Выбор системы управления технологическим процессом - Модернизация системы регулирования температурных параметров на агрегате электролитического лужения АЭЛ-1200/III "АрселорМиттал Темиртау"
При разработке проекта автоматизации в первую очередь необходимо решить вопросы выбора структуры управления. Под структурой управления понимается совокупность частей автоматической системы, на которые она может быть разделена по определенному признаку, а также пути передачи воздействий между ними. Структуры управления объектом автоматизации могут быть одноуровневыми и многоуровневыми.
Основными целями создания микропроцессорной системы автоматизации являются:
- 1) повышение безопасности эксплуатации АЭЛ в условиях непрерывного производства; 2) повышение надежности и "живучести" технологического оборудования и средств автоматизации; 3) расширение функциональных возможностей системы автоматизации; 4) увеличение периодичности технического обслуживания; 5) увеличение информативности, как на уровне местных диспетчерских пунктов, так и на уровне районных диспетчерских пунктов; 6) сокращение времени на ремонт.
Система автоматизации должна обеспечить непрерывный мониторинг всех технологических процессов, автономное поддержание заданных режимов работы и их изменение по командам с пульта оператора из местного диспетчерского пункта и из вышестоящего уровня управления районного диспетчерского пункта.
Предлагается двухуровневая структура АСУ МП:
- 1) нижний уровень (оборудование КИП); 2) верхний уровень - контроллерное оборудование; комплекс технических средств автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора.
Нижний уровень системы автоматизации включает датчики и вторичные преобразователи, обеспечивающие формирование входных электрических аналоговых и дискретных сигналов системы автоматизации, а также показывающие приборы и органы управления, установленные по месту. Для обеспечения большего числа ввода/вывода используется архитектура удаленного ввода/вывода на базе оптиковолоконного кабеля.
Верхний уровень системы автоматизации включает в себя АРМ оператора - нагревальщика, который реализуется на базе IBM-совместимых персональных компьютера (РС), объединенных в локальную вычислительную сеть, обеспечивающие хранение и анализ всей поступившей информации, а также визуализацию информации и взаимодействие с оператором.
Управление, контроль и регулировка основных технологических параметров системы регулирования температуры растворов выполняется оператором центрального поста агрегата с помощью персонального компьютера (PC), расположенного в шкафу. На PC установлена открытая SCADA система WinCC, обеспечивающая организацию человеко-машинного интерфейса для визуализации технологических процессов. Ядро WinCC поддерживает основные стандартные интерфейсы ОРС, ActiveX, ODBC, SQL, VBA и VBS и состоит из следующих функциональных модулей:
Control Center - для быстрого обзора всех данных проекта и глобальных установок, а также для слежением за состоянием переменных в системе, загрузки и выгрузки отображаемых переменных процесса, осуществления коммуникаций с PLC;
Graphics Designer - для создания мнемосхем и динамических графических элементов;
Alarm Logging - для сбора и архивации событий в системе;
Tag Logging - для архивирования измеряемых величин.
На этом же персональном компьютере организована станция инжиниринга для программирования PLC при помощи программного продукта SIMATIC STEP7.
Связь между PC и PLC осуществляется по сети PROFIBUS. Для этого в PC установлен коммуникационный процессор СР5611.
Автоматическое регулирование температурных параметров выполняет PLC (программируемый логический контроллер) расположенный в шкафу PLC устанавливаемом в технологическом подвале ближе к комфортному месту оператора - технолога. На лицевой панели шкафа располагается панель оператора "SIEMENS" TP177 для управления по месту.
Учитывая значительную протяженность линии PROFIBUS DP и высокое число участников сети, в системе установлен повторитель сигналов RS-485.
В качестве исполнительных механизмов использованы сервозадвижки с электроприводом SIPOS фирмы "SIEMENS". Передача управляющих сигналов на задвижки и считывание текущих значений с них происходит по сети PROFIBUS DP.
Оборудование, которое необходимо для модернизации приведено в таблице 2.2 для шкафа PLC, в таблице 2.3 для шкафа РС.
