
- •Введение
- •1. Исследование объекта автоматизации
- •1.1. Общие положения
- •1.2. Характеристики объекта
- •1.2.1. Состав комплекса насосных станций
- •1.2.2. Информационное обеспечение системы диспетчеризации
- •1.2.2.1. Входные сигналы
- •1.2.2.2. Выходные сигналы
- •1.3. Функции системы
- •1.3.1. Общие положения
- •1.3.2. Формирование текущих и сменных значений показателей производства
- •1.3.3. Оперативно-диспетчерский контроль производства
- •1.3.4. Ведение базы данных
- •1.3.5. Формирование отчетных документов
- •2. Разработка и реализация архитектуры системы диспетчеризации
- •2.1. Общие принципы построения архитектуры системы
- •2.2. Разработка архитектуры системы
- •2.3. Выбор и обоснование аппаратно - программных средств
- •2.3.1. Общие положения
- •2.3.2. Уровень отображения информации, контроля и архивирования
- •2.3.3. Уровень управления
- •2.3.4. Уровень устройств связи с объектами
- •2.4. Разработка требований к прикладному программному обеспечению
- •2.4.1. Уровень отображения информации, контроля и архивирования .
- •Пульт оператора
- •2.4.2. Уровень управления
- •2.5. Общая характеристика используемых аппаратных средств
- •2.5.1. Контроллеры MicroPc фирмы octagon
- •2.5.2. Модули adam серии 4000
- •2.6. Реализация архитектуры системы в выбранном техническом базисе
- •2.6.1. Уровень отображения информации, контроля и архивирования
- •2.6.2. Уровень управления
- •2.6.3. Уровень устройств связи с объектами
- •2.7. Расчет надежности работы системы
- •2.7.1. Основные положения
- •2.7.2. Определение исходных данных
- •2.7.3. Расчет надежности по графу работоспособности системы
- •2.8. Вывод
- •3. Разработка прикладного программного обеспечения
- •3.1. Общие положения
- •3.2. Разработка монитора реального времени пульта оператора
- •3.2.1. Общие положения
- •3.2.2. Статические рисунки
- •3.2.3. База каналов
- •3.2.3.1. Общие положения
- •3.2.3.2. Объект общее
- •3.2.3.2.1. Подсистема контроля связи по с лк
- •3.2.3.2.2. Подсистема формирования отчетных документов
- •3.2.3.3. Объект насосная станция
- •3.2.3.4. Подобъект задвижка
- •3.2.3.5. Объект отчет тревог
- •3.2.3.6. Объект работа с файлами
- •3.2.3.7. Объект интегрирование
- •3.2.4. Представление данных
- •3.2.4.1. Общие положения
- •3.2.4.2. Переход по экранам
- •3.2.4.3. Контроль и управление насосамив составе насосной станции №1
- •3.2.4.4. Экран “Насосная станция №2”
- •3.2.4.5. Экран “Аварийные сообщения”
- •3.2.4.6. Экран “Просмотр отчета тревог”
- •3.2.4.7. Просмотр и формирование отчетных документов
- •3.2.4.7.1. Просмотр и формирование сменного рапорта
- •3.2.4.7.2. Просмотр и формирование суточного рапорта
- •3.2.4.7.3. Просмотр и формирование месячного рапорта
- •3.2.4.8. Просмотр суточных трендов
- •3.3. Разработка монитора реального времени локального контроллера
- •3.3.1. Общие положения
- •3.3.2. Описание и реализация алгоритмов управления
- •3.3.2.1. Алгоритм дистанционного управления насосом
- •3.3.2.1.1. Назначение и характеристика
- •3.3.2.1.2. Используемая информация
- •3.3.2.1.3. Результаты решения
- •3.3.2.1.4. Математическое описание
- •3.3.2.1.5. Алгоритм решения
- •3.3.2.1.6. Реализация
- •3.3.2.2. Алгоритм управления насосом в составе насосной станции
- •3.3.2.2.1. Назначение и характеристика
- •3.3.2.2.2. Используемая информация
- •3.3.2.2.3. Результаты решения
- •3.3.2.2.4. Математическое описание
- •3.3.2.2.5. Алгоритм решения
- •3.3.2.2.6. Реализация
- •3.3.2.3. Алгоритм назначения режима работы насоса
- •3.3.2.4. Алгоритм дистанционного управления задвижкой
- •3.3.2.4.6. Реализация
- •3.3.2.5. Алгоритм управления клапаном откачки сточных вод из дренажного приямка помещения насоснойт станции.
- •3.3.2.6. Математическое описание регулятора
- •3.4. Вывод
- •4. Оценка экономической целесообразности
- •4.1. Факторы экономической эффективности
- •4.2. Расчет единовременных затрат
- •4.3. Оценка эксплуатационных затрат
- •4.4. Качественная оценка экономической эффективности системы
- •4.4. Вывод
- •5. Охрана труда
- •5.1. Меры безопасности при монтаже и ремонте электрооборудования
- •5.1.1. Защита от опасности прикосновения к токоведущим частям
- •5.1.2. Выполнение оперативных работ в электроустановках
- •5.1.3. Защита от статического электричества
- •5.2. Организация рабочего места оператора пэвм
- •5.2.1. Вредные факторы, действующие на оператора пэвм
- •5.3.3. Рекомендации по работе на пэвм
- •5.3.4. Освещение рабочего места
- •5.3.4.1. Метод коэффициентов использования светового потока
- •5.3.4.2. Расчет искусственного освещения
- •5.4. Вывод
- •Заключение
- •Список используемых источников информации
2.3.4. Уровень устройств связи с объектами
Для реализации уровня устройств связи с объектами необходимо использовать модули сопряжения с объектами. К устройствам сопряжения с объектом относятся устройства ввода в систему сигналов, соответствующих значениям технологических переменных, и устройства вывода управляющих воздействий [6]. При этом большую роль в автоматизации играет интеллектуальность этих модулей, то есть возможность взятия на себя, со стороны модулей, определенной совокупности выполняемых функций по обработке данных.
