Разработка фрагмента информационной системы управления

 

 

 

2.4.1. Расчет параметров  настройки регулятора

 

Параметры настройки  непрерывного регулятора, реализующего один из типовых законов регулирования, выбираются с использованием кривой равной степени затухания

Передаточная  функция разомкнутой одноконтурной  системы управления с ПИ-регулятором имеет вид

 (2.7)

где W_o(p) – передаточная функция объекта, W_р(p) – передаточная функция регулятора, C₁ и C₀ – коэффициенты настройки регулятора.

Характеристическое  уравнение разомкнутой системы  имеет вид

 (2.8)

Подставив в (2.10) значение , выделив вещественную и мнимую части (2.10) и разрешив их относительно C₁ и C₀, можно определить коэффициенты настройки регулятора как функции частоты. Значения С₀, C₁ при изменении частоты от 0 до ∞ определят кривую равной степени затухания в плоскости параметров С₀, С₁ при выбранном значении m. Вдоль этой кривой степень затухания переходного процесса одинакова, но различны значения динамической ошибки.

Для выбора оптимальных  параметров настройки регулятора используем первую интегральную оценку качества процесса регулирования

 (2.9)

Чем меньше ее значение при заданной степени затухания , тем выше качество процесса регулирования. При прочих равных условиях первая интегральная оценка принимает минимальное значение на линии равного затухания, когда параметр С₀ достигает максимума.

 

2.5 Программное  обеспечение проекта

 

Для разработки программного обеспечения была выбрана  система объектно-ориентированного программирования Visual Studio 2008 Express Edition корпорации Microsoft, предназначенная для операционных систем Windows 2000/XP/Vista. Интегрированная среда Visual Studio 2008 обеспечивает скорость визуальной разработки, продуктивность повторно используемых компонент в сочетании с мощью языка C#, усовершенствованными инструментами и разномасштабными средствами доступа к базам данных.

Язык используется не только для быстрого развертывания  приложений, но и для написания  системных приложений, среда Microsoft Visual Studio обладает мощной системой отладки, позволяющей создавать надежные приложения. Современные версии операционных систем семейства Microsoft Windows уже оптимизированы для исполнения управляемого кода, поэтому быстродействие приложений работающих под фреймворком .Net уже находится на сравнимом уровне с приложениями на неуправляемом коде.

 

2.6 Техническое  обеспечение проекта

 

Частью управляющего вычислительного комплекса является резервированный контроллер микропроцессорного контроллера Fisher Roc364 фирмы EMERSON. Он идеально подходит для систем со средним или большим числом точек, предъявляющих высокие требования к возможностям управления и измерения. Контроллер имеет ряд уникальных функций, которые облегчают его использование, настройку для конкретного применения, а также позволяет снизить эксплуатационные расходы. Гибкое микропрограммное обеспечение, при помощи которого реализованы функции Roc364 позволяет легко реализовывать сложные вычисления. Кроме того можно реализовывать сложные контура ПИД регулирования, а также логическое и последовательное управление без дополнительного программирования. Системные интеграторы могут делать выбор между собственным протоколом Roc364, протоколом MODBUS и другими специализированными протоколами связи, что обеспечивает верный успех интеграции решений на основе контроллеров Roс в новую или уже существующую автоматизированную систему. Низкое потребление электроэнергии и широкий диапазон рабочих температур позволяет использовать Roc364 на удаленных площадках с питанием от солнечных батарей. Прочность и износоустойчивость - одно из основных требований, предъявляемых к полевому оборудованию. Roc364, снабжен прочным стальным корпусом, имеющим печатные платы Mul-SPEC и позолоченные электрические контакты, удовлетворяющие этим требованиям. Контроллер Roc364 имеет от одной до четырех стоек могут содержать до 64 модулей ввода-вывода. В стандартную конфигурацию входит один порт интерфейса оператора. Противоаварийная защита (ПАЗ) технологического объекта должна быть выполнена автономно в отдельном шкафу контроллеров повышенной надежности. Высокая надежность ПАЗ обеспечивается аппаратным дублированием (троированием). Схема блокировок выполнена на отказоустойчивой системе управления Tricon предназначенной для применения в условиях, требующих максимальной безопасности и непрерывного функционирования.

Основные характеристики операторской станции PW370 на базе персональных компьютеров представлены в таблице 2.2. 
Таблица 2.2 – Характеристики рабочей станции PW370

Технические характеристики	Конфигурация
Процессор	Pentium 4, процессор 3,2 ГГц
Оперативная память	512 Мб – 4Гб
Жесткий диск	2 жестких диска 74 Гб
Операционная система	Windows XP Professional
DVD-RW	Есть

 

2.7 Тестирование  проекта

 

Цель тестирования – проверка на адекватность фрагмента  информационной системы управления процессом абсорбции ацесинтеза аммиака на вводимые параметры и отработка математической модели регулирования.

Основные факторы  проверки системы:

1. Полезность.
2. Эффективность – повышение производительности пользователей, при работе с системой.
3. Простота изучения.

Для тестирования системы управления, значения температуры  и других нерегулируемых параметров заданы случайным образом в пределах допустимых границ регламентом цеха.

При запуске  информационной системы открывается  главная форма, представленная в  приложении В.

При выборе нажатии  кнопки «Графики», пользователю предоставляется  возможность отслеживать график протекания технологического процесса по определенному параметру.

При выборе вкладки  «База данных», открываются таблицы базы данных с записью всех значений и времени, в которое произошла ошибка во время протекания процесса.

Система адекватно реагирует на изменения вводимых параметров, выполняется регулирование параметров, запись в базу данных и формирование отчетов.

 

2.8 Оценка надежности  проекта

 

Рассматриваемая АСУ ТП предназначена для работы в стационарном режиме (в пределах регулировочного диапазона нагрузок), в режиме пуск/останов и аварийном.

Критериями  отказа функций АСУ ТП, являются такие нарушения функционирования АСУ ТП, при которых могут иметь  место следующие ситуации:

- снижение безопасности эксплуатации блока;

- снижение экономичности блока;

- снижение надежности (безопасности, ремонтопригодности, долговечности) оборудования блока;

- сбой системы управления;

- нарушение целостности файлов.