РУБРИКИ

Микроконтроллерная система взвешивания танков с жидким хлором

 РЕКОМЕНДУЕМ

Главная

Правоохранительные органы

Предпринимательство

Психология

Радиоэлектроника

Режущий инструмент

Коммуникации и связь

Косметология

Криминалистика

Криминология

Криптология

Информатика

Искусство и культура

Масс-медиа и реклама

Математика

Медицина

Религия и мифология

ПОДПИСКА НА ОБНОВЛЕНИЕ

Рассылка рефератов

ПОИСК

Микроконтроллерная система взвешивания танков с жидким хлором

-   процессор: 80188, 16-разрядный.

-       память ОЗУ: 256 кбайт.

-       флэш-ПЗУ: 256 кбайт.

-       операционная система: ROM-DOS.

-       часы реального времени: встроенные.

-       сторожевой таймер: встроенный.

-       количество обслуживаемых модулей ввода-вывода: 4.

-       последовательных порта: RS-232 и RS-485.

-       напряжение изоляции: 3000 В.

Сигналы с имитатора заводятся на модули аналогового ввода ICOS-87017 имеющий 8 дифференциальных каналов, эффективное разрешение 16 бит, входной диапазон: ±150, ±500 мВ, ±1, ±5, ±10 В; 0…20 мА, напряжение изоляции 1000 В (пост.), частота выборки 10 Гц (общая), входное сопротивление 2 МОм.

Для реализации сброса уровня дистиллята  и управления имитатором используется 4 – канальный релейный модуль ICOS-8060. Напряжение пробоя: 500 В. Замыкание (среднее) 3 мс. Размыкание (среднее) 1 мс. Полное время переключения 10 мс.

Питание имитатора производится от 4-канального модуля аналогового вывода ICOS-8024: эффективное разрешение 12 бит; выходной диапазон: 0…20, 4…20 мА, 0…10 В; напряжение изоляции 500 В.


3.2.2 Разработка имитатора процесса получения водорода


На рисунке 3.8 представлена схема имитации сигналов с участка подготовки дистиллята. Она реализует изменение таких параметров как: давление, расход пара перед дистиллятором, повышение и сброс уровня дистиллята в приемном баке. 

Рисунок 3.11 - Схема имитации подготовки дистиллята.

Сигналы данной схемы снимаются с шунтов R2, R3 и изменяются с помощью построечного  резистора  R1 в пределах от 0 до 10 В.  Для имитации изменения уровня дистиллята в баке снимается напряжение с конденсатора С1. При  достижении нужной величины напряжения конденсатор С1 разряжается на сопротивление нагрузки R5 с помощью реле модуля I-8060.  Чтобы исключить влияние изменения напряжения  С1, на общую схему используется микросхема.   

Расчет сопротивлений R1, R2, R3 производится  по закону Ома при питании схемы 10 В и токе 20 мА. Примем R1=0 Ом, то R2 равно:

R2=10В/20мА = 500 Ом

Для обеспечения изменения Uвых= 0,1В –10В берем соотношение R2:R1, как 1:10 следовательно R1=5 кОм.

Время  заряда конденсатора определяется зависимостью: 3Т=RC.

Примем время заряда С1 600с, емкость С1=1000 мФ, тогда:

R4= 3000/600 = 500 Ом

 

 Рисунок. 3.12 - Схема имитации электролизера


На рисунке 3.12  представлена электрическая схема имитации сигналов датчиков электролизёра. Она реализует изменение температуры водорода, кислорода, электролита под влиянием изменения силы тока, подаваемого на электроды, а также интенсивности охлаждения газов в разделительных колонках. Имитация изменения температуры водорода реализуется по плечу схемы R3R4, а кислорода по плечу R2R5. Влияние силы тока на процесс электролиза осуществляется с помощью реостата R1. С сопротивления резистора R6 снимается напряжение, показывающее изменение температуры электролита. Для исключения взаимного влияния токов, протекающих по  цепям R3R4 и R2R5, в эти цепи включены диоды VD1,VD3 и VD2,VD4 соответственно. Данная схема позволяет с помощью реле К1 и К2 модуля I-8060 реализовать аварийную ситуацию выхода из строя одной из разделительных колон. Номиналы элементов сведены в таблице

Рисунок 3.13 - Схема имитации разделительных колонн.

Представленная схема на рисунке 3.13 формирует сигналы датчиков, контролирующих изменение давления кислорода и водорода в колоннах, а также концентрацию этих газов друг в друге. Элементы, реализующие изменение данных параметров не зависят друг от друга и собраны в параллельную схему.

Выходной сигнал каждой цепи должен изменятся в пределах от 0.1 до 10 В. Для этого используем цепь, состоящую из двух резисторов, переменного Rпер и постоянного Rпост. Примем Rпер=0, тогда Rпост равно:

Rпост=10В/20мА=500 Ом

Для реализации заданного предела максимальное значение Rпер должно быть равно 5кОм. В схеме, изображенной на рисунке 3.6 Rпер. =R1=R2=R3=R4, а Rпост.=R5=R6=R7=R8.

 

Рисунок 3.14 - Схема питания имитатора сигналов.

Питание имитатора осуществляется постоянным током от модуля аналогового вывода I-8024. Данный модуль обеспечивает изменение напряжения от 1 до 10 В при максимальном токе 5 мА. Для питания имитатора требуется минимальный ток 20 мА. Поэтому, для увеличения тока питания, подаваемого от I-8024, используем эмиттерный повторитель тока с питанием от блока с напряжением 24 В. Данная схема приведена на рис. 3.14.

