Изучение состава и функций автоматизированной информационной системы

Содержание Введение

1. Общий обзор системы

2. Виды обеспечений

2.1 Техническое обеспечение

2.1.1 Средства сбора и регистрации информации

2.2 Программное обеспечение

2.2.1 Структура программного обеспечения

2.2.2 Функции частей программного обеспечения

2.2.2.1 Подсистема «известкования концентрата»

2.2.2.2 Подсистема «загрузки накопительных бункеров»

2.2.2.3 Подсистема «отгрузки концетрата»

2.3 Алгоритмическое обеспечение

2.4 Информационное обеспечение Заключение Список использованной литературы

Введение

Преддипломная производственная практика является одним из основных этапов подготовки специалистов. Она является составной частью основной образовательной программы. В ходе практики закрепляются и углубляются знания, полученные в процессе теоретического обучения, а также приобретаются необходимые умения и профессиональные навыки.

Целью прохождения преддипломной производственной практики является: изучение состава и функций автоматизированной информационной системы, а также анализ достоинств и недостатков данной системы.

Объектом изучения является ОАО «Евразруда» абагурский филиал.

Предметом изучения является АРМ «Отгрузки концентрата».

Система предусматривает модернизацию процессов производства и отгрузки концентрата на Абагурском филиале ОАО «Евразруда» и представляет собой комплекс подсистем, выполняющих такие функции, как управление дозированием извести в концентрат, управление процессом отгрузки концентрата в ж/д вагоны, управление загрузкой бункеров реверсивным катучим конвейером, что позволяет повысить эффективность и безопасность управления основными технологическими процессами производства.

Основными целями и задачами данной работы являются: получение качественных знаний о предметной области и методах и ее исследования, формирование необходимого объема материалов исследований и проектно-технической документации, изучение и описание объекта исследования и его структуры, изучение и описание деятельности предприятия, проведение технико-экономического обследования выбранной предметной области деятельности как объекта автоматизации.

1. Общий обзор системы Система предусматривает модернизацию процессов производства и отгрузки концентрата на Абагурском филиале ОАО «Евразруда» и представляет собой комплекс подсистем, выполняющих следующие функции:

управление дозированием извести в концентрат на конвейерах 340, 341;

управление процессом отгрузки концентрата в ж/д вагоны через конвейер 372;

управление загрузкой бункеров реверсивным катучим конвейером 374р;

Объектами автоматизированной системы являются процессы: известкования концентрата на конвейерах, отгрузки профилактированного концентрата в ж/д вагоны и управления загрузкой бункеров реверсивным катучим конвейером.

Концентрат с дозировочного отделения поступает на конвейера четного и нечетного потока. Из бункера агломашины, посредством двух питателей на оба потока подается известь. Соотношение извести и концентрата контролируется двумя способами:

1) по заданному соотношению в зависимости от нагрузки дозировочного отделения;

2) по данным конвейерных весов, установленных до и после течек на обоих конвейерах.

Известкованный концентрат проходит тракт конвейеров и поступает на отгрузку.

Схема движения материала четного потока: конвейеры 340, 340а, роторный смеситель № 1, конвейера 340б, 351, 356, 373, 374, загрузка в накопительные бункера посредством реверсивного катучего конвейера 374р и отгрузка в конвейером 374а в ж/д вагоны существующей системой отгрузки.

Схема движения материала нечетного потока: конвейеры 341, 341а, роторный смеситель № 2, конвейера 341б, 350, 357, дозатор 38, конвейер 372 с конвейерными весами и отгрузка в ж/д вагоны на 4 ж/д пути.

Рисунок 1 — Технологическая схема

2. Виды обеспечений

2.1 Техническое обеспечение В состав АРМ «Отгрузка концентрата» включается:

рабочее место оператора отгрузки (весовщика), размещенное в помещении поста отгрузки на ж/д пути № 4, выполненное на базе персонального компьютера;

шкаф AD1 (производства фирмы Rittal), в котором установлены управляющий контроллер и сетевые компоненты;

кроссовый шкаф РП-126, в котором произведена коммутация основных сигналов АСУ и установлен прибор контроля уровня засыпи бункера дозатора № 38.

В рамках проекта автоматизации создаются две Ethernet сети. Первая сеть объединяет контроллеры и АРМ, вторая служит для передачи информации на персональные компьютеры (ПК) верхнего уровня.

Рисунок 2 — Техническая структура системы

2.1.1 Средства сбора и регистрации информации Вагонные весы М8300 предназначены для статического взвешивания железнодорожных вагонов с отображением результатов взвешивания на весоизмерительном приборе.

