Рассмотрение ключевых аспектов автоматизации технологических процессов, которые существенно пересекаются с проблемами развития отечественной нормативной базы

Глобальные данные Администратор сети SNMP RackViewer Сервер FDR DataEditor (через ПК-терминал) Управление полосой пропускания.

Порт Ethernet10BASE-T/100BASE-TX Описание памяти.

Поставляемая карта памяти Flash (BMXRWSC016M) Использование памяти.

Активация стандартного web сервера Сохранение приложения Питание.

Внутреннее электропитание через шасси Сигнализация1 светодиод красный отказ процессора или системы (ERR) 1 светодиод красный отказ карты памяти (CARD ERR) 1 светодиод красный скорость передачи данных (ETH 100) 1 светодиод зеленый состояние сети Ethernet (ETH STS) 1 светодиод зеленый процессор работает (RUN) 1 светодиод зеленый передача информации по сети Ethernet (ETH ACT) Тип управления.

Холодный перезапуск кнопкой RESET Потребляемый ток90 мА при 24 V пост. ток Формат модуля.

Стандарт Масса продукта0.

2 кг Модуль дискретных входов BMX DDI 1602.

Модуль BMX DDI 1602 является модулем дискретных входов 24 В постоянного тока с подключением через 20-контактную клеммную колодку. Это модуль с позитивной логикой (сток): его 16 входных каналов принимают ток от датчиков. Рисунок 10 — Общий вид модуля дискретных входов BMX DDI 1602.

Модуль дискретных выходов BMX DDO 3202 KМодуль BMX DDO 3202 K является модулем дискретных транзисторных выходов 24 В постоянного тока с подключением через один 40-контактный разъем. Это модуль с позитивной логикой (исток): его 32 выходных канала передают ток к исполнительным механизмам. Рисунок 11 — Общий вид модуля дискретных выходов BMX DDO 3202 KМодуль аналоговых входов BMXAMI0410 Рисунок 12 — Общий вид модуля аналоговых входов BMXAMI0410 Таблица 4- Технические характеристикимодуля аналоговых входов BMXAMI0410 Электрическое соединение1 разъем 20 каналов Тип подключения.

Ток +/- 20 mAТок 0…20 mAТок 4…20 mAНапряжение +/- 10 VНапряжение +/- 5 VНапряжение 0…10 VНапряжение 0…5 VНапряжение 1…5 V Дополнительные характеристики.

Допустимая перегрузка на входах+/- 30 V +/- 10 V+/- 30 V +/- 5 V +/- 30 V 0…10 V+/- 30 V 0…5 V+/- 30 V 1…5 V+/- 90 mA +/- 20 mA+/- 90 mA 0…20 mA+/- 90 mA 4…20 mAРезистор встроенного преобразователя250 Ohm Попогрешность измерения<= 0,1% полной шкалы +/- 10 V 0…60 °C<= 0,1% полной шкалы +/- 5 V 0…60 °C<= 0,1% полной шкалы 0…10 V 0…60 °C<= 0,1% полной шкалы 0…5 V 0…60 °C<= 0,1% полной шкалы 1…5 V 0…60 °C<= 0,3% полной шкалы +/- 20 mA 0…60 °C<= 0,3% полной шкалы 0…20 mA 0…60 °C<= 0,3% полной шкалы 4…20 mA 0…60 °C0,075% полной шкалы +/- 10 V 25 °C0,075% полной шкалы +/- 5 V 25 °C0,075% полной шкалы 0…10 V 25 °C0,075% полной шкалы 0…5 V 25 °C0,075% полной шкалы 1…5 V 25 °C0,15% полной шкалы +/- 20 mA 25 °C0,15% полной шкалы 0…20 mA 25 °C0,15% полной шкалы 4…20 mA 25 °C Отклонение ном. характеристик в зависимости от температуры15 млн-1/°C +/- 10 V15 млн-1/°C +/- 5 V15 млн-1/°C 0…10 V15 млн-1/°C 0…5 V15 млн-1/°C 1…5 V30 млн-1/°C +/- 20 mA30 млн-1/°C 0…20 mA30 млн-1/°C 4…20 mA Подавление несимметричной помехи между каналами120 dB Формат цифрового значения+/- 10 000 по умолчанию+/- 32 000по шкале пользователя Максимальное преобразуемое значение+/- 11,4 В +/- 10 V+/- 11,4 В +/- 5 V+/- 11,4 В 0…10 V+/- 11,4 В 0…5 V+/- 11,4 В 1…5 V0…30 mA +/- 20 mA0…30 mA 0…20 mA0…30 mA 4…20 mA Светодиодный индикатор состояния1 светодиод зеленый RUN1 светодиод на каждый канал зеленый диагностика канала1 светодиод красный ERR1 светодиод красный вв./выв. Потребляемый ток150 мА при 3,3 В пост. ток45 мА при 24 V пост. ток Х.Х.Х.Х Модуль аналоговых выходов BMX AMО 0410.

