Автоматизированная система управления установкой отжига труб

Достоинства RealFlex 4:  
- Бесспорное наличие многозадачных возможностей;  
- 32-битовая операционная система;  
- Архитектура клиент-сервер;  
- Возможность иметь дело с сотнями и тысячами точек без снижения скорости обработки;  
- Обеспечение высокой производительности, свойственной универсальным машинам, при использовании аппаратуры, базирующейся на процессорах Intel;

Достоинства, дающие удобства и легкость использования, включая:  
- графический интерфейс OpenLook GUI;  
- выбор конфигурации в режиме "on-line";  
- большие возможности построения отчетов и трендов;  
- возможность удаленного подсоединения и работы в локальной сети;  
- горячее резервирование/автоматическое восстановление предлагает защиту и избыточность;  
- одновременно могут работать до 16 драйверов устройств ввода/вывода на одном компьютере;  
- сертифицированная стадартом POSIX операционная система;  
- многопоточная файловая система;  
- избыточная сетевая архитектура;  
- работа в режиме защищенной памяти.

1.1.5 Пакет Metso DNA

DNA – динамическая сеть приложений. Пакет применяет концепцию открытых технологий в распределённых системах управления (РСУ). DNA объединяет в единую сеть всю деятельность по автоматизации и информационному обеспечению, т.е. вся деятельность становится единой системой от участка до офиса. В данной сети в тесном взаимодействии работают приложения основанные на разных алгоритмах, что позволяет осуществлять гибкую политику.

Основными параметрами Metso DNA является:

- сеть информационных  ресурсов;

- новый интерфейс оператора;

- полный контроль периодических  процессов; 

- открытость архитектуры;

- наличие встроенных  систем автоматизации; 

- масштабность системы  (маленький вариант это система SoftDCS);

- особенность современного  инженерного и технического обслуживания.

Данная система построена  как совокупность функции, которые  в свою очередь, которые в свою очередь состоят из подзадач. Особенность функций заключается в том, что они могут быть. распределены по всей сети, а могут быть сконцентрированы в одном узле. Прямая связь между функциями обеспечивается без отдельных модулей связи.

Функциональная структура пакета:

1) функция управления  информационными ресурсами;

2) функция оператора;

3) функция управления;

4) функция совместимости; 

5) функция полевого  контроля;

6) функция инжиниринга  и технологического обслуживания.

Каждая функция это отдельный пакет. Функция управления информационными ресурсами состоит из высокопроизводительных баз данных, куда записывается предыстория технологического процесса, все возникающие неисправности, накапливается статистика периодических производств. Функция снабжена мощными служебными программами подготовки отчёта и анализа информации. Имеются формы специальных функциональных справок в виде дневников. Имеются функции 3-D моделей.

Основные преимущества:

- передача знаний, этапов  проектирования персоналу;

– явное представление ситуации с исправным изучением;

– эффективность принятия решений, основанное на знании;

– доступность информации во всех ситуациях;

– хранение, обмен и накопление информации.

Функции оператора включают: интерфейс связи пользователя с технологическим процессом, а также систему обработки аварийных сигналов и кроме того определены пакетные программы.

Преимущества:

наличие эффективных средств встроенного  контроля;

постепенный доступ к данным;

гибкое использование  информации и знаний;

простота настройки  на различные задачи.

Таким образом, данная функция  обеспечивает доступ к данным и информационным ресурсам связанных с конкретным технологическим процессом. Структурно рабочее место оператора от 1 до 3 мониторов, дополнительная клавиатура. Рабочий стол предполагает наличие нескольких экранов технологического процесса (т.е. эргономичность). Время обновления дисплея 1-2 секунды, главное окно 1 сек. Число объектов на дисплее выбирается исходя из особенностей процесса. Дискретность аварийного сигнала 1 мс.

Интерфейсы связи MetsoDNA:

- внешний программный интерфейс; 

- широкий выбор протоколов связи (универсальные протоколы);

- широкий выбор модулей  с интерфейсом ProfiBUS, ORS, протокол с изменяемой конфигурацией CNP и ENP реализация связи с компьютерами;

- программно-логические интерфейсы:

1) протоколы ModeBUS;

2) Allen Bradley;

3) Siemens;

4) протоколы последней  передачи данных.

