Казаринов Л.С., Попова О.В., Барбасова Т.А. Автоматизированные информационно-управляющие системы (часть 1)

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 2.31

Графический редактор Графит ориентирован на объектный подход к

оперативному управлению. Он позволяет строить любые мнемосхемы,

задавать нужные цвета, выбирать требуемые шрифты. Графит позволяет

также подготавливать библиотеку мнемонических изображений объектов

(мнемосимволов) и библиотеку окон, через которые выполняется ручное

управление объектами.>

Мнемосимволы привязываются к базе данных объектов. Изображения

могут быть анимированы, для них могут быть определены действия, которые

необходимо выполнить при нажатии левой или правой клавишами мыши.>

Пилон - система технологического программирования контроллеров.

Графическая оболочка, используемая для подготовки функциональных схем

управления и привязки отдельных алгоритмов к базе данных

Программный пакет Пилон позволяет в графическом виде подготавливать

технологическую программу управления, которая загружается в контроллер.

На экран вызываются алгоритмы из библиотеки алгоритмов, определяются

связи между алгоритмами и на входах алгоритмов задаются требуемые

константы (параметры настройки). При необходимости эти константы затем

можно изменять непосредственно во время работы контроллера.

Пилон позволяет задать сигналы, которые должны записываться в архив

и (или) передаваться другим контроллерам.

Рис. 2.32

При подготовке большого проекта для каждого пакете САПР

используется отдельный или несколько отдельных компьютеров. В системах

малого и среднего масштаба несколько пакетов САПР могут работать на

одном компьютере

САПР Квинта формирует единую для всего проекта Базу Данных и

рассчитан на многопользовательский доступ. Это означает, что над одним

проектом могут одновременно работать несколько человек или несколько

групп, которые находятся на одной или разных территориях.

2.7. Siemens

Торговая марка SIMATIC широко известна во всем мире, как синоним

программируемых логических контроллеров. Сегодня под именем SIMATIC

представляются системы комплексной автоматизации (Totally Integrated

Automation - TIA), позволяющие создавать управляющие комплексы любой

степени сложности на базе стандартных компонентов. В основу построения

таких систем положены следующие принципы:

1. Единые способы хранения и обработки данных. Все данные вводятся

один раз и хранятся в единой базе данных проекта. База данных проекта

доступна на всех уровнях управления любым инструментальным средствам

SIMATIC.

2. Единые способы конфигурирования и программирования, диагностики

и отладки. Все компоненты и системы конфигурируются, программируются,

запускаются, тестируются и обслуживаются с использованием простых

стандартных блоков, встроенных в систему разработки. Все операции

выполняются с использованием единого интерфейса и единых

инструментальных средств.

3. Единые способы организации промышленной связи. Вопрос "кто будет

связываться и с кем" решается простым использованием таблиц соединений.

Соединения могут быть легко модифицированы в любое время в любом

месте. Различные сетевые решения конфигурируются просто и единообразно.

2.7.1. Состав SIMATIC Totally Integrated Automation

SIMATIC Totally Integrated Automation объединяет в своем составе:

1. Микросистемы автоматизации (Микросистемы LOGO!, S7-200, SITOP).

Микроконтроллеры SIMATIC S7-200 и универсальные логические

модули LOGO! Позволяют создавать автоматизированные системы

начального уровня. Их можно также использовать их в общей системе,

включая сети Ethernet и Profibus (SIMATIC S7-200) и через AS-Interface

(LOGO!)

2. Программируемые контроллеры SIMATIC S7

SIMATIC отражает современный уровень развития техники ПЛК.

Наличие структурированного программирования вместе со стандартными

функциональными блоками для создания библиотек программного

обеспечения обеспечили функциональную гибкость и расширение спектра

использования.

3. Быстрое цифровое управление SIMATIC TDC

4. Распределенная периферия SIMATIC ET200

Программируемые контроллеры SIMATIC позволяют создавать

распределенные системы автоматического управления, в которых широко

используются станции распределенного ввода-вывода ET 200. В SIMATIC

S7/C7 реализована технология построения распределенных систем ввода-

вывода. Для построения распределенных конфигураций ввода-вывода

используются станции распределенного ввода-вывода ЕТ 200, а также

различные приборы полевого уровня.

