Проектирование автоматизированной системы управления насосными агрегатами ДНС

–     описываются конфигурации всех  рабочих станций, УСО, контроллеров;

–     настраиваются информационные потоки между ними;

–     описываются входные, выходные сигналы, их связь с устройствами сбора данных и управления;

–     настраиваются законы первичной обработки данных, технологические границы;

–     осуществляется настройка архивирования и сетевого обмена  и т.д.

Редактор представления данных предназначен для разработки графической составляющей проекта:

–     создание статических рисунков технологического процесса;

–     динамические формы отображения и управления накладываются на статику.

Редактор шаблонов используется для разработки шаблонов документов. Кроме того, в интегрированную среду разработки TRACE MODE® 6 встроены:

–     редактор программ;

–     построитель связей с СУБД;

–     редактор паспортов оборудования (EAM);

–     редактор персонала (HRM);

–     редактор материальных ресурсов (MES).

InTouch – это пакет мощных и гибких средств разработки операторских интерфейсов для создания АСУ ТП дискретных и непрерывных производств, распределенных систем управления, диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) и других областей промышленного применения. InTouch - самый популярный в мире HMI-пакет. Он позволяет следить за работой предприятия, наблюдая за процессами, графически отображенными на экранах в реальном масштабе  времени.

Применение программной среды InTouch 9.5 фирмы Wonderware позволяет решать следующие основные задачи:

–     сбор сигналов, определяющих состояние производственного процесса в текущий момент времени (температура, давление, положение и т.д.) с промышленной аппаратуры (контроллеры, датчики и т.д.);

–     графическое отображение собранных данных на экране компьютера в удобной для оператора форме (на мнемосхемах, индикаторах, сигнальных устройствах, в виде текстовых сообщений и т.д.);

–     автоматический мониторинг за состоянием контролируемых параметров, генерация сигналов тревоги, выдача сообщений оператору в графической и текстовой форме в случае выхода значений параметров за пределы заданного диапазона;

–     контроль действий оператора путем регистрации его в системе с помощью имени и пароля, и назначения ему определенных прав доступа, ограничивающих возможности оператора (если это необходимо) по управлению производственным процессом;

–     вывод (автоматически или по команде оператора) управляющих воздействий посредством промышленных контроллеров на исполнительные механизмы для регулировки непрерывных или дискретных процессов, подача сообщений персоналу на информационное табло;

–     автоматическое ведение журналов событий и аварийных сообщений, в которых регистрируется изменение контролируемых параметров и наступление аварийных ситуаций;

–     создание отчетных документов.

WindowMaker – это программная среда разработки, в которой для создания диалоговых окон используется объектно-ориентированная графика. В среде разработки создаются мнемосхемы, определяются и привязываются к аппаратным средствам входные и выходные сигналы и параметры, разрабатываются алгоритмы визуализации, назначаются права пользователей ПО АСУ ТП.

Разработанное ПО функционирует в среде исполнения InTouch 9.5 WindowViewer. WindowViewer осуществляет регистрацию пользователей и создание необходимых отчетов по контролируемым параметрам устройств ТП и по аварийным сообщениям.

Ограниченный вариант WindowViewer – FactoryFocus предназначен только для просмотра выводимой технологической информации. FactoryFocus позволяет пользователю ПО АСУ ТП только наблюдать за ходом ТП в режиме реального времени. При этом пользователь не имеет права применить никакие управляющие воздействия на контролируемые устройства ТП.

Такое разграничение прав пользователей позволяет предотвратить несанкционированное изменение ПО, не определенное порядком работы АСУ ТП.