Рисунок 13 — Общий вид модуля аналоговых выходов BMX AMО 0410- 4 ±10 В, 0…20мА, 4…20 мА — 16-бит, изоляция между каналами — 20-конт. съемная колодка.

Монтажное шасси.

Монтажные шасси BMX XBP представляют собой несущий элемент станции ПЛК Modicon M340. Монтажное шасси предназначено для выполнения следующих функций: — Механическая функция: установка и крепление всех модулей станции ПЛК (модуль питания, процессорный модуль, модули дискретных и аналоговых входов-выходов, специализированные модули). Монтажное шасси можно устанавливать разными способами: — внутри шкафов управления;

на корпусах механизмов;

монтажных панелях. — Электрическая функция: монтажное шасси обеспечивает: — распределение питания для каждого модуля, установленного на нем; - передачу сигналов и данных внутри станции ПЛК. Рисунок 14 — Общий вид монтажного шасси BMX XBP 0800 (на 8 слотов) Вспомогательные устройства — это блоки, с помощью которых расширяется область применения исполнительных механизмов в различных системах управления и регулирования. К ним относятся: усилительные устройства, защитные диодные устройства, задатчик ручного управления, различного вида преобразователи, блоки дистанционного управления и указания положения, блоки управления и магнитные пускатели, регуляторы расхода воздуха и блоки питания воздухом. Разработка и описание алгоритмов управления технологической установкой.

Запуск высокотехнологичных агрегатов является сложной процедурой, состоящей из ряда операций, выполняемых последовательно или одновременно, конечным результатом которой является выход на рабочий режим оборудования либо технологических процессов, его использующих. При этом под рабочим режимом оборудования понимается такое состояние, при котором осуществляется получение продукта нужного качества в непрерывном режиме работы установки. Для процесса ректификации, например, под рабочим режимом понимается процесс получения дистиллята постоянного состава в непрерывном режиме. Процесс вывода сложного технологического оборудования на рабочие режимы является строго формализованным и закреплен в соответствующих нормативных документах, чаще всего в технологических регламентах, которые в свою очередь содержат инструкцию с последовательностью операций, которые должен выполнить оператор. Однако, несмотря на строгую формализацию процесса пуска, эффективность его проведения во многом зависит от действий оператора, от уровня его квалификации опыта, опираясь на которые он самостоятельно определяет способ достижения требований, указанных в технологическом регламенте, например, определяет в какой момент времени и при каких внешних и внутренних условиях запускать каждую следующую операцию. При сложных взаимосвязях между операциями даже небольшие отклонения от технологического регламента, ошибка в определении условий окончания какой-либо операции или несвоевременного запуска следующей может усложнить процесс вывод агрегата/установки в рабочий режим, увеличить время запуска или создать условия, при которых установка вообще не сможет войти в рабочий режим. Таким образом ручной запуск высокотехнологичных агрегатов/установок является низкоэффективным и очень сильно зависит от человеческого фактора. В связи с чем разработка алгоритма для автоматизации пуска оборудования сложных технологических процессов является актуальной задачей для промышленных предприятий, позволяющей повысить безопасность и эффективность ведения сложных технологических процессов. Рисунок 15 — Блок-схема алгоритма.

Тип используемого кабеля для связи компонентов системы автоматизации.

Для передачи сигнала от прибора (датчика) к RTU используется приборный кабель AWG 22. Он представляет из себя две индивидуально экранированные (алюминиево-полиэфирная фольга) витые пары из многожильных медных луженых проводников с изоляцией из полипропилена. Общий многожильный дренажный провод, выполненный из медный луженых проводников. Наружная оболочка из поливинилхлорида черного цвета. Кабель в своем составе имеет две витых пары, стандартная длина кабеля 1524 метра, внешний диаметр кабеля 4,27 мм. Для монтажа кабелей и проводов, а также телеинформационных сетей на объектах необходимы несущие, поддерживающие и крепящие конструкционные детали, предоставляющие возможность постройки кабельных магистралей. Для связи компонентов системы автоматизации был использован кабель марки КВИП (Кабель высокоскоростной передачи данных).Кабель высокоскоростной передачи данных КВИП предназначен для передачи данных в диапазоне частот до 1 МГц и служит для формирования цифровых информационных шин, подключения датчиков с цифровым частотно-модулированным сигналом, по интерфейсу RS-485, RS-482, RS-422, в системах FoundationFieldbus, PROFIBUS, HART, Ethernet и других, требующих использование «витой пары» в качестве канала приема/передачи данных. Кабели предназначены для стационарной и подвижной прокладки внутри и снаружи помещений при условии защиты от прямого воздействия солнечной радиации, на полках, в лотках, коробах, каналах, туннелях, земле (траншеях), в местах подверженных воздействию блуждающих токов. Основные характеристики кабеля:

широкая область применения, включая все взрывоопасные зоны;

— удовлетворяет требованиям стандартов «RS» ассоциации EIA/TIA;

