Разработка автоматической системы управления водогрейным котлом КВГМ-100 (стр. 16 из 22)
1.9 Разработка программного обеспечения на базе ППП СКАТ-Х
1.9.1 Описание каналов, адаптера и входов
Разработка программного обеспечения для проектируемой системы производится на базе системы автоматического управления технологическими процессами СКАТ-Х, и заключается в инженерном программировании, т.е. создании мнемосхем процесса с последующей привязкой полей мнемосхем к получаемым от контроллера сигналам.
Программирование производится из системы подготовки СКАТ-Х.
Привязка контроллеров к каналам СКАТ-Х производится при выборе из меню функций пункта меню [Каналы, F2]. Вызвав команду [Выбор], можно установить на первый канал контроллер, управляющий водогрейным котлом КВГМ-100. Настройка каждого канала производится при вызове команды [Настройка]. При вызове данной функции устанавливаем следующие значения:
· Скорость – 4800 бод;
· Паритет – четный;
· Стоп-бит – 2;
· Слово – 8 бит.
Описание адаптера связи производится при вызове опции [Адаптер]. Адаптер обрабатывает прерывание IRQ3 (300Н) от COM-2.
Описание входов системы СКАТ-Х производится при выборе команды меню функций [Параметры, F3], при помощи опций [Аналоговые входы] и [Дискретные].
1.9.2 Создание мнемосхем процесса
Создание и редактирование мнемосхем производится при помощи встроенного в систему СКАТ-Х редактора псевдографических изображений.
Для начала работы необходимо выбрать в меню функций пункт [Схемы, F5], а из появившегося подменю – опцию [Выбор схемы]. После выбора схемы – вызвать опцию [Подготовка схемы]. После совершения данных действий станет возможным создание псевдографического рисунка. Для удобства работы оператора необходимо создать несколько видов мнемосхем. На одной мнемосхеме будет отображаться циркуляция воды в котле, на другой – разрежение в котле (вместе с арматурой, задвижками и клапанами) и несколько сигналов, характеризующих протекание процесса. Внешний вид мнемосхем, разработанных на базе ППП СКАТ-Х, приведен на рисунках приложения 6.
Доступ к ресурсам псевдографического редактора происходит через функциональные клавиши F1 – F12 и клавиши переключения регистров. F1 – помощь. Набор спецсимволов вызывается путем нажатия клавиши F2. Если необходимый символ отсутствует в наборе, его можно создать в знакогенераторе.
После создания графического изображения, к нему необходимо привязать сигналы, поступающие от контроллера. Поля экрана, к которым будут привязаны аналоговые сигналы, создаются и описываются при вызове опции [Числовые поля]. F3 – добавить, F5 – изменить, F6 – позиция, F7 – цвет. Поля для дискретных сигналов создаются и описываются при вызове опции [Динамические поля]. Функциональные клавиши имеют такие-же функции.
1.9.3 Создание иерархии схем и карты аварий
Готовые мнемосхемы необходимо включить в иерархию схем, только включенные туда схемы будут доступны оператору ЛТС при работе в системе монитора.
Включение мнемосхем в иерархию схем производится при выборе пункта меню функций [Объект, F6], опции [Иерархия схем]. При помощи клавиши [Insert] мнемосхема включается на данном уровне.
Создание карты аварий производится при вызове опции [Карта аварий]. Сначала производится создание псевдографического рисунка, с последующей привязкой к его полям необходимых мнемосхем.
1.10 Разработка организационного обеспечения
Для внедряемой автоматизированной системы необходимо определить порядок её работы и очерёдность действий обслуживающего персонала. Иными словами необходима разработка организационного обеспечения. Исходя из данных об организации ведения технологического процесса до реконструкции, можно разработать новую организационную структуру технологического процесса.
В создаваемой структуре появятся новые звенья. С установкой в операторской локальной технологической станции, появятся несколько пользователей, имеющие определенные обязанности.
