Организационная структура управления системой утилизации на ТЭЦ

Оборудование среднего уровня составляют программируемые контроллеры, устройства связи и с объектом (УСО), шкафы кроссовые и шкафы  с контроллерами и вспомогательными средствами автоматизации и вычислительной техники.

Контроллер - устройство, предназначенное  для получения в реальном времени  информации с датчиков, преобразования ее и обмена с другими компонентами системы автоматизации (компьютер  оператора, монитор, база данных и т. д.), а также для управления исполнительными  механизмами.

Сетевой уровень

Уровень магистральной сети является связующим звеном между  контроллерами и станциями оператора. Основой этого уровня АСУ ТП можно  считать цифровую промышленную сеть, состоящую из многих узлов, обмен  информацией между которыми производится цифровым способом.

Верхний уровень

Уровень человеко-машинного  интерфейса обеспечивает трудовую деятельность человека оператора АСУ ТП в системе  «человек-машина» (СЧМ), в иностранной  интерпретации «HMI-Human-Mashine-Interface».

(плавный переход от АСУ ТП  к АРМ) Разработка и применение АРМ диспетчера позволяет осуществлять автоматизированное управление на верхнем уровне — на уровне человеко-машинного интерфейса. Однако, для функционирования АРМ (возможности управления объектом автоматизации) требуется реализация остальных уровней.

 

Качественное  функционирование АРМ диспетчера системы золоудаления становится возможным с применением современного промышленного ПК.

Промышленный  персональный компьютер — персональный компьютер предназначенный для работы в рамках промышленного производственного процесса на предприятии, например АСУ ТП в рамках автоматизации технологических процессов.

Программное обеспечение (ПО) для управления линией пневмотранспорта может выполнять следующие функции управления технологическим процессом:

• визуализация работы комплекса (индикация работы технологического оборудования, положений задвижек и перекидных клапанов, состояния датчиков уровня продукта в бункерах, подсветка включенных маршрутов движения продукта, индикация аварийных ситуаций);
• индикация текущих значений веса продукта в силосах и дозаторах, установок доз на дозаторах;
• управление транспортным и технологическим оборудованием (автоматическое выстраивание маршрутов при указании «источника» и «приемника», возможность автоматического поддержания уровня продукта в бункерах по сигналам от датчиков уровня);
• возможность программной поддержки поточных весов различных производителей, подключение к общей системе учета;
• возможность автоматического учета расхода продукта (при наличии весов на входе и/или выходе линии);
• создание отчетов и архивов по израсходованному продукту за период (смена, неделя, месяц и пр.), возможность формирования детальных и накопительных отчетов, а также индивидуальных отчетов по требованию Заказчика;
• автоматическая подстройка веса свободного столба для обеспечения максимальной точности дозирования компонентов (на дозаторах сыпучих компонентов);
• предпусковая сигнализация;
• аварийно-предупредительная сигнализация о неисправностях в работе оборудования;
• индикация аварийных ситуаций, выдача аварийных сообщений;
• ведение лог - файла событий (включение/ выключение оборудования, возникновение аварийных и нештатных ситуаций, действия оператора);
• авторизация доступа пользователей в систему, вход в сеанс под паролем для каждого оператора, вход под отдельным паролем в базу рецептов и базу отчетов;
• выдача результатов в ..
• возможность удаленного доступа к управляющему компьютеру с любого компьютера, подключенного к сети Интернет (для удаленной диагностики и сервисного обслуживания).

 

(?) Стоит отметить, что применение АРМ на основе персонального компьютера позволяет либо исключить, либо продублировать функции управления, расположенные на пульте управления технологическим процессом золоудаления. В обоих случаях, оператор получает более удобный и наглядный интерфейс управления (по сравнению с обычным пультом) с возможностью точного контроля всех ведущих параметров, а так же возможность пользоваться другими инструментами управления, ранее не доступными из-за невозможности реализации. Мониторинг технологического процесса в режиме реального времени с помощью АРМ дает более наглядное представление о модели поведения системы золоудаления.