На рисунке 3.15 представлена общая схема имитатора. Внешний вид  и фотография разработанного имитатора представлен на рисунке 3.17., 3.18.

   

Рисунок 3.16 - Внешний вид имитатора

3.17 – Имитатор сигналов
4 РАЗРАБОТКА ПРИКЛАДНОГО ПРОГРАМНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДСИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ
SCADA-СИСТЕМЫ


4.1 Выбор  программного обеспечения


При проектировании современных систем автоматизации вопросу выбора системного и прикладного программного обеспечения уделяется не меньше внимания, чем вопросу выбора КТС. ПО, в зависимости от конечного пользователя, может представлять как среду исполнения и исполнительную среду, так и среду проектирования и среду представления, тем самым образуя связь всех уровней технических средств между собой и оператором. От надёжности работы системного программного обеспечения зависит функциональность всей системы автоматизации в целом. Исходя из задач АСУТП к системному ПО выдвигались следующие основные требования:

-         высокая производительность;

-         малая ресурсоёмкость;

-         надёжность;

-         многозадачность в реальном масштабе времени;

-         развитость и высокая скорость графического интерфейса;

-         поддержка всех распространённых сетевых протоколов.

Рассмотрев варианты операционных систем начиная от широко распространённых MS - DOS и Windows 9x и заканчивая узко специализированными QNX и SNA была выбрана операционная система Windows NT Workstation.

Операционная система Windows NT Workstation позиционируется прежде всего как клиент в сетях Windows NT Server, а также в сетях NetWare, Unix, Vines. В сетях NetWare рабочие станции Windows NT восполняют известный пробел - отсутствие хорошего сервера приложений. Компьютер с установленной на нем Windows NT может быть рабочей станцией и в одноранговых сетях, выполняя одновременно функции и клиента, и сервера. Windows NT Workstation может применяться в качестве ОС автономного компьютера, если необходимы повышенная производительность или секретность, а также при реализации сложных графических приложений, например, в системах автоматизированного управления и проектирования. Таким образом Windows NT -сетевая операционная система с приложениями для Internet, сервисами файлов и печати, службой удаленного доступа, встроенным маршрутизатором, индексированием файлов и управлением сетью.

При выборе операционной системы учитывалось наличие в Windows NT Workstation распределенной модели объектной компоновки (Distributed Component Object Model). Модель объектной компоновки (СОМ) позволяет разработчикам программ создавать приложения, состоящие из отдельных компонент. Распределенная модель (DCOM) в Windows NT 4.0 расширяет СОМ таким образом, что позволяет отдельным компонентам взаимодействовать через Internet. DCOM является растущим стандартом Internet, опубликованным в со­ответствии с форматом, определенным в спецификациях RFC 1543. Стандарт передачи данных DCOM находит широкое применение в современных промышленных системах сбора и обработки информации.

Очень важным аспектом операционной системы Windows NT является её надёжность и отказоустойчивость (reliability and robustness) обеспечивающиеся архитектурными особенностями, которые защищают прикладные программы от повреждения друг другом и операционной системой. Windows NT использует отказоустойчивую структурированную обработку особых ситуаций на всех архитектурных уровнях, которая включает восстанавливаемую файловую систему NTFS и обеспечивает защиту с помощью встроенной системы безопасности и усовершенствованных методов управления памятью.

В таблице 4.1 приведены сравнительные характеристики различных версий операционных систем Windows.

Таблица 4.1 - Сравнительные характеристики ОС Windows


Windows 3.11

Windows 95

Windows NT 3.51

Windows XP

Рекомендуемый объем ОЗУ, Мбайт

2

2

16

128

Требуемый процессор

386Х

486DX

486DX

PentiumIII-300

Минимальное необходимое пространство на диске Мбайт

7

30

90

500

Файловая система

FAT

FAT,FAT32

FAT,NTFS

FAT,NTFS

Поддержка Plug&Play

нет

да

да

Да

Пароль при запуске ПК

нет

да

да

Да

Программы DOS

да

да

да

Да

Программы Windows 3.1

да

да

да

да

Вмести в одной виртуальной DOS-машине

да

да

да

да


В качестве прикладного программного обеспечения использовался набор утилит фирмы IPC "7000 Utiliti". Данный набор утилит позволяет производить программное объединение используемых модулей аналогового и дискретного ввода/вывода а также производить диагностику и первичную настройку этих модулей. Настройка производится по следующему алгоритму:

Модуль серии I-8000 должен подключаться к компьютеру через преобразователь интерфейса I-7520. На клеммы питания преобразователя и модуля необходимо подать постоянное напряжение 24В соответствующей полярности. Клеммы данных модуля и преобразователя интерфейса следует соединить в соответствии со знаком.

Для запуска утилиты необходимо: в меню «Пуск» -> «Программы» найти группу «7000 utility» и запустить программу «7000 util».


Для поиска модулей сначала необходимо настроить параметры последовательного порта (рисунок 4.1).
























Рисунок 4.1 – настройки порта

Для этого необходимо нажать кнопку «ComPort». В появившемся окне выбрать порт №1 «COM1», скорость обмена 115200 и нажать кнопку «ОК».

