- Локализация. Система предоставляет возможности для работы во многих странах мира на национальных языках, что достигается применением стандарта ISO Unicode.

- Расширяемость. Благодаря модульному построению системы становится возможно добавление новых модулей на различные архитектурные уровни ОС.

Минимальные системные требования к рабочей станции с ОС Windows XP Professional:

- Минимальная частота процессора 233 МГц;

- ОЗУ 64 Мб;

- Накопитель типа жесткий/магнитный диск 1,5 Гб.

Рекомендуемая конфигурация для DeltaV 11:

- Intel Core i5 с частотой 2.4 ГГц;

- ОЗУ 4,00 Гб;

- Накопитель типа жесткий/магнитный диск 500 Гб.

6.2 Структура программного обеспечения

Среда Оператора DeltaV для RS3 разработана с учетом всех требований операторов. Рабочий стол и инструменты конфигурирования обеспечивают легкую навигацию. Лицевые панели DeltaV имеют непрерывный доступ к блокам управления RS3, в то время как детальные экраны DeltaV позволяют легко настраивать параметры RS3 и структуру алармов. Среда оператора DeltaV для RS3 использует стандартную графическую систему Среды оператора DeltaV, базирующуюся на технологии iFix и анимационных возможностях экранов. Конфигурация экранов. Конфигурация экранов загружается с предопределенной функциональностью, включая такие функции как панели, тренды, сводки алармов и детальные экраны. Большие рабочие зоны экранов функционируют точно также, как и маленькие, поэтому не требуется специального обучения операторов. Оператор может легко выбрать панель или другое окно и «перетащить» его на другую рабочую зону экрана другого монитора, если требуется. Организация доступа к данным RS3. Среда оператора DeltaV для RS3 получает доступ к значениям RS3 через сетевой интерфейс RNI. До трех станций со средой оператора DeltaV для RS3 могут быть подключены к одному RNI. Обмен данными между средой оператора DeltaV для RS3 и системой DeltaV - двунаправленный. Операторы могут читать и записывать данные. Алармы RS3 и журнал событий также поддерживается Средой оператора DeltaV для RS3. Поддержка двух-мониторных станций. Среда оператора DeltaV для RS3 поддерживает двух-мониторные рабочие станции. Два монитора обеспечивают больше пространства экрана для одного оператора для просмотра информации о процессе. Это означает отсутствие необходимости заказа дополнительной рабочей станции или фокусирования оператора на работе на маленьком экране и получение оптимального количества просматриваемой информации о процессе.

Среда оператора DeltaV для RS3 совместима с ABC Batch. С двух-мониторной станцией Вы можете просматривать шаги ABC Batch на одном мониторе, а на другом информацию о процессе.

6.3 Функции частей программного обеспечения

Программное обеспечение станции оператора построено таким образом, что оно обеспечивает систему управления следующими функциями:

- отображение информации о ходе технологического процесса в виде цветных графических мнемосхем;

- оперативное управление технологическим процессом с функциональной клавиатуры, с защитой от несанкционированного доступа;

- вывод на дисплей и регистрация на внешнем носителе аварийных, технологических и системных сообщений;

- сбор информации об истории процесса;

- обмен данными по сети Ethernet c ЭВМ верхнего уровня, ведение архива на сервере.

Программное обеспечение инженерной станции обеспечивает систему разработки проекта следующими функциями:

- определение общих свойств проекта (константы, защита, приоритеты сигнализации);

- определение управляющих функций (характеристики станции управления участком, модулей ввода/вывода, схем управления);

- определение функций управления и контроля (характеристики станции оператора, графических окон, трендов, назначения функциональных клавиш и комбинации панелей управления);

- виртуальное тестирование созданного проекта. При выполнении виртуального теста вместо реальной FCS используется программа-имитатор FCS, выполняемая на персональном компьютере для имитации функций и операций FCS.

6.4 Методы и средства разработки программного обеспечения

Программное обеспечение контроллеров представлено совокупностью алгоритмов, написанных на одном из четырех языков программирования: язык функциональных блоков (FB); язык структурированного текста (ST); язык диаграмм функциональных последовательностей (SFC); язык ступенчатой логики (LL). Все алгоритмы реализуются в виде программных модулей, которые создаются, а затем закладываются в контроллеры. В контроллере одновременно могут выполняться программы на всех этих языках, и результаты одних программ могут быть переданы для работы другим программам.

С помощью языка ступенчатой логики и диаграмм последовательного управления в основном строятся алгоритмы блокировок и срабатывания системы ПАЗ, а также управления исполнительными механизмами.

Исходя из требований к разрабатываемой системе, технической структуры системы и предлагаемого метода решения задачи можно разработать следующий алгоритм решения задачи:

- анализ объекта автоматизации: параметры процесса, требующие обработки системой; параметры регулирования, параметры контроля; параметры сигнализации и блокировки;

- построение схемы управления технологическим процессом станцией управления;

- создание интерфейса оператора;

- тестирование и отладка работы разработанного программного обеспечения без использования оборудования, применяя виртуальную станцию управления;

- тестирование с использованием реальной станции управления участком;

- настройка системы в целом на реальный объект.

Исходя из алгоритма решения задачи и особенностей системы программирования DeltaV, можно выделить следующие этапы создания новой системы:

Утверждение проекта.

На данном этапе создаем новый проект и определяем общую и детальную информацию о проекте. Общая информация включает в себя: модель системы управления, имя пользователя, наименование организации/предприятия, общие сведения о проекте. Детальная информация содержит имя проекта, место расположения файла с данным проектом на диске, комментарий к проекту.

Определение общих элементов системы.

Определение общих элементов системы включает создание папки FCS и папки HIS.

При создании папки FCS указывается тип станции управления участком, тип базы данных, адрес станции в сети, комментарий. Кроме того, указываются константы FCS, определяющие работу станции: ширина импульса, интервал последовательности запуска, тип действия оператора Sebol, режим работы станции MLD-SW.

Создание папки HIS заключается в задании типа станции, ее адреса, число компонент, комментарий. После этого осуществляется установка HIS на сети.

Определение функций управления.

Данный этап включает определение ввода/вывода сигналов и построение схемы управления для станции управления FCS.

Определение ввода/вывода осуществляется с помощью IOM Definition Builder. В папке IOM создаем новое модульное гнездо. При создании модульного гнезда указываем категорию и тип модульного гнезда. Для каждого терминала (клеммы в гнезде) записываем модель аналогового модуля (входные и выходные аналоговые модули AMN11) и дискретные модули (выходные дискретные модули АDM51T).

Построение схемы управления технологическим процессом станцией управления FCS.

Схему управления процессом строят с помощью Control Drawing Builder на основе анализа объекта автоматизации, определения параметров процесса, требующих обработки