5.2 Требование и характеристика средств создания и отладки прикладного по

Для программирования систем автоматизации SIMATIC S7/C7/WinAC может быть использовано три языка: STL, LAD и FBD.

Язык STL (Statement List) позволяет создавать наиболее компактные программы, обладающие наиболее высоким быстродействием. Язык поддерживает выполнение следующих функций:

любая точка программы может быть быстро найдена по указанию символьного имени, оператора и т.д;
возможность ввода данных в пошаговом или свободном текстовом режиме.

Программа может вводиться с проверкой синтаксиса каждой строки или набираться в текстовом редакторе с последующим преобразованием.

Классические языки программирования контроллеров LAD (Ladder Diagram - LAD) и FBD (Function Block Diagram) позволяют создавать программы, отвечающие требованиям DINEN 6.1131-3. Редакторы стандартных языков LAD и FBD обеспечивают полную графическую поддержку программирования со следующими характеристиками:

простое и интуитивное использование, наглядный интерфейс, использование стандартные механизмы работы с Windows;
библиотеки заранее подготовленных сложных функций (например, ПИД регулирования) и разработанных пользователем решений.

В разработанной системе использована SCADA-системы InTuch рисунок 4.

Рисунок 18 – Визуализация шахтной печи

InTouch - это приложение-генератор человеко-машинного интерфейса (HMI) для систем SCADA и других систем автоматизации производства. InTouch дает возможность пользователям создавать операторские интерфейсы под Windows, которые тесно взаимодействует с другими компонентами программного обеспечения фирмы Wonderware, например FactorySuite (интегрированный пакет программного обеспечения для полной автоматизации производства) и стандартными приложениями Microsoft Office. InTouch это программный пакет для быстрой и эффективной разработки и внедрения систем управления производственным процессом.

Wonderware InTouch - это приложение-генератор графического операторского интерфейса (HMI) для систем SCADA и других систем автоматизации производства. InTouch позволяет пользователям создавать операторские интерфейсы под Windows, которые тесно взаимодействует с другими компонентами Factory Suite.

Дополнительные модули Статистического Контроля Процессов (SPC), Управления рецептами (Recipe) и Структурированного Языка Запросов (SQL) помогают пользователям удовлетворить разнообразные потребности в производственной отчетности. Версия 7.0 поддерживает установку корпорации Wonderware на то, что приложения InTouch будут всегда работать на будущих версиях программ.

Программный пакет InTouch состоит из двух основных компонентов - среды разработки и среды исполнения. В среде разработки создаются мнемосхемы, определяются и привязываются к аппаратным средствам входные и выходные сигналы и параметры, разрабатываются алгоритмы управления и назначаются права операторов. Созданное таким образом приложение функционирует в среде исполнения. Такое разграничение позволяет предотвратить несанкционированное изменение приложения, не определенное логикой его работы. Для того, чтобы приложение могло обмениваться данными с аппаратурой, необходимо использование третьего компонента - отдельной программы, называемой сервером ввода-вывода. Как правило, сервер ввода-вывода ориентирован на использование с конкретным видом оборудования, таким как промышленные контроллеры. Вместе с тем, используются также сервера ввода-вывода, рассчитанные на обмен данными согласно определенным промышленным стандартам, и которые могут работать со всеми контроллерами удовлетворяющими этому стандарту (например Modbus, ProfiBus, DeviceNet и др.). Преимущества использования InTouch этоп повышение эффективности работы производства, малые сроки внедрения благодаря простоте освоения и использования средств разработки. Простота технического сопровождения.

Гарантированное сопряжение с любыми аппаратными средствами, имеющимися на предприятии, благодаря большому числу имеющихся серверов ввода-вывода, использованию стандартных протоколов обмена и наличию средств разработки собственных драйверов. Ориентация на перспективные и популярные компьютерные стандарты и платформы ( Windows NT, DCOM, OPC, ActiveX и др.).