Оператор – оператор технологического процесса. В круг его обязанностей входит непосредственное управление процессом средствами системы СКАТ-Х. Для этого, помимо необходимых знаний по технологии процесса, оператору требуются знания возможностей системы. Указания по ведению технологического процесса он получает от технолога. Оперативно контролируя процесс, оператор может менять уставки регуляторов, технологические границы параметров, законы пересчета, по которым вычисляются косвенные параметры, сравнивать текущие значения с полученными ранее, для определения возможных причин отказов или сбоев в работе.
В случае возникновения аварийных ситуаций, отказа технологического оборудования или контрольно-измерительных приборов и автоматики, оператор ЛТС сообщает об этом технологу, останавливает технологический процесс. При помощи средств СКАТ-Х (применяя систему монитора и видеосхемы или тестируя контроллер, управляющий технологическим процессом) определяет возможную причину аварии. В случае, если сбой в работе произошел по вине контроллера или другой контролирующей аппаратуры, пытается устранить причину самостоятельно. Если попытки не приносят результата – вызывает ведущего инженера или слесарей-ремонтников, или слесарей КИПиА для устранения неисправностей. Данное нововведение позволяет сильно сократить время, затрачиваемое ремонтным персоналом на поиск и устранение неисправностей.
Программист – специалист, осуществляющий функциональное расширение системы в соответствии с местными требованиями без привлечения разработчика.
Машинист ЦТЩУ, вместе с машинистом-обходчиком по котельному оборудованию под руководством старшего машиниста котельной являются ответственными за безопасную эксплуатацию всего котельного оборудования и обеспечение установленных параметров теплоносителей на выходе из котельной. Машинист ЦТЩУ отвечает за безопасность при эксплуатации всего котельного оборудования в части:
· контроля, управления оборудованием с центрального теплового щита управления котлами,
· взаимодействия с машинистом-обходчиком по котельному оборудованию и старшим машинистом котельной,
· ведения оперативной документации
За состоянием пароводяной арматуры должны следить слесари АВР.
1.11 Оценка вероятности безотказной работы системы
Для оценки вероятности безотказной работы проектируемой системы можно сначала оценить данную вероятность для существующей системы, не выводя её из рабочего режима.
Вероятность отказа оценивается по формуле:
Qотк = N/T. (1.18)
где: N – число поломок;
T – время наблюдения.
Исходя из данных сменных рапортов за весь 1999 год можно вывести следующие численные значения количества поломок различных блоков: блок А-542 – 14 раз; блок РП160 – 2 раза; блок 22БП-36М – 19 раз; блок ТХК – 1 раз; блок Ш-79 – 2 раз; блок Сапфир-22М-ДД – 2 раза.
Общее количество поломок N=40. Время Т=365 суток.
Qотк = 40/365 = 0.1096
Вероятность безотказной работы можно оценить по формуле:
Р=1 – Qотк (1.19)
Р = 1 – 0.1096 = 0.8904
Зная, что в проектируемой системе не будут присутствовать блоки А-542 и РП160, приняв во внимание количество сбоев в работе контроллера (по опыту эксплуатации данного контроллера на других объектах и в подобных условиях) – 1 раз, можно оценить вероятность безотказной работы новой системы.
Qотк = 24/365 = 0.0658
Р = 1 – 0.0658 = 0.9342
Исходя из полученных значений, можно сделать вывод о том, что новая система имеет довольно высокую вероятность безотказной работы, а вероятность появления отказа здесь меньше, чем у существующей системы. Данное обстоятельство является ещё одним положительным фактором, указывающим на необходимость смены системы управления.
Т.к. элементы подвергаются отказам и для восстановления работоспособного состояния требуется определенное время, то для оценки надежности системы применяют комплексный показатель – коэффициент готовности, т.к. он отражает такие составляющие надежности, как безотказность и ремонтопригодность.
Коэффициент готовности (Кг) – вероятность того, что система окажется работоспособной в произвольно выбранный момент времени в установившемся процессе эксплуатации.
(1.20)где:
- средняя наработка на отказ. 
- среднее время восстановления работоспособного состояния.Показатели надежности указаны в таблице 12.