КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Пример формирования требований к SCADA-системе автоматизированной системы управления процессом термической обработки
Описание системы. Автоматизированная система управления технологическим процессом термической обработки (АСУ ТП «Электротерм») включает: · объект управления – установку термической обработки изделий, в которую входят реактор, источник силового электропитания (ИСП) регулируемой мощности, устройство перемещения термопары (УПТ) с блоком цифровой индикации (БЦИ), электроприводы отдельных элементов и трубопроводы; · измерительно-управляющую часть (систему), в которую входят датчики, преобразователи, исполнительные устройства с электромагнитными и электромеханическими приводами, основной пульт управления (ОПУ), микропроцессорный контроллер (МПК) и офисных персональный компьютер (ПК). МПК на основе промышленной MicroPC с УСО соответствующим программным обеспечением образуют программно-технический комплекс (ПТК), а на базе ПК и ОПУ организовано автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора-технолога установки. Описание технологического процесса. Технологический процесс (ТП) осуществляется в одном реакторном агрегате (печи), на котором расположены датчики, регулирующая аппаратура, электродвигатели, вакуум-насосы, устройство перемещения термопары. Назначение (ТП – зонная термообработка изделий) различного типа и размера в контролируемой технологической среде. Особенностью ТП является необходимость проведения предварительных операций по подготовке установки к началу термической обработки каждого изделия и операций после завершения процесса. Эти операции могут быть разделены друг от друга определенными промежутками времени. К подготовительным операциям относятся: · загрузка в реактор (печь) каркаса изделия;
· первичное вакуумирование печи с последующим заполнением ее технологическим газом, который затем пропускают через реактор на проток. Только после этого начинается непосредственно процесс термической обработки, в течение которого: · разогревают печь до получения заданной температуры в заданной зоне и поддерживают эту температуру в течение всего цикла обработки; · перемещают термопару, которая контролирует температуру в заданной зоне изделия. При этом скорость перемещения зоны выбирается в соответствии с кинетическими скоростями процесса и изменениями кристаллической структуры изделия; · регулируют расход технологического газа и мощность ИСП; · оборотной водой охлаждаются стенки реактора и токоподводы, при этом уменьшение потока оборотной воды или повышение ее температуры на выходе каждой секции систем охлаждения вызывает срабатывание системы защиты (блокировку) ТП и приводит к появлению соответствующей сигнализации. Процесс обработки изделия считается законченным по истечении заданного временного интервала (цикла основного процесса). Обработанное изделие охлаждается и эвакуируется из реактора, а печь подготавливается для обработки другого изделия. Требования к системе управления. Система управления ТП должна обеспечивать выполнение следующих функций: · управление подготовительными операциями объекта со щита местного управления; · управление подготовительными операциями по установке термопары в реакторе с пульта управления УПТ с цифровой индикацией текущего положения и световой сигнализацией крайних положений каретки УПТ; · управление подготовительными операциями преобразователя силового электропитания с пульта ИСП; · автоматический контроль и управление с экранов ПК АРМ циклическими операциями по подготовке установки к работе и ее завершению; · автоматический пуск и ведение основного технологического процесса с экранов ПК АРМ, включая автоматический контроль, регулирование и управление технологическим режимом, сигнализацию (световую и звуковую) нарушений и блокировку процесса при отклонении параметров за допустимые и аварийные границы с отображением информации на экранах ПК АРМ;
· сигнализация (световая) на экранах ПК АРМ состояния регулирующей заслонки, трубопроводной арматуры, электродвигателей привода дверей, вакуум-насоса и других элементов объекта управления. Общее программное обеспечение ПК АРМ должно включать РС на базе процессора Pentium, операционную систему MS-DOS, среду Windows, сетевую операционную систему. ПО нижнего уровня должно быть реализовано на ПК верхнего уровня и должно обеспечивать отображение на экране ПК информации о технологическом процессе и состоянии установки, а также обеспечивать возможность оперативного управления установкой процессом с этих экранов. Связь между указанными базами каналов осуществляется по сети Ethernet. В процессе работы ПО нижнего уровня опрашиваются определенные группы датчиков аналоговых и дискретных сигналов. При запуске конкретной подпрограммы ПО верхнего уровня автоматически опрашиваются только те входные и выходные каналы нижнего уровня, которые необходимы для работы данной подпрограммы. При возникновении аварийных нарушений по постоянно опрашиваемым каналам, контролирующим общее состояние установки, оператору выдается соответствующее сообщение с занесением в его отчет тревог МРВ. На основе записей отчета тревог оператор обязан в течение отведенного ему времени выяснить причины возникших неполадок и принять меры к их устранению. Так при включенном ИСП подпрограмма УТП включает счетчики реального времени (таймеры), отслеживающие длительность разогрева печи (ТРП). Значения ТРП, ТОП, ТВ задаются на ПК АРМ с экрана «Задание параметров» (ТОП – время основного процесса обработки, ТВ – время выдержки). При возникновении в этих контурах нарушений обеспечивается ручной или автоматический останов ТП. Кроме выполнения функций контроля, сигнализации и блокировки ТП подпрограммой УТП предусматривается выполнение функций автоматического регулирования технологических параметров, обеспечиваемых:
· аналоговым ПИД-регулятором, управляющим положением регулирующей заслонки на линии подачи технологического газа в печь; · аналоговым ПИД-регулятором температуры в печи (регулирование осуществляется изменением мощности ИСП); · аналоговым ПИД-регулятором мощности ИСП; · импульсным регулятором перемещения термопары с постоянной скоростью. В дальнейшем этапы проектирования АРМ оператора рассмотрим на примере автоматизаций управления температурой на выходе теплообменника. Формирование требований к автоматизированной системе теплообменника. В качестве сушильного агента часто используют воздух. Для нагревания его применяют теплообменники, теплоносителем в которых является пар. Необходимая стабилизация температуры воздуха t на входе в сушилку осуществляется в этих случаях путем изменения расхода пара (рис.44). Рассмотрим возможные требования, которые должна выполнять автоматизированная система (АС) теплообменника. Пар
Атмосферный Сушильный агент воздух в сушилку ТеплообменникКонденсат Рис. 44.Схема стабилизации температуры теплообменника Автоматизированная система управления должна: ü обеспечить оператору возможность регулирования температуры с экрана ПК АРМ путём изменения установки по температуре, а также параметров Р и I ПИД-регулятора; ü отслеживать температуру на входе в сушилку с выводом показаний на пульт оператора в удобной для восприятия форме; ü обеспечить сохранение принятой информации с датчиков в архиве; ü при ситуациях, когда температура не находится в пределах допустимых значений (допустим 255±25°С) и выходит за границы 285°С и 220°С, оповещать обслуживающий персонал об обнаруженных аварийных событиях (световая и звуковая сигнализация); ü выдавать годовой отчет; ü выдавать графики колебания температуры на пульт оператора для определения сроков начала аварийных ситуаций; ü обеспечить автоматическую стабилизацию температуры (255°С) с регулятором ПИ (допустим k=10, Т=0,75).
Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 498; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |