Проектирование автоматизированной системы управления насосными агрегатами ДНС

Для питания контроллера и модулей необходим внешний блок питания.

Контроллер потребляет 5,1 Вт. Встроенный источник питания потребляет 20 Вт. Необходим источник питания с выходной мощностью более 25.1 Вт. Поэтому выбираем блок питания ACE-540A той же фирмы с выходной мощностью 48 Вт. Характеристики блока питания представлены в таблице 8.

Таблица 8                    Технические характеристики блока питания ACE-540A

В итоге получилась следующая конфигурация контроллера:

–     3 7-канальных модуля ввода сигналов термосопротивления I-87015

–     2 16-канальных модуля аналогового ввода I-8017HS;

–     1 8-канальный модуль аналогового ввода I-8017H;

–     1 32-канальный модуль дискретного ввода I-8040;

–     1 32-канальный модуль дискретного вывода I-8041.

2.4        Разработка алгоритмов работы автоматизированной системы управления

2.4.1      Описание логики алгоритма контроля параметров и управления насоса внешней откачки нефти БН-1/1

Программа контроля и управления измерительной аппаратурой насоса БН-1/1  начинается с запроса изменения уставок управления. Оператор производит перенастройку параметров управления с АРМ оператора.

Программа контроля и управления включает в себя блок технологических защит, блок блокировок, блок управления и блок индикации.

Блок технологических защит включает в себя контроль пожара, 2-го порога загазованности, вибрации подшипников, давления на приеме и выкиде насоса, температуры подшипников насоса и двигателя. При выходе какого-либо параметра за границы уставок производится останов насоса БН-1/1 и установка флага «Авария БН-1/1».

Блок блокировок включает в себя контроль 1-го порога загазованности, температуры подшипников насоса и двигателя. При выходе параметров за границы уставок производится блокировка повторного пуска насоса БН-1/1.

Блок управления включает в себя алгоритм управления насоса, в зависимости от режима его работы. Алгоритм управления насоса начинается с опроса флага          «Авария БН-1/1».  Если флаг установлен, то выдается команда «Нет готовности к пуску» и блок контроля на этом заканчивается. В противном случае производится опрос флага «Блокировка пуска». Если флаг установлен, то команда «Готовность к пуску» не выдается. При снятом флаге «Блокировка пуска» и рабочем давлении на приеме насоса выдается команда «Готовность пуска».

При нажатой дистанционной кнопке «Стоп» на АРМе оператора производится останов насосного агрегата БН-1/1. При нажатой по месту кнопке «Стоп» на АРМе оператора также производится останов насосного агрегата БН-1/1.

Пуск насоса возможен только по месту при наличии разрешающего сигнала «Готовность к пуску», который генерирует система автоматики.

Блок индикации включает в себя контроль ВАП, НАП, ВПП, НПП технологических параметров насосного агрегата БН-1/1.

Алгоритм контроля параметров и управления технологическим оборудованием насоса БН-1/1 (аналогично БН-1/2) представлен в приложении В.

2.4.2      Описание логики алгоритма контроля и управления насоса подтоварной воды  Н-4/1

Программа контроля и управления измерительной аппаратурой насоса Н-4/1  начинается с запроса изменения уставок управления. Оператор производит перенастройку параметров управления с АРМ оператора.

Программа контроля и управления включает в себя блок технологических защит, блок блокировок, блок управления и блок индикации.

Блок технологических защит включает в себя контроль пожара, температур подшипников насоса и двигателя, вибрации подшипников, давления на приеме и выкиде насоса. При выходе какого-либо параметра за границы уставок производится останов насоса Н-4/1 и установка флага «Авария Н-4/1»

Блок блокировок включает в себя контроль температур подшипников насоса и двигателя. При выходе какого-либо параметра за границы уставок производится блокировка повторного пуска насоса Н-4/1.

Блок управления включает в себя алгоритм управления насоса, в зависимости от режима его работы. Алгоритм управления насоса начинается с опроса флага          «Авария Н-4/1».  Если флаг установлен, то выдается команда «Нет готовности к пуску» и блок контроля на этом заканчивается. В противном случае производится опрос флага «Блокировка пуска». Если флаг установлен, то команда «Готовность к пуску» не выдается. При снятом флаге «Блокировка пуска» и рабочем давлении на приеме насоса, выдается команда «Готовность пуска».

При нажатой дистанционной кнопке «Стоп» на АРМе оператора производится останов насосного агрегата Н-4/1.

Пуск насоса возможен только по месту при наличии разрешающего сигнала «Готовность к пуску», который генерирует система автоматики.

Блок индикации включает в себя контроль ВАП, НАП, ВПП, НПП технологических параметров насосного агрегата Н-4/1.

Все события и параметры технологического процесса фиксируются в базе данных, которые  затем можно просмотреть в журнале событий и тревог и графиках технологических параметров, за любой промежуток времени.

