Общая характеристика объекта автоматизации

"justify">     Шкафы автоматики принимают сигналы с  датчиков технологических параметров объекта управления, вторичных приборов, установленных на стативе (в ШСЭ), осуществляют их обработку и передают обработанную информацию на АРМ оператора и АРМ оператора насосных. Шкафы автоматики в соответствии с заложенной в них программой и по командам оператора выдают сигналы на управление исполнительными механизмами объекта автоматизации при штатном режиме работы объекта и по алгоритмам противоаварийной защиты осуществляют остановку и блокировку механизмов при нештатных ситуациях.

     В состав каждого шкафа автоматики входят:

• дублированный АВР;
• два вторичных источника питания (основной и резервный);
• управляющие контроллеры КСА-02 с модулями ввода-вывода;
• клеммы для подключения внешних кабелей от объекта управления.

     Дублированный АВР предназначен для обеспечения  бесперебойной подачи переменного напряжения 220В на вторичные источники питания шкафа автоматики. На один из вводов АВР подается напряжение от системы бесперебойного питания, на другой – от АВР соответствующего ШСЭ. При наличии напряжения на обоих подводящих фидерах источники питания запитаны каждый от своего фидера. При пропадании напряжения питания на одном из фидеров соответствующий источник питания переключается на резервный фидер. В момент переключения происходит перерыв подачи напряжения на этот источник питания. В это время бесперебойную работу шкафа автоматики обеспечивает другой источник питания. При восстановлении питания происходит обратное переключение.

     

     Два взаиморезервируемых источника питания предназначены для преобразования переменного напряжения 220В, снимаемого с АВР шкафа автоматики, в постоянное напряжение 24В и снабжения им контроллеров шкафа автоматики, а также другого оборудования с напряжением питания =24В, входящего в состав АСУ ТП. 

     Контроллер-сборщик микропроцессорный КСА-02

     Назначение:

     Управляющие контроллеры КСА-02 осуществляют сбор, анализ и обработку информации, получаемой от первичных датчиков, установленных на объекте управления и вторичных приборов. На основе управляющей программы контроллеры формируют выдачу аналоговых и дискретных управляющих воздействий. Каждый контроллер является проектно-компонуемым изделием и включает в свой состав модуль питания, процессорный модуль, модуль связи по Ethernet, модуль связи по RS-485.

     Модуль  питания

     Предназначен для преобразования напряжения 24 В, поступающего с резервированных источников питания ША в напряжение 5 В, необходимое для запитывания модулей контроллера.

     Процессорный  модуль

     Содержит в своей памяти управляющую программу, и в соответствии с ней ведет обработку данных, получаемых от модулей ввода, и формирует (с помощью модулей вывода) дискретные или аналоговые управляющие воздействия. Также при помощи модулей связи процессорный модуль обменивается данными с АРМ операторов.

     Модуль  связи по интерфейсу RS-485

     Предназначен для организации взаимодействия процессорного модуля и приборов по интерфейсу RS-485. 
 

     Модуль  связи по Ethernet

     Предназначен для организации взаимодействия управляющего контроллера ША и АРМ операторов через конвертер среды MOXA EDS-405.

     Модули  ввода

     Установленные в корзинах ввода-вывода шкафов автоматики, предназначены для приема сигналов от датчиков и сигнализаторов, установленных на объекте управления, преобразования их в цифровую форму и передачи процессорному модулю для дальнейшей обработки.

     Модули  вывода

     Установленные в корзинах ввода-вывода шкафов автоматики, предназначены для приема сигналов управления от системы резервированных контроллеров в цифровом виде, преобразования их в аналоговые или дискретные сигналы управления и выдачи их на исполнительные механизмы системы.

     Модули  ввода-вывода аналоговых сигналов

     Установленные в корзинах ввода-вывода шкафа автоматики обеспечивают ввод/вывод следующих типов сигналов:

     

• ввод аналоговых сигналов 4-20 мА;
• ввод дискретных сигналов 24 В;
• ввод сигналов от термопреобразователей сопротивления с характеристикой 50М;
• вывод дискретных сигналов 24В. Сигналы данного вида передаются от шкафов автоматики в блоки реле для управления реле и контакторами насосов;
• вывод токовых сигналов 4-20 мA. Сигнал данного вида используется для управления РЭП насоса-дозатора блока БР-2,5.

     2.3.3 Верхний уровень

     В системе АСУ ТП ТТП предусмотрено два АРМа:

• АРМ операторов (установлен в главной операторной ТТП);
• АРМ операторов площадки насосов;

     Конструктивно АРМ оператора представляет собой ПЭВМ, на котором установлено программное обеспечение и отображаются мнемосхемы технологического процесса ТТП.

     Серверный шкаф обеспечивает обмен информацией  со всеми шкафами автоматики, архивирование, протоколирование и хранение информации о ходе протекания технологического процесса, возникавших событиях, тревогах и действиях оператора. В каждый момент времени обмен информацией со шкафами автоматики, архивирование, протоколирование и хранение информации о ходе протекания технологического процесса, возникавших событиях, тревогах и действиях оператора ведет одна ПЭВМ (сервер). Другая ПЭВМ (файловер) обменивается информацией с сервером по локальным вычислительным сетям Ethernet 100 BASE T. На файловере всегда хранятся копия базы данных, журналы тревог, событий и т.п. Обновление информации на файловере происходит по изменению информации, хранящейся на сервере. Файловер отслеживает состояние сервера, и в случае выхода его из строя, принимает управление процессом на себя. При штатной работе системы (одновременном функционировании сервера и файловера) управление работой системы доступно с любой из ПЭВМ.

