Применение интегрированных АСУ для ТЭС 2 (стр. 4 из 4)
4. Анализ и выбор современных средств контроля и обработки информации. Разработка функциональной схемы системы контроля за пораметрами.
Многие проекты автоматизированных систем контроля и управления (СКУ) для большого спектра областей применения позволяют выделить обобщенную схему их реализации, представленную на рис.1.
Как правило, это двухуровневые системы, так как именно на этих уровнях реализуется непосредственное управление технологическими процессами. Специфика каждой конкретной системы управления определяется используемой на каждом уровне программно - аппаратной платформой.
Нижний уровень - уровень объекта (контроллерный) - включает различные датчики для сбора информации о ходе технологического процесса, электроприводы и исполнительные механизмы для реализации регулирующих и управляющих воздействий. Датчики поставляют информацию локальным программируемым логическим контроллерам (PLC - Programming Logical Controoller), которые могут выполнять следующие функции:
сбор и обработка информации о параметрах технологического процесса;
управление электроприводами и другими исполнительными механизмами;
решение задач автоматического логического управления и др.
Так как информация в контроллерах предварительно обрабатывается и частично используется на месте, существенно снижаются требования к пропускной способности каналов связи.
В качестве локальных PLC в системах контроля и управления различными технологическими процессами в настоящее время применяются контроллеры как отечественных производителей, так и зарубежных. На рынке представлены многие десятки и даже сотни типов контроллеров, способных обрабатывать от нескольких переменных до нескольких сот переменных.
К аппаратно-программным средствам контроллерного уровня управления предъявляются жесткие требования по надежности, времени реакции на исполнительные устройства, датчики и т.д. Программируемые логические контроллеры должны гарантированно откликаться на внешние события, поступающие от объекта, за время, определенное для каждого события.
Разработка, отладка и исполнение программ управления локальными контроллерами осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения, широко представленного на рынке. К этому классу инструментального ПО относятся пакеты типа ISaGRAF (CJ International France), InConrol (Wonderware, USA), Paradym 31 (Intellution, USA), имеющие открытую архитектуру.
Информация с локальных контроллеров может направляться в сеть диспетчерского пункта непосредственно, а также через контроллеры верхнего уровня (см. рис.). В зависимости от поставленной задачи контроллеры верхнего уровня (концентраторы, интеллектуальные или коммуникационные контроллеры) реализуют различные функции. Некоторые из них перечислены ниже:
сбор данных с локальных контроллеров;
обработка данных, включая масштабирование;
поддержание единого времени в системе;
синхронизация работы подсистем;
организация архивов по выбранным параметрам;
обмен информацией между локальными контроллерами и верхним уровнем;
работа в автономном режиме при нарушениях связи с верхним уровнем;
резервирование каналов передачи данных и др.
Верхний уровень - диспетчерский пункт (ДП) - включает, прежде всего, одну или несколько станций управления, представляющих собой автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера/оператора. Здесь же может быть размещен сервер базы данных, рабочие места (компьютеры) для специалистов и т. д. Часто в качестве рабочих станций используются ПЭВМ типа IBM PC различных конфигураций. Станции управления предназначены для отображения хода технологического процесса и оперативного управления. Эти задачи и призваны решать SCADA - системы. SCADА - это специализированное программное обеспечение, ориентированное на обеспечение интерфейса между диспетчером и системой управления, а также коммуникацию с внешним миром.
Спектр функциональных возможностей определен самой ролью SCADA в системах управления и реализован практически во всех пакетах:
автоматизированная разработка, дающая возможность создания ПО системы автоматизации без реального программирования;
средства исполнения прикладных программ;
сбор первичной информации от устройств нижнего уровня;
обработка первичной информации;
регистрация алармов и исторических данных;
хранение информации с возможностью ее пост-обработки (как правило, реализуется через интерфейсы к наиболее популярным базам данных);
визуализация информации в виде мнемосхем, графиков и т.п.;
возможность работы прикладной системы с наборами параметров, рассматриваемых как "единое целое" ("recipe" или "установки").
При таком многообразии SCADA - продуктов на российском рынке естественно возникает вопрос о выборе. Выбор SCADA-системы представляет собой достаточно трудную задачу, аналогичную поиску оптимального решения в условиях многокритериальности. Ниже приводится примерный перечень критериев оценки SCADA - систем, которые в первую очередь должны интересовать пользователя. Этот перечень не является авторским и давно уже обсуждается в специальной периодической прессе. В нем можно выделить три большие группы показателей:
технические характеристики;
стоимостные характеристики;
эксплуатационные характеристики.
Технические характеристики
Графические возможности. Для специалиста-разработчика системы автоматизации, также как и для специалиста - "технолога", чье рабочее место создается, очень важен графический пользовательский интерфейс. Функционально графические интерфейсы SCADA-систем весьма похожи. В каждой из них существует графический объектно-ориентированный редактор с определенным набором анимационных функций. Используемая векторная графика дает возможность осуществлять широкий набор операций над выбранным объектом, а также быстро обновлять изображение на экране, используя средства анимации. Крайне важен также вопрос о поддержке в рассматриваемых системах стандартных функций GUI (Graphic Users Interface). Поскольку большинство рассматриваемых SCADA-систем работают под управлением Windows, это и определяет тип используемого GUI.
Стоимостные характеристики
При оценке стоимости SCADA-систем нужно учитывать следующие факторы:
стоимость программно-аппаратной платформы;
стоимость системы;
стоимость освоения системы;
стоимость сопровождения.
5. Разработка функциональной схемы системы контроля давления пара в пароперегревателе..
Разработать функциональную и структурную схемы системы управления за контролируемым параметром, указав назначение всех элементов, входящих в схему; выбрать не менее 2-х элементов сбора или контроля за управляемыми параметрами и исполнительных органов из числа наиболее современных, провести их анализ и выбрать наиболее подходящий с точки зрения надежности, экономичности, быстродействия и т.п. ( Датчики, контроллеры, исполнительные механизмы и т.п.) Обосновать свой выбор. Провести синтез регуляторов.
Приложение.
Литература.
1. Андреев Е.Б., Куцевич Н.А. SCADA-системы: взгляд изнутри (www.scada.ru)
2. Матвейкин В.Г., Фролов С.В., Шехтман М.Б. Применение SCADA-систем при автоматизации технологических процессов. М: Машиностроение, 2000. 176с
3. 1. Гершберг А. Ф., Мусаев А. А., Нозик А. А., Шерстюк Ю. М. Концептуальные основы информационной интеграции АСУ ТП нефтеперерабатывающего предприятия. .СПб: Альянс-строй, 2003. . 128с.
4. . Информационные системы: Уч. пособие для студентов вузов по специальности 071900 - "Информационные системы в экономике" / Под ред. В. Н. Волковой, Б. И. Кузина. - СПб.: СПбГТУ, 1998. - 213с.
5. . Любашин А. Н. Системная интеграция и системный консалтинг. - Мир компьютерной автоматизации, 2000, № 1, с. 55-59.
6. . Методы разработки интегрированных АСУ промышленными предприятиями Г. М. Уланов, Р. А. Алиев, В. П. Кривошеев. . М.: Энергоатомиздат, 1983. . 320с.