Разработка системы автоматического контроля технологических параметров газоперекачивающего агрегата (стр. 9 из 14)

Наиболее удобными и наглядными параметрами ГПА, для которых возможно использование автоматического контроля – это такие параметры, которые достаточно медленно изменяются во времени и не имеют своих подсистем регулирования. Обычно такие параметры контролируются системой аварийной сигнализации и не контролируются напрямую оператором, так как имеются более важные параметры.

Подобными «второстепенными» параметрами в газоперекачивающем агрегате являются различные температуры, в частности температуры подшипников входного и выходного валов мультипликатора, а также приводного вала компрессора. Таких подшипников в системе ГПА насчитывается 6 штук. Для каждого из них установлен датчик температуры, а в системе автоматического управления - граничное значение, в случае достижения которого происходит автоматический аварийный останов компрессора.

Эти параметры ввиду их большого количества и относительной стабильности обычно не выводятся на экран оператора, но все же зачастую могут явиться причиной отключения установки. В этом случае лучше всего использовать систему автоматического контроля, которая бы обращала внимание оператора на эти параметры только в случае определенной интенсивности их изменения (возрастания).

Далее на рисунках 7 и 8 приведены графики нормальных режимов работы этих подшипников.

Рисунок 7 – Нормальный режим работы подшипников (TE204, ТЕ205) за 10 часов

Рисунок 8 – Нормальный режим работы подшипников (TE206, ТЕ207) за 15 часов

8 Описание разработанной системы автоматического контроля технологических параметров

8.1 Функциональное назначение программы

Программный модуль автоматического контроля технологических параметров «КонТех» предназначен для динамического контроля изменяющихся во времени технологических параметров промышленных объектов, имеющих установленные для них граничные значения. При проявлении положительной динамики параметра относительно его граничного значения, модуль «КонТех» выдает сообщение, в котором указывается имя отклоняющегося от нормы параметра, интенсивность его изменения, а также расчетное время достижения граничного значения, что позволяет заблаговременно обратить внимание оператора на отклонения в технологическом процессе и соответственно, дает возможность предупредить развитие нештатной ситуации.

8.1.1 Область применения

Программный модуль автоматического контроля технологических параметров «КонТех» предназначен для использования на ПЭВМ операторов установок и объектов промышленных предприятий, где имеется необходимость слежения за большим числом изменяющихся во времени технологических параметров.

8.1.2 Ограничения применения

Программный модуль автоматического контроля технологических параметров «КонТех» работает на персональных компьютерах с установленной операционной системой Microsoft Windows 9.x/NT5.x (98, ME, 2000, XP). Также необходимо наличие работающего в системе OPC сервера, предоставляющего текущие данные технологических параметров.

8.1.3 Используемые технические средства

Минимальные системные требования:

- персональный компьютер – IBM PC 686 (Pentium II,K6-2);

- оперативная память – не менее 128 Мбайт;

- разрешение экрана (SVGA) – не менее 1024х768.

8.2 Специальные условия применения

Специальным условием работы программного модуля автоматического контроля технологических параметров является наличие установленного и работающего в системе OPC сервера, предоставляющего текущие данные о технологических параметрах.

Для учебных целей, а также для тестирования и ознакомления с программным модулем КонТех рекомендуется использовать свободно распространяемый демонстрационный пример OPC сервера Graybox Simulator фирмы Graybox Software. Программный модуль автоматического контроля технологических параметров «КонТех» представляет собой независимое приложение, которое может быть:

– записано на компакт-диск;

– запускаться с жесткого диска персонального компьютера;

8.3 Руководство пользователя

Для ознакомления с программным средством автоматического контроля технологических параметров, необходимо в первую очередь убедиться, что в системе запущен OPC сервер, который будет предоставлять текущие данные для обработки. В качестве примера можно установить свободно распространяемый демонстрационный пример OPC сервера Graybox Simulator фирмы Graybox Software, который будет динамически генерировать различные случайные значения объектов сервера (симуляция изменяющихся технологических параметров).

