Разработка  многоуровневых систем управления

    в пакете ТРЕЙС МОУД  

    Практикум

    по  курсу 

    “Автоматизированные системы управления основными технологическими процессами“ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

     

    Компьютерный  практикум “Разработка многоуровневых систем управления в пакете ТРЕЙС МОУД 5.05” входит в цикл пособий по проектированию систем управления и подготовлен на базе справочных материалов системы ТРЕЙС МОУД российской фирмы AdAstrA.

    SCADA-пакет ТРЕЙС МОУД нашёл применение в нефтегазовой отрасли для создания систем управления объектами транспорта и хранения нефти, нефтепереработки и нефтехимии.

      Компьютерный практикум позволяет без глубокого изучения всей документации пакета программ начать работать в инструментальной системе. Он состоит из четырех разделов, в которых приводится описание основных действий разработчика по созданию и редактированию проектов автоматизации.

    Пособие не претендует на полный охват проблем  создания АСУТП в ТРЕЙС МОУД. Однако выполнение описанных здесь операций по созданию структуры проекта, базы каналов контроллеров и АРМ, программы моделирования системы автоматического регулирования с ПИД-регулятором, а также операций по разработке графического интерфейса оператора поможет ориентироваться в основных инструментах ТРЕЙС МОУД .

    В первом разделе приведено задание на проектирование системы.

    Второй  раздел пособия посвящен разработке структуры системы управления, под  которой понимается состав операторских станций и контроллеров, работающих под управлением системы ТРЕЙС МОУД. В этом разделе описана методика создания базы каналов узлов проекта и создание математической базы разрабатываемого проекта на основе специализированного языка программирования Техно FBD. Детально описана последовательность действий разработчика по созданию программы и ее отладке.

    Графический интерфейс операторских станций - неотъемлемая часть современной системы управления. Созданию рисунков на экране, их динамизации и посвящен третий раздел. В конце этого раздела рассмотрена методика конфигурирования трендов параметров технологического процесса.

    В заключительном, четвёртом разделе, рассматривается организация архивирования  в проекте ТРЕЙС МОУД и создание экранов со сводкой тревог. 
 
 

 

    

    Содержание 

1. Задание  на проектирование

    Автоматизированная  установка по подготовке нефти(УПН)

    предназначена для эффективного нагрева, обезвоживания  и обессоливания нефтяных эмульсий и подготовки товарной нефти. Горизонтальный отстойник ОГ-200С предназначен для обезвоживания нефти с сепарацией свободного и растворенного газа.

     Требуется разработать операторский интерфейс для управления технологическим процессом, протекающим в отстойнике на УПН. Функциональная схема автоматизации отстойника представлена на рис.1.

    Рис.1. Функциональная схема автоматизации  отстойника.

    Автоматизация технологического процесса предполагает:

• контроль межфазного уровня (вода-эмульсия) в отстойнике;
• сигнализацию предельных отклонений верхнего и нижнего уровня;
• автоматическое регулирование межфазного уровня по ПИД – закону.

    Интерфейс оператора должен включать в себя три экрана:

    1. Основной экран - мнемосхема технологического процесса. Здесь следует предусмотреть для оператора возможность изменения задания регулятору уровня и переход с автоматического режима на ручное (дистанционное)  управление клапаном.

    2. Экран с трендами, отображающими  текущее и заданное значения  регулируемого параметра, а также положение штока регулирующего клапана.

    3. Экран отчета тревог.  
 
 
 

2. Проектирование  системы управления

2.1.Создание  проекта

    Под структурой проекта понимается система  операторских станций и контроллеров, работающих под управлением мониторов ТРЕЙС МОУД.

    Создание  нового проекта и разработка его  структуры осуществляется в программе  “Редактор базы каналов”. Чтобы загрузить эту программу, выполните команду Редактор базы каналов из группы Трейс Моуд 5 Базовый в меню Программы рабочего стола Windows. Окно редактора базы каналов появится на экране.

      
 
 
 
 
 

    Для создания нового проекта воспользуйтесь командой Файл/Создать или щелкните левой кнопкой мыши (далее ЛК) по иконке Новый. На экран будет выведен следующий диалог:

    

    В этом диалоге надо указать имя создаваемого проекта и его тип.

