Отраслевыенаучныеиприкладныеисследования
 Скачать 0.68 Mb.
|
|
Рисунок 3 – Каркас для установки системных модулей Используются следующие типы модулей ввода / вывода : ● аналоговый модуль ввода FBM201; ● дискретный модуль ввода FBM217; ● аналоговый модуль вывода FBM237; ● дискретный модуль вывода FBM242; ● модуль связи с MODBUS- устройствам FBM224; ● модуль связи по протоколу HART FBM214. Модуль ввода / вывода FBM201 представляет собой модуль на 8 входных анало - говых сигналов типа 0...20 мА Каждый канал имеет дифференциальный вход , благо - даря которому разница напряжений между каналами не приводит к ошибкам измере - ния Каналы гальванически изолированы от земли и электроники модуля , но не между собой Для обеспечения высокой точности измерения модуль имеет мультиплексируе - мый преобразователь сигма - дельта , совместно используемый всеми входными каналами и обеспечивающий считывание входного сигнала каждые 100 мкс и конфигурируемый фильтр по среднему уровню сигнала для устранения помех Модуль ввода / вывода FBM217 представляет собой модуль на 32 входных дис - кретных канала Различные клеммники модуля позволяют подключать входные дискрет - ные сигналы 24VDC, 110VDC, 220VAC. Для подключения сигналов 24 VDC используется клеммник P0916PW. Модуль аналогового вывода FBM237 имеет 8 изолированных и независимых ка - налов 0..20 мА постоянного тока Модуль ввода / вывода FBM242 представляет собой модуль на 16 выходных дис - кретных каналов с внешним источником питания Различные клеммники модуля позво - ляют подключать выходные дискретные сигналы 24VDC, 110VDC, 220VAC. Для подклю - чения сигналов 24VDC используется клеммник P0916JY, для сигналов 110VDC и 220VAC – клеммник P0916NG. Модуль для связи с MODBUS устройствами FBM224 имеет 4 канала и использу - ется для подключения САУ вспомогательных объектов УКПГ Один модуль допускает подключение 64 устройств К каждому каналу модуля устройства подключаются одним шлейфом В обмене данными модуль является ведущим устройством , подключаемые контроллеры – ведомыми , режим передачи информации – RTU. Информационное обеспечение системы управления Информационное обеспечение АСУТП представляет собой совокупность всех информационных баз данных и наборов данных , используемых для реализации функ - ций оперативного контроля и управления установкой осушки газа Отраслевые научные и прикладные исследования : Информационные технологии 115 Информационное обеспечение включает в себя следующие типы данных : ● оперативную информацию , поступающую от технологического процесса и отоб - ражающую текущие значения переменных процесса ( аналоговых , дискретных ), парамет - ры сигнализаций и текущее состояние исполнительных механизмов и оборудования ; ● параметры алгоритмов управления и обработки данных , загружаемые в управляющие процессоры ; ● информацию о ходе технологического процесса , накопленную за определён - ный период времени ; ● резервные копии данных , архивы технологической информации ; ● исходные данные для конфигурирования информационной базы данных : наименование сигнала , тип сигнала , описание сигнала , единица измерения , период опроса , аварийная сигнализация ; ● конфигурации операторской и инженерной станций , определяющие состав и формы представления информации ( информация , описывающая статику и динамику мнемосхем , наборы трендов , состав и формы отчётных документов , форматы вывода аварийных сигнализаций ), содержимое и настройки баз данных и др .; ● отчётные документы ( режимные листы , сменные и суточные рапорты и т п .), генерируемые автоматически с использованием данных , хранящихся в различных базах данных системы управления Исходя из всех вышеперечисленных наборов данных и учитывая функциональ - ное назначение каждого из них , выделяются следующие базы данных : ● база данных реального времени ; ● историческая база данных ; ● архивная база данных База данных реального времени является распределённой и находится в памяти управляющих процессоров , операторской и инженерной станций Она используется для хранения оперативной информации о текущем состоянии технологического объекта Историческая база данных предназначена для накопления и хранения данных о ходе технологических процессов за определённый период времени База данных со - держит информацию по аналоговым и дискретным параметрам , получаемым из базы данных реального времени системы управления и в результате ручного ввода данных Архивная база данных включает в себя резервные копии конфигурационной ин - формации ( конфигурация контроллеров , АРМ ) и исторические данные о ходе техноло - гического процесса , накопленные за определённый период времени и перенесённые на средства долговременного хранения информации Резервные копии конфигурационной информации используются для восстанов - ления в критических ситуациях , таких как разрушение жёсткого диска рабочей станции или замена контроллеров Архивная технологическая информация используется для сравнения и анализа хода технологических процессов за различные периоды времени Архивная информа - ция восстанавливается со сменных носителей , на которых она хранится , при помощи специальных утилит программного