После установки OPC сервера можно запускать программный модуль двойным щелчком мыши по исполняемому файлу KonTeсh.exe После запуска открывается главное окно программы (Рисунок 9).

Рисунок 9 – Главное рабочее окно программы

Далее необходимо в выпадающем меню выбрать один из установленных в системе OPC серверов, например Graybox.Simulator.1 и нажать кнопку «Подключиться». Теперь приложение работает в качестве клиента выбранного сервера и может получать с него необходимые данные. Для того, чтобы выбрать нужные параметры для контроля, нужно нажать кнопку «Добавить параметры для слежения». Это действие откроет диалог выбора объектов контроля. (рисунок 10).

В случае использования демонстрационного сервера Graybox Simulator, лучше всего перейти в раздел numeric -> random и в появившемся списке выбрать любые несколько параметров вещественного или целочисленного типа, например Uint8, Uint32 и float (рисунок 11)

Рисунок 10 – Диалог выбора объектов контроля

Рисунок 11 – Список объектов раздела random

После выбора необходимых параметров нужно нажать кнопку «Open».

Далее открывается окно ввода параметров прогнозирования (Рисунок 12), где необходимо указать для каждого из выбранных объектов длительность опроса, перерыв между опросами, граничное значение и предельное время прогнозирования.

Длительность опроса – это время, в течение которого модуль будет записывать в память текущие значения выбранного объекта и находить среднее значение за этот период. На основании двух таких опросов и, соответственно перерыва между ними, делается вывод о том, проявляет ли параметр положительную динамику по отношению к введенному граничному значению или нет. Для предотвращения ложных срабатываний, необходимо ввести предельное время прогнозирования. В случае, если расчетное время достижения граничного значения больше введенного предельного, программный модуль будет продолжать работу без вывода какой-либо информации.

Рисунок 12 – Окно ввода параметров прогнозирования

Далее необходимо нажать кнопку «Применить», после чего вновь откроется главное окно программного модуля. В таблице будет всегда выводиться текущая информация о последнем снятом значении, интенсивности изменения, прогнозируемом времени достижения граничного значения и средних значениях каждого параметра в двух последних интервалах опроса.

В случае, если какой-либо из параметров начинает стремиться к своему граничному значению, и расчетное время оказывается меньше предельного установленного, то на экране появляется окно с предупреждением (рисунок 13), в котором будет выводиться имя параметра, интенсивность его изменения, а также расчетное (прогнозируемое) время достижения им граничного значения. Это окно можно закрыть, нажав кнопку «ОК».

Рисунок 13 – Окно предупреждения

9 Лабораторный стенд

9.1 Описание лабораторного стенда

Разработанный лабораторный стенд предназначен для сбора аналоговых сигналов с измерительных преобразователей, преобразования их в цифровую форму, передачей их в ПК через параллельный порт и последующей обработки этих данных разработанной программной системой автоматического контроля технологических параметров.

9.2 Структура лабораторного стенда

Лабораторный стенд основывается на интегральной микросхеме аналого-цифрового преобразователя 572ПВ4, которая представляет собой 8-ми канальную 8-ми разрядную систему сбора данных (ССД) (Рисунок 14) Она обеспечивает непосредственное сопряжение с микропроцессорами, имеющими раздельные и общие шины адреса и данных.

Управление микросхемой осуществляется от микропроцессора логическими сигналами ТТЛ и КМОП уровней. Режим прямого доступа к памяти реализуется в соответствии с алгоритмом последовательной обработки аналоговых сигналов по восьми независимым входам. По заданному алгоритму в микросхеме производится последовательный опрос и выбор канала с последующим преобразованием входного напряжения при помощи АЦП последовательного приближения. В течение всего периода преобразования, равного сумме времен преобразования в каждом из восьми каналов, цифровая информация хранится во внутреннем ОЗУ, что обеспечивает прямой доступ к памяти в любой момент времени. Смена данных в ОЗУ происходит только в конце каждого цикла преобразования в соответствии с номером опрашиваемого канала. Адрес выбранного канала определяется кодом, записанным в адресные шины A0-A2. Структурная схема данного АЦП представлена на рисунке 11.