В качестве подобных модулей в системе приняты к использованию модули ADAM серии 4000 фирмы Advantech (см. п. 2.4.2.). Данные модули предоставляют средства для аналогового и дискретного ввода-вывода. Кроме того, в модулях ADAM реализована гальваническая развязка.
Использование интерфейса RS-485 позволяет минимизировать количество физических линий при построении системы и обвязке объекта.
В качестве программного обеспечения для поддержки уровня УСО необходима разработка драйвера взаимодействия с модулями ADAM. При этом программное обеспечение уровня управления - МикроМРВ взаимодействует по стандартному интерфейсу данной системы с драйвером модулей ADAM.
Таким образом, уровень УСО реализован на основе модулей ADAM серии 4000, взаимодействие с которыми осуществляется посредством специальной программы - драйвера.
2.4. Разработка требований к прикладному программному обеспечению
2.4.1. Уровень отображения информации, контроля и архивирования .
Пульт оператора
Уровень отображения информации, контроля и архивирования включает пульт оператора . Пульт оператора является основным звеном в уровне отображения информации, контроля и архивирования, так как посредством его осуществляется автоматизированное управление технологическим процессом. Все функции по отображению информации, контролю и архивированию возложены на пульт оператора.
Пульт оператора должен обеспечить выполнение функций управления, индикации, регистрации, аварийной и технологической сигнализации, вспомогательных функций. Кроме того, он должен обеспечить возможности по реконфигурированию и модификации функций системы.
Пульт оператора должен выполнять следующие функции:
1) информационные:
- сбор и обработка необходимой информации об объекте;
- отображение информации в удобном для оператора виде на экране дисплея в виде мнемосхем, таблиц, графиков, отчета тревог;
На видеокадpах должна быть представлена следующая информация:
- текущие значения технологических параметров;
- состояние исполнительной аппаратуры;
- ведение предыстории процесса (сохранение данных о предыстории параметров на диске);
- формирование рапортов;
- вывод информации на печатающее устройство;
- обмен информацией между уровнем отображения информации и уровнем управления.
Различные виды информации должны быть выделены на экране дисплея разными цветами.
2) предупредительную, аварийную,пожарную и охранную сигнализацию (визуальную и звуковую) с pасшифpовкой причины сpабатывания.
3) диагностику и индикацию состояния технологического оборудования (в работе, останов, авария и т.д.).
4) вспомогательные функции:
- пуск и пеpезапуск системы при программных сбоях и нарушениях питания.
Также с помощью данного уровня должна осуществляться выдача команд в уровень управления. Уровень отображения информации, контроля и архивирования должен быть реализован на одном IBM-совместимом персональном компьютере обычного исполнения.
Формат визуальных и звуковых сообщений должен быть сформирован в соответствии с требованиями, предъявляемыми технологическим процессом к подсистемам формирования сообщений. В системе должны быть предусмотрены средства по снятию аварийных сообщений и восстановлению работоспособности.
Пользовательский интерфейс пульта оператора необходимо выполнить в виде, максимально отвечающим требованиям системы. При этом он должен быть представлен в виде совокупности мнемосхем технологического процесса. Размещение различных объектов автоматизации на одной мнемосхеме должно быть логически связано и обосновано. Изображение объектов на мнемосхеме должно соответствовать их реальному внешнему виду.
Пульт оператора должен иметь средства по формированию и просмотру отчетной документации. К формируемой отчетной документации относится отчет тревог, рапорта и архив .
Отчет тревог должен содержать информацию об наличии предупредительных и аварийных ситуаций. Отчет должен формироваться один раз за смену. Должно быть предусмотрено два режима формирования отчета тревог: по команде оператора и автоматически в начале каждой смены. При этом на пульте оператора должна быть предусмотрена возможность просмотра текущего отчета тревог и отчетов тревог, сформированных одну и две смены назад.
В проектируемой системе формируются рапорта трех уровней:
- сменный рапорт;
- суточный рапорт;
- месячный рапорт.
Рапорта должны содержать в установленном виде количественную информацию о качестве протекания технологического процесса. При этом сменный рапорт должен быть сформирован в виде твердой копии посредством внешнего печатающего устройства. Необходимы средства по изменению формата рапортов, в случае если это необходимо.
Пульт оператора должен содержать средства по архивированию необходимых технологических параметров и их просмотру. При этом необходимо обеспечить удобную форму просмотра и анализа архивной информации.
В составе прикладного программного обеспечения пульта оператора должны быть предусмотрены средства диагностированная связи пульта оператора с локальным контроллером, так как только при наличие этой связи возможно автоматизированное управление технологическим процессом.
Таким образом, в проектируемой системе необходимо сформировать прикладное программное обеспечение пульта оператора, отвечающего жестким требованиям, которые продиктованы необходимостью выполнения всех функций, возложенных на пульт оператора.