1496

С О Д Е Р Ж А Н И Е

ВВЕДЕНИЕ 7

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ 11

1.1. Общие положения 11

1.2. Характеристики объекта 12

1.2.1. Состав комплекса насосных станций 12

1.2.2. Информационное обеспечение системы диспетчеризации 13

1.2.2.1. Входные сигналы 13

1.2.2.2. Выходные сигналы 22

Таблица 1.2 23

1.3. Функции системы 24

1.3.1. Общие положения 24

1.3.2. Формирование текущих и сменных значений показателей производства 24

1.3.3. Оперативно-диспетчерский контроль производства 25

1.3.4. Ведение базы данных 25

1.3.5. Формирование отчетных документов 26

2. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ 28

АРХИТЕКТУРЫ СИСТЕМЫ ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ 28

2.1. Общие принципы построения архитектуры системы 28

2.2. Разработка архитектуры системы 31

2.3. Выбор и обоснование аппаратно - программных средств 34

2.3.1. Общие положения 34

2.3.2. Уровень отображения информации, контроля и архивирования 35

2.3.3. Уровень управления 38

2.3.4. Уровень устройств связи с объектами 40

2.4. Разработка требований к прикладному 41

программному обеспечению 41

2.4.1. Уровень отображения информации, контроля и архивирования . 41

Пульт оператора 41

2.4.2. Уровень управления 44

2.5. Общая характеристика используемых аппаратных средств 45

2.5.1. Контроллеры MicroPC фирмы OCTAGON 45

2.5.2. Модули ADAM серии 4000 47

2.6. Реализация архитектуры системы 48

в выбранном техническом базисе 48

2.6.1. Уровень отображения информации, контроля и архивирования 48

2.6.2. Уровень управления 49

2.6.3. Уровень устройств связи с объектами 50

2.7. Расчет надежности работы системы 51

2.7.1. Основные положения 51

2.7.2. Определение исходных данных 53

2.7.3. Расчет надежности по графу работоспособности системы 55

2.8. Вывод 57

3. РАЗРАБОТКА ПРИКЛАДНОГО 59

ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 59

3.1. Общие положения 59

3.2. Разработка монитора реального времени пульта оператора 59

3.2.1. Общие положения 59

3.2.2. Статические рисунки 60

3.2.3. База каналов 61

3.2.3.1. Общие положения 61

3.2.3.2. Объект ОБЩЕЕ 63

3.2.3.2.1. Подсистема контроля связи ПО с ЛК 66

3.2.3.2.2. Подсистема формирования отчетных документов 67

3.2.3.3. Объект НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ 70

3.2.3.4. Подобъект ЗАДВИЖКА 74

3.2.3.5. Объект ОТЧЕТ ТРЕВОГ 75

3.2.3.6. Объект РАБОТА С ФАЙЛАМИ 75

3.2.3.7. Объект ИНТЕГРИРОВАНИЕ 77

3.2.4. Представление данных 78

3.2.4.1. Общие положения 78

3.2.4.2. Переход по экранам 79

3.2.4.3. Контроль и управление насосамив составе насосной станции №1 80

3.2.4.4. Экран “Насосная станция №2” 81

3.2.4.5. Экран “Аварийные сообщения” 81

3.2.4.6. Экран “Просмотр отчета тревог” 81

3.2.4.7. Просмотр и формирование отчетных документов 83

3.2.4.7.1. Просмотр и формирование сменного рапорта 83

3.2.4.7.2. Просмотр и формирование суточного рапорта 83

3.2.4.7.3. Просмотр и формирование месячного рапорта 84

3.2.4.8. Просмотр суточных трендов 85

3.3. Разработка монитора реального времени 86

локального контроллера 86

3.3.1. Общие положения 86

3.3.2. Описание и реализация алгоритмов управления 89

3.3.2.1. Алгоритм дистанционного управления насосом 89

3.3.2.1.1. Назначение и характеристика 89

3.3.2.1.2. Используемая информация 89

3.3.2.1.3. Результаты решения 89

3.3.2.1.4. Математическое описание 90

3.3.2.1.5. Алгоритм решения 90

