Диплом Бабаев. 1. Системы диспетчерского управления сбора данных (scada) 10 Автоматизированное рабочее место (арм) 16

• Название: 1. Системы диспетчерского управления сбора данных (scada) 10 Автоматизированное рабочее место (арм) 16
• Дата: 27.07.2022
• Размер: 2.33 Mb.
• Имя файла: Диплом Бабаев.docx
• Тип: Реферат; #637215
• страница: 1 из 5

ёё

СОДЕРЖАНИЕ

Задание 2

Аннотация 4

Аnnotation 5

Введение 8

1. Системы диспетчерского управления сбора данных (SCADA) 10

2. Автоматизированное рабочее место (АРМ) 16

3. Система автоматического регулирования (САР) 17

4. Технология производства 23

4.1 Описание технологического процесса 29

4.2 Материалы, используемые в производстве бетона 33

4.3 Свойства мелкозернистого бетона 37

5. Электроснабжение 39

5.1 Расчет силовых нагрузок объекта 39

5.2 Расчет осветительных нагрузок объекта 42

5.3 Выбор сечения проводов и кабелей 43

5.4 Выбор и расчет защитной аппаратуры 46

6. Расчет надежности САР 51

7. Экономическая оценка эффективности 53

Заключение 55

Список использованной литературы 57

Термины и определения

АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическими процессами, включающая в себя исполнительные механизмы.

SCADA — это процесс сбора информации реального времени с удаленных объектов для обработки, анализа и возможного управления удаленными объектами.

Автоматизированное рабочее место (АРМ) — это сочетание информации, программного обеспечения и технических ресурсов, которое позволяет конечным пользователям автоматизировать обработку данных и функции управления по определенным темам.

Микрокремнезем (МФ) — ультрадисперсный остаток производства ферросплавов.

Исправное состояние (исправность): Состояние объекта, в котором он соответствует всем требованиям, установленным в документации на него.

Опасное состояние: Состояние объекта, в котором возникает недопустимый риск причинения вреда людям, или окружающей среде, или существенных материальных потерь, или других неприемлемых последствий.

Рабочее состояние: Состояние объекта, в котором он выполняет какую- либо требуемую функцию.

Неработоспособное состояние: Состояние объекта, в котором он не способен выполнять хотя бы одну требуемую функцию по причинам, зависящим от него или из-за профилактического технического обслуживания.

Работоспособное состояние: Состояние объекта, в котором он способен выполнять требуемые функции.

Обозначения и сокращения

АТП – автоматизация технологического процесса.

ОУ – объект управления.

САР – система автоматического регулирования.

АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическими  процессами.

АРМ – автоматизированное рабочее место.

RTU - удаленный терминал.

КС – канал связи

БК – блок управления

БСУ – бетоносмесительная установка

ПО – программное обеспечение

МФ – микрокремнезем

Введение
В большинстве промышленных предприятий, таких как промышленные предприятия, используются приложения SCADA. Обычно их можно найти везде, где используется промышленная автоматизация — использование передовых технологий для автоматизации ручных задач — и управление процессами. Коммунальные предприятия используют SCADA для поддержки ключевой инфраструктуры, которая составляет основу безопасных и здоровых сообществ. Крайне важно поддерживать в рабочем состоянии электрические сети и водопроводные сети, чтобы предотвратить хаотичные и дорогостоящие отключения, которые затрагивают миллионы клиентов.

Цель дипломного проекта заключается в разработке структуры АСУ ТП на особенностях автоматизации и предъявляемых требований для улучшения качества бетона и снижения дозирования расходных материалов, а также сделать производство более выгодным.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

1. 
   Проанализировать систему диспетчерского управления для сбора данных (SCADA).
   
2. 
   Изучить АРМ диспетчера для производства бетонного завода.
   
3. 
   Разработать структуру АСУ ТП, которая станет выгодным для производства бетона.
   
4. 
   Рассмотреть производство бетона и применить оптимизированную структуру на практике.
   
5. 
   Рассчитать экономическую оценку эффективности от внедрения разработанной АСУ ТП.
   

1. Системы диспетчерского управления сбора данных (SCADA)
В современном мире предприятия любого вида деятельности не могут обходиться без средств автоматизации. На рисунке 1 представлена информационная система предприятия, которая включает в себя виды организационно-управленческой деятельности на предприятии, начиная от сбора данных о технических процессах до контролирования выполнения заказов.



Рисунок 1 - Иерархия уровней технологического процесса
Уровень 4 – представляет собой системы для управления ресурсами предприятия и системы автоматизированного управления административно-финансовой и административно-хозяйственное деятельностью предприятия. Главными назначениями этого уровня являются: управление финансовыми ресурсами, контроль запасов материала, управление трудовыми ресурсами компаний и прогнозирование производства.

Уровень 3 – на данном уровне представлены системы управления производством материала в реальном времени. К основным назначениям относятся: сбор фактических данных о процессе производства в настоящий момент, детальное планирование работ и оптимизация производственных графиков, управление документами и качеством продукции, управление персоналом и другие.

Уровни 2, 1, 0 могут быть объединены в один уровень и называются «Автоматизированные системы управления технологическими процессами», к которым относятся объекты управления или средства измерений, контроллеры и микроконтроллеры (ПЛК), промышленные ПК, оборудование с интегрированным управлением, а также SCADA. Задачей этих уровней является сбор и первичная обработка данных о технических процессах и ресурсах предприятия, а также обеспечение диспетчерского контроля и управления оборудованием. Со стороны SCADA в MES поступают протоколы исполнения технологических параметров и другая информация. Со стороны MES в SCADA поступают оперативные задания с указанием идентификаторов выпускаемых изделий, их характеристик, режимов работы и других параметров. Наиболее «тяжелым» по объему информации и времени реакции на события является обмен информацией между SCADA-системой и системами нижнего и высшего уровней управления. Поэтому современная SCADA должна поддерживать быструю и гибкую интеграцию с программными системами управления предприятием верхнего и нижнего уровня. [4]

Диспетчерское управление и сбор данных SCADA системы является основным и в настоящее время наиболее перспективным методом автоматического управления сложными динамическими процессами в важных для безопасности и надежности производствах. На различных промышленных предприятиях автоматизированные системы строятся по принципу диспетчерского управления. Анализ большинства аварий и происшествий в промышленности привели к катастрофическим последствиям, тогда как в 1970-х годах только 23% происшествий были вызваны человеческим фактором, а уже в 2000-е годы доля человеческого фактора увеличилась до 84 %. Таким образом, в результате постоянного совершенствования техники и повышения надежности электронной аппаратуры и машин доля может возрасти еще больше (рис. 2).



Рисунок 2 - Тенденции причин аварий в сложных автоматизированных системах
Промышленные процессы требуют тщательной точности и координации. Сбор данных в режиме реального времени дает вам информацию, позволяющую максимально повысить эффективность, сократить накладные расходы и оптимизировать операции. Но какие данные? При таком большом количестве активов сбор нужной информации может стать обременительным.

Многие промышленные организации полагаются на систему диспетчерского управления и сбора данных (SCADA). Это помогает операторам получать доступ к нужным данным и управлять оборудованием. SCADA — мощная система управления, предназначенная для сбора, анализа и визуализации данных промышленного оборудования. Операторы могут просматривать важные измерения, такие как температура, вибрация, энергопотребление и уровни на промышленном оборудовании.

Используя современные решения SCADA, операторы и полевые супервайзеры могут получать доступ к нужным данным и управлять сотнями активов, не посещая каждое полевое устройство. Это может привести к значительной экономии средств.
В нашем подробном руководстве вы узнаете о различиях между современными и устаревшими решениями SCADA и объясните, как SCADA может улучшить вашу работу.



Рисунок 3 - Основные структурные компоненты SCADA-системы
В сети максимальная единица передачи (MTU) — это измерение, представляющее самый большой пакет данных , который может принять подключенное к сети устройство. Представьте себе это как ограничение по высоте для подземных переходов или туннелей на автомагистралях: легковые и грузовые автомобили, превышающие ограничение по высоте, не могут пройти, так же как пакеты, превышающие MTU сети, не могут пройти через эту сеть.

Однако, в отличие от легковых и грузовых автомобилей, пакеты данных, превышающие MTU, разбиваются на более мелкие части, чтобы они могли пройти. Этот процесс называется фрагментацией. Фрагментированные пакеты собираются повторно, как только они достигают места назначения.

MTU измеряется в байтах — «байт» равен 8 битам информации, то есть 8 единицам и нулям. 1500 байт — это максимальный размер MTU.

Функции SCADA

Система SCADA выполняет четыре функции:

Получение данных

Сетевая передача данных

Представление данных

Контроль

Эти функции выполняются четырьмя видами компонентов SCADA:

1. Датчики (цифровые или аналоговые) и управляющие реле, непосредственно взаимодействующие с управляемой системой.

2. Блоки удаленной телеметрии (RTU) . Это небольшие компьютеризированные подразделения, развернутые в полевых условиях на определенных площадках и в определенных местах. RTU служат локальными точками сбора отчетов от датчиков и передачи команд на управляющие реле.

3. Ведущие блоки SCADA . Это более крупные компьютерные консоли, которые служат центральным процессором для системы SCADA . Ведущие блоки обеспечивают человеческий интерфейс для системы и автоматически регулируют управляемую систему в ответ на входные данные датчиков.

4. Коммуникационная сеть , которая соединяет главный блок SCADA с RTU в полевых условиях.



Рисунок 4 - Структурные компоненты SCADA-систем
Система SCADA состоит из многих частей или компонентов , которые включают аппаратное обеспечение (ввод и вывод), контроллеры, сети, пользовательский интерфейс, коммуникационное оборудование и программное обеспечение.

В совокупности термин SCADA относится ко всей центральной системе. Центральная система обычно отслеживает данные с различных датчиков, которые находятся либо в непосредственной близости, либо за пределами площадки (иногда за много миль).

Промышленная SCADA, состоящая из следующих

1. 
   Блок центрального хоста или главной станции или блок главного терминала (MTU);
   
2. 
   Один или несколько полевых блоков сбора данных и управления или удаленных устройств (обычно называемых удаленными станциями, удаленными оконечными устройствами или RTU);
   
3. 
   Набор стандартного и/или заказного программного обеспечения, используемого для мониторинга и управления удаленными полевыми элементами данных.
   

Современные системы SCADA демонстрируют преимущественно характеристики управления без обратной связи и используют преимущественно связь на большие расстояния, хотя могут также присутствовать некоторые элементы управления с обратной связью и/или связи на короткие расстояния.

Основные компоненты SCADA

1) Совокупность оборудования, которое предоставляет оператору в удаленном месте достаточную информацию для определения состояния конкретной части оборудования или всей подстанции, или установки, или динамической сети, и вызывает действия, происходящие в отношении этого оборудования или сети, не будучи физически подарок.

2) Устройство для управления оператором и разделения удаленно расположенных устройств с использованием методов мультиплексирования при относительно небольшом количестве взаимосвязанных каналов.

3) Сбор данных с удаленного электрооборудования и управление ими через подходящую среду связи .
2. Автоматизированное рабочее место (АРМ)
Автоматизация рабочего места — это процесс инструктирования программного и/или аппаратного обеспечения с сетевыми подключениями для создания автоматизированных рабочих процессов. Нажмите одну кнопку, последует несколько действий. Это немного похоже на игру в цифровое домино.

Он часто применяется к повторяющимся задачам, которые в противном случае потребовали бы нескольких ручных действий. Примером этого на рабочем месте является процесс адаптации; Отделу кадров нужно только ввести имя нового участника в автоматизированной системе, чтобы инициировать такие действия, как отправка всех вступительных документов по электронной почте и планирование встреч.

Автоматизированные рабочие места предназначены для обеспечения определенного набора функций, основными из которых являются информационно-справочное обслуживание. Автоматизированные рабочие места сосредоточены на профессиональных вопросах в определенной теме.[3]
Создание рабочего места на базе персонального компьютера обеспечивает:
• Удобство и простота использования;
• Легко адаптируется к конкретным пользовательским функциям;
• Менее требователен к компактной организации и адаптации;
• Высокая надежность и живучесть;
• Относительно простая техническая схема.
Автоматизированное рабочее место может использоваться как рабочая станция в локальной сети. Это особенно полезно, когда вы хотите поделиться ресурсами между несколькими пользователями. АРМ предназначен для комплексной автоматизации деятельности, связанной с первичным размещением и вторичным обращением ценных бумаг. Он предназначен для работы с единой справочной базой данных и реализованным набором решаемых задач [4].
Офис как АРМ специалиста – это специализированное рабочее место. Современный этап управления экономическими объектами характеризуется развитием распределенных систем обработки информации. Основным звеном в такой системе является рабочее место специалиста. По определению автоматизированное рабочее место – это рабочее место сотрудников автоматизированной системы управления, оснащенное средствами, обеспечивающими участие человека в выполнении функций управления. Как систему управления бизнесом АРМ можно определить как комбинацию индивидуальных или коллективных приложений техник, программного обеспечения, методологий, лингвистики и других инструментов для автоматизации профессиональных функций управленческого персонала. Западные специалисты используют в этом случае другое название: автоматизированное рабочее место или рабочая станция.[3]

В зависимости от степени специализации АРМ подразделяют на единичные, серийные, массовые и индивидуально-коллективного назначения с целью разграничения профессиональных интересов конечных пользователей. Индивидуальные рабочие места предназначены для многоуровневых менеджеров, а коллективные рабочие места предназначены для руководителей и тех, кто готовит информацию для последующего использования в своих управленческих решениях.
Различные стандартные и прикладные программные средства могут быть использованы для создания автоматизированных рабочих мест, обеспечивающих деятельность любого сотрудника в организации. Его структура зависит от функциональных задач и видов работы: административно-организационной, профессионально-творческой, технической (рутинной). Административная и организационная работа характеризуется серией интуитивных добровольных решений, таких как контроль эффективности на различных уровнях управления, организация совещаний и работа с подчиненными. [3]