Весы вагонные состоят из двух основных узлов: грузоприемного устройства (ГПУ) и весоизмерительного прибора, соединенных кабелем.

ГПУ состоит из одной промежуточной секций. Рабочие секции весов устанавливаются на четыре тензодатчика типа «колонна» через узлы встройки. Сигналы от датчиков поступают в суммирующую коробку, выход которой связан шестипроводным кабелем с весоизмерительным прибором. Промежуточные секции ГПУ вагонных весов устанавливаются на бетонное основание и заполняются бетоном.

Весоизмерительные датчики типа «Колонна», производитель Vishay Vishay Sensortronics, применяются для взвешивания нагрузок от 20 т. Тензодатчики изготовлены из нержавеющей стали, степень защиты IP 68.

Цифровой прибор МИКРОСИМ, позволяет осуществлять следующие операции:

· Выборка массы тары и ввод значения тары с клавиатуры;

· Установка индикации на нуль автоматически и вручную;

· Накопление и индикация суммы результатов нескольких взвешиваний и вывод значения суммы на индикатор;

· Печать результатов взвешиваний автоматически и вручную, заморозка показаний индикатора.

Микросим оснащен последовательным портом с гальванической развязкой для работы по интерфейсам RS485, RS232-C и портом для подключения принтера.

Конвейерные весы предназначены для определения производительности отгрузки концетрата. Весы имеют функцию учета массы отгружаемого материала и текущей производительности конвейера, интерфейс связи RS 485, токовый выход с диапазонами значений 4… 20 мА. Весы встраиваются в существующие конвееры. На грузоприёмное устройство устанавливаются две штатные роликоопоры, используемые в данном конвейере.

Весы состоят из двух основных узлов: грузоприемного устройства (ГПУ) и измерительной системы. ГПУ монтируется на став конвейера. ГПУ состоит из двух опорных балок и двух подвесных балок.

В состав измерительной системы входят 4 тензометрических датчика, датчик скорости ленты М4207, тензоизмеритель конвейерный М0600-К6 и соединительные кабели. Четыре тензодатчика, расположенных по углам ГПУ в поворотных узлах встройки, позволяют устанавливать весы на конвейерах с углом наклона до 20°.

Датчик скорости ленты крепится к роликоопоре весов или конвейера и приводится во вращение верхней ветвью конвейерной ленты.

Измерительный участок конвейерной ленты через две роликоопоры весов передаёт нагрузку на датчики. Количество роликоопор и датчиков, входящих в состав ГПУ весов, позволяет увеличить область взвешивания и достигнуть высокой точности взвешивания.

Весы укомплектованы шкафом управления М6403. На лицевой панели шкафа смонтированы весоизмерительный прибор, элементы управления и индикации. Внутри шкафа управления смонтированы источник питания модуля ввода-вывода и клеммные соединители для подсоединения внешних цепей.

Бункерный дозатор предназначен для автоматического дозирования и суммарного учета концетрата.

Дозатор бункерный управляется блоком управления, снабжен тензометрической весоизмерительной системой. В процессе работы происходит взвешивание материала в весовом бункере. При пересечении заранее выставленных уставок, происходит отключение/переключение исполнительных механизмов.

Шкаф управления на базе микропроцессорной техники имеет цифровой индикатор, а также аналоговые и интерфейсные выходы для подключения к автоматизированной системе управления (АСУ) верхнего уровня. При использовании шнекового питателя возможна двухступенчатая загрузка. Обмен информацией с компьютером осуществляется по интерфейсу RS485. Предел допускаемой погрешности дозирования ±0,2% от НПВ. Длина линии связи с компьютером 300 м.

2.2 Программное обеспечение Программное обеспечение унифицировано с системами, реализованными на контроллерах семейства Allen Bradley и обладает следующими характеризующими свойствами:

· настраиваемость параметров функционирования;

· гибкость и полнота модульного построения;

· удобство в эксплуатации.

2.2.1 Структура программного обеспечения Реализация функций системы обеспечиваться при наличии следующих стандартных программных средств:

Общесистемное программное обеспечение:

операционная система Windows;

«RSWiew32Runtime» — ПО для работы программ визуализации процессов, создания отчетов, регистрации значений измеряемых величин и сообщений системы и архивирования данных.

Прикладное программное обеспечение:

«RSLogix5000 Standard» — ПО служащее для разработки программ для промышленных контроллеров используемых в системе отгрузки концетрата;

«RSView32Works» — ПО Служащее для разработки системы графической визуализации процесса;

2.2.2 Функции частей программного обеспечения По функциональности система может быть разбита на 3 основные подсистемы: известкование концентрата на конвейерах, отгрузка профилактированного концентрата в ж/д вагоны с конвейера, загрузка накопительных бункеров реверсивным катучим конвейером. Взаимодействие между подсистемами, включая ФРИР, должно осуществляться по сети Ethernet.