3.3.2.1.6. Реализация 94

3.3.2.2. Алгоритм управления насосом в составе насосной станции 96

3.3.2.2.1. Назначение и характеристика 96

3.3.2.2.2. Используемая информация 96

3.3.2.2.3. Результаты решения 96

3.3.2.2.4. Математическое описание 97

3.3.2.2.5. Алгоритм решения 97

3.3.2.2.6. Реализация 99

3.3.2.3. Алгоритм назначения режима работы насоса 102

3.3.2.4. Алгоритм дистанционного управления задвижкой 103

3.3.2.4.1. Назначение и характеристика 103

3.3.2.4.2. Используемая информация 103

3.3.2.4.3. Результаты решения 103

3.3.2.4.4. Математическое описание 103

3.3.2.4.5. Алгоритм решения 104

3.3.2.4.6. Реализация 104

3.3.2.5. Алгоритм управления клапаном откачки сточных вод из дренажного приямка помещения насоснойт станции. 106

3.3.2.5.1. Назначение и характеристика 106

3.3.2.5.2. Используемая информация и результаты решения 106

3.3.2.5.3. Алгоритм решения 106

3.3.2.5.4. Реализация 107

3.3.2.6. Математическое описание регулятора 109

3.4. Вывод 113

4. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ 115

4.1. Факторы экономической эффективности 115

4.2. Расчет единовременных затрат 118

4.3. Оценка эксплуатационных затрат 124

Таблица 4.5 125

4.4. Качественная оценка экономической эффективности системы 125

4.4. Вывод 127

5. ОХРАНА ТРУДА 128

5.1. Меры безопасности при монтаже 128

и ремонте электрооборудования 128

5.1.1. Защита от опасности прикосновения к токоведущим частям 128

5.1.2. Выполнение оперативных работ в электроустановках 130

5.1.3. Защита от статического электричества 131

5.2. Организация рабочего места оператора ПЭВМ 133

5.2.1. Вредные факторы, действующие на оператора ПЭВМ 133

5.3.3. Рекомендации по работе на ПЭВМ 138

5.3.4. Освещение рабочего места 139

5.3.4.1. Метод коэффициентов использования светового потока 139

5.3.4.2. Расчет искусственного освещения 140

5.4. Вывод 142

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 144

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ 148

Введение

Переход экономики страны на рыночные отношения и сложившаяся в связи с этим экономическая ситуация заставляют предприятия создавать эффективно действующие производства как с точки зрения рационального использования ресурсов, производственных мощностей, так и с точки зрения ускорения научно-технического прогресса и полного удовлетворения потребностей производителей и потребителей. Основным результатом должно стать снижение себестоимости продукции и повышение ее качества, а также расширение ассортимента выпускаемых изделий и обеспечение их конкурентоспособности как на внутреннем, так и на внешнем рынке. Под влиянием описанных выше проблем и на фоне сложившейся ситуации в области перекачивания сточных вод, необходимого предприятию АО" Пермская ГРЭС ", перед цехом тепловых и подземных коммуникаций предприятия в 1991 г. была поставлена задача разработки высокоэффективной автоматизированной системы диспетчерского управления насосных станций стоков технической воды.

Задача была в свое время сформулирована в виде технического задания и для ее решения была подключена группа разработчиков систем подобного профиля из научно-исследовательского проектного института “Уралтеплоэнергопроект” г. Свердловска. В результате работы этой группы на предприятие пришел проект заказанной системы в виде чертежей и описания работы только пульта управления системой, причем никакого расчета экономической эффективности приведено не было.

