асу. АТП ТХУ. Реферат в курсовом проекте по дисциплине Автоматизация технологических процессов и производств на тему Автоматизация технологического процесса подготовки нефти на тху нгду Елховнефть
 Скачать 3.04 Mb.
|
|
2.4. Прикладное программное обеспечение верхнего уровня АСУ ТП На верхнем уровне АСУ ТП подготовки нефти на ТХУ внедрена SCADA система InТouch компании Wonderware. SCADA система InTouch – мощный человеко-машинный интерфейс (HMI) для промышленной автоматизации, управления технологическими процессами и диспетчерского контроля. Основные задачи, решаемые с помощью InTouch: сбор сигналов (определяющих состояние производственного процесса в текущий момент времени - температура, давление, положение и т.д.) с промышленной аппаратуры (контроллеры, датчики и т.д.); графическое отображение собранных данных на экране компьютера в удобной для оператора форме ( на мнемосхемах, индикаторах, сигнальных элементах, в виде текстовых сообщений и т.д.); автоматический контроль за состоянием контролируемых параметров и генерация сигналов тревоги и выдача сообщений оператору в графической и текстовой форме в случае выхода их за пределы заданного диапазона; разработка и выполнение (автоматическое или по команде оператора) алгоритмов управления производственным процессом, сложность алгоритмов не ограничена и может представлять собой любую комбинацию из математических, логических и других операций. контроль за действиями оператора путем регистрации его в системе с помощью имени и пароля, и назначения ему определенных прав доступа, ограничивающих возможности оператора, если это необходимо по управлению производственным процессом; вывод (автоматически или по команде оператора) управляющих воздействий в промышленные контроллеры и исполнительные механизмы для регулировки непрерывных или дискретных процессов, а также подача сообщений персоналу на информационное табло и пр; автоматическое ведение журнала событий, в котором регистрируется изменение производственных параметров с возможностью просмотра в графическом виде записанных данных, а также ведение журнала аварийных сообщений; контроль за качеством выпускаемой продукции путем статистической обработки регистрируемых параметров. Программный пакет InTouch состоит из двух основных компонентов - среды разработки и среды исполнения. В среде разработки создаются мнемосхемы (примеры видеокадров мнемосхем ТП подготовки нефти на ТХУ приведены в Приложении 4), определяются и привязываются к аппаратным средствам входные и выходные сигналы и параметры, разрабатываются алгоритмы управления и назначаются права операторов. Созданное таким образом приложение функционирует в среде исполнения. Для того, чтобы приложение могло обмениваться данными с аппаратурой, необходимо использование третьего компонента - отдельной программы, называемой сервером ввода-вывода. Как правило, сервер ввода-вывода ориентирован на использование с конкретным видом оборудования, таким как промышленные контроллеры. Вместе с тем, используются также сервера ввода-вывода, рассчитанные на обмен данными согласно определенным промышленным стандартам, и которые могут работать со всеми контроллерами удовлетворяющими этому стандарту (например Modbus, ProfiBus, DeviceNet и др.). Всю графическую информацию мнемосхем можно разделить на две части: статическую и динамическую. Статические элементы состоят из графического изображения упрощенной технологической схемы (эскизы фигур технологического оборудования и исполнительных механизмов, трубопроводов) и надписей. Динамические элементы состоят из изображения аналоговых и дискретных переменных, а также упрощенного изображения электрозадвижек, насосов, вентиляторов и др. (состояние этих дискретных элементов характеризуется цветом: открыто, включено – зеленым; закрыто, отключено – красным). Более подробно опишем некоторые мнемосхемы. На общем экране сосредоточено все оборудование установки, выведены значения наиболее важных параметров, показаны направления движения продукции по трубопроводам. Щелкнув по тому или иному объекту можно перейти к объектовым экранам, содержащим более полную информацию о выбранном объекте управления. В нижней части экрана расположены значки, позволяющие: просматривать историю сигнализации  , обращаться к трендовым окнам , просматривать вспомогательную информацию об аварийных событиях и др.Если же перейти к объектовым окнам, например, к площадке отстойников и электродегидраторов, то можно увидеть, что здесь отображаются все контролируемые параметры процессов обезвоживания и обессоливания, отмечены контуры регулирования, показаны линии ввода пресной воды и деэмульгатора на прием электродегидраторов, т.е. на данных экранах мы можем наблюдать всю необходимую для нормальной работы оборудования и оптимального протекания технологического процесса информацию. 2.5. Объем автоматизации технологических объектов В табл. 2.2 представлен объем автоматизации технологических объектов, расположенных на ТХУ. Таблица 2.2
Продолжение табл. 2.2
Продолжение табл. 2.2
3. Экспериментальная часть 3.1. Сущность экспериментального определения статических и динамических характеристик объектов регулирования Статической характеристикой элемента, независимо от его конструкции и назначения, называется зависимость выходной величины от входной в равновесных состояниях. Статическую характеристику можно представить в виде таблиц или графически. Статическая характеристика позволяет определить величину отклонения выходной величины при известном изменении величины на входе по достижении равновесного состояния. Определить статическую характеристику можно аналитически (расчетным путем) и экспериментально. Для многих сложных объектов статические характеристики неизвестны, и их трудно найти аналитически. В этом случае прибегают к экспериментальному определению их на действующих объектах. Экспериментальное определение статических характеристик заключается в создании ряда последовательных равновесных состояний