5. Программируемы контроллеры SIMATIC S5

SIMATIC S5 - название, под которым уже много лет подразумевается:

управление, программаторы, интеллектуальные переферийные модули,

системы для управления и контроля... и каждая линейка предлагает целый

ряд вариантов для индивидуальных решений. Эта градация возможностей

является сильной стороной семейства SIMATIC S5.

6. Программное обеспечение SIMATIC

Промышленное программное обеспечение SIMATIC - это система тесно

связанных инструментальных средств для программирования и

обслуживания систем автоматизации SIMATIC S7/C7, а также систем

компьютерного управления SIMATIC WinAC. Эти инструментальные

средства содержат исчерпывающий набор функций, необходимых для всех

этапов разработки и эксплуатации систем автоматического управления.

7. Системы визуализации SIMATIC HMI

SIMATIC HMI - это широкий спектр аппаратуры и программного

обеспечения, позволяющий создавать эффективные системы человеко-

машинного интерфейса.

8. Программное обеспечение SIMATIC HMI

Программное обеспечение систем человеко-машинного интерфейса

включает в свой состав программное обеспечение конфигурирования

панелей оператора и текстовых дисплеев, программное обеспечение

визуализации, SCADA систему SIMATIC WinCC, программное обеспечение

для построения систем технической диагностики.

9. Промышленные сети SIMATIC NET

Сетевые решения систем автоматизации SIMATIC базируются на

использовании общепризнанных международных стандартов организации

обмена данными и обслуживания устройств децентрализованной периферии:

Industrial Ethernet (IEEE 802-3 и IEEE 802.3u) - международный стандарт

организации обмена данными на верхних уровнях управления через

локальные или глобальные информационные сети.

PROFINET (IEC 61158) - новый открытый коммуникационный стандарт,

который существенно расширяет функциональные возможности обмена

данными и охватывает широкий спектр требований по использованию

Ethernet в системах автоматизации.

PROFIBUS (IEC 61158/EN 50170) - международный стандарт построения

сетей полевого уровня.

AS-Interface (EN 50295) - международный стандарт организации связи с

датчиками и приводами.

EIB (EN 50090, ANSI EIA 776) - сеть для автоматизации технических

систем зданий и сооружений

SINAUT ST7 - организация распределенных систем мониторинга и

управления технологическим процессом в распределенных конфигурациях на

основе станций управления SIMATIC S7, с использованием сети WAN (Wide

Area Network)

10. Система управления процессами SIMATIC PCS7

SIMATIC PCS 7 - это система управления производственными

процессами, полностью отвечающая требованиям концепции Totally

Integrated Automation. SIMATIC PCS 7 создает уникальную открытую

платформу для внедрения современных, экономически выгодных,

ориентированных на перспективу решений в области автоматизации

производственных предприятий.

11. Производственные сенсоры SIMATIC Sensors

2.7.2. Примеры автоматизации АСУ ТП

Информационно-диагностическая система турбогенератора

Заказчик: Самарская ТЭЦ

Описание технологического процесса

Система ИДС T-100-130 СамТЭЦ предназначена для

автоматизированного сбора, обработки, отображения и архивирования

параметров турбогенератора в реальном масштабе времени. Технологические

параметры измеряются посредством стандартных преобразователей, которые

соединены с аналоговыми и дискретными входами соответствующих

модулей промышленного контроллера на базе шины VME (производства

фирмы PEP MC) под управлением ОС реального времени OS-9.