Интерфейсы с полевым  оборудованием.

Функции полевого контроля:

1) международный стандарт  используется для устройства I/O IEC-61131-3;

2) компактное программное  устройство электропитания (встроенные);

3) всестороннее управление по месту.

Интерфейсы Foundation FieldBUS – цифровая 2-х сторонняя многоточечная система связи, используемая для обмена данными между полевыми приборами и диспетчерской. SoftDOS - это система корпорации Metso, представляет собой масштабируемую концепционно-гибкую распределительную систему управления (РСУ). Такая система целесообразна при автоматизации небольших объектов, когда используется программные контроллеры и персональные компьютеры. Применение к большой системе не выгодно.

Преимущества:

а) малые размеры, возможность  масштабирования;

б) рабочие станции  ориентированы на WinNT;

в) функции взаимной блокировки;

 г) использование  различных универсальных сетевых форматов при работе;

д) стандартное приятное распределение;

е) система ориентируется  на 1000 каналов I/O. Данная система легко преобразуется в основную систему наличием универсальных приложений.

1.1.6 Пакет RSView32

 

Производитель пакета RSView32 – американская фирма Rockwell Software, являющаяся подразделением компании Rockwell Automation, т.е. является родной программой выбранному контроллеру [3].

RSView32 использует открытые  технологии в рамках платформы  Microsoft Windows такие, как ODBC, OLE и DDE и является открытой платформой для выбора в промышленной автоматизации. RSView32 обеспечивает взаимодействие между продуктами серии Wintelligent и продуктами Microsoft и обладает улучшенной функциональностью по сравнения с традиционными средствами MMI. Это обеспечивается за счет объектно-ориентированной анимационной графики, открытой базы данных, регистрации архивных данных в формате DBF и расширенными возможностями для трендов, тревог, создания производных тэгов и детектора событий.

RSView32 использует драйверы, работающие по специальному улучшенному  протоколу AdvanceDDE Wintelligent Linx для устройств  Allen-Bradley и Modicon и драйверы DDE, разработанные  при помощи продукта RSServer, для  устройств SquareD, GE Fanuc, Reliance, Siemens. RSView32 может разделять информацию о тэгах с PanelView.

RSView32 позволяет создавать  экранные дисплеи в любом графическом  разрешении, независимо от того, в каком разрешении они будут представлены на реальном объекте. RSView32 обладает способностью вставлять объекты, записанные в форматах .DXF, .BMP и .WMF, кроме того, активно используется механизм OLE для работы со связанными объектами.

Технология ODBC (Open Database Connectivity) это стандарт, разработанный Microsoft , который позволяет базам данных различных форматов быть доступными для других приложений, работающих в среде Windows. Вся информация о тэгах RSView32 и системной конфигурации запоминается в формате совместимом с ODBC, и доступна для большого количества инструментальных средств работающих под Windows, таких как, Microsoft Access, Excel и т.д.

RSView32 поддерживает тревоги  для цифровых и аналоговых  тэгов, которые можно поделить  на восемь градаций по уровням  и восемь категорий опасности. RSView32 имеет весьма гибкий и  развитый механизм обработки трендов. Тренды могут сниматься непосредственно в реальном масштабе времени или браться из архивных файлов, предварительно записанных регистратором данных.

RSView32 поддерживает работу  в сетевых средах. Имеется возможность  разделения баз данных. Присутствует поддержка промышленных сетей, таких как DH, DH+, DH485, ControlNet, Ethernet и т.д. RSView32 имеет уникальную систему драйверов связи. Она включает в себя динамическую оптимизацию обмена по сети и проверку ошибок индивидуально по каждому тэгу. Важной особенностью является горячее резервирование драйверов связи. Все это создает надежную среду для гарантированного сбора данных.

Система RSView32 предназначена  для использования на производстве, где сбор и обработка данных, взаимодействие оператора с производственными участками, а также связь с компьютерами, входящими в производственные комплексы и установленными в управлении, должна быть быстрой и надежной.

