Программное обеспечение

В качестве инструментальных программных средств при реализации системы использовалась система МАИС, разработанная НТЦ «Лидер». Это отечественная разработка, учитывающая специфику приборного парка и исполнительных механизмов российских предприятий. Разработчики могут адаптировать программные средства к особенностям конкретного предприятия и конкретной технологии. В процессе внедрения и отладки системы контроля и управления вращающимися печами были внесены дополнения в базовое программное обеспечение специально для решения нестандартных задач, связанных, в частности, с реализацией регулятора теплового режима:

– встроенные программные адаптивные фильтры нижних частот до десятого порядка включительно для обработки аналоговых входных сигналов;

– набор компонентов для создания программных адаптивных фильтров нижних частот до сотого порядка включительно;

– возможность выполнения вычислений в формате с двойной точностью;

– возможность построения регуляторов любого уровня сложности и с любыми законами регулирования, в том числе с использованием распределенной сетевой модели вычислений;

– возможность внесения изменений в управляющие алгоритмы в режиме on-line через ТИС с немедленной проверкой результата без перезагрузки контроллера, а значит, и без влияния на ход технологического процесса;

– возможность дистанционного контроля и тестирования работы АСУ ТП в целом, а также любого из элементов, в том числе и каналов ввода/вывода УСО. Управляющие алгоритмы, алгоритмы обработки данных (статистика), учетные задачи и т. д., а также алгоритмы функционирования собственно регулятора теплового режима реализованы средствами технологического языка TL и оформлены в виде программ, которые могут выполняться как в контроллерах, так и на вычислительных платформах. Эти программы могут работать по вызову оператора, циклически с заданным периодом, по наступлению события в ходе технологического процесса в реальном масштабе времени, в многозадачном режиме с использованием приоритетов.

Следует отметить особенности системы МАИС:

– используется широко распространенная IBM PC совместимая архитектура на нижнем и верхнем уровнях системы, а также стандартная сетевая аппаратура (Arcnet, Ethernet);

– работает в стандартных сетях Novell и Microsoft;

– система построена на архитектуре клиент-сервер;

– простота настройки на конкретный технологический объект, малые сроки внедрения;

– наличие развитого технологического языка программирования;

– программирование верхнего и нижнего уровней АСУ ТП ведется в рамках единого проекта;

– все функции, связанные с управлением технологическими объектами, реализуются на нижнем уровне системы (в контроллерах), и их выполнение не зависит от работоспособности устройств верхнего уровня;

– возможность создания систем с полным резервированием информационных и управляющих функций;

– корректировка информационного обеспечения и управляющих алгоритмов осуществляется без остановки контроллеров;

– возможность администрирования всех компонентов системы по сети;

– наличие распределенной сетевой модели вычислений;

– открытый формат представления данных в архиве;

– экспорт данных в различные распространенные форматы БД, что позволяет передавать данные в корпоративную систему уровня предприятия.

В настоящее время регулятор работает устойчиво при любых изменениях параметров материалов на входе печи, обеспечивая заданное качество порошка на ее выходе с максимально возможной для текущего режима производительностью.

В ходе технологического процесса удается оптимизировать температуру зоны обжига в диапазоне 1840…1940°С, причем это делается без применения кислородного дутья, а только за счет решения многофакторной задачи управления реально работающим промышленным тепловым агрегатом.

По результатам проведенных исследований в течение определенного промежутка времени средний расход топлива сократился на 7% при повышении производительности печи на 3,5% и одновременном снижении пылевыноса на 3,8%, что в конечном счете позволило снизить срок окупаемости программно-технического комплекса на базе МАИС для системы управления тремя печами до 6 месяцев.

Проводимые в течение 8 лет исследования по разработке и настройке РТР, защищенные патентом «Способ управления процессом обжига сырьевого материала во вращающейся печи» RU 2139482 C1 от 12.03.98, могут быть использованы в качестве базы для построения регуляторов теплового режима на вращающихся печах других типов, а также в качестве основы для построения регуляторов хода технологического процесса на других объектах.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анашкин А. С., Кадыров Э. Д., Хазаров В. Г. Техническое и программное обеспечение распределенных систем управления. – С.Пб.: «П-2», 2004. – 368 с.

2. Барсегян А. А., Куприянов М. С., Степаненко В. В. Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining. – СПб.: БВХ – Петербург, 2004. – 336 с.

3. Глинков Г. М., Маковский В. А. «АСУ ТП в черной металлургии». – М.: Металлургия, 1999.

4. Дорф Р. Современные системы управления / Р. Дорф, Р. Бишоп. пер с англ. Б. И. Копылова. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – 832 с.

5. Родионов В. Д., Терехов В. Я., Яковлев В. Б. Технические средства АСУ ТП: Учеб. пособие для вузов по спец. «Автом. и управл. в техн. системах.» / под ред. В. Б. Яковлева. – М.: Высшая школа, 1989. – 263 с.

6. Олсон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. – СПб.: Невский диалект, 2001. – 557 с.

7. Современные компьютерные сети. 2-е изд. / В. Столингс. СПб.: Питер, 2003.– 783 с.

8. Плетнев Г. П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. – М. Энергоиздат, 2005. – 368 с.

9. Пономарев О. П. Наладка и эксплуатация средств автоматизации. SCADA-системы. Промышленные шины и интерфейсы. Общие сведения о программируемых логических контроллерах и одноплатных компьютерах: Учебное пособие. – Калининград: Изд-во Ин-та «КВШУ», 2006. – 80 с.

10. Туманов М. П. Технические средства автоматизации и управления: цифровые средства обработки информации и программное обеспечение, под ред. А. Ф. Каперко: Учебное пособие. – МГИЭМ. М., 2005. – 71 с.

Казаринов Лев Сергеевич, Шнайдер Дмитрий Александрович,

Дата добавления: 2014-12-29