обеспечения операторских станций и средствами операционной системы Хранение производится на компакт - дисках Структура программного обеспечения Для конфигурирования и настройки АСУТП осушки газа используются стандарт - ные программные пакеты I/A Series, которые работают в операционной среде Windows XP. Эти пакеты представляют исчерпывающий набор для создания проекта и содержат все необходимые программы и конфигурации для приложений , работающих под управлением системы I/A Series. Программный пакет Fox CAE представляет собой Windows- совместимую систе - му , которая полностью автоматизирует процесс разработки баз данных для станций управления системы I/A Series, а также процесс загрузки баз в управляющие процес - соры I/A Series. Программный пакет ICC представляет собой Windows- совместимую систему , ко - торая позволяет в реальном времени корректировать базу данных контроллера I/A Series. Отраслевые научные и прикладные исследования : Информационные технологии 116 Программное обеспечение AIMAT состоит из прикладных программ типа « клиент - сервер », которые позволяют получать информацию о технологическом процессе , как в реальном времени , так и архивную информацию ( предысторию ) от систем I/A Series и других распределённых систем управления для отображения и анализа на разнообраз - ных рабочих станциях Программное обеспечение AIMAT включает в себя следующие прикладные про - граммы и интерфейсы : ● AIM Data Link – интерактивная связь в реальном времени между приложени - ями Microsoft Windows и технологическим процессом . AIM Data Link позволяет : 1) интерактивно выбирать рабочие станции I/ А Series в качестве источников данных ; 2) просматривать имеющиеся источники данных ; 3) задавать формат отображения данных ; 4) отображать действительные данные на ПК ; 5) вставлять данные в прикладные программы , функционирующие в среде Windows; 6) конфигурировать прикладную программу для обновления данных ● AIM Explorer – это прикладная программа для построения трендов и выполнения анализа , которая позволяет отображать в виде диаграмм события периодических процес - сов из базы данных AIM Track и комплекта приложений Batch Suite системы I/A Series; ● AIM Historian – прикладная программа типа « клиент - сервер », которая позво - ляет собирать , хранить и архивировать данные от узлов системы I/A Series и других распределённых систем управления Для построения и отображения дисплеев используются следующие прикладные программы : ● Fox View – это интерфейс пользователя системы серии I/A, то есть интер - фейс между оператором и технологическим процессом С помощью Fox View можно вы - зывать другие прикладные программы , позволяющие : 1) реагировать на аварийные сигналы ; 2) проверить систему и состояние станции ; 3) выполнить диагностику в оперативном режиме ; 4) собирать и анализировать данные ; 5) устанавливать точки ; 6) переходить из автоматического режима эксплуатации в ручной и изменять значения выходных сигналов ; 7) осуществлять доступ в подробные дисплеи блоков Foxboro ( и групповые дисплеи ); 8) создавать оперативные тренды ; 9) выдавать отчёты ; ● Fox Draw – это графический редактор и конфигуратор дисплеев , используе - мый для создания и изменения графических дисплеев С помощью палитр графиче - ских объектов можно легко включать такие сложные элементы , как насосы , резервуа - ры , клапаны и символы ISA; ● Fox Panels – это программное обеспечение для настройки режимов отобра - жения информации на панели функциональной клавиатуры с заранее сконфигуриро - ванными или созданными пользователем « горячими клавишами » сигнализаций и дей - ствий оператора , предназначенных для использования операторами производственного процесса Оно включает как конфигуратор панелей оповещения , так и Администратор реального времени Описание системы ПАЗ Система ПАЗ предназначена для аварийной защиты технологического оборудо - вания Система ПАЗ строится на базе программно - технического комплекса TRICON и интегрирована в систему I/A Series. Интеграция системы ПАЗ осуществляется на осно - ве станции Fox Guard Manager, который представляет собой коммуникационный мо - дуль АСМ 4609, установленный в основное шасси Подключение к сети Nodebus произ - водится через интерфейс с резервированной сетью Nodebus – DNBI. Отраслевые научные и прикладные исследования : Информационные технологии 117 Система ПАЗ является распределённой и реализована на резервированных программируемых контроллерах и станциях ввода / вывода повышенной надёжности Датчики и исполнительные механизмы , участвующие в аварийном останове , подклю - чены непосредственно к системе ПАЗ Система обеспечивает автоматизированный останов в аварийных и плановых ситуациях , а также сброс газа из технологического оборудования в случае необходимости Система ПАЗ имеет пульт , устанавливаемый в операторской УКПГ № 9 и обеспечивающий возможность ручного запуска алгоритма аварийного останова , возврат подсистемы в исходное состояние , а также индикацию выполнения отдельных этапов алгоритма При запуске алгоритма аварийного останова обеспечивается блокировка любых действий , препятствующих его выполнению Исполнительные