Алгоритм контроля параметров и управления технологическим оборудованием насоса Н-4/1 (аналогично для Н-4/2, Н-4/3) представлен в приложении В.

2.4.3      Описание логики алгоритма управления аварийной сигнализацией блочных помещений

Программа контроля и управления аварийной сигнализацией начинается с контроля загазованности в помещении. При возникновении сигнала о загазованности 1 ступени выдается команда на включение световой сигнализации.

При возникновении сигнала о загазованности 2 ступени выдается команда на включение световой сигнализации загазованности 2 ступени.

Затем производится контроль наличия пожара в помещении. При возникновении сигнала о пожаре выдается команда на включение световой и звуковой сигнализации пожара. Звуковой сигнал непрерывный.

Съем сигнализации осуществляется кнопкой «Съем сигнализации».

Алгоритм управления аварийной сигнализацией блочных помещений представлен в приложении В.

2.4.4      Описание логики алгоритма контроля параметров и управления вытяжным вентилятором

Управление вытяжным вентилятором (ВВ) осуществляется в двух режимах:

–     автоматическом;

–     местном.

На верхнем уровне АРМ оператора должны отображаться следующие состояния вентилятора:

–     включен;

–     выключен;

–     неисправность – не включился;

–     неисправность – не выключился.

В начале работы алгоритма происходит опрос входов контроллера на наличие сигналов загазованности и пожара в блоке.

В местном режиме управления включение и выключение вентилятора происходит кнопкой по месту.

ВВ автоматически включается при поступлении на контроллер сигнала о загазованности I ступени, и выключается при загазованности II ступени и сигналу о пожаре независимо от режима управления.

Если после подачи команды на включение ВВ в местном или в автоматическом режиме, вентилятор не включился, то  выставляется флаг «Неисправность – не включился». После подтверждения этого события оператором, этот флаг должен сниматься.

Если после подачи команды на выключение ВВ в местном или в автоматическом режиме, вентилятор не выключился, то  выставляется флаг «Неисправность – не выключился». После подтверждения этого события оператором, этот флаг должен сниматься.

Алгоритм управления ВВ представлен в приложении В.

2.5        Программное обеспечение автоматизированного рабочего места

2.5.1      Выбор средства разработки

Для разработки программного обеспечения автоматизированного рабочего места рассмотрим следующие программные продукты:

–     Trace Mode 6.06.3;

–     InTouch 9.5;

–     CitectSCADA 7.1.

TRACE MODE® 6 состоит из инструментальной системы (интегрированной среды разработки) и из набора исполнительных модулей.

С помощью исполнительных модулей TRACE MODE® проект АСУ запускается на исполнение в реальном времени. TRACE MODE позволяет создавать проект сразу для нескольких исполнительных модулей - узлов проекта.

Инструментальная система  включает полный набор средств разработки АСУТП, а именно средства создания:

–     операторского интерфейса (SCADA/HMI);

–     распределенных систем управления (РСУ);

–     промышленной базы данных реального времени;

–     программ для промышленных контроллеров (SOFTLOGIC), а также средства управления бизнес-процессами производства (АСУП):

–     систем управления основными фондами и техническим обслуживанием оборудования (EAM);

–     систем управления персоналом (HRM);

–     систем управления производством (MES).

Исполнительные модули для АСУТП и АСУП различаются. Модули для АСУТП (класс SOFTLOGIC и SCADA/HMI) входят в комплекс TRACE MODE®, а исполнительные модули для АСУП (класс EAM, HRM, MES) - в комплекс T-FACTORY.exe™.

Вместе TRACE MODE® и T-FACTORY™ дают решения для комплексного управления в реальном времени технологическими процессами и производственным бизнесом, образуя интегрированную платформу для управления производством.

TRACE MODE® 6 удобна и проста в использовании. Тем не менее, архитектура системы позволяет создавать крупные АСУ корпоративного уровня с десятками  тысяч сигналов .

Основные характеристики Trace Mode 6.06.3:

–     поддержка 2197 контроллеров, УС О  и плат ввода-вывода;

–     более 1000 графических изображений;

–     более 150 алгоритмов обработки данных и управления;

–     поддержка управления нечеткой логики;

–     высокая надежность;

–     многоплатформенность.

Среди специальных технологий и особенностей, повышающих производительность труда разработчиков:

–     принцип автопостроения проекта;

–     единая база данных распределенного проекта;

–     богатые библиотеки драйверов, алгоритмов и графических объектов;

–     мощные средства отладки;

–     встроенная система горячего резервирования;

–     собственный генератор отчетов;

–     промышленная база данных реального времени SIAD/SQL 6.

Технология интегрированной разработки АСУ ТП объединяет программирование как операторского интерфейса, так и промышленных контроллеров.

Инструментальная система состоит из следующих редакторов:

–     редактор базы каналов;

–     редактор представления данных (РПД);

–     редактор шаблонов.

Редактор базы каналов необходим для разработки структуры проекта, а также включает математические основы обработки данных и управления (распределенная база реального времени):