Описание комплекса apacs и quadlog

Лекция 14

Контроллерный комплекс APACS представляет собою достаточно компактную, легко масштабируемую распределенную систему с развитыми пультами операторов, решающую все функции управления техническими объектами: логическое управление механизмами, регулирование и программное управление технологических агрегатов, противоаварийную защиту участков производства. Эти комплексы применяются в разных отраслях промышленности. Наибольшее применение они находят в отраслях: химия, нефтехимия, энергетика, нефтегазодобыча.

Контроллер состоит из функциональных вставных блоков, реализующих функции управления, ввода/вывода сигналов, функции связи. Операторскими станциями могут быть один или несколько ПК. Архитектура APACS объединяет эти элементы системы управления в разнообразные структуры гибким способом. Модульность контроллеров и рабочих станций оператора позволяет начинать с внедрения малых систем и потом расширять их постепенно с минимальными затратами.

Контроллер APACS является важным элементом, придающим системам APACS гибкость. Это достигается конструкцией модулей, гибкими магистральными системами связи и различными структурными способами резервирования. Каждый модуль контроллера выполняет определенную функцию и относится к одной из следующих категорий: модули управления, модули ввода/вывода, модули связи, компьютерные модули, модуль питания.

Контроллер APACS создан для конкретного применения простым выбором модулей в соответствии с выполняемыми функциями.

Модули управления и модули ввода/вывода размещаются в MODULRAC. Когда модуль вставлен в каркас MODULRAC, его разъем входит в розетку на задней панели MODULRAC. Это соединение обеспечивает физическую связь и подачу питания в модуль. Благодаря разъемам модуль подключается к резервированным системным магистралям: MODULBUS и IOBUS. Задняя панель имеет также три независимые линии питания. Возможно замена модулей во время работы системы, что уменьшает время обслуживания системы.

Питание модулей (24 В постоянного напряжения) подается по шине питания, к которой может быть подключено до трех независимых источников питания. Питание подводится к шине либо от модуля питания (PSM), либо от внешнего источника. Предусмотрено питание от двух независимых вводов напряжения 220 В, 50 Гц с автоматическим включением резервного ввода. В качестве третьего источника питания используется источник бесперебойного питания мощностью 2200 ВА модель АРС Smart 2200 RM 19’’, обеспечивающий время автономной работы 24 мин при половинной нагрузке. Контроллер APACS имеет две магистрали связи, которые используются модулями в режиме разделения времени при обмене технологическими и системными данными – магистрали MODULBUS и IOBUS.

MODULBUS используется управляющими модулями, модулями связи, компьютерными модулями. Это резервированная магистраль со скоростью передачи 5 Мб/сек., которая позволяет подключить до 32 модулей.

IOBUS является резервированной магистралью со скоростью передачи 1 Мб/сек.

В состав системы APACS+ входят следующие модули:

· резервируемый управляющий модуль АСМ;

· стандартный аналоговый модуль ввода-вывода SАМ;

· модуль ввода сигналов напряжения VIM.

Работа РСУ APACS

Разность давления поступает на измерительный преобразователь модели Метран-100-ЕХ-ДД-1422, в котором происходит преобразование разности давления в унифицированный токовый сигнал 4-20мА. Полученный сигнал поступает на барьер искробезопасности HID 2030 SK, где за счет гальванической развязки обеспечивается преобразование сигнала до искробезопасного значения. Аналоговый сигнал с выхода барьера искробезопасности поступает на стандартный аналоговый модуль SAM, где происходит преобразование данных, полученных от объекта в цифровой код. Используя модем шины IOBUS, центральный процессор модуля управляет передачей данных по шине IOBUS, поступающих в усовершенствованный управляющий модуль АСМ.

Модуль АСМ сравнивает полученный сигнал с заранее заданным значением расхода. При появлении сигнала рассогласования АСМ вырабатывает регулирующее воздействие по алгоритму ПИ – регулятора, осуществляемого программным путем, и соответственно с заранее установленными значениями коэффициента усиления К и времени интегрирования Ти.

По шине MODULBUS АСМ обменивается информацией со станцией оператора – технолога и станцией инженера, благодаря чему обеспечивается возможность контроля текущего состояния параметра, уставки и положения исполнительного механизма, выбора режима работы регулятора «автоматическое/ручное», изменение уставки и положения исполнительного механизма, отображения графиков изменения параметров во времени.

По шине IOBUS АСМ обменивается информацией с модулями ввода/вывода и осуществляет передачу управляющего воздействия в цифровой форме в модуль SАМ, где происходит преобразование цифрового кода в аналоговую форму. С выхода SАМ аналоговый сигнал 4-20мА, пройдя через барьер искробезопасности HID 2030, поступает на электропневмопозиционер исполнительного устройства.