механизмы аварийного останова дополнительно имеют ручной привод и указатели крайних положений , уста - новленные непосредственно на самих механизмах , а также устройства для ввода этой информации в подсистему ПАЗ для сигнализации состояния исполнительных механиз - мов Датчики , измеряющие и контролирующие технологические параметры , участвую - щие в алгоритмах аварийного останова , резервированы в соответствии с требования - ми ПБ 09-540-03. Блокировки , защиты и аварийное управление , выполняемые ПАЗ , обеспечивают реализацию всех необходимых функций блокировок , защит и аварийного управления в автоматическом режиме Описание функциональной схемы автоматизации абсорбционной установки осушки газа Для автоматизации управления установкой осушки газа применяют дистанцион - ные измерительные устройства и элементы автоматики , которые позволяют получить быструю объективную информацию о работе абсорбера А -201, оперативно и точно установить заданный режим работы Функциональная схема автоматизации абсорбци - онной установки осушки газа представлена на рисунке 4. Рисунок 4 – Функциональная схема автоматизации абсорбционной установки осушки газа Отраслевые научные и прикладные исследования : Информационные технологии 118 Для контроля давления в абсорбере А -201 ( позиция 3-1, 3-2) применяется датчик избыточного давления Метран 43- ДИ Расход регенерированного ДЭГ в абсорбер А -201 ( позиция 6-1, 6-2) производит - ся в зависимости от расхода газа через абсорбер А -201 ( позиция 8-1) и его влагосо - держания ( позиция 9-1). Изменение уровня насыщенного ДЭГ в абсорбере А -201 осуществляется при помощи задвижки с электроприводом по показаниям уровнемера Сапфир -22 Ду -Ex. Измерение температуры в абсорбере А -201 ( позиция 1-1, 1-2) осуществляется платиновым термометром сопротивления типа Метран -276. Влагосодержание газа определяется анализаторам точки росы КОНГ - Прима -10 ( позиция 9-1, 9-2). В цехе ведётся контроль загазованности , для этой цели установлен газоанали - затор СТМ -10 ( позиция 11-1, 11-2). В таблице 1 представлен перечень используемых средств автоматизации и кон - троля Контрольно - измерительные приборы , применяемые в системе ПАЗ , имеют уставки сигнализации и блокировки , которые представлены в таблице 2. Таблица__1_–_Спецификация_средств_автоматизации'>Таблица 1 – Спецификация средств автоматизации Позиционное обозначение Наименование Кол Примечание 1, 7, 14 Термометр сопротивления платиновый типа Метран -276 3 1ExdIICT4 2 Датчик разности давлений типа Метран -100- ДД 1 1ExdIIBT4 3, 12, 13 Датчик избыточного давления типа Метран -43- ДУ 3 1ExnLIICT4 4-1, 5-1 Уровнемер типа Сапфир -22- ДУ 2 1ExdIICT4 9 Анализатор точки росы типа КОНГ - Прима -10 1 1ExdIIAT5 11 Газоанализатор СТМ -10 1 1ExnLIICT4 6-1, 8-1 Устройство сужающее быстросъёмное 2 6-2, 8-2 Датчик перепада давления типа Сапфир -22 МП - ДД 2 1ExdIICT6 15 Пускатель магнитный 1 4-2, 5-2, 6-4, 8-3, 10-3 Орган управления клапаном 5 Таблица 2 – Значения уставок сигнализации и блокировок КИП № сценария защиты № позиции Условия срабатывания Действия защиты 1 13 Давление уплотнительной жидкости насоса выше уставки 40 кгс / м 2 Остановка насоса H-1 2 14 Температура подшипников насоса выше уставки 50 ° С Остановка насоса H-1 3 4-1 Уровень насыщенного ДЭГ в аппарате выше уставки 400 мм Закрытие задвижки 4 12 Давление на выходе центробежного насоса выше уставки 60 кгс / м 2 Остановка насоса H-1 Приборы и средства автоматизации абсорбционной установки осушки газа Датчик избыточного давления Метран -43- ДУ Данные преобразователи предназначены для работы в системах автоматиче - ского контроля , регулирования и управления технологическими процессами Обеспечи - вают непрерывное преобразование в унифицированный токовый и / или цифровой на ба - зе HART- протокола выходной сигнал дистанционной передачи Устройство датчика Метран -43- ДУ представлено на рисунке 5. Измерительный блок датчика состоит из корпуса (1), рычажного тензопреобра - зователя (2), разделительной мембраны (3), жёсткого центра со штоком (4), электрон - ного преобразователя (5), штуцера (6). Отраслевые научные и прикладные исследования : Информационные технологии 119 Рисунок 5 – Устройство датчика Метран -43- ДУ : 1 – корпус ; 2 – тензопреобразователь ; 3 – разделительная мембрана ; 4 – жёсткий центр ; 5 – электронный преобразователь ; 6 – штуцер Измеряемое давление воздействует на мембрану (3) и концентрируется на жёст - ком центре Усилие , возникшее на жёстком центре , через шток (4) передаётся на рычаг тензопреобразователя (2). Перемещение рычага вызывает деформацию измерительной мембраны тензопреобразователя На измерительной мембране размещены тензорези - сторы Тензорезисторы соединены в мостовую схему Деформация измерительной мем - браны вызывает изменение сопротивления тензорезисторов и разбаланс мостовой схе - мы Электрический сигнал , образующийся при разбалансе мостовой схемы , подаётся в электронный преобразователь (5). Электронный преобразователь преобразует электри - ческий сигнал от тензопреобразователя в стандартный токовый выходной сигнал [6]. Основные технические характеристики датчика представлены в таблице 3. |