Далее необходимо нажать кнопку поиска модулей «Search» (рисунок   4.2). Затем в раскрывшемся окне запустить поиск (кнопка пуск «    » ). Через некоторое время ниже появиться список найденных модулей (после появления искомого модуля можно приостановить поиск кнопкой пауза).

При нажатии на выбранный из списка модуль  появляется окно настройки  и  тестирования  модуля  (рисунок  4.3). Например:  для  модуля  I-8017 необходимо установить величину и тип входного сигнала. При нажатии на кнопку "Run" наличие сигнала на каждом канале, после чего нажать кнопку "Stop". 


Рисунок 4.2 – Поиск модулей


Рисунок 4.3  – Окно настройки модулей


4.2 Выбор SCADA-системы

4.2.1 Определение и общая структура SCADA

SCADA – процесс сбора информации реального времени с удаленных точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления удаленными объектами. Требование обработки реального времени обусловлено необходимостью доставки (выдачи) всех необходимых событий (сообщений) и данных на центральный интерфейс оператора (диспетчера). В то же время понятие «реального времени» отличается для различных SCADA-систем. Прообразом современных систем SCADA на ранних стадиях развития автоматизированных систем управления являлись системы телеметрии и сигнализации.Все современные SCADA-системы включают три основных структурных компонента (рисунок 4.4).

Remote Terminal Unit (RTU) – удаленный терминал, осуществляющий обработку задачи (управление) в режиме реального времени; в зависимости от конкретного применения может представлять собой от примитивных датчиков, осуществляющих съем информации с объекта, до специализированных многопроцессорных отказоустойчивых вычислительных комплексов, осуществляющих обработку информации и управление в режиме жесткого реального времени. Применение устройств низкоуровневой обработки информации позволяет снизить требования к пропускной способности каналов связи с центральным диспетчерским пунктом.

Master Terminal Unit (MTU), Master Station (MS) – диспетчерский пункт управления (главный терминал); осуществляет обработку данных и управление высокого уровня, как правило в режиме мягкого (квази-) реального времени; одна из основных функций – обеспечение интерфейса между человеком-оператором и системой (HMI, MMI). В зависимости от конкретной системы MTU может быть реализован в виде от одиночного компьютера с дополнительными устройствами подключения к каналам связи до больших вычислительных систем (мэйнфреймов) и/или объединенных в локальную сеть рабочих станций и серверов. Как правило, и при построении MTU используются различные методы повышения надежности и безопасности работы системы.

Communication System (CS) – коммуникационная система (каналы связи), необходима для передачи данных с удаленных точек (объектов, терминалов) на центральный интерфейс оператора-диспетчера и передачи сигналов управления на RTU (или удаленный объект – в зависимости от конкретного исполнения системы).

 











Рисунок 4.4 - Основные функциональные компоненты SCADA-системы

Можно выделить четыре основных функциональных компонента SCADA-систем:

-             человек-оператор;

-             компьютер взаимодействия с человеком;

-             компьютер взаимодействия с задачей (объектом);

-             задача (объект управления).

Особенности процесса управления в современных диспетчерских системах сосредоточены в следующих положениях:

-              процесс SCADA применяется в системах, в которых обязательно наличие человека (оператора, диспетчера);

-              процесс SCADA был разработан для систем, в которых любое неправильное воздействие может привести к отказу (потери) объекта управления или даже катастрофическим последствиям;

-              оператор несет, как правило, общую ответственность за управление системой, которая, при нормальных условиях, только изредка требует подстройки параметров для достижения оптимальной производительности;

-              активное участие оператора в процессе управления происходит нечасто и в непредсказуемые моменты времени, обычно в случае наступления критических событий (отказы, нештатные ситуации и пр.);

-              действия оператора в критических ситуациях могут быть жестко ограничены по времени (несколькими минутами или даже секундами).

К SCADA-системам предъявляются следующие основные требования:

-              надежность системы (технологическая и функциональная);

-              безопасность управления;

-              точность обработки и представления данных;

-              простота расширения системы.

Требования безопасности и надежности управления в SCADA включают:

-              любой единичный отказ оборудования не должен вызвать выдачу ложного выходного воздействия (команды) на объект управления;

-              любая единичная ошибка оператора не должна вызвать выдачу ложного выходного воздействия (команды) на объект управления;

-              все операции по управлению должны быть интуитивно-понятными и удобными  для оператора (диспетчера).

Таблица 4.2 - Сравнительная характеристика SCADA-систем, представленных на российском рынке


Название продукта

Bridge WIEV

cimplisity HMI

FIX

iFIX

Dynamics

iconics Genesys

Sitect 6.0

RealFlex for QNX

Sitex for QNX

Trase Mode 5/04

Simatic WinCC


Фирма-разработчик

National Instruments, США

GE FANUC Automation США

Intellution, США

Intellution, США

Iconics, США

Sitect

Австралия

RealFlex System inc, США

Jade Software Великобр.

AdAstra, Россия

Siemens

AG, Германия

О т к р ы т о с т ь


Управл. PLC











1

через DDE

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+


через DLL

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+


через OLE

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+


через OPC

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

2

Обмен с прилож












через API

+

+

+

+


+

+

+

+

+


через DLL

+

+

+

+


+

+

+

+

+


через COM





+







через OLE





+






К о н т р о л л е р ы

3.

Какие поддерж.


пр. все

>300

>300


>800

>130

>70

>300

S* и др

4.