Для обеспечения безопасной и стабильной работы требуется противоаварийная защита, которая может предотвратить появление аварийной ситуации. Одной из современных ПАЗ является программируемый логический контроллер безопасности QUADLOG – программируемое электронное средство управления, специально предназначенное для критических потенциально опасных применений, таких как системы противоаварийной защиты, пожаро/газобезопасности или управления горелками. QUADLOG сочетает преимущества ПЛК (модульность конструкции, многозвеньевую логику и последовательность функций программного обеспечения, высокоскоростные логические решения и промышленное исполнение) с высокой степенью безопасности, большой доступностью и широкими диагностическими возможностями.

Благодаря уникальной конструкции, ПЛК безопасности QUADLOG при конкурентоспособной цене располагает возможностью обеспечения большей безопасности работы и более высокой надежности, чем традиционные системы безопасности.

Система управления критическими ситуациями QUADLOG обеспечивает:

· повышенную безопасность с проверенными характеристиками, отказоустойчивости и защитой выходов;

· избыточность системы с отказоустойчивостью учетверенного резервирования;

· специальным программным обеспечением самодиагностики и уникальными механизмами общей защиты;

· более высокую надежность за счет усиления защиты от промышленных воздействий и изолирования подсистем ввода/вывода;

· уменьшение пускового времени и минимизацию времени простоя путем применения диалоговой диагностики системы и детальной записи ошибок;

· сокращение времени на конфигурирование системы вследствие возможности сочетания различных языков при составлении одной конфигурации управляющего модуля: многозвеньевой логики, графики последовательных функций, функциональных блоков и структурированного текста;

· повышение надежности за счет широкой защиты от несанкционированных изменений;

· более простое интегрирование с другими системами управления через открытые каналы связи.

Система управления критическими ситуациями QUADLOG состоит из ряда сменных модулей, каждый из которых предназначен для выполнения определенной функции. QUADLOG располагает двумя типами модулей: модули управления и модули ввода/вывода. Система QUADLOG может непосредственно использовать каналы связи и операторский интерфейс системы управления технологическим процессом APACS.

Все функции модульной структуры, присущие системе APACS, в равной степени присущи системе управления критическими ситуациями QUADLOG.

QUADLOG включает в себя следующие модули:

· контрольный модуль критических операций ССМ;

· стандартный аналоговый модуль SАМ;

· дискретный модуль критических операций СDМ.

Работа ПАЗ QUADLOG

Система противоаварийной защиты строиться на базе системы QUADLOG. Данная система обеспечивает предупреждение о возникновении аварийной ситуации при отклонении от предусмотренных регламентом предельно – допустимых значений параметров процесса в безопасное состояние по заданной программе. Сигнал давления поступает на интеллектуальный измерительный преобразователь давления модели Метран-100-Ех-ДА-1422, с выхода которого снимается унифицированный токовый сигнал 4-20мА. Полученный сигнал поступает на барьер искробезопасности HID 2030 SK, где за счет гальванической развязки обеспечивается преобразование сигнала до искробезопасного значения. Аналоговый сигнал с выхода барьера искробезопасности поступает на стандартный аналоговый модуль SАМ, где происходит его преобразование в цифровой код. Используя модем шины IOBUS, центральный процессор модуля управляет передачей данных по шине IOBUS, поступающих в контрольный модуль критических операций ССМ.

Модуль ССМ содержит уставки по сигнализации и блокировке и постоянно осуществляет расширенную диагностику, что позволяет быстро обнаружить опасные неисправности. Сигнал пришедший от модуля SАМ сравнивается с заданными уставками. При выходе параметра за уставку сигнализации, модуль ССМ по шине IOBUS обеспечивает оповещение персонала о выходе параметра за допустимые пределы, подачей звукового сигнала и отображением на экране станции оператора технолога параметром желтого цвета. При дальнейшем нарастании текущего параметра и его выходе за уставку блокировки, модуль ССМ по шине MODULBUS оповещает персонал об аварийном останове узла, путем подачи звукового сигнала резкого тона и отображением на экране станции оператора-технолога параметром красного цвета. В этом случае модуль вырабатывает воздействие и по шине IOBUS обеспечивает передачу этого сигнала в цифровой форме в дискретный модуль критических операций СDМ.

В модуле СDМ происходит преобразование цифрового кода в дискретный сигнал. С выхода СDМ дискретный сигнал через барьер искробезопасности HID 2872 поступает на соленоид отсекающего клапана.

СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТРУКТУРНАЯ

Дата добавления: 2014-01-11