Рисунок 19 – График изменения температуры

С помощью InTouch в разработанной системе решаются следующие задачи. Сбор сигналов с пирометра а так же с датчиков расхода Prowirl 77 (рисунок 18) определяющих состояние производственного процесса в текущий момент времени. Значения температуры и расхода отображаются как в виде числовых значений так и в виде различных графиков (рисунок 19), шкал и т.д. Графическое отображение собранных данных на экране компьютера в удобной для оператора форме на мнемосхемах, индикаторах, сигнальных элементах, в виде текстовых сообщений и т.д. Кнопка «Графики» - при нажатии на нее открывается окно отображающее изменяющиеся во времени значения температуры. С помощью кнопок навигации можно перемещаться между окнами мнемосхем отражающих технологический процесс либо функционирование различных агрегатов. Цветовые индикаторы (рисунок 20) отображают статус горелок дожигания. Зелёным цветом светятся индикаторы объектов готовых к работе или уже находящихся в работе например: горелка включена, воздуходувка 1. Индикаторы не функционирующих объектов отмечены серым цветом: воздуходувка 2. Красным цветом отображается ошибка: неисправность горелки. Цифровые значения - динамически изменяются в зависимости от изменения присвоенной им величины. На рисунке 20 отображается расход газа и воздуха за плавку. При двойном щелчке на какой либо агрегат появляется более подробное его отображение с большим количеством характеризующих параметров.

Рисунок 20 - Информация о состоянии горелок дожигания

Автоматический контроль за состоянием контролируемых параметров и генерация сигналов тревоги и выдача сообщений оператору в графической и текстовой форме в случае выхода их за пределы заданного диапазона. Контроль за действиями оператора путем регистрации его в системе с помощью имени и пароля, и назначения ему определенных прав доступа, ограничивающих возможности оператора по управлению производственным процессом. Вывод (автоматически или по команде оператора) управляющих воздействий в промышленные контроллеры и исполнительные механизмы для регулировки непрерывных или дискретных процессов, а также подача сообщений персоналу на информационное табло и пр.

Автоматическое ведение журнала событий в котором регистрируется изменение производственных параметров с возможностью просмотра в графическом виде записанных данных а также ведение журнала аварийных сообщений. Соблюдение регламента производственного процесса путем динамической загрузки (автоматически или по команде оператора) набора параметров из заготовленных шаблонов (рецептур) в технологическое оборудование. Генерация отчетов и оперативных сводок.

Вывод:

В данном курсовом проекте рассматривалась модернизация автоматизированной системы регулирования горелками дожигания MAPECO шахтной печи №1 ЭСПЦ сталеплавильного производства ЧерМК ОАО «Северсталь».

Перед началом работы была поставлена задача усовершенствовать автоматизированную систему регулирования и обеспечить высокую стабильность требуемых технологических условий в частности поддержание необходимого температурного режима горелок дожигания в течении определенного промежутка времени. Эта задача была решена в первую очередь за счет замены морально и физически устаревшего контроллера Ремиконт 130 на современный SIMATIC S7-300, так же были заменены измерительно-преобразовательные элементы (датчики) и исполнительный механизм. Была разработана принципиально новая функциональная схема автоматизированной системы регулирования. Всё это позволит достигнуть поставленной цели и обеспечить стабильность технологического процесса.

Литература

1. Беленький А.М. Автоматическое управление металлургическими процессами. М.: Металлургия, 1989. – 384 с.

2. Техническая документация на горелки дожигания с ЭСПЦ ОАО «Северсталь»

3. Оформление пояснительной записки курсовых и дипломных проектов в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105 – 95. Череповецкий металлургический колледж, 1999.

4. Тюриков С.П. Методические рекомендации и расчеты по курсовому проектированию для студентов 3 и 4 курсов. Череповец 2006 год.

5. Металлургические печи. - В.А. Кривандин, Б.Л. Марков. - М.: Металлургия, 1977.

6. Липухин Ю.В., Булатов Ю.И. Автоматизация металлургических агрегатов. М.: Металлургия, 1992.

7. Котов К.И., Шершевер М.А. Средства измерения, контроля и автоматизации технологических процессов. Вычислительная и микропроцессорная техника. М: Металлургия, 1989.

8. Статья из Internet: Описание ПЛК SIMATIC S7-300. Сайт: simatic.nm.ru.

9. Бунин В.К., Анопренко В.А. SCADA-системы: проблема выбора. Современные технологии автоматизации, М:1999.