П. шины canbus

+





+

+

+

+



-"- profibus

+





+

+

+

+

+


-"- fieldbus

+








+



-"- Modbus







+

+


+

5.

Связь с PLC












напрямую

+

+

+

+



+

+

+

+


собств. проток.

+

+

+

+


+

+

+

+

+


пром. шина

+

+

+

+


+

+

+

+

+

Таблица 4.2- Продолжение 

 

  

Название продукта

Bridge WIEV

cimplisity HMI

FIX

iFIX

Dynamics

iconics Genesys

Sitect 6.0

RealFlex for QNX

Sitex for QNX

Trase Mode 5/04

Simatic WinCC


третьей фирмы

+

редко

+

+


+

+

+

+

+

А л а р м ы

6.

Уровни приорит.

255

задаёт

16

1000

999

5

99

23

256

7.

Ген. e-mail сооб.

+

+


+

+

+

+

+

+

+

Все пакеты включают группирование алармов, онлайновую фильтрацию, алармы по нижним и верхним уровням изменения параметров по скорости и уровню, автоматическую реакцию

В о з м о ж н о с т и H M I

Все пакеты имеют объектно-ориентированный графический редактор библиотеку стандартных графических символов, библиотеку сложных графических объектов, стандартные возможности оконного редактирования, возможность работы с трендами, возможность навигации по страницам изображения, анимацию, мультимедиа.













С и с т е м а  о т ч ё т о в

8.

Встроен ген отч.

+

+



+


+

+

+

+

9.

Метод вырез\вст.

+

+



+


+

+

+

+

10.

Печать и архив.

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

О п ц и и / А в т о м а т и з а ц и я

11.

Статист. Управл.

+

+

+

+


+

+

+

+

+

12.

Поддерж. Рецеп.

+

+

+

+


+

+

+

+

+

13.

Нечёткая логика

+

+

+

+


+


+

+

с Simatic

14.

Автообр. Событии.

+

+

+

+


+

+

+

+

+

П о д д е р ж и в а е м ы е  О С

15.

Win. 95

+

+

+


+

+



+

+


Win. NT

+

+

+

+

+

+



+

+


Таблица 4.2- Продолжение 


Название продукта

Bridge WIEV

cimplisity HMI

FIX

iFIX

Dynamics

iconics Genesys

Sitect 6.0

RealFlex for QNX

Sitex for QNX

Trase Mode 5/04

Simatic WinCC


UNIX


+










VMS


+









В н е д р е н и е

16.

Стоимость (у.е.)

3980-7972

300-14000

900-13000

2000-11000

480-11000

655-10855

2425-11200

1370-10150

590-2799

1140-13560

17.

Рыночная полит

5

5

5

5

5

4

3

4

5

5

В о з м о ж н о с т и  с р е д ы  р а з р а б о т к и

18.

Язык прогр. сцен

LabView

WBA

свой

WBA

WBA

яз. сце-нариев

CSL

CBL

ТехноAL

ANSI C

19.

Граф. язык

LabView




IEC 61131-3

IEC 61131-3

SFC, LD, FBD

SFC, LD, FBD

ТехноFBD


20.

Пакет компл авт


+

BATCH

BATCH


+

+

+

+

+

Все пакеты имеют возможность симуляции, разработки и тестирования/отладки в режиме on-Line, распределённой разработки, расширения инструментальными пакетами (toolkits), позволяющих создавать драйверы в/в, графические объекты и т.п.

К о н ф и г у р и р о в а н и е  с и с т е м ы

21.

Макс. ч-ло т. в/в

61405

128000

65000

1024000

64К

Во всех пакетах любой узел может быть сервером в/в, сервером трендов, во всех пакетах (кроме Bridge View) выполняется конфигурируемость по числу точек ввода/вывода

С о п р о в о ж д е н и е / э к с п л у а т а ц и я

22.

Рыночный стаж

4

29

16

3

1,5

9

15

4

10

10

23.

Простота исполь

10

10

8

10

8

10

9

9

10

10

24.

Время обучения

5 дн.

1 день

3 дня

3 дня

10 дн.

4 дня

3 дня

3 дня

1 день

7 дн.

25.

К-во инсталляци












в мире

?

1000000

110000

1000

12000

100000

1500

700

4000

10000


4.2.2 Характеристика выбранной SCADA-системы

 

Citect  обладает функциональными характеристиками, надежностью и производительностью, которые позволяют разрабатывать как интегрированные системы уровня предприятия, так и производительные автономные приложения.

С самого начала Citect  проектировался и разрабатывался как средство реализации всех требований предприятия в виде единой интегрированной системы. Единый программный пакет содержит все необходимые компоненты, устраняющие как необходимость использования дополнительного программного обеспечения, так и фрагментацию данных. Первый же пакет Citect  для Windows, установленный в 1992 году, поднял планку для SCADA-систем на базе ПК на новый уровень производительности: 33000 точек дискретного ввода, 16000 точек аналогового ввода, 4000 аналитических кривых, 50 операторских станций, резервирование в стиле распределенных DCS-систем, общая база данных, конфигурирование с любого компьютера и скорость вывода информации на дисплей менее 2-х секунд.

Высокая степень автоматизации операций, функциональная полнота, контроль качества и тестирование гарантируют максимальную возможную надежность Citect, который благодаря этому может использоваться в различных ответственных приложениях атомной энергетики, авиации и других областях.