Основные свойства ПО АСУ ТП, выполненного в программной среде InTouch 9.5, следующие:

–     простота использования и неограниченные возможности для дальнейшей разработки ПО (любое число мнемосхем, неограниченная сложность алгоритмов и пр.);

–     использование стандартных протоколов обмена данными (DDE, OPC, TCP/IP и др.);

–     высокая скорость работы благодаря механизму, динамически регулирующему скорость опроса входных сигналов (опрос происходит только при изменении значения контролируемого параметра);

–     архитектура клиент-сервер для эффективной работы в сети;

–     база данных ведется только на сервере, нет необходимости копировать ее на клиентские станции;

–     открытость – можно добавлять и использовать готовые компоненты других фирм вследствие поддержки технологий ActiveX и OPC;

–     интеграция с другими программными пакетами фирмы Wonderware и простой обмен данными с популярными программными пакетами для операционной системы MS Windows XP Professional SP2 – Microsoft Excel, Microsoft Access, Microsoft Visual Basic и др.;

–     возможность создания библиотек алгоритмов;

–     многозадачный режим функционирования (многопоточное выполнение пользовательских алгоритмов);

–     возможность работы с 64000 сигналов и параметров (тэгов);

–     автоматический контроль качества сигналов, поступающих с датчиков и контроллеров;

–     средства сетевой разработки – обновление приложений на рабочих станциях происходит автоматически путем копирования изменений со станции разработки;

–     распределенная система отслеживания и регистрации аварийных ситуаций одновременно поддерживает множество серверов («провайдеров») аварийных ситуаций, что дает возможность операторам видеть информацию об авариях во многих удаленных местах синхронно.

Для сравнения средств разработки составим таблицу 9.

Таблица 9                    – Сравнительная таблица средств разработки

* - цена указана за 128 каналов. Средство разработки + исполнительный модуль.

Как видно из таблицы, каждый программный продукт имеет свои преимущества. Итоговая стоимость проекта, разработанного в Trace Mode, самая низкая. К тому же сама среда разработки существует в бесплатном варианте, что позволяет ознакомиться с возможностями пакета в полной мере. Поэтому для разработки программного обеспечение АРМ выбираем программный продукт Trace Mode 6.06.3.

2.5.2      Разработка экранов

Были разработаны следующие экраны:

–     главный экран;

–     экран насосных агрегатов;

–     экран трэндов.

На рисунке 2 изображен главный экран.

Рисунок 2                     

На данном экране отображается:

–     состояние насосных агрегатов;

–     состояние вытяжных вентиляторов;

–     температура в насосных помещениях.

Внизу экрана отображаются события.

С главного экрана можно перейти на экран отдельного насосного агрегата или экран трэндов.

При превышении одного из порогов загазованности в соответствующем помещении зажигается сигнал аварии, строка состояния окрашивается в красный цвет и выводится соответствующее сообщение, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3                     

В случае пожара соответствующее помещение меняет цвет на красный, зажигается сигнал пожара, строка состояния окрашивается в красный цвет и выводится соответствующее сообщение, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4                     

На рисунке 5 отображен экран насосного агрегата.

Рисунок 5                     

На экране отображены следующие параметры:

–     значения давлений на приеме и выкиде насосного агрегата;

–     состояние насосного агрегата;

–     температура подшипников насоса и двигателя.

С экрана насосного агрегата можно перейти на экран другого насосного агрегата, главный экран или экран трэндов.

Также предусмотрена возможность останова насосного агрегата при нажатии на кнопку «СТОП».

Также, как на главном экране, внизу отображаются события.

На рисунке 6 представлен экран трэндов.

Рисунок 6                     

На данном экране отображаются графики изменения температуры в насосных помещениях.

С экрана трэндов можно перейти на экран любого насосного агрегата или главный экран.

Внизу экрана отображаются события.

2.6        Расчет надежности измерительных каналов системы

2.6.1      Канал измерения давления

Для расчета показателей надежности рассмотрим структурную схему соединений элементов. Цепочка включает датчик давления Метран-150, модуль аналогового ввода I-8017H, контроллер I-8810 и источник питания ACE-540A.

Рисунок 7                    – Структурная схема соединений элементов

Характеристика элементов цепочки представлена в таблице 10.

Таблица 10                – Характеристика элементов