 

 

Выделим основные функции разрабатываемой  АРМ:

1. Мониторинг состояния оборудования (пневматических систем, переключателей и другое);
2. Мониторинг показателей в режиме реального времени;
3. Управление потоками золы в пневмопроводе (как в автоматическом, так и в ручном режиме);
4. Управление системами подачи и спуска сжатого воздуха
5. Предупреждение диспетчера о выходе показателей за установленные границы (сигнализация);
6. Автоматическое принятие решений в критических ситуациях;
7. Архивирование данных о работе системы и командах управления.

( верно ? )

 

В связи с тем что система пневмопровода нагружается четырьмя пневмовыжимными насосами (монжусами) одновременно, управление режимом такой схемы для эффективной работы должно осуществляться компьютером. Поэтому вся система обеспечивается датчиками технологических параметров и автоматизированными исполнительными механизмами.

Системы датчиков, клапанов, задвижек в совокупности с компьютерным управлением позволяет минимизировать износ трубопровода при режиме транспортировки золы плотным слоем.

Для обеспечения  качественного диспетчерского контроля за работой всей системы утилизации и переработки золошлаковых отходов, необходимо иметь специально разработанное программное средство, обладающее проработанным пользовательским интерфейсом, системой контроля доступа к управлению, системой визуального оповещения и отслеживания процессов, протекающих на каждом участке, системой мониторинга параметров и состояния оборудования, а также инструментам управления всеми ключевыми устройствами и оборудованием, путем передачи сигналов к соответствующим.

Для осуществления  мониторинга и эффективного управления оборудованием необходимо наличие  средств сбора данных с датчиков.

Все данные, участвующие  в обмене между компонентами системы, исходящие команды и входящие сообщения должны записываться в  базу данных.

Системой автоматизации  должен обеспечиваться следующий объем  контроля и сигнализации:

• нормальная работа механизмов;
• аварийная остановка механизмов;
• наличие материала в питающих механизмах;
• аварии на пневматических магистралях;
• аварийное состояние транспортных механизмов.

… (подкорректировать и дополнить  для системы сухого золоудаления)

С целью поддержания заданных значений основных технологических  параметров и получения высококачественной продукции должна предусматриваться  система контроля, регулирования  и сигнализации, по регулируемым параметрам необходимо предусматривать постоянную запись и визуальный отсчет показаний.

Системой автоматизации  должен обеспечиваться следующий объем  контроля и сигнализации:

• состояния основных технологических параметров (температур, давлений, разрежений и др.);
• отклонения основных технологических параметров от заданных значений;
• протока воды и газа на технологические нужды.

Выдержки из литературы про АСУ  и ЭВМ,

2.3 Обоснование  выбора и описание задач ВКР

Основной задачей выпускной  квалификационной работы является разработка и проектирование прототипа? автоматизированного рабочего места диспетчера системы сухого золоудаления, применимого на ТЭЦ, ТЭС или ГРЭС.

Необходимость автоматизации  складывается из нескольких пунктов:

1. Контроль
2. Мониторинг
3. Прогнозирование
4. Моделирование
5. Централизация (раскрыть подробней)

Решение задачи становится возможным  после проведения тщательного анализа автоматизируемого технологического процесса и рассмотрения поведения элементов автоматизируемой системы сухого золоудаления с целью последующего описания поведения в проектируемой АРМ.

Для успешной работы АРМ, необходимо реализовать функции, обозначенные в главе 2.2. (возможно стоит частично перенести их сюда)

 

Выбор средств разработки программного обеспечения автоматизированной системы управления технологическим процессом

Приступая к  разработке специализированного прикладного  программного обеспечения (ППО) для  создания системы контроля и управления, системный интегратор или конечный пользователь обычно выбирает один из следующих путей:

[Куцевич Н.А. SCADA – системы. Взгляд со стороны. – М.: ЗАО "РТСофт", 2001. – 159с.]:

1. Программирование с использованием "традиционных" средств (традиционные языки программирования, стандартные средства отладки и пр.)
2. Использование существующих, готовых инструментальных проблемно-ориентированных средств.