Таблица 2.2 - Спецификация оборудования в шкафу PLC
Наименование оборудования |
Количество, шт |
Программируемый логический контроллер S7-300 |
1 |
Модуль ввода аналоговых сигналов SM-331 |
3 |
Коммуникационный процессор СР-343 |
1 |
Стабилизированный блок питания модульной конструкции SITOP Modular 10 |
2 |
Повторитель RS485 для сетей PROFIBUS, SIMATIC DP |
1 |
Автоматический выключатель |
15 |
Розетка Schuko 2-х полосная |
3 |
Светильник для шкафа |
1 |
Тачскрин панель SIMATIC TP-177B |
1 |
Концевой выключатель для двери шкафа |
1 |
Коннектор PROFIBUS |
1 |
Световой индикатор красный |
1 |
Термостат |
1 |
Вентиляционная решетка с фильтром |
2 |
Вентилятор с фильтром |
1 |
Клемный блок |
6 |
Таблица 2.3 - Спецификация оборудования в шкафу РС
Наименование оборудования |
Количество, шт |
Промышленный компьютер Simatic Rack PC IL 43 S |
1 |
Промышленный 18Ѕ цветной монитор SCD 1897-R |
1 |
ИБП Masterguard UPC Unit A1000 |
1 |
Лазерный принтер |
1 |
Автоматический выключатель |
15 |
Розетка Schuko 2-х полюсная |
2 |
В системе регулирования температурных параметров агрегата лужения используются следующие виды шкафов:
- 1) шкаф размером 2000x800х800 для размещения PLC, источников питания, вентиляции шкафа, розеток и освещения; 2) шкаф размером 1420х950х800 с двумя дверями для размещения PC, UPS, принтера и монитора [4].
Пакет Step7 разработанный фирмой "Siemens", является инструментальным средством для создания программного обеспечения сбора данных и оперативного диспетчерского управления (SCADA), исполняющегося в среде MS Windows 3.х, Windows 95 и Windows 98. Step 7 текущей версии может применяться в проектах АСУ ТП масштаба технологического участка и/или цеха, с начальным или средним уровнем сложности.
Пакет Simatic Step 7 состоит из двух основных программных модулей: построитель стратегий и исполнительная среда. Построитель стратегий используется для проектирования и тестирования проектов, называемых стратегиями, а исполнительная среда - только для исполнения стратегий.
Кроме того, в составе пакета имеется программа установки и настройки устройств ввода/вывода, а также набор динамически компонуемых библиотек (DLL), выполняющих различные функции в процессе разработки и выполнения программного обеспечения SCADA.
GENIE имеет модульно-ориентированную, открытую интегрированную архитектуру. Открытость архитектуры позволяет легко реализовывать взаимодействие с другими приложениями для совместного доступа к данным во время исполнения стратегий.
Файл стратегии представляет собой двоичный файл, содержащий всю информацию последнего сеанса редактирования. Стратегия - это совокупность одной или нескольких задач с одной или большим количеством экранных форм, а также одним основным сценарием. Задача, экранная форма и основной сценарий являются тремя основным элементами, используемыми при проектировании стратегий. Простейшая стратегия имеет одну задачу с одной экранной формой и не имеет основной сценария.
Задача представляет собой набор функциональных блоков, отображаемых в окне задачи в виде пиктограмм. Экранная форма представляет собой набор элементов отображения и элементов управления. Пиктограммы функциональных блоков и элементы отображения/управления являются стандартными "кирпичиками" для построения стратегии. Они очень похожи по внешнему виду, за исключением того, что элементы отображения служат для реализации графического интерфейса пользователя, в то время как пиктограммы блоков скрыты во время исполнения стратегии.
Соединения между функциональными блоками в процессе разработки стратегии могут устанавливаться посредством видимых и невидимых связей. Соединения между пиктограммами блоков являются видимыми в окне Редактора задач. Такое соединение называется проводником, поскольку по своему назначению оно аналогично проводам в электрических схемах. Соединения между пиктограммами блока и элементами отображения невидимы. Поэтому они называются связями.
В рамках стратегии может использоваться одновременно практически любое количество функциональных блоков и устройств ввода-вывода, которое ограничивается только быстродействием и размером памяти компьютера. Однако рекомендуется, чтобы количество функциональных блоков не превышало 500.
Построитель стратегий Step 7 предоставляет в распоряжение пользователя четыре различных редактора:
- - редактор задач; - редактор форм отображения; - редактор отчетов; - редактор сценариев.
Указанные редакторы используются для создания, отладки и модификации задач, экранных форм, отчетов и сценарных процедур соответственно. Поскольку в рамках одной стратегии может присутствовать несколько задач, то имеется возможность создания множества окон в Редакторе задач. По той же самой причине возможно создавать множество окон в Редакторе форм отображения для редактирования множества экранных форм. Но поскольку для любой системы может быть только один основной сценарий, то в Редакторе сценариев может быть открыто только одно окно.