Однако, в настоящий момент, предприятию далеко не безразлично, какой ценой достигается ускорение темпов замены устаревшего оборудования. Новая техника должна быть не только технически совершенной, но и экономически выгодной. Каждый объект новой техники должен иметь четкую оценку эффективности его разработки, производства и эксплуатации, а все принятые в проекте научно-технические решения быть экономически целесообразными, поэтому предъявляются повышенные требования к экономической стороне принятия того или иного решения. В связи с этим большое внимание в дипломном проекте уделяется вопросам технико-экономического обоснования решения поставленного задания.

Система диспетчерского управления насосных станций стоков технической воды на предприятии в настоящее время, конечно существует и выполняет возложенные на нее функции, но существует она с использованием принципа “ диспетчер на объекте – диспетчер на центральном диспетчерском пункте ”.Связь на данном этапе работы осуществляется по коммутируемым телефонным каналам с использованием обычных телефонных аппаратов, по которым в определенные моменты времени диспетчер с объекта передает оперативную информацию на центральный диспетчерский пункт (ЦДП). В свою очередь, диспетчер ЦДП ,получая эту информацию решает вопрос целесообразности проведения каких-либо активных действий, направленных на изменение действующего режима работы насосной станции (включить/выключить определенную задвижку, запустить/отключить дополнительный насос и т.д.).Но с введением в эксплуатацию новых производственных мощностей АО “Пермская ГРЭС” нагрузка на диспетчеров как на объектах ,так и на ЦДП будет неизменно возрастать, и поэтому в ходе эволюции хозяйственной деятельности предприятия на передовые рубежи выдвинулся вопрос о реорганизации диспетчерской службы насосных станций в рамках реконструкции старого и установки нового действующего оборудования.

Для решения перечисленных задач, безусловно, необходимо использование новых информационных технологий, аппаратных решений, программных средств. Необходима замена морально устаревшего оборудования на оборудование, удовлетворяющее требованиям международных стандартов качества.

В системе должны присутствовать средства для развития своих функциональных возможностей как на программном, так и на аппаратном уровнях.

В системе должны быть заложены возможности по совершенствованию механизмов обработки больших массивов информации, изменению технологии ведения процесса, будущему внедрению экспертных систем.

При возможной модернизации системы может возникнуть необходимость изменения многих компонент системы, в частности создания новых методов отображения информации в удобной для оператора форме, средств взаимодействия с оператором (для обеспечения новых методов управления, изменения параметров регулирования и т.д.), новых форм текстовых документов и др.

Необходимо предусмотреть совместимость системы с наиболее распространенными протоколами обмена информацией. Это позволит без больших затрат осуществить интеграцию системы в более широкую информационную сеть, что в свою очередь обеспечит возможность более эффективно осуществлять обработку, передачу, хранение необходимых данных.

Автоматизация создания текстовых форм позволит сэкономить рабочее время, избавить от рутинной работы по созданию необходимых отчетных документов.

Для облегчения работы оператора необходима реализация удобных форм представления информации и набора сервисных средств для работы за пультом оператора.

Построение такой системы управления является сложной задачей и для ее решения необходимо привлечение современных средств проектирования автоматизированных систем управления технологическими процессами.

В данной работе будут даны характеристики объектов автоматизации - насосных станций стоков технической воды

Будет приведено описание управляющих, информационных сигналов, а также технологического процесса в объеме, необходимом для решения задачи автоматизации.

Важным моментом в разработке является определение архитектуры будущей системы, на основе которой создается конкретная аппаратно-программная реализация. Будет приведено довольно объемное описание аппаратного обеспечения системы.Особое внимание будет уделено разработке программного обеспечения. Именно программное обеспечение реализует большинство требуемых функций системы и является необходимым средством для обеспечения возможности модернизации алгоритмов управления, обработки данных, для расширения системы и ее интеграции в широкие информационные сети.

Целью данной работы является разработка варианта автоматизированной системы диспетчерского управления насосных станций стоков технической воды посредством выбора соответствующего периферийного оборудования, датчиков, исполнительных механизмов, устройств связи с объектом и разработки программного обеспечения, функционирующего на основе создаваемой аппаратной конфигурации, для внедрения на действующее производство.