     Для надежности работы сервер и файловер объединяются через две локальные вычислительные сети. Одна сеть связывает только сервер и файловер – напрямую по проводной линии связи. В другую – через коммутатор шкафа ВОЛС. (В эту сеть дополнительно включены ПЭВМ из состава АРМов АСУ ТП ТТП. ПЭВМ АРМ оператора площадки насосов подключается к серверному шкафу через волоконно-оптические линии связи. АРМ операторов главной операторной подключается к серверному шкафу через проводные линии связи.)

     

     Каждая  ПЭВМ из состава АРМов имеет доступ к базам данных, хранящимся на ПЭВМ серверного шкафа, и возможность управления технологическим оборудованием. Для отображения информации на экранах АРМов по принадлежности и разграничения полномочий пользователей применяется система паролей.

     2.4 Программное обеспечение АСУ ТП

     Распределенная, сетевая операционная система реального  времени (канадской фирмы QNX Software Systems (QSSL)) хорошо известна у нас в стране и является одной из наиболее широко используемых при построении распределенных систем управления и сбора данных, а также для встраиваемых и интеллектуальных контроллеров.

     Она известна как операционная система, функционирующая в "защищенном режиме". Это означает, что все программы в системе защищены друг от друга и любая "фатальная" ошибка в одной из программ не приводит к "краху" всей системы. Файловая система QNX была разработана с учетом обеспечения целостности данных при отключениях питания.

     Системные процессы

     Все службы QNX, исключая внутренние службы самого ядра, управляются стандартными (системными) процессами. Типичная конфигурация QNX включает в себя следующие системные процессы:

• менеджер процессов (Proc);
• менеджер файловой системы (Fsys);
• менеджер устройств (Dev);
• менеджер сети (Net).

     RealFlex - один из первых SCADA пакетов, разработанных  под управлением ОС QNX. Пакет RealFlex поставляется с полным набором модулей, обеспечивающих пользователя всем необходимым для разработки и функционирования систем контроля и управления процессами, включая:

• утилиты конфигурации в режиме "on-line";
• процессоры данных реального времени и тревог;
• архивирование данных предыстории;
• обработка вычислений;
• цифровые и аналоговые процессоры;
• отображение полной графики;
• тренды реального времени и предыстории;
• генератор отчетов.

     Flex.View – часть программного пакета Flex.Win, рабочая станция SCADA-системы Realflex. Flex.View работает на ПК с ОС Microsoft Windows, который может территориально находиться в любом месте, требуется только связь с сервером QNX по сетевому протоколу TCP/IP.

     Flex.View имеет дружественный интерфейс  и выполняет следующие основные  функции:

• обновляет динамические изображения (картинки);

• осуществляет звуковую и визуальную индикацию тревог;
• осуществляет печать отчетов;
• реализует простой механизм выдачи управлений.

     Основные  требования по пункту управления  и  контроля

     Для размещения технических средств  системы контроля и управления ТТП, которые эксплуатируются в нормальной невзрывоопасной среде, используется помещение существующей операторной ТТП.

     Для контроля за работой объектов ТТП существует АРМ.

     Условия эксплуатации системы автоматизации  должны удовлетворять требованиям технических условий на применяемые технические средства.

     Подстанции  и распределительные  устройства промышленных предприятий

     Каждая  подстанция имеет распределительные  устройства (РУ), содержащие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства.

     По  конструктивному выполнению РУ делят  на открытые и закрытые. Они могут быть комплектными (сборка на предприятии-изготовителе) или сборными (сборка частично или полностью на месте применения). Рассмотрим наиболее распространенные на подстанциях промышленных предприятий комплектные РУ.

     Открытое  распределительное устройство (ОРУ) - распределительное устройство, все или основное оборудование которого расположено на открытом воздухе; закрытое распределительное устройство (ЗРУ) устройство, оборудование которого расположено в здании.

     Комплектное распределительное устройство (КРУ) - распределительное устройство, состоящее из шкафов, закрытых полностью или частично, или блоков со встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, измерительными приборами и вспомогательными устройствами, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде и предназначенное для внутренней установки.

     Комплектное распределительное устройство наружной установки (КРУН) - это КРУ, предназначенное для наружной установки.

     

     Комплектная трансформаторная (преобразовательная) подстанция (КТП) - подстанция, состоящая из трансформаторов (преобразователей) и блоков КРУ или КРУН, поставляемых в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.

     Назначение  и классификация  подстанций. Подстанцией называется электроустановка, состоящая из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительных устройств напряжением до 1000 В и выше, служащая для преобразования и распределения электроэнергии.

     В зависимости от назначения подстанции выполняют трансформаторными (ТП) или преобразовательными (ПП) - выпрямительными.