Алгоритмическое обеспечение АСУТП. Первичная обработка информации

Лекция №2

Алгоритмическое обеспечение – совокупность алгоритмов функционирования подсистем АСУТП, которая реализуется в виде программ. Например, алгоритмы первичной обработки информации ПОИ, стабилизации, оптимизации, программно-логического управления и т.д.

Реализация функции системы первичной обработки информации (СПОИ) для АСУ ТП зависит от многих взаимосвязанных факторов: мощности энергетического объекта, состава реализуемых технологических функций, структуры ПТК АСУ ТП и технических характеристик контроллеров ПТК, а также принятыми техническими решениями по функциональной структуре системы, в том числе подсистемы технологических защит (ТЗ), выполняемой на базе микропроцессорной техники (МПТ) в соответствии с РД 153-34.1-35.137-00.

Функции СПОИ:

- прием и первичная обработка аналоговой и дискретной информации от датчиков (аналоговых и дискретных сигналов) и других ПТК, входящих в АСУ ТП;

- прием и первичная обработка информации и команд, поступающих по цифровым линиям связи от автономных подсистем автоматического управления.

- проверка достоверности входной информации с выдачей соответствующих сигналов сигнализации и сообщений, а также должна быть предусмотрена возможность автоматического вывода из работы сигналов от неисправных датчиков, используемых в контурах управления (ТЗ, АР, ЛУ). При отказах модулей УСО (и после их устранения), выявленных алгоритмами самодиагностики, должны формироваться соответствующие признаки недостоверности (достоверности) входной информации.

Реализация функций производится в основном на нижнем (контроллерном) и в отдельных случаях на верхнем (сервер, операторские станции и т.д.) уровнях ПТК АСУ ТП.

При сборе и первичной обработке аналоговых сигналов производится:

- опрос датчиков и других источников информации;

- проверка достоверности информации и сглаживание измеренных значений в соответствии с требованиями технологических алгоритмов;

- формирование признаков недостоверности информации;

- масштабирование, линеаризация и вычисление неизмеряемых значений параметров (например, извлечение квадратного корня при определении значений расхода среды и коррекция расхода по температуре и давлению среды). Для сигналов термопреобразователей производится линеаризация характеристик в соответствии со стандартными градуировками и вводится поправка на изменение температуры холодных спаев;

- формирование массивов достоверной аналоговой информации;

- проверка выхода достоверных значений параметров за технологические уставки;

- формирование сигналов и сообщений технологической сигнализации (ТС) при выходе измеренных параметров за технологические уставки;

- формирование признаков существенных изменений значений аналоговых параметров (например, более +/- 1 - 5% по отношению к значению параметра в предыдущем цикле опроса).

Сбор и первичная обработка входной информации может быть разделена на несколько стадий (этапов).

Первая стадия сбора и первичной обработки входных аналоговых сигналов, полученных от соответствующих датчиков, заключается в опросе, сглаживании (фильтрации) и преобразовании значений сигналов в цифровую форму представления в каждом цикле опроса (Т), задаваемом при проектировании.Сглаживание (фильтрация) аналоговых сигналов выполняется аппаратными средствами модулей УСО и при необходимости программными средствами ПТК.Фактический цикл опроса (Т) датчиков может быть существенно меньшим, чем Т. Это позволяет получить результирующие значения параметров путем обработки нескольких значений каждого из параметров, зафиксированных с циклом опроса Т (например, путем вычисления среднего значения). Точность получаемых результирующих значений параметров в каждом заданном цикле опроса Т, как правило, существенно выше мгновенных значений за счет нивелирования погрешностей, вызванных влиянием меняющихся внешних факторов (например, электрических и магнитных полей).Вторая стадия заключается в проверке достоверности информации, масштабировании и линеаризации значений параметров в цикле опроса. На этой же стадии, как правило, производится формирование признаков существенных изменений значений аналоговых параметров (например, более +/- 1 - 5% по отношению к значению параметра в предыдущем цикле опроса), вычисление неизмеряемых значений параметров (например, извлечение квадратного корня и коррекция расхода по температуре и давлению среды) и формирование массивов достоверной аналоговой информации.

На третьей стадии (при необходимости) выполняется более сложная обработка информации. Например, проверка выхода достоверных значений параметров за технологические уставки и формирование признаков - логических сигналов (сигналов ТС) при выходе измеренных параметров за технологические уставки.

На первой или второй стадии первичной обработки информации каждому из значений аналоговых параметров должна быть присвоена метка времени их фиксации. При формировании признаков существенного изменения, недостоверности и выхода значений параметров за технологические уставки им также должны быть присвоены метки времени, соответствующие меткам времени фиксации соответствующих параметров. Метки времени должны обеспечить определение момента времени фиксации параметра с точностью не хуже значения цикла опроса параметра Т.

Значения аналоговых параметров с метками времени и соответствующими признаками (существенного изменения, выхода за уставки и т.п.) в каждом цикле опроса помещаются в базу данных текущих значений параметров для возможности их использования задачами других подсистем АСУ ТП.

Для обеспечения необходимой надежности измерения, как правило, подразделяются на три группы:

- измерения высшей группы надежности, для которых используются три датчика с последующим выделением достоверного значения;

- измерения повышенной группы надежности, для которых используются два датчика с последующим выделением достоверного значения;

- прочие измерения, для которых используется один датчик.

Для ввода в ПТК измерений первой и второй групп датчики подключаются одновременно к двум контроллерам и (или) разным модулям УСО.

Дата добавления: 2014-01-20