Среда исполнения организована как «клиент-серверная» архитектура

Файловый сервер – представляет собой центральное хранилище файлов, выдающее по запросу клиента необработанные данные. Клиент сам обрабатывает и фильтрует информацию (локально), что создает большую нагрузку на  сеть. В отличие от этого в клиент - серверной архитектуре большая часть по обработке данных выполняется сервером, так что клиент может запрашивать только нужную информацию. Это значит, что по сети передаются только пакеты "полезных данных" меньшего размера, что существенно уменьшает нагрузку на сеть.

Основа надежности клиент - серверной архитектуры – это Виртуальная Сеть Данных (VDN – Virtual Data Network).

Реализовать все возможности клиент-серверной архитектуры можно только на уровне задач. Каждая задача при этом должна исполнять только одну роль – клиента или сервера – и взаимодействовать с другими задачами посредством клиент-серверных взаимосвязей.

В Citect  есть пять основных типов задач:

-              взаимодействие с устройствами ввода/вывода;

-              контроль аварийных состояний (тревог);

-              отчеты;

-              графики;

-              отображение информации.

Задача управления вводом/выводом выполняет все операции по обмену данными с устройствами ввода/вывода "по поручению" остальных задач. Для них задача управления вводом/выводом – это один из серверов (а сами задачи – его клиенты).

Сервер тревог собирает и сортирует всю информацию, получаемую им от сервера ввода/вывода. Если на экране виден список тревог, то это означает, что задача отображения запрашивает у сервера данные о конкретных тревогах.

Если на экран что-либо выводится, то это значит, что задача Отображения (клиент) запрашивает какие-либо данные у задачи управления вводом/выводом (сервера). Сервер ввода/вывода собирает и сортирует все исходные данные, но клиенту Отображения передает только запрошенную информацию.

Серверы графиков и отчетов работают аналогично серверам ввода/вывода и тревог, предоставляя своим клиентам обработанную информацию.

Если в отчет включены графики или данные об тревогах, то сервер отчетов начинает выступать по отношению к серверам трендов и тревог как клиент. В процессе подготовки отчета сервер отчетов обращается к другим серверам за необходимой информацией.

Поскольку каждый сервер предназначен для поддержки нескольких клиентов, то добавление нового дисплейного клиента выполняется всего несколькими щелчками мыши на новом компьютере – без какого-либо вмешательства в действия существующей системы. Все клиенты отображения получают информацию от одного и того же сервера ввода/вывода. Таким образом, на базе локальной сети создается виртуальная сеть – без каких-либо потерь функциональных возможностей.

Если в системе есть дополнительные сервера, то они могут использоваться для повышения избыточности архитектуры. Например, если в систему добавляется резервный сервер тревог, то он всегда будет готов взять на себя управление в случае отказа основного.

Даже если все задачи будут исполняться на нескольких компьютерах, объединенных в одну локальную сеть, взаимоотношения между клиентами и серверами останутся теми же самыми – клиент-серверная архитектура.

Одним из наиболее важных факторов, влияющих на построение быстродействующего и эффективного клиент-серверного приложения, является минимизация объемов возвращаемой сервером информации. По мере возрастания объемов хранимых данных преимущества клиент-серверной архитектуры становятся все более и более очевидными.

Преимущества централизованной обработки в том, что все данные хранятся и обрабатываются в одном и том же месте. В отличие от нее распределенная обработка позволяет распределять вычислительную нагрузку по нескольким компьютерам. Citect  обеспечивает преимущества обоих подходов.

Citect позволяет реализовать в системной архитектуре: гибкость и масштабируемость.

Гибкость – это возможность модификации системной архитектуры. Вместо того, чтобы привязывать пользователя к какой-либо одной схеме, Citect  дает ему возможность самому выбирать архитектуру – использовать все лучшее, что есть в централизованной и распределенной обработке.

С самого начала ориентированный на клиент-серверные архитектуры, Citect  функционально состоит из следующих пяти отдельных задач:

-             Ввод/Вывод – управление и оптимизация всех операций по обмену данными.

-             Тревоги – мониторинг всех тревог: аналоговых, дискретных, SPC.

-             Отчеты – управление, планирование и подготовка отчетов.

-             Графики – Сбор, сохранение и построение графиков на основе статистических данных.

-             Отображение – человеко-машинный интерфейс, взаимодействующий со всеми остальными задачами для поддержания вывода информации на дисплей (обновления вывода и исполнения команд).

Все задачи исполняются независимо друг от друга. Благодаря этой уникальной архитектуре пользователь имеет возможность сопоставлять каждой задаче свой компьютер. В частности, одна машина может быть выделена для вывода информации и создания отчетов, а другая – для вывода данных, обслуживания ввода/вывода и построения графиков.

В сетевых системах Citect  обеспечивает применение централизованной базы данных. Наличие всего одной общей базы – это огромное преимущество, поскольку в этом случае все изменения выполняются всего в одном месте (а используются везде).

4.3 Создание визуального интерфейса


На рисунке 4.5 изображено главное окно технологического процесса. Данное окно является стандартным шаблоном меню в SETECT, которое появляется при запуске программы. На нем представлены кнопки перехода к окнам отображения технологического процесса, а также выход из SCADA-системы. В верхнем правом углу отображается текущая дата и время.


Рисунок 4.5 - Меню системы

На рисунке 4.6 изображено окно процесса эликтролиза. Представлена мнемосхема включает в себя: дистиллятор; емкость приема дистиллята; емкость приготовления электролита; питательный бак оснащенные датчиками, электролизеры, разделительные колонны, промыватели газов и  колонны регулирования давления.

В точках контроля находятся панели отображения параметров. В зависимости от приближения  значения данных к придельному значению, индикаторы меняют цвет:

- зеленый –норма;

- желтый – приближение к границе;

- красный – критическая ситуация.

Ввод задающих значений осуществляется непосредственно в ячейки индикаторов.

При достижении критических значений система выводит предупреждения о опасности и способы их устранения (рисунок 4.7).

Отображенные на экране исполнительные механизмы: кран, насос, вентиляторы, при срабатывании изменяют зеленный цвет на серый. Возможен переход из автоматического режима в ручной.

В нижней части экрана расположены клавиши перехода к остальным окнам.  

Рисунок 4.6 – Мнемосхема ТП

Данные срабатывания тревог автоматически заносятся в архив. Просмотр параметров текущего режима  возможно виде одиночного графика (Рисунок 4.8). На рисунке 4.9 представлена страница аппаратных сигнализаторов, на которой  отображаются данные архива.

Рисунок 4.7 – Сообщения «Аварийная ситуация»

Рисунок 4.8 – Одиночный тренд.


Рисунок 4.9 – Страница аппаратных сигнализаторов

Рисунок 4.10– Протокол действия оператора

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В ходе выполнения магистерской диссертации в соответствии с поставленным заданием была создана многофункциональная автоматизированная система управления, обеспечивающая безопасную эксплуатацию оборудования и   протекание технологического процесса производства водорода.

Для этого был проведен анализ технологического процесс исследование технологического процесса получения водорода методом электролиза как объект  автоматизации и управления. Выбраны контролируемые и регулируемые параметры, разработана техническая структура АСУТП.

Методом объектно-ориентированного анализа построена модель обеспечения безопасности процесса в виде технологических алгоритмов. (выбраны и обоснованы информативные параметры и управляющие воздействия; определены их взаимосвязи).

Разработана модель и программное обеспечение симулятора (имитатора), позволяющий в режиме реального времени исследовать процесс и технологию управления им. Это позволяет организовать отладку ПО в лабораторных условиях. Симулятор используется также для обучения персонала.

На базе Citect-Scada разработано прикладное программное обеспечение для АРМ оператора.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


1.     Якименко Л. М., Модылевская И. Д., Ткачек З. А. Электролиз воды. – М.: Химия, 1970. – 264 с.

2.     Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение. Справочник /Д. Ю. Гамбург, В. П. Семенов, Н. Ф. Дубовкин, Л. Н. Смирнова; Под ред. Д. Ю. Гамбург, Н. Ф. Дубовкин. – М.: Химия, 1989. – 672 с.

3.     Иоффе В. Б. Основы производства водорода. – Л.: ГОСТОПТЕХИЗДАТ, 1960. – 430 с.

4.     Технологический регламент ООО «Салаватстекло».–2003.– 150 с.

5.     Серебрянский Ф. З. Электролизеры для производства водорода и кислорода. Химическое и нефтеперерабатывающее машиностроение. – М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1969. – 49 с.

6.     Якименко Л. М. Получение водорода, кислорода и щелочей. – М.: Химия, 1974. – 552 с.

7.     Клюев А. С. И др; Под ред. Клюева А. С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справоч. пособие – М.: Энергия, 1980. – 512 с.

8.     Кулаков М. В. Технологические измерения и приборы для химических производств. М.: Машиностроение, 1974. – 464 с.

9.     Фарзане Н. Г., Илясов Л. В., Азим-заде А. Ю. Технологические измерения и приборы. - М.: Высшая школа, 1989. – 465 с.

10. Каталоги компании «ICOS».

11. Макаренко В. Г. Схемы автоматизации. Учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию. ЮРГТУ (НПИ) – Новочеркасск, 1999. – 48 с.

12. Каталоги компании «МЕТРАН».

13. Стефании Е. П. Основы построения АСУТП. – М.: Энергоиздат, 1982. – 349 с.

14. Р. А. Нейдорф, А. В. Ситников. Моделирование химико-технологических процессов на ЭВМ. – Новочеркасск, 1986.

15. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий».

16. НПБ 105-95 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности».

17. СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений».

18. СНиП 31-03-2001 «Огнеопасность зданий и сооружений».

19. СНиП 23-05-95 «Строительные нормы и правила РФ. Естественное и искусственное освещение».

20. СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданиях».

21. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

22. ГОСТ 12.1.019-79 (2001) «Электробезопасность».

23. ГОСТ 12.1.044-89 «Пожароопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы определения».

24. СН 2.2.2.542-96 «Эргономические требования и требования безопасности».

25. НПБ 155-96 «Пожарная техника. Огнетушители переносные. Основные показатели и номенклатура».

26. В. К. Беклешов. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов. – М.: «Высшая школа», 1991.

27. В. П. Свечкарев. Системы автоматизации и управления технологическими процессами и производствами. Новочеркасск 2001.

28. Л. Н. Липатов. Типовые процессы химической технологии как объекты управления. М.: Химия, 1973.