Отображение, архивирование и обработка информации реализована с

помощью SCADA системы WinCC (Siemens). Связь между оперативной

ПЭВМ и ПЛК осуществляется по протоколу Modbus. Система ИДС T-100-

130 СамТЭЦ создана на базе открытых технических средств, которые

позволяют увеличивать число решаемых задач и включать дополнительные

функции. ИДС T-100-130 СамТЭЦ функционирует в непрерывном режиме и

обеспечивает выполнение следующих информационных функций: сбор и

первичная обработка измерительной информации:

• частота опроса каждого канала ПЛК - 1 секунда;

• скорость передачи информации по линии связи от ПЛК до оперативной

ПЭВМ - 19200 бит/сек;

• вычисление физических значений параметров по градуировочным

таблицам и формулам;

• максимальное значение приведённой погрешности измерения

аналоговых параметров без учёта погрешности первичных преобразователей

не превышает 0.25%;

• идентификация состояния турбогенератора;

• программно-алгоритмический контроль достоверности информации;

вторичная обработка информации:

• расчёт скоростей прогрева;

• контроль разностей температур;

• графическое отображение процесса прогрева главного паропровода,

паро-перепускных труб и турбины;

смена уставок при переходе с одного режима на другой с запросом

потверждения у оператора;

• при выходах за регламентные границы обеспечивается индикация

соответствующих параметров привлекающим внимание цветом и

одновременно выводится технологическое сообщение. Может

использоваться звуковая сигнализация;

• все отклонения технологических параметров от нормы записываются в

"Протокол сообщений системы";

отображение оперативной технологической информации на экране

ПЭВМ:

• отображение оперативных данных в виде мнемосхем, столбчатых

диаграмм, трендов реального времени;

• предусмотрен выбор форм отображения. архивирование

технологической информации: • ведение долговременного архива (максимум

до 5 лет) с интервалом регистрации 1 час;

• ведение протокола сообщений системы;

• создание - ведение оперативного архива (до пяти суток) с интервалом

регистрации 1 секунда;

• суточной ведомости на базе информации в оперативном архиве;

обработка и документирование архивной информации:

• просмотр содержимого архивов в табличном и графическом виде;

• создание ведомости работы объекта/узла c требуемой дискретизацией

по времени;

• создание ведомости отклонений в работе объекта/узла, содержащую

выходы параметров за уставки;

В системе реализован контроль и защита от несанкционированного

доступа и проверка сохранности ПО и данных.

Полученную технологическую информацию планируется использовать

для выполнения следующих диагностических функций:

• прогнозирование изменения во времени технологических параметров;

• расчёт температурных полей по толщине корпуса и изоляции турбины;

• расчёт термических напряжений и деформации корпуса, оценка по

критериям предела прочности для данного материала;

• анализ и прогнозирование ожидаемого времени выхода наблюдаемых

параметров и расчётных характеристик турбины за предельно допустимые

величины.

В настоящее время система находится в стадии опытной эксплуатации.

Система мониторинга качества электроснабжения

Заказчик: ОАО «Филип Моррис Кубань»

Предпосылки создания:

Желание заказчика иметь информацию о качестве поставляемой

электроэнергии, количественных показателях потребления, а также

необходимых данных для анализа и профилактики аварийных ситуаций

связанных с электроснабжением.

Описание технологического процесса:

Предприятие получает электроэнергию по двум вводам 6 кВ от

поставщика, и от автономных газовых генераторов на то же напряжение. С

помощью схемы коммутации, напряжение поступает на три трансформатора,

с которых через систему автоматических включателей поступает различным

потребителям.

Требования к системе автоматизации:

Требуется производить мониторинг различных параметров

электроэнергии по «низкой стороне» напряжения (0.4кВ) а также состояние

автоматических выключателей (вкл.-выкл-авария), отображать параметры и

состояния на экране АРМ оператора, сигнализировать о превышении

параметрами установленных пределов и производить архивацию значений и

состояний. Кроме того требуется интегрировать в систему мониторинга

существующую подсистему одного из потребителей и контроллер

генераторов.

Рис. 2.33. Структура связей

Рис. 2.34. Общая структура перемещения данных в системе

Решение и характеристики системы автоматизации:

Система имеет небольшое количество дискретных сигналов (менее 32)

поступающих с доп. Контактов автоматических выключателей. С помощью

этих сигналов определяется текущее состояние выключателей, для

отображения на однолинейной схеме АРМ оператора. Кроме того в системе

используются регистраторы качества электроэнергии Simeas Q,в количестве

трех штук, подключенные по протоколу Profibus к контроллеру. Для

реализации данной схемы было достаточно применения одного контроллера

SIMATIC S7-300 с CPU 315-2DP. Протяженность сети от контроллера до

станции оператора составила порядка 500 м. и для обеспечения скоростного

обмена, была использована оптоволоконная среда передачи данных. В

качестве преобразователей сетевых сигналов использовались модули OLM.