В целом, система RSView32 состоит  из 2 составных частей: RSView Works и RSView Runtime.

RSView Runtime – программный модуль монитора реального времени, который обеспечивает функционирование системы в многозадачной операционной системе Windows 95 или Windows NT.

RSView Works - программное  обеспечение разработчика, которое  позволяет создать все составляющие операторского интерфейса, а так же связать этот интерфейс с программируемыми логическими контроллерами. Для этой цели применяется специальный программный пакет RSLinx 1.7. Пакет RSLinx 1.7 обеспечивает связь с контроллерами фирмы Allen-Bradley с использованием прямых драйверов, а также выполняет функции DDE сервера при работе с контроллерами производства не Allen-Bradley и при передаче данных из RSView32 в приложения третьего уровня такие как: Microsoft Excel, Microsoft Access или dBase. Так же данный пакет обеспечивает связь с контроллерами Allen-Bradley, используя стандартные сетевые протоколы фирмы Allen-Bradley, такие как: DF1 Full duplex, DF1 Half duplex, DH485, DH+, ControlNet, TCP/IP.

В качестве операторского  интерфейса для данного дипломного проекта была выбрана система RSView32.

1.2 Постановка задачи

1.2.1 Цель дипломного  проекта

 

Современные АСУ ТП представляют собой гибкие распределенные системы, состоящие из компонентов различных  производителей и обладающие возможностью расширения, как в количественном, так и качественном отношении.  Все успешно работающие системы обеспечивают контроль и управление, включая графический интерфейс оператора, обработку сигналов тревог, построение графиков, отчетов и обмен данными. В тщательно спроектированных системах эти возможности способствуют улучшению эффективности работы предприятия и, следовательно, увеличению прибыли за счет сокращения себестоимости продукции.

Автоматизированные системы  управления предусматривают не только замену мускульной энергии человека при выполнении различных операций на технологических объектах, но также освобождение человека от производственных функций, связанных с его умственной деятельностью. Такими операциями являются сбор, запоминание, переработка информации, в том числе выполнение вычислительных операций и выработка управляющих сигналов. Кроме того, к таким операциям относится контроль за ходом технологического процесса. Следовательно, важнейшие условие нормальной работы системы автоматического управления – получение информации, правильно отражающей состояние объекта управления, ход технологического процесса.

Функционирование АСУ  ТП обеспечивается введением вычислительных систем, в качестве которых могут быть использованы персональные компьютеры, промышленные компьютеры, микропроцессорные контроллеры в самых различных исполнениях. Чаще всего в сложных производствах используют микропроцессорные контроллеры, которые могут работать совершенно автономно в различных условиях, а также при необходимости, можно обеспечить управление работой контроллера как оператором, находящегося в непосредственной близости, так и дистанционно с центрального пункта управления.

В АСУ ТП за  работой  технологического комплекса следят многочисленные датчики и приборы, измеряющие параметры технологического процесса (например, температуру, давление и т.д.), контролирующие состояние оборудования (температуру  подшипников агрегатов, насосов) или определяющие состав исходных материалов и готового продукта. Таких приборов в одной системе может быть от нескольких десятков до нескольких тысяч. Качество функционирования систем автоматического управления в значительной мере зависит от метрологических и динамических свойств измерительных датчиков и приборов.

Целью дипломного проекта  является разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом предназначенной  для  поддержания заданного оптимального режима работы печи отжига труб (ПОТ), на базе современных микропроцессорных средств. В данном дипломном проекте применен программируемый контроллер и программное обеспечение американской фирмы Allen-Bradley, обеспечивающее лучшее соотношение цены и технических характеристик.

1.2.2 Обоснование  разработки АСУ печи отжига труб

 

В процессе эксплуатации существующей ПОТ было выявлено множество  недостатков. К ним относятся:

1. система управления печью не позволяла работать полностью в автоматическом режиме.
2. использование электроклапанов является невыгодным с точки зрения энергосбережения, а также плавности и точности регулирования.
3. датчики загазованности расположены на удалении от операторского пульта и не имеют прямой связи с ним.
4. использование устаревшего оборудования.