ПРИЛОЖЕНИЕ  А

(Справочное)

Листинг Сicode – программы «Обеспечение безопасности процесса»


string DO_vkl[31]="DO_2","DO_4","DO_6","DO_8","DO_10","DO_12","DO_14","DO_16","DO_18","DO_20",

"DO_22","DO_24","DO_26","DO_28","DO_30","DO_32","DO_34","DO_36","DO_38","DO_40",

"DO_42","DO_44","DO_64","DO_66","DO_69","DO_71","DO_77","DO_79","DO_81","DO_83","DO_85";


string DI_vkl_otkl[31]="DI_41","DI_42","DI_43","DI_44","DI_45","DI_46","DI_47","DI_48","DI_49","DI_50",

"DI_51","DI_52","DI_53","DI_54","DI_55","DI_56","DI_57","DI_58","DI_59","DI_60",

"DI_61","DI_62","DI_73","DI_74","DI_93","DI_94","DI_65","DI_66","DI_75","DI_67","DI_68";


 string DO_otkl[31]="DO_1", "DO_3", "DO_5", "DO_7", "DO_9", "DO_11", "DO_13", "DO_15", "DO_17", "DO_19",

 "DO_21", "DO_23", "DO_25", "DO_27", "DO_29", "DO_31", "DO_33", "DO_35", "DO_37", "DO_39",

 "DO_41", "DO_43","DO_63","DO_67","DO_68","DO_70","DO_76","DO_78","DO_80","DO_82","DO_84";


/* string DI_otkl[31]="DI_41", "DI_42", "DI_43", "DI_44", "DI_45", "DI_46", "DI_47", "DI_48", "DI_49", "DI_50",

 "DI_51", "DI_52", "DI_53", "DI_54", "DI_55", "DI_56", "DI_57", "DI_58", "DI_59", "DI_60",

 "DI_61", "DI_62","DI_73","DI_74","DI_93","DI_94","DI_65","DI_66","DI_75","DI_67","DI_68";  */


/*string DO_zakr[9]="DO_64","DO_66","DO_69","DO_71","DO_77","DO_79","DO_81","DO_83","DO_85";


string DI_zakr[9]="DI_73","DI_74","DI_93","DI_94","DI_65","DI_66","DI_75","DI_67","DI_68";


string DO_otkr[9]="DO_63","DO_67","DO_68","DO_70","DO_76","DO_78","DO_80","DO_82","DO_84";


string DI_otkr[9]="DI_73","DI_74","DI_93","DI_94","DI_65","DI_66","DI_75","DI_67","DI_68";

*/

//******************************************************************************

string DO_zakr_otkr[8]="DO_87","DO_88","DO_72","DO_73","DO_75","DO_102","DO_103","DO_104";


string DI_zakr_otkr[8]="DI_85","DI_86","DI_00","DI_00","DI_69","DI_70","DI_71","DI_72";


INT pr_start=0;

INT  NewVal_DO_otkl[31];

INT  Val_DO_otkl[31];

INT  NewVal_DO_vkl[31];

INT  Val_DO_vkl[31];

INT  NewVal_DO_zakr_otkr[8];

INT  Val_DO_zakr_otkr[8];



FUNCTION podygrish()


INT i;


  IF pr_start=0 THEN

      FOR i=0 TO 30 DO

         Val_DO_vkl[i]=TagRead(DO_vkl[i]);

           IF Val_DO_vkl[i]=1 THEN  TagWrite(DI_vkl_otkl[i],1); TagWrite(DO_vkl[i],0); END

         Val_DO_otkl[i]=TagRead(DO_otkl[i]);

           IF Val_DO_otkl[i]=1 THEN  TagWrite(DI_vkl_otkl[i],0); TagWrite(DO_otkl[i],0); END

//         Val_DO_vkl[i]=TagRead(DO_vkl[i]);

         NewVal_DO_otkl[i]=0;

         NewVal_DO_vkl[i]=0;

      END


     pr_start=1;

  end


//========================================================

FOR i=0 TO 30 DO

   NewVal_DO_otkl[i]=TagRead(DO_otkl[i]);

   if  NewVal_DO_otkl[i] <> Val_DO_otkl[i] then

       Val_DO_otkl[i] = NewVal_DO_otkl[i];

       if  NewVal_DO_otkl[i]=1 then

         TagWrite(DI_vkl_otkl[i],0);

         TagWrite(DO_otkl[i],0);

         NewVal_DO_otkl[i]=0;

         Val_DO_otkl[i]=0;

       end

   end

END



FOR i=0 TO 30 DO

   NewVal_DO_vkl[i]=TagRead(DO_vkl[i]);

   if  NewVal_DO_vkl[i] <> Val_DO_vkl[i] then

       Val_DO_vkl[i] = NewVal_DO_vkl[i];

       if  NewVal_DO_vkl[i]=1 then

         TagWrite(DI_vkl_otkl[i],1);

         TagWrite(DO_vkl[i],0);

         NewVal_DO_vkl[i]=0;

         Val_DO_vkl[i]=0;

       end

   end

END


//****************************************************************************




FOR i=0 TO 7 DO

   NewVal_DO_zakr_otkr[i]=TagRead(DO_zakr_otkr[i]);

   if  NewVal_DO_zakr_otkr[i] <> Val_DO_zakr_otkr[i] then

       Val_DO_zakr_otkr[i] = NewVal_DO_zakr_otkr[i];

       if  NewVal_DO_zakr_otkr[i]=1 then

         TagWrite(DI_zakr_otkr[i],1);

       else

         TagWrite(DI_zakr_otkr[i],0);

       end

   end

END


//*************************************************


if DO_89=1 then DI_87=1;DO_89=0; end

if DO_90=1 then DI_88=1;DO_90=0; end

if DO_91=1 then DI_89=1;DO_91=0; end

if DO_92=1 then DI_87=0;DI_88=0;DI_89=0;DO_92=0; end


END


FUNCTION

Set_ust1()