(Рис.1) АРМ оператора базируется на офисном компьютере с

коммуникационным процессором CP5613 и SCADA WinCC. Кроме того,

отдельные параметры доступны для наблюдения с произвольных рабочих

мест по сети Ethernet, с использованием оригинальной оболочки удаленного

мониторинга.

Общие сведения о системе и подсистемах.

Система осуществляет мониторинг и анализ сигналов, при этом, система

обеспечивает следующие функциональные возможности:

• автоматизированного технического учета потребления электроэнергии

по каждому питающему электрическому фидеру;

• интеграции, на информационном уровне, с существующей системой

мониторинга электроснабжения POWER MANAGEMENT

• передачи получаемых параметров на автоматизированное рабочее место

(далее АРМ) оператора данной системы.

На АРМ оператора система осуществляет следующие возможности:

• отображает поступающую техническую информацию в наиболее

удобном и эргономически целесообразном для оператора виде;

• производит генерацию сообщений по произошедшим событиям, с

одновременным занесением переменных в архив;

• создает рапорты по запросу оператора;

• по запросу оператора создает отчеты за регламентные периоды времени;

• создает архивы получаемых и обрабатываемых данных, иных событий

произошедших в системе;

• позволяет оператору или обслуживающему персоналу, в соответствии с

уровнем доступа и привилегий, производить изменения различных настроек

системы посредством параметрирования значений;

• позволяет производить ретроспективный просмотр и анализ значений

получаемых значений и событий за заданный прошедший период времени из

созданных архивов;

• позволяет передавать необходимую информацию на АРМ других служб

предприятия с помощью встроенных программных средств.

Сроки реализации проекта:

Проект был реализован за три месяца

Введен в эксплуатацию в 2001 году.

Система управления энергообеспечением города

Заказчик: ОАО «МУП ГЭС» Россия, г. Ст. Оскол, ул. 1-й Конной Армии,

д. 25-б

Описание технологического процесса:

Система предназначена для замены телекомплекса «ГРАНИТ», контроля

и управления энергоснабжением города через распределительные

подстанции (РП). Система обеспечивает:

• оперативный контроль состояния ячеек в каждой РП;

• оперативный контроль аварийных состояний в каждой РП;

• управление ячейками в РП;

• управление наружным освещением города;

• контроль напряжений и нагрузок в РП по ячейкам;

• своевременное оповещение оператора об изменении состояния ячеек

(голосовое сообщение, текстовое сообщение, анимация);

• своевременное оповещение оператора об аварийных состояниях

системы энергоснабжения посредством контроля каждой РП (голосовое

сообщение, текстовое сообщение, анимация);

• регистрацию и архивирование состояний ячеек по каждой РП;

• регистрацию и архивирование токов и напряжений в ячейках по каждой

РП;

• регистрацию и архивирование оперативных сообщений оператору;

• регистрацию и архивирование аварийных сообщений;

• регистрацию и архивирование действий оператора;

• диагностику головной аппаратуры управления;

• регистрацию и архивирование состояния аппаратуры управления;

• диагностику предшествующей аппаратуры системы «ГРАНИТ»;

• авторизованный доступ к пользованию средствами сервиса и

управлению системой энергоснабжения;

• архивы токов и напряжений хранятся не менее 90 дней;

• архивы состояний ячеек рассчитаны на 10>000 переключений;

• архив сообщений хранит последние 1000 сообщений.

Система включает в себя 350 экранов.

Характеристики системы автоматизации:

В системе управления используются контроллеры фирмы SIEMENS

серии S7-315 для управления, сбора информации. Для подключения к

интерфейсным линиям телекомплекса используются модули СP340.