Редактор задач предназначен для реализации прикладных алгоритмов создаваемой системы. Step 7 имеет большое количество встроенных стандартных функциональных блоков для реализации различных алгоритмов сбора данных и управления.
Редактор форм отображения предназначен для создания динамических экранных форм отображения, связанных с исполняемой стратегией сбора данных и управления. При необходимости создания графического интерфейса оператора Редактор форм отображения обеспечивает возможность разработки удобных для восприятия экранных форм в кратчайшие сроки путем использования входящих в пакет стандартных элементов отображения и управления.
Редактор отчетов предназначен для разработки и генерации отчетов. Редактор отчетов пакета Simatic Step 7 предоставляет разработчику на этапе проектирования, а пользователю - в процессе эксплуатации системы возможность определять содержание отчета, формируемое на основе собираемых данных и действий оператора, с последующей автоматической печатью в определенные моменты времени. Средства, входящие в редактор отчетов, могут быть использованы для выбора и печати отчетов вручную в требуемый момент времени.
Редактор сценариев предназначен для управления задачами, вычислениями и анализом данных в процессе исполнения стратегии.
Пакет Simatic Step 7 позволяет решать все основные задачи, стоящие перед разработчиком программного обеспечения верхнего уровня АСУ ТП. При этом разработка и сопровождение системы могут выполняться специалистами, имеющими как начальный, так и высокий уровни подготовки в области программирования. Открытость архитектуры Step 7 обеспечивает множество путей организации взаимодействия с аппаратурой ввода/вывода и программным обеспечением различных производителей. Все это делает пакет Step 7 оптимальным инструментом для разработки программного обеспечения верхнего уровня во многих проектах АСУ ТП, в том числе с ограниченным бюджетом.
SCADA-система Simatic WinCC является одной из мощнейших среди SCADA-пакетов. Она обладает такими свойствами как:
- - возможность обмена данными с любыми серверами OPC; - мощные инструменты для создания экранных форм и динамических элементов отображения; - динамизация элементов отображения со временем обновления графической информации 50 мс; - обширная библиотека элементов отображения, ориентированных на построение мнемосхем промышленных объектов; - возможность встраивания графиков и экранов; - дистанционное управление технологическими элементами объектов процесса пастеризации пива; - автоматическое архивирование информации технологического процесса; - визуализацию информации о ходе технологического процесса; - голосовое оповещение персонала об обнаруженных аварийных ситуациях и т. д.
В связи с чем она с пакетом Step 7 и была выбрана за основу при проектировании программного обеспечения для модернизации системы регулирования температурных режимов на агрегате АЭЛ-1200/3 в данном дипломном проекте.
Похожие статьи
-
В основных направлениях экономического и социального развития Республики Казахстан на 2010 - 2015 годы и на период до 2030 года поставлена задача во всех...
-
Силовое напряжение 380 В общецеховой сети подводится к клеммам. Х1-1,2,3 шкафа PLC и далее к вводному автоматическому выключателю Q1 расположенному в...
-
Любой технологический процесс, протекающий на каком-либо объекте, можно характеризовать одним или несколькими параметрами. Эти параметры процесса в...
-
Автоматизация оборудования позволяет увеличить его производительность, сократить затраты материалов, топлива и энергии за счет более рационального их...
-
Согласно РНТП 0,1-94, технологический процесс в цехе жести относится к категории "В". Производство жести связано с обработкой негорючих веществ и...
-
Характеристика объекта автоматизации Полосы черной жести, задаваемые в линию АЭЛ, должны иметь следующие характеристики. 1 Марка стали 08кп, 08пс, 08ю. 2...
-
Так как производится модернизация системы регулирования температурных параметров на агрегате электролитического лужения АЭЛ-1200/3, то возникает вопрос,...
-
Наладку систем автоматизации начинают до полного завершение всех монтажных работ на объекте. При этом необходимо убедиться в том, что отдельные приборы...
-
Структура цеха Задачей электромонтеров является обеспечение надежной работы средств автоматизации. В средства автоматизации входят: датчики,...
-
Агрегат электролитического лужения (линия лужения) АЭЛ-1200/III предназначен для нанесения на поверхность стальной холоднокатаной полосы олова...
-
В САР поддержание заданного значения регулируемого параметра или изменение его по определенному закону обеспечивается аппаратурными средствами, имеющие...
-
Описание задачи проектирования Данная система предназначена для установки "Cannon Viking Maxfoam", которая в свою очередь предназначена для производства...