           PageSetInt(1,AI_1_Low);

           PageSetInt(2,AI_2_Low);

           PageSetInt(3,AI_3_Low);

           PageSetInt(4,AI_4_Low);

           PageSetInt(5,AI_5_Low);

           PageSetInt(6,AI_6_Low);

           PageSetInt(7,AI_8_Low);

           PageSetInt(8,AI_9_Low);

           PageSetInt(9,AI_10_Low);

           PageSetInt(10,AI_11_Low);

           PageSetInt(11,AI_12_Low);

           PageSetInt(12,AI_13_Low);

           PageSetInt(13,AI_14_Low);

           PageSetInt(14,AI_17_Low);

           PageSetInt(15,AI_18_Low);

           PageSetInt(16,AI_19_Low);

           PageSetInt(17,AI_20_Low);

           PageSetInt(18,AI_21_Low);

           PageSetInt(19,AI_22_Low);

           PageSetInt(20,AI_23_Low);

           PageSetInt(21,AI_24_Low);

           PageSetInt(22,AI_25_Low);

           PageSetInt(23,AI_26_Low);


           PageSetInt(31,AI_1_Norma);

           PageSetInt(32,AI_2_Norma);

           PageSetInt(33,AI_3_Norma);

           PageSetInt(34,AI_4_Norma);

           PageSetInt(35,AI_5_Norma);

           PageSetInt(36,AI_6_Norma);

           PageSetInt(37,AI_8_Norma);

           PageSetInt(38,AI_9_Norma);

           PageSetInt(39,AI_10_Norma);

           PageSetInt(40,AI_11_Norma);

           PageSetInt(41,AI_12_Norma);

           PageSetStr(42,AI_13_Norma);

           PageSetStr(43,AI_14_Norma);

           PageSetStr(44,AI_17_Norma);

           PageSetInt(45,AI_18_Norma);

           PageSetInt(46,AI_19_Norma);

           PageSetInt(47,AI_20_Norma);

           PageSetInt(48,AI_21_Norma);

           PageSetInt(49,AI_22_Norma);

           PageSetInt(50,AI_23_Norma);

           PageSetInt(51,AI_24_Norma);

           PageSetInt(52,AI_25_Norma);

           PageSetInt(53,AI_26_Norma);


           PageSetInt(61,AI_1_High);

           PageSetInt(62,AI_2_High);

           PageSetInt(63,AI_3_High);

           PageSetInt(64,AI_4_High);

           PageSetInt(65,AI_5_High);

           PageSetInt(66,AI_6_High);

           PageSetInt(67,AI_8_High);

           PageSetInt(68,AI_9_High);

           PageSetInt(69,AI_10_High);

           PageSetInt(70,AI_11_High);

           PageSetInt(71,AI_12_High);

           PageSetStr(72,AI_13_High);

           PageSetStr(73,AI_14_High);

           PageSetStr(74,AI_17_High);

           PageSetInt(75,AI_18_High);

           PageSetInt(76,AI_19_High);

           PageSetInt(77,AI_20_High);

           PageSetInt(78,AI_21_High);

           PageSetInt(79,AI_22_High);

           PageSetInt(80,AI_23_High);

           PageSetInt(81,AI_24_High);

           PageSetInt(82,AI_25_High);

           PageSetInt(83,AI_26_High);


END


//=================файл vozv_page.ci========================

INT

FUNCTION

vozv_page(STRING NamePage)

INT vozv;


  IF PageInfo(0)=NamePage   THEN

     vozv=1;

  ELSE

     vozv=0;

  END

RETURN vozv;

END

//========================================================

NT hFont1,hFont;

INT hFormkach=-1;


//================файл F_parameter.ci =================

INT

FUNCTION

 F_parameter(REAL Parameter, REAL niz, REAL verx)

 

INT Col;

 

            IF ((Parameter < niz) OR (Parameter > verx)) THEN

                        Col=1;

            ELSE

                        Col=0;

            END

 RETURN Col;

END

//---------------------------------------------

INT

FUNCTION

 F_vyxod(REAL Param_vxod,  REAL Param_vyxod)

 

INT Col;

 

            IF (Abs(Param_vxod-Param_vyxod)>=Delta_t) THEN

                        Col=1;

            ELSE

                        Col=0;

            END

 RETURN Col;

END

//---------------------------------------------

INT

FUNCTION

 F_parameter4(REAL Parameter, REAL niz)

 

INT Col;

 

            IF Parameter < niz  THEN

                        Col=1;

            ELSE

                        Col=0;

            END

 RETURN Col;

END

//---------------------------------------------

INT

FUNCTION

 F_parameterv(REAL Parameter, REAL verx)

 

INT Col;

 

            IF Parameter >= verx  THEN

                        Col=1;

            ELSE

                        Col=0;

            END

 RETURN Col;

END

//-----------------------------------------


INT

FUNCTION  F_parameter2(INT Parameter,INT hi)

INT Color;


            IF (Parameter > hi) THEN

                        Color=1;

            ELSE

                        Color=0;

            END


Страницы: 1, 2, 3


© 2010
Частичное или полное использование материалов
запрещено.