Конечно, качественное, хорошо отлаженное ППО, написанное высококвалифицированным программистом специально для некоторого проекта является наиболее оптимальным. Но, следующую задачу программист вынужден решать опять практически с нуля. Для сложных распределенных систем, процесс их создания становится недопустимо длительным, а затраты на их разработку неоправданно высокими. Сегодня, в условиях всё более возрастающей доли ППО в затратах на создание конечной системы и, соответственно, всё более ужесточающихся требований к интенсификации труда программистов, вариант с непосредственным программированием относительно привлекателен лишь для простых систем или небольших фрагментов большой системы, для которых нет стандартных решений (не написан, например, подходящий драйвер) или они не устраивают по тем или иным причинам в принципе. В любом случае процесс разработки собственного ППО важно упростить, сократить временные и прямые финансовые затраты на разработку ППО, минимизировать затраты труда высококлассных программистов, по возможности привлекая к разработке специалистов-технологов в области автоматизируемых процессов.

Современный бизнес в области  разработки ПО всё более и более сегментируется и специализируется. Причина проста — ПО становится всё более сложным и дорогостоящим. Разработчики операционных систем, разработчики инструментальных средств, разработчики прикладного ПО и т.д., по существу, говорят на "разных языках". Таким образом, сама логика развития современного бизнеса в части разработки ППО для конечных систем управления требует использования всё более развитых инструментальных средств типа SCADA-систем (от Supervisory Control And Data Acquisition).

Разработка современной SCADA-системы  требует больших вложений и выполняется  в длительные сроки. И именно поэтому  в большинстве случаев разработчикам  управляющего ППО, в частности ППО  для АСУ ТП, представляется целесообразным идти по второму пути, приобретая, осваивая и адаптируя какой-либо готовый, уже апробированный, универсальный  инструментарий.

Для проектирования АРМ, в  частности интерфейса оператора, необходимость выбора SCADA-системы, как среды разработки системы диспетчеризации, становится ключевой задачей, ведь SCADA в последующем ляжет в основу управления системой сухого золоудаления,

При выборе учитывать специфику  деятельности, возможности дальнейшего  масштабирования…..

Для взаимодействия с объектом управления и его структурами  необходимо предусмотреть механизм сбора и обработки сигналов управления….

Подробное описание, выбор и обоснование выбора SCADA системы приведено в главе 3.

Интерфейс управления должен включать в себя мнемосхему, отображающую реальное состояние технологического процесса на всех стадиях, и представлять собой графическую модель системы  золоудаления с включенными в нее элементами управления основным и вспомогательным оборудованием.

 

Интерфейс управления должен позволять переключать работу оборудования с автоматического в ручной режим  управления.

 

(Анализ и выбор среды разработки интерфейса оператора)

 

 

 

 

Ключевые аспекты темы, актуальность и необходимость, значимость АРМ  в АСУ ТП.

 

3 Обзор автоматизированных систем  диспетчеризации и управления  технологическими процессами с  использованием SCADA-технологий

3.1 Общие сведенья  о SCADA-технологиях

Ключевым инструментом разработки и эксплуатации автоматизированных систем управления технологическими процессами с возможностью построения сложных пользовательских интерфейсов являются SCADA системы.

SCADA (аббр. от англ. supervisory control and data acquisition, диспетчерское управление и сбор данных) — программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления.

SCADA-системы используются  во всех отраслях хозяйства,  где требуется обеспечивать операторский  контроль за технологическими процессами в реальном времени. Данное программное обеспечение устанавливается на компьютеры и, для связи с объектом, использует драйверы ввода-вывода или OPC/DDE серверы. Программный код может быть написан как на языке программирования (например на C++), так и сгенерирован в среде проектирования.

С появлением SCADA разработчики получили в руки эффективный инструмент для проектирования систем управления, к преимуществам которого можно  отнести:

• Высокую степень автоматизации процесса разработки системы управления;

• Участие в разработке специалистов в области автоматизируемых процессов (программирование без программирования);

• Реальное сокращение временных, а следовательно и финансовых затрат на разработку систем управления.

Значение термина SCADA претерпело изменения вместе с развитием  технологий автоматизации и управления технологическими процессами. В 80-е  годы под SCADA-системами чаще понимали программно-аппаратные комплексы сбора  данных реального времени. С 90-х годов  термин SCADA больше используется для  обозначения только программной  части человеко-машинного интерфейса АСУ ТП.