— изоляция жил из сшитого полиолефина — значительно лучшие частотные характеристики по сравнению с ПВХ;

— кабель с индексом «нг-FR"и «нг-FRHF» — огнестойкий, «нг» — не распространяющий горение;

— применяются новые материалы — «нг-LS», «нг-HF»;

— кабель с индексом «УФ» устойчив к солнечному излучению;

— применена технология защиты кабеля от проникновения влаги;

— широкий температурный диапазон применения от -60° до +200°С;

— медная многопроволочная жила 4-го класса; цифровая или цветовая маркировка жил;

— каждая «витая» пара может быть в отдельном или в общем экране;

— сечение жил от 0,12мм² до 1,5мм², число «витых» пар от 1 до 61. Использование Ethernet в промышленной автоматизации привело к необходимости прокладки кабелей и размещения сетевого оборудования (концентраторы, коммутаторы, мосты и т. д.) в промышленных условиях эксплуатации. Различные организации предлагали свои решения в этом направлении под общим названием IndustrialEthernet. Эти решения базируются на использовании особых материалов и конструкции сетевых элементов, а также кабельной структуры. Среди наиболее уязвимых мест кабельной структуры обычного Ethernet в промышленных условиях эксплуатации является использование соединения на базе RJ-45, что не подходит для промышленного исполнения, поскольку не удовлетворяет требованиям к условиям эксплуатации. Некоторыми организациями в качестве варианта для кабельных систем промышленного Ethernet предлагается использование модифицированного RJ-45, где соединение защищается герметичными изолирующим корпусом (рис.

10.5). Еще одним решением является замена RJ-45 другими типами соединителей. В промышленности лучше себя зарекомендовали соединители типа М12, имеющие степень защиты ИР67, а также устойчивы к вибрациям и могут работать в широких температурных диапазонах. Для промышленного Ethernet используется 4-пиновый вариант разъема М12 с D-кодированием. Следует отметить, что используется только 2 витые пары вместо 4-х.

Заключение

.

Разрабатываемая система охладительнойустановкой аналогична уже исследованным устройствам, основа отличия в том, что данная система была изобретена на новом микропроцессорном программируемом контроллере. Позволено отметить ключевые принципиальные различия разрабатываемой системы от обычно используемых на основной массе российских предприятий:

• использование свободно предрешаемого контролера дает возможность осуществить регулирование параметрами в режиме автоматического управления, отсюда вытекает, что установленные параметры, примерно, поддержание введенной температуры в здании, станут поддерживаться существенно точнее, нежели при ручном регулировании;

• использование МПК разрешает в любой момент подсоединить новые системы, присоединив, модули расширения или изменив работу системы по распоряжению заказчика;

• применение в системе МПК дает возможность вводить подобные системы, соединение их в единственную систему и задействовать диспетчеризацию по шине;

• для комплектующих изделий вторично создаваемой установки предприятие производитель даёт существенно больший гарантийный срок. Система гарантирует защиту промышленного персонала от поражения электрическим током. В проекте пересмотрены все проблемы, отмеченные в техническом задании и условий ГОСТ на исследование АСУ.

Список использованных источников

.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 926−93. Оценка программной продукции. Характеристики качества и руководства по их применению — М.: Госстандарт России, 1994.

Бесекерский, В. А. Теория автоматического регулирования: учебник для вузов / В. А. Бесекерский, Е. П. Попов.: под общ. ред. В. А. Бесекерского. — М.: Наука, 1972.

— 768 с. Востриков, А. С. Теория автоматического регулирования: учебник для вузов / А. С. Востриков, Г. А. Французова.: под общ. ред. А. С. Вострикова. — М.: Высшая школа, 2004. 365 с.:ил.Олссон, Г., Цифровые системы автоматизации и управления: издание третье, переработанное и дополненное / Г. Олссон, Дж. Пиани.: СПб.: Невский диалект, 2001.

— 520 с.: ил. Королев, Г. В. Электронные устройства автоматики. Издание второе, переработанное и дополненное / Г. В. Королев. — М: Высшая школа, 1991.

Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов / А. Б. Сергиенко — СПб.: Питер, 2003. — 604с.: ил. Тюкин, В. Н. Теория управления: Конспект лекций. Часть 1. Обыкновенные линейные системы управления / В. Н. Тюкин.

— Вологда: ВоГТУ, 2000. — 200 с.: ил. Тюкин, В. Н. Теория управления: Конспект лекций. Часть 2.

Обыкновенные линейные системы управления / В. Н. Тюкин. — Вологда: ВоГТУ, 2000. ;

200 с.: ил. Чарушев, А. В. Автоматизация процессов жизнеобеспечения производства / А. В. Чарушев, Ю. Л. Мартынов — СПб.: Питер, 2010. — 320 с.: ил. Королев Г. В. «Электронные устройства автоматики. Издание второе, переработанное и дополненное». -М: Высшая школа, 1991.