2.2.2.1 Подсистема «известкования концентрата»

Подсистема известкования концентрата обеспечивает добавление извести из бункера ПГВ7 в концентрат на конвейерах посредством тарельчатых питателей ДТ-200. Количество добавляемой извести управляется скоростью вращения питателей. Абсолютное соотношение извести в концентрате контролируется посредством конвейерных весом, установленных до и после течек питателей на обоих конвейерах. Информация о работе подсистемы выводится на существующие АРМы агломашины, Дозировочного отделения и сервера АСУ ТП абагурского филиала.

Функции подсистемы:

· регистрация мгновенной и вычисление средней за 1 минуту производительности конвейеров 340, 341 по данным весов до и после течек ПГВ;

· ведение «списков» распределения материала по конвейерам, определение момента включения питателей для исключения дозирования извести на пустую ленту и прохождения неизвесткованного концентрата;

· вычисление управляющих воздействий на питатели для дозирования извести в концентрат по данным «первых» весов конвейеров 340, 341;

· вычисление «ошибки» регулирования по данным «вторых» весов конвейеров 340, 341 и коррекция управляющих воздействий;

· вычисление фактической степени известкования концентрата;

· отображение всех параметров работы на экране АРМ а/м № 7;

· отображение состояния ПТС обоих потоков;

· реализация режима «Автомат» (управление скоростью вращения питателей по данным конвейерных весов) и «Дистанция» (выдача фиксированного управления по заданию оператора) для управления дозированием извести индивидуально по каждому питателю ПГВ;

· отображение параметров работы рукавного фильтра ФРИР-5000.

· выдача сигналов включения питателей и управления скоростью их вращения для дозирования извести.

2.2.2.2 Подсистема «загрузки накопительных бункеров»

Подсистема загрузки накопительных бункеров обеспечивает управление катучим реверсивным конвейером 374р, включая его позиционирование, управление направлением вращения ленты, контроль заполнения бункеров и обеспечение безопасности (предпусковая сигнализация, аварийный тросик и концевые выключатели).

Функции подсистемы:

· вычисления управляющих воздействий на реверсивный катучий конвейер 374р для позиционирования;

· контроль положения и вращения катучего конвейера;

· определение направления вращения и перемещений для управления загрузкой промежуточных бункеров;

· отображение результатов работы на экране АРМ отгрузки с конвейера 374а, АРМ дозировочного отделения и сервера АСУ ТП абагурского филиала;

· реализация режимов работы «Автомат» и «Дистанция» при позиционировании катучего конвейера.

· выдача сигналов вращения и перемещения катучего конвейера;

· блокировка загрузки по достижению верхнего уровня в бункере;

· отработка предпусковой сигнализации.

2.2.2.3 Подсистема «отгрузки концетрата»

Подсистема отгрузки профилактированного концентрата обеспечивает отгрузку материала с конвейера в ж/д вагоны на пути. Материал в вагон отгружается равными порциями (для обеспечения равномерности загрузки) с выдачей звукового сигнала (звонок) составителю о необходимости перестановки. Окончательная догрузка вагона (последняя порция) осуществляется только по показаниям ж/д весов. Подача материала на конвейер управляется дозатором. Предусмотрена блокировка загрузки бункера дозатора по его заполнению. На экране проектируемого АРМ отгрузки отображена текущая ситуация (общий вес материала, отгруженного в вагон, номер порции и ее вес), а также состояние всего нечетного потока. Реквизиты, грузоподъемность вагона, а также количество порций отгрузки вводится оператором. Длительность, время окончания, вес формируются автоматически.

Функции подсистемы:

· регистрация текущей производительности конвейера по данным весов;

· расчет количества материала, прошедшего по конвейеру с момента начала отгрузки;

· равномерное распределение материала по порциям при отгрузке в вагоны;

· контроль результирующего веса вагона по данным ж/д весов;

· ввод исходных данных для отгрузки в ж/д вагон (номер вагона, вес тары, грузоподъемность);

· реализация режимов отгрузки «по конвейерным весам» и «по ж/д весам»;

· ввод и корректировка отгрузки с учетом остатков в вагонах;

· вычисление и отображение статистических данных о работе конвейеров;

· отображение состояния ПТС нечетного потока, режимов работы подсистемы и текущего состояния отгрузки на экране АРМ отгрузки, АРМ дозировочного отделения и сервера АСУ ТП абагурского филиала;

· контроль перемещения ж/д вагона и положения его на весах;

· диагностика работы, архивирование параметров и выдача сообщений.

· выдача сигнала предпусковой сигнализации включение конвейера 372 и дозатора 38 при начале отгрузке;

· выдача сигнала перестановки вагона;

· отключение конвейера 372 и дозатора 38 по окончании отгрузки или по команде оператора;

· выдача сигнала блокировки конвейера 357 при достижении верхнего уровня в бункере дозатора 38;

· автоматическое включение пробоотборников конвейеров 372, 373 в соответствии с заданным количеством взятия проб на вагон;

· выдача сигнала на включение виброобрушения бункера дозатора 38 в автоматическом режиме и по команде оператора.

2.3 Алгоритмическое обеспечение Режим работы системы — круглосуточный. Запуск управляющей программы контроллера и проекта визуализации на персональном компьютере осуществляется автоматически при включении питания.

Взаимодействие оператора с техническими средствами системы, обеспечивается с помощью диалога, реализованного на основе экранных форм.

Для обеспечения равномерности загрузки вагонов, в системе реализован режим отгрузки «по кучкам». Заданный для отгрузки вес делится на 6 порций, отгружается в вагон с индикацией веса каждой порции и выдачей сигналов на перестановку вагона.

Отгрузка концентрата в ж/д вагоны может производиться в двух режимах: «По конвейерным весам» и «По ж/д весам».

В режиме отгрузки «По конвейерным весам» вес каждой порции подсчитывается по данным конвейерных весов. В режиме отгрузки «По ж/д весам» первые пять порций материала контролируются по данным конвейерных весов, последняя — по ж/д весам.

Второй режим является более точным за счет большей точности ж/д весов по сравнению с конвейерными и конструктивными особенностями, в результате которых, вагон, при отгрузке последней порции, полностью находится на весовой платформе. На составителя, управляющего перестановкой вагона при отгрузке, возлагается ответственность за точную постановку вагона на весовую платформу при отгрузке последней порции материала.

Последовательность действий оператора при отгрузке концентрата следующая:

проконтролировать режим работы конвейера 372;

проконтролировать установленный режим отгрузки: «По конвейерным весам» или «По ж/д весам» и установить требуемый;

ввести исходные данные для отгрузки:

номер с борта вагона (последние 3 цифры);

грузоподъемность (с борта вагона);

тара (с бруса вагона);

— нажать на экране монитора кнопку «Включить отгрузку».

Зазвучит предпусковая сигнализация с выводом на экране АРМ времени до ее завершения, после чего, будет запущен конвейер 372 и дозатор 38. В процессе отгрузки на изображении вагона будут схематично отображаться порции отгруженного материала с указанием веса и выводом «транспаранта» для перестановки вагона. В случае ошибки ввода исходных данных, на экран будет выведена форма, поле с ошибкой будет подкрашено красным цветом.

Рисунок 3 — Сообщение об ошибке ввода Данные могут быть скорректированы до завершения предпусковой сигнализации.

После дозирования последней порции материала, отгрузка будет прекращена. При необходимости остановить отгрузку до ее автоматического завершения, необходимо нажать кнопку «Выключить отгрузку». Надписи кнопок в этом случае поменяется на «Продолжить отгрузку» и «Начать новую отгрузку с первой кучи».

При аварийной остановке конвейера 372, система перейдет в аналогичный режим. В случае нажатия на кнопки «Продолжить отгрузку», система завершит отгрузку с сохраненной позиции, в случае «Начать новую отгрузку с первой кучи» — данные будут сброшены и процесс пойдет с нулевых значений.

В случает постановки на отгрузку вагона с остатками материала (определяется визуально или взвешиванием на ж/д весах), для обеспечения равномерности загрузки имеется возможность скорректировать задание.

В блоке исходных данных для отгрузки необходимо нажать кнопку «Грязный вагон» и ввести в поле «вес» количество остатков в тоннах. Система осуществит пересчет веса для каждой порции. Суммарная грузоподъемность вагона будет обработана на последней порции по данным ж/д весов.

Подсистема загрузки накопительных бункеров обеспечивает управление катучим реверсивным конвейером, который способствует загрузке материалом свободные бункеры.

Подсистема известкования концентрата обеспечивает добавление извести из бункера в концентрат на конвейерах посредством тарельчатых питателей.

2.4 Информационное обеспечение Информационное обеспечение является достаточным для выполнения всех функций системы, и допускает возможность модернизации и развития системы.

Входную информацию с первого уровня составляют сигналы, поступающие с датчиков, установленных на оборудовании.