объекта при соответствующих выходных и входных величинах. В этом случае орган, управляющий притоком или расходом энергии или материи в объекте (например, клапан или задвижка), вручную или дистанционно переводят из одного положения, соответствующего равновесному состоянию, в другое. При достижении нового равновесного состояния объекта записывают значения входных и выходных величин по показаниям измерительных приборов. По измеренным входным и выходным величинам можно составить таблицу и построить график статической характеристики. Если по условиям эксплуатации изменять значения входных и выходных величин в широком диапазоне невозможно, то ограничиваются небольшим пределом выходных величин вблизи заданного значения регулируемого параметра, т. е. снимается рабочий участок статической характеристики, в пределах которого допустимы указанные выше изменения. Динамической характеристикой элемента называется зависимость изменения во времени выходной величины от входной в переходном режиме при том или ином законе изменения входной величины. Аналитически динамические характеристики выражаются обычно дифференциальными уравнениями, а графически в виде графиков (кривых), где по оси абсцисс отмечают время, а по оси ординат значения выходной величины. Очевидно, что графики динамических характеристик будут различными при разных законах изменения входной величины. Для определения динамических характеристик и сравнимости их друг с другом приняты типовые законы изменения входных величин, близкие к законам, возможным в реальных условиях работы систем. Часто таким законом является скачкообразное изменение входной величины, при котором входная величина изменяется мгновенно на какую-либо конечную величину. Динамические характеристики элементов систем можно определять так же, как и статические – расчетным путем и экспериментально. Для оценки динамических свойств объектов регулирования можно воспользоваться временными характеристиками, снятыми с действующих объектов. Такие характеристики можно снимать в тех случаях, когда имеется возможность приложить возмущение и оставить действовать в течение времени, достаточного для окончания переходного процесса, т. е. пока регулируемая величина не примет постоянного значения у устойчивых объектов или пока не установится постоянная скорость изменения выходной величины у нейтральных объектов. Регулируемые объекты часто имеют несколько каналов возмущения, тогда необходимо снять характеристики при всех возмущениях. Однако в ряде случаев можно ограничиться снятием характеристик для основных каналов. При снятии временных характеристик весьма существенным является определение величины возмущения. При выборе величин возмущения исходят из допустимых отклонений в ходе технологического процесса. Однако необходимо, чтобы искусственно вводимое возмущение значительно превосходило по величине те случайные возмущения, которые могут быть при снятии характеристик. Временную характеристику снимают следующим образом. Перед экспериментом регулируемый объект приводят в равновесное состояние и обеспечивают постоянство всех входных и выходных величин. После стабилизации вводят скачкообразное возмущение, отмечая при этом время и величину его. Затем следят за изменением выходной величины, записывая ее значения до тех пор, пока выходная величина не примет нового установившегося значения ил пока не установится постоянная скорость ее изменения. На основании полученных данных строят кривую в координатах: выходная величина – время, которая и будет временной характеристикой объекта. Для снятия временной характеристики на объекте должны быть установлены приборы для измерения входной и выходной величин. Наиболее удобны регистрирующие приборы с ленточной картограммой и большой скоростью ее движения. Во время эксперимента записываются также все параметры, связанные с выходной величиной. Это позволяет при обработке результатов эксперимента установить, что снятые характеристики не искажены посторонними возмущениями. В зависимости от динамических свойств объектов кривые изменения выходной величины могут иметь различный характер. Чтобы получить исходные данные для расчета системы регулирования, необходимо найти аналитические выражения экспериментально полученных кривых. Этими аналитическими выражениями будут дифференциальные уравнения объектов. В настоящее время имеется несколько методов нахождения уравнения объектов по имеющимся временным характеристикам. Симою и Стефани разработали метод для определения передаточной функции объекта по его кривой разгона, который получил название метода площадей. Метод основан на предположении, что исследуемый объект может быть описан линейным дифференциальным уравнением с постоянными коэффициентами. В заключение можно отметить, что многие промышленные технологические объекты имеют одну из следующих особенностей, влияющих на форму кривой разгона: 1) объект характеризуется отсутствием транспортного запаздывания и наличием самовыравнивания; 2) объект характеризуется отсутствием транспортного запаздывания и самовыравнивания; 3) объект характеризуется наличием транспортного запаздывания и отсутствием/наличием самовыравнивания. 3.2. Выделение САР из общей схемы технологического процесса Из общей схемы автоматизации технологического процесса подготовки нефти выделим контур САР.  Рис. 3.1 Комбинированная схема регулирования уровня раздела сред в О – 1/1 На рис. 3.1 приведена схема регулирования уровня в отстойнике. В системе имеются регулятор уровня, поддерживающий постоянным уровень в отстойнике. При изменении уровня регулятор изменяет расход Qвх. Благодаря этому, уровень поддерживается на заданном значении. 3.3. Определение временных характеристик выбранного объекта регулирования по режимным листам Для нахождения передаточной функции объекта по основному каналу и по каналу возмущения воспользуемся методом Симою. Пусть кривая разгона задана в графическом виде. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||