    По  умолчанию проекту присвоено  имя ТМ50. Для его изменения нажмите ЛК в поле ввода имени проекта и с клавиатуры введите новое имя. Тип проекта оставьте установленный по умолчанию (Пользовательский). Для подтверждения завершения настройки параметров нового проекта щелкните по кнопке Ok. При этом диалог Свойства проекта исчезнет с экрана, а в заголовке окна редактора базы каналов и его строке статуса появится название нового проекта.

2.2. Создание  узлов проекта

    Разрабатываемый проект будет содержать всего один узел – станцию оператора (АРМ - автоматизированное рабочее место), так как в проекте отсутствуют реальные контроллеры, взаимодействующие с датчиками и исполнительными устройствами.

    Выбор узлов проекта производится в  диалоге Имя и тип узла. Для вызова этого диалога на экран выполните команду Узел/Создать.

      
 
 
 
 
 
 
 
 

    В верхнее поле диалога Имя и тип узла введите вместо имени по умолчанию (NODE1) новое имя узла - АРМ.

    В окне выбора типа узла раскройте список класса узлов Большой и выберите тип узла - МРВ. Подтвердите создание узла нажатием кнопки Ok.

     Диалог Имя и тип узла исчезнет с экрана, а в рабочем поле редактора базы каналов появится иконка созданного узла.

2.3. Создание  и редактирование каналов

    Реальный  проект может содержать десятки и сотни узлов. Количество узлов в проекте определяется количеством операторских станций (АРМ) и контроллеров (параметров) в системе управления. Но каждый контроллер должен быть "связан" с одной из операторных станций. Поэтому следующий этап проектирования - привязка контроллеров к операторским станциям.

     Эта операция реализуется в диалоге Связать с, который вызывается на экран двойным нажатием ЛК на иконке АРМ. В этом диалоге производится выбор контроллеров (узлов) из общего списка контроллеров, участвующих в проекте. С одной операторской станцией можно связать не более 32 контроллеров (см. рис. ниже). После завершения операции привязки и нажатия кнопки Ok реализуется процедура автопостроения базы каналов данного АРМ. 

    Так как узлы контроллеров в разрабатываемой системе управления отсутствуют, то операцию привязки контроллеров к операторской станции (АРМ) следует пропустить. Щёлкните ЛК на кнопке Ok для входа в окно редактирования объектов. 
 
 
 

     В силу того, что разрабатывается виртуальный проект (объект будет представлен математической моделью), нет необходимости использовать стандартные объекты (например, аналоговый ввод, аналоговый вывод и др.). Создайте новый объект. Для этого воспользуйтесь командой Объект/Создать.

     В появившемся диалоге Создать объект отметьте опцию Пустой и подтвердите выбор нажатием Ok.

    На  экране вновь появится окно Редактор базы каналов с созданным объектом (вверху справа). Перетащите иконку объекта OBJ в середину окна.

    

     Для изменения имени объекта (OBJ16) нажмите ПК на его иконке и в появившемся диалоге Параметры объекта введите новое имя объекта, например, Отстойник.

    Выставьте флаг Загружать, чтобы объект загружался при запуске программы “Редактор представления данных”. Окончательный вид диалога Параметры объекта представлен справа. Не забудьте завершить работу в диалоге нажатием кнопки Ok.

     Дважды щелкните ЛК на иконке объекта. На экран будет выведен диалог Каналы объекта: Отстойник.

     В соответствии с заданием на проектирование в схеме автоматизации имеется лишь один регулируемый параметр – межфазный уровень в отстойнике. Оператор должен иметь возможность изменять задание регулятору. В интерфейс оператора необходимо вывести и положение штока регулирующего клапана. Для перехода из автоматического режима управления на ручной и обратно потребуется еще один канал - Автоматический/Ручной.   Перемещение оператором штока клапана в режиме "Ручное управление" должно вызывать изменение межфазного уровня в отстойнике. Таким образом, для моделирования контура регулирования с возможностью изменения задания регулятору и переходом на ручной и автоматический режимы управления потребуется пять каналов.

    Создайте  и шестой канал - Управление. В дальнейшем он будет использован для настройки программы.