Выходной информацией первого уровня являются непосредственные управляющие воздействия на технологический процесс и информация, поступающая на второй уровень.

Рисунок 4 — Блок — схема подсистемы «Известкования концетрата»

Примеры входных/выходных электрических сигналов приведены ниже:

Таблицы 1 — Перечень входных/выходных электрических сигналов

Выходная информация второго уровня включает в себя сообщения, рекомендации на управление механизмами. Выдача информации на станции визуализации осуществляется в темпе технологического процесса, а также по запросу оперативного персонала. В состав сообщений, выдаваемых на станции визуализации, входит информация о состоянии оборудования, о текущих значениях технологических параметров, о наличии на объекте аварийных и сбойных ситуаций, о ходе технологического процесса.

Взаимодействие оператора с техническими средствами системы, обеспечивается с помощью диалога, реализованного на основе экранных форм.

На основной экранной форме показана информация по работе конвейеров, текущего состояния питающего бункера 38, дозатора и информация по текущему состоянию загружаемого вагона.

Рис 5 — Мнемосхема отгрузки концентрата

Здесь приняты следующие обозначения:

отображение текущего режима работы (по конвейерным весам, по ж/д весам);

текущее состояние загружаемого вагона. Отображение загружаемой кучи и общий вес на платформе ж/д весов;

исходные данные для отгрузки. Данные вводятся оператором;

· текущее состояние бункера № 38. В данной системе предусмотрено два состояния бункера:

· средний уровень в бункере (нижняя часть бункера закрашивается в желтый цвет);

· верхний (максимальный) уровень в бункере (бункер закрашивается в красный цвет);

кнопка принудительного включения виброобрушения в бункере № 38;

текущее состояние конвейеров;

статистика работы узла отгрузки:

· количество отгруженных вагонов;

· количество отгруженных тонн;

· время работы и простоя конвейеров;

режим управления конвейером 372;

· «Автомат» — управление осуществляется в автоматическом режиме;

· «Местный» — управление осуществляется с ПУ;

кнопки управления отгрузкой. С их помощью оператор может начать или прервать отгрузку вагона. А также, в случае прерывания отгрузки оператором, можно начать новую или продолжить текущую отгрузки;

кнопка ввода веса остатка материала в грязных вагонах.

Способы организации данных обеспечивают минимальное время обращения к данным, минимальный объем памяти для их размещения, отвечают требованиям рациональной избыточности, однократной фиксации данных при многократном их использовании разными функциями, независимости прикладных программ от структуры данных, возможности реорганизации информационных массивов при развитии системы.

При разработке системы особое внимание уделено вопросам защиты оперативной информации о процессе. Для её сохранности предусмотренно:

бесперебойное электропитания шкафа контроллера и станций визуализации;

запоминание всей информации о состоянии решаемых задач при внезапном отключении питающего напряжения, возможность восстановления предыстории и перезапуска вычислительного процесса после включения питания;

текущее дублирование и копирование важной информации на различных устройствах памяти;

программную защиту важной информации от искажений при сбоях.

Заключение

В ходе прохождения преддипломной производственной практики были изучены теоретико-прикладные вопросы, такие как: назначение, состав и функции действующей на предприятии ОАО «Абагурский филиал» автоматизированной системы дозирования извести в концентрат, открузки прафилоктического концентрата и загрузки бункеров. Также был проведен ознакомительный анализ этой системы, изучение информационного, организационного и технического обеспечения системы, включая структурные, функциональные и иные схемы этих видов обеспечения.

В результате внедрения данной системы была повышена эффективность и безопасности управления технологическим процессом за счет:

автоматизации управления важнейшими операциями технологического процесса;

совершенствования способа сбора и представления информации;

своевременного получения в системе достоверной, оперативной и представительной информации о параметрах технологического процесса на всех его этапах и во всех агрегатах;

Помимо этого стало возможным организация информационного взаимодействия со смежными и вышестоящими системами, были улучшены условия труда эксплуатационного персонала, а также снижены затрат на эксплуатацию и обслуживание оборудования системы.

обеспечение алгоритмический программный информационный

1. Техническое задание на создание автоматизированной системы управления дозированием извести в концентрат на конвейеры 340, 341 и отгрузки профилактированного концентрата в железнодорожные вагоны через конвейер 372: Техническое задание, Новокузнецк 2010 г. -25с.

2. ОАО «ЕвразРуда» Абагурский флиал автоматизированная система управления дозированием извести в концентрат на конвейеры 340, 341 и отгрузки профилактированного концентрата в железнодорожные вагоны через конвейер 372: Инструкция по эксплуатации для технологического персонала, Новокузнецк 2010 г. — 15с.