д. произойти в среде исп-ия результатов проектирования.
Созданию систем автом-ии предшествует проектирование, означающее описание системы, которая должна быть создана.
Цели проектирования систем автоматизации – на основе исходной информации и дополнительной, получаемой в процессе проектирования, разработать проектную документацию, которая должна обеспечить:
а) реш-е задач автом-ции на современном технич. ур-не;
б) компоновку ср-в авт-ции, электроапп-ры, матер-ов;
в) сокращение сроков и снижение стоимости производства монтажных работ.
Характер проектирования
■ Процесс проектирования систем автоматизации эволюционен. Происходит постепенный переход от поставленной проблемы в виде задания к созданию технической и программной документации реальной системы и описанию ее физических возможностей.
Эволюционная схема проектирования системы. Охватывает основные этапы формулирования задачи: цель проектирования, научно-исследовательские работы (НИР), эскизное проектирование (ЭП), техническое проектирование (ТП).
Общим для этапов предварительного проектирования является то, что каждый из них включает в себя проведение 4-х процедур (рис. 2): синтез, создание абстрактной (математической) модели, анализ, принятие решения.
Синтез охватывает конкретизацию задачи и технических решений, формулирование принципов. Абстрактные модели строятся в среде как математической так и графической. Анализ включает в себя проведение экспериментальных исследований (испытаний) и их оценку. Принятие решений связано с поиском компромиссных решений.
■ Процесс проектирования систем автоматизации итеративен. При этом на каждом шаге итерации разработчик системы пытается найти более совершенное решение. Проектирование, по существу, п/с пр-с управления с обратной связью (рис. 3). Техническое задание формирует входы или уставки, которые сравниваются с результатами проектирования и, если они не совпадают, цикл проектирования повторяется до тех пор, пока ошибка не окажется в допустимых пределах.
■ Процесс проектирования систем автоматизации иерархичен. Его можно представить в виде иерархии решений на основе древовидной структуры.
1.2Организация проектных работ систем автоматизации.
Состав. Проект промышленного предприятия состоит из следующих частей:
технико-экономической; технологической; строительной; энергоснабжения;
автоматизации; сантехнической; сметной документации.
Форма представления. Документация, входящая в состав проекта, представляется на бумажных и/или электронных носителях в форме:
а) графической — схемы, графики, чертежи и т.п.;
б) текстовой — пояснительная записка, спецификации, сметы и т.п.
Участники. В разработке проекта может принимать участие ряд проектных организаций.
Головной проектный институт — ведущая проектная организация, осуществляющая единую техническую политику в соответствующей отрасли промышленности.
Генеральный проектировщик — обычно отраслевой проектный институт, выполняющий, как правило, технологическую часть проекта и по усмотрению передающий для выполнения на договорных началах специализированным проектным организациям отдельные части проекта. Им осуществляется координация всего проекта. Субподрядная проектная организация — выполняет специализированные проектные работы на договорных началах с генеральным проектировщиком.
Специализированная проектная организация — выполняет проектирование определенной части проекта (автоматизации, сантехники, электроснабжения и т.д.) и несет ответственность за ее качество, сроки выполнения и т.п.
Преемственность при проектировании. Ограничения, накладываемые сроками проектирования и имеющимися в распоряжении ресурсами, не позволяют бесконечно улучшать ее характеристики.
Выходом из такого положения является рациональная преемственность проектируемой и ранее созданной систем. Преемственность при проектировании позволяет исключить дополнительные затраты времени и средств на проектирование.
Одними из основных составляющих преемственности являются: унификация, нормализация и стандартизация.
Унификация — уменьшение многообразия конструкций, предназначенных для выполнения одних и тех же по характеру функций (1 ступень преемственности).
Нормализация — применение уже разработанных приборов, блоков, узлов и деталей, а также ограничению номенклатуры материалов, элементов и готовых изделий.
Стандартизация — метод ограничения разнообразия, регламентирования единства качественных показателей продукции, классификации, терминологии, технических требований, методов испытаний, требований к упаковке, транспортировке и т.п.
1.3 Автоматиз-е сис-мы поддержки жизненного цикла промыш-й с-мы.
Типичный жизненный цикл промышленной системы включает ряд этапов, начиная от зарождения идеи новой системы до утилизации по окончании срока ее использования. Основные этапы жизненного цикла промышленной системы: проектирование, подготовка производства (монтаж и наладка), производство, эксплуатация (сопровождение), поставка и реализация продукции, утилизация.
На всех этапах жизненного цикла имеются свои целевые установки. Их достижение оказывается невозможным без поддержки автоматизированными системами (АС).
Проектирование. Можно выделить следующие системы автоматизированного проектирования (САПР):
функционального проектирования — системы расчетов и инженерного анализа или системами САЕ (Computer Aided Engineering);
конструкторского проектирования — системами CAD (Computer Aided Design);
технологического проектирования — составляет часть технологической подготовки производства и выполняется в системах САМ (Computer Aided Manufacturing).
Функции координации работы систем CAE/CAD/CAM, управления проектными данными и проектированием возложены на систему управления проектными данными PDM (Product Data Management).
Уже на стадии проектирования требуются услуги системы управления цепочками поставок (SCM — Supply Chain Management). На этапе производства эта система управляет поставками необходимых материалов и комплектующих.
Подготовка производства.
Производство. Информационная поддержка этапа производства продукции осуществляется автоматизированными системами управления предприятием (АСУП) и автоматизированными системами управления технологическими процессами (АСУТП).
К АСУП относятся системы:
планирования и управления предприятием ERP (Enterprise Resource Planning). Выполняют различные бизнес-функции, связанные с планированием производства, закупками, сбытом продукции и т. п.
планирования производства и требований к материалам MRP-2 (Manufacturing Requirement Planning). Ориентированы, главным образом, на бизнес-функции, непосредственно связанные с производством;
Реализация продукции. На этапе реализации продукции выполняются функции управления отношениями с заказчиками и покупателями, проводится анализ рыночной ситуации, определяются перспективы спроса на планируемые изделия. Эти функции осуществляет система CRM(Customer Requirement Management).
К АСУТП относятся:
непосредственное программное управление технологическим процессом CNC (Computer Numerical Control) на базе специализированных компьютеров — промышленных контроллеров (PLC);
сбор и обработка данных о состоянии оборудования и технологических процессов SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) — выполняет диспетчерские функции;
производственная исполнительная система MES (Manufacturing Execution Systems) — ориентирована на решение оперативных задач управления проектированием, производством и маркетингом.
Эксплуатация. Включает автоматизированные системы, занятые вопросами ремонта, контроля, диагностики эксплуатируемых систем.
Уровень координации-интеграции. В последнее время усилия многих компаний, производящих программно-аппаратные средства АСУ, направлены на создание систем электронного бизнеса (E-Commerce). Задачи, решаемые системами E-Commerce, сводятся не только к организации на сайтах Internet витрин товаров и услуг. Они объединяют в едином информационном пространстве запросы заказчиков и данные о возможностях множества организаций, специализирующихся на предоставлении различных услуг и выполнении тех или иных процедур и операций по проектированию, изготовлению, поставкам заказанных изделий. Такие системы E-Commerce называют системами управления данными в интегрированном информационном пространстве СРС (Collaborative Product Commerce) или PLM (Product Lifecycle Management). Характерная особенность СРС — обеспечение взаимодействия многих предприятий.