-
Для измерения температуры растворов выбираем термометры сопротивления Pt100 двух типов, отличающихся глубиной монтажной части. На трубопроводах с...
-
Расчет численности дежурного и ремонтного персонала КИП и А Для повышения эффективности производства имеет рациональное зна-чение использования трудовых...
-
Расчет прямого фонда заработной платы определяется по формуле: ЗПр = tЧ * T (4.1) Где tЧ - часовой тариф, ч. Т - количество отработанных часов, ч ЗПр =...
-
Охрана труда на участке Цех жести предназначен для производства жести с покрытием оловом, жести черной, ленты, полос из декапированной, кровельной и...
-
Расчет прямого фонда заработный платы определяется по формуле: ЗПр = tЧ * T (4.12) Где tЧ - часовой тариф, ч. Т - количество отработанных часов, ч ЗПр =...
-
В системе стимулирования труда ведущее место занимает заработная плата. Она является главным источником повышения благосостояния трудящихся, поскольку...
-
Электрической проводкой (электропроводкой) называется совокупность проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, поддерживающими и защитными...
-
Для установки на рабочих местах термопреобразователей сопротивления используют закладные конструкции. Монтаж термопреобразователей сопротивления...
-
Для предупреждения травматизма на участке применяются заграждения, защитные короба, а так же запрещающие, предупреждающие, предписывающие знаки....
-
В зависимости от происхождения, состава и качественных характеристик загрязнений (примесей) сточные воды подразделяются на 3 основные категории:...
-
В процессе труда в производственном помещении человек находится под влиянием определенных метеорологических условий, или микроклимата - климат внутренней...
-
Технологический процесс цеха Цех жести предназначен для производства жести с электролитическим покрытием оловом, ленточной стали, листов и рулонов...
-
После описания звеньев системы определяем ее передаточную функцию, которая представляет собой произведение всех ПФ звеньев: (2.10) Подставляем в...
-
Наиболее высокий уровень автоматизации в промышленности строительных материалов имеет цементное производство. Основной предпосылкой для этого является...
-
Технико-экономическое обоснование внедрения АСУ С целью уменьшения процента брака произведенного ППУ необходимо использовать прогрессивные...
-
Рассчитываем условный диаметр проходного сечения сервозадвижки трубопровода: (2.5) Где QMax - максимальный расход, м3/с; С - плотность, кг/м3; О -...
-
Системный подход позволяет найти оптимальное, в широком смысле, решение задачи Проектирования за счет всестороннего, целостного рассмотрения, как...
-
Организация ГПС и ГА П. Процесс развития автоматизации на промышленных проводился в ряд этапов. На первом этапе проводилась автоматизация отдельных...
-
Закономерности больших (сложных) систем - Методология создания сложных технологических систем
Закономерности больших или сложных систем позволяют рассмотреть их основные свойства независимо от физической природы (устойчивость, развитие, адаптация,...
-
Введение - Автоматика и автоматизация технологических процессов
Курс "Системы управления технологическими процессами" ("Автоматика и автоматизация технологических процессов") направлен на изучение вопросов управления...
-
Системный анализ многоуровневых иерархических структур Современный этап развития автоматизации производства характеризуется внедрением сложных систем...
-
Определение требований к системе Прежде чем начать проектирование системы производства поролона нужно определить функции, которые будет выполнять...
-
Быстрое развитие информационных технологий на предприятиях, обусловлено необходимостью повышения конкурентоспособности производимой продукции, как на...
-
Схема размещения технологического оборудования - это расположение технологического оборудования и рабочих мест на производственной площади. В курсовом...
-
Для составления математической модели объекта проведем анализ всех составных элементов структурной схемы и рассчитаем параметры их передаточных функций....
-
Введение - Автоматизация процесса сухого помола цементного клинкера в трубной шаровой мельнице
Техническое перевооружение предприятий стройиндустрии, ускоренное внедрение новых интенсифицированных технологических процессов невозможно без...
-
Составление структурной схемы Конвейерная линия на установки "Cannon Viking Maxfoam" представляет собой ограниченное по краям пространство, вследствие...
-
Классификация автоматизированных систем (АС) Условно модель любой целесообразной деятельности можно представить как систему, состоящую из объекта...
Выбор системы управления технологическим процессом - Модернизация системы регулирования температурных параметров на агрегате электролитического лужения АЭЛ-1200/III "АрселорМиттал Темиртау"