- •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
2.3.3. Уровень управления
Для реализации уровня управления необходимо использовать надежный промышленный контроллер, способный работать в сложных условиях окружающей среды. Все функции автоматического управления сосредоточены именно на этом уровне, поэтому надежность этого уровня представляется достаточно важной.
Для решения широкого спектра задач автоматизации промышленности к контроллерам предъявляются следующие требования: высокая надежность; малые габариты; набор различных функциональных модулей для автоматизации, в том числе цифро-аналоговые (ЦАП) и аналогово-цифровые преобразователи (АЦП), модули опторазвязки силового управления, клавиатуры, жидкокристаллические и другие дисплеи, корпуса, источники питания, сетевые платы, модемы, платы для подключения внешних устройств (дисков и т.п.), электронные диски, возможность выбора между специализированными многоплатными и универсальными одноплатными микропроцессорными контроллерами; возможность наращивания вычислительной мощности; виброустойчивость и ударопрочность; широкий диапазон температур работы и хранения; широкий диапазон питающих напряжений; низкое энергопотребление и, как следствие отсутствие охлаждения и вентиляции; длительный срок гарантии [7].
Архитектура PC является стандартом в промышленности. Для более эффективной реализации системы, представляющей собой взаимосвязь различных компонент, уровней, необходимо применять, по возможности, PC - совместимое оборудование как наиболее распространенное в настоящее время. PC ‑ совместимые платформы предоставляют потенциальные возможности для использования огромного набора существующего в настоящее время PC - совместимого аппаратного обеспечения. Кроме того, для поддержки подобного оборудования предоставляются широкий спектр уже разработанного программного обеспечения, а также системы разработки такого обеспечения.
Перечисленным требованиям отвечает серия промышленных контроллеров MicroPC фирмы Octagon, США (см. п. 2.4.1.).
Основные преимущества перед аналогичными изделиями других фирм:
- компактность: размеры плат 114x124x20 мм без установления силовых оптомодулей;
- возможность объединения в локальные и глобальные сети;
- автономность: вычислительная система может работать без монитора, внешних накопителей, при этом MS DOS загружается непосредственно из системного ПЗУ;
- качество: соответствует стандарту ISO 9001 США;
- удобство программирования: все модули (кроме процессорных) могут быть вставлены в обычный IBM PC, программа написана и отлажена с помощью обычных программных средств - Pascal, C++, BASIC и др. Резидентная MS DOS в EPROM, встроенный программатор флэш-памяти, загрузка программ через последовательный порт.
С уровнем отображения информации, контроля и архивирования рассматриваемый уровень взаимодействует на основе локальной одноранговой сети.
Контроллер MicroPC имеет встроенную операционную систему DOS 6.22, на основе которой может работать система реального времени управления процессом. Для разработки подобной системы реального времени принята система разработки TRACE MODE v4.2x . В системе TRACE MODE разработан монитор реального времени - МикроМРВ, предназначенный для поддержки нижнего уровня систем управления на основе PC - совместимых контроллеров, в частности контроллеров MicroPC фирмы Octagon Systems.
.