Дипломная работа: Автоматизированные системы управления производственно-технологическими процессами на ПАО ГМК «Норильский никель»
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
10
Рисунок 1 – Структура АСУ ТП [16]
1) нижний уровень АСУ ТП - уровень датчиков, исполнительных
механизмов и управляющих контроллеров, которые монтируются
непосредственно на автоматизируемом технологическом объекте. Их функция
заключается в получении информации о параметрах технологического процесса
и преобразовании их в цифровой сигнал для дальнейшей передачи его на
следующую ступень автоматизации, также функцией исполнительных
механизмов является прием управляющих сигналов и их выполнение.
2) средний уровень АСУ ТП – уровень программируемых логических
контроллеров (ПЛК). Выступает в качестве посредника между нижним и
верхним уровнями принимает и обрабатывает данные с нижнего уровня и
передает её на верхний, а также передает на нижний уровень управляющие
сигналы, этот процесс происходит автоматически или же при получении
команды с верхнего уровня.
Процесс выдачи исполнительных команд ПЛК на нижний уровень
происходит по заранее составленному алгоритму и программам, и не требует
11
постоянного присутствия обслуживающего. Большинство ПЛК обладает
модульной структурой [5,6].
Основа ПЛК это так называемая «корзина» (аналог материнских плат в
ПК), к которой подключают рабочие модули в необходимом для
технологического процесса количестве.
Основные подключаемые модули:
процессорные (повторяет управляющие алгоритмы);
дискретных входов (исполнительные модули задвижек);
дискретных выходов (команда подачи электричества к насосным
установкам);
аналоговых входов (манометры, термопары, расходомеры и т.д.);
аналоговых выходов (процент закрытия клапанов);
интерфейсные/коммуникационные модули (коммуникация с
сервером SCADA);
блока питания.
3) верхний уровень АСУ ТП - это уровень визуализации,
диспетчеризации (мониторинга) и сбора информации. В этом процессе
задействован человек, т.е. оператор (диспетчер), осуществляющий контроль за
распределенной системой машин, механизмов и агрегатов, с помощью
общепризнанной системы SCADA. Это программное обеспечение, которое
настраивается и устанавливается на компьютере оператора [7].
Основные компоненты SCADA это автоматизированное рабочее место
оператора, сервер сбора данных и межсетевой экран. Системы SCADA
получают данные от контроллеров ПЛК, обрабатывают их и отображают
полученную информацию на человеко-машинном интерфейсе.
Система самостоятельно сравнивает полученные данные с их заданными
параметрами(установками) и при их критическом отклонении от заданных
значений оповещает диспетчера с помощью тревог (Alarms), позволяя ему
анализировать полученные данные и на основе них принимать необходимые
12
действия, тем самым контролируя всю систему из центрального пункта
управления. При этом система записывает все происходящее, включая действия
оператора, таким образом действия оператора становятся более рациональными
и повышают его ответственность в принятии важных технологических решений
в разрешении аварийных и других нештатных ситуаций [4,6].
Главная задача АСУ ТП - это повышение эффективности
производственных процессов и качества производимого готового продукта
советующий предъявленным требованиям.
Успешно реализованные системы управления позволяют увеличить
производственную мощность, повысить эффективность производственных
процессов и выходить на новые уровни качества продукции.
Наряду с этим происходит автоматизация производственных
потребностей, что существенно облегчает трудовые обязанности персонала.
Назначение АСУ ТП:
стабилизация заданных установок ТП за счёт измерения
технологических показателей, их обработка, визуализация и передача в
реальном времени на исполнительные устройства. Информация может
передаваться как в автоматическом режиме, так и с помощью оперативного
персонала;
анализ текущего состояния ТП для обнаружения и предотвращения
аварийных ситуаций, путем перевода регулируемых узлов системы в
безопасные состояния, как в автоматическом режиме, так и по команде
оперативного персонала;
обеспечение административно и технического персонала всеми
необходимыми данными для принятия решений в контроле, учете, анализе,
планировании и управлении производственной процессами [6,8].
Цели создания АСУ ТП
экономия ресурсов;
сокращение численности персонала;
13
улучшение качественных показателей технологического процесса;
усовершенствование параметров надежности и безопасности
оборудования;
ввод автоматической регулировки параметров ТП;
автоматическое управление исполнительными механизмами;
доводка параметров безопасности объекта до современного уровня;
архивация параметров всех событий и действий в системе;
улучшение экологических показателей объекта.
Функции АСУТП — это сочетание действий системы, сосредоточенных
на достижении общей цели управления. Такая совокупность действий следует
определенной и описанной в эксплуатационной документации
последовательности операций и процедур, выполняемых исполнительными
частями системы. Функции АСУТП делятся на три категории: управляющие,
информационные и вспомогательные [8].
Управляющая функция АСУТП — это функция, направленная на
повышение результативности и реализации управляющих решений на
технологическом объекте управления. К таким функциям относят:
регулировка (стабилизация) отдельных технологических процессов
с переменными значениями;
однотактное логическое управление операциями или аппаратами;
программное логическое управление группой оборудования;
оптимальный контроль над управлением установившимися или
переходными технологическими режимами или отдельными участками
процесса;
адаптивное управление объектом в целом.
Информационные функции АСУТП — это функции системы,
назначением которых являются сбор, обработка и предоставление данных о
текущем состоянии АТК оперативному персоналу или передача этих данных
для дальнейшей обработки [5,9].
14
В число информационных функций входят:
централизация контроля и измерений в технологических
параметрах;
косвенные измерения (вычисления) технико-экономических
показателей и внутренних переменных значений;
обработка и отображение полученной информации на
диспетчерском интерфейсе;
сортировка, обработка и передача данных в смежные системы
управления;
общая оценка и прогнозирование состояния автоматизированного
объекта в целом и его эксплуатируемого в нём оборудования.
Вспомогательная функция АСУТП - это функция, направленная на
решение внутрисистемных текущих задач. В отличии от управляющих и
информационных функций, вспомогательная функция не рассчитана на
потребителей вне системы и обеспечивает стабильность работы технических и
исполнительных средств системы, осуществляет контроль за их текущим
состоянием и сохранением данных. В зависимости от степени вовлечения
рабочего персонала в выполнение функций системы делятся на два режима
работы: автоматизированный и автоматический [3,6].
Автоматизированный режим управления функциями системы
предусматривает участие персонала в принятии технологических решений и их
воплощении в техническом процессе. Также предусматривает
непосредственное участие оперативного персонала в операциях по получению
и обработке данных.
Автоматизированное управление может происходить в нескольких
рабочих режимах:
ручной режим, в котором оператор получает контрольно-
измерительные данные о состоянии текущем состоянии параметров объекта от
системы и на основе них принимает управленческие решения
Источник: https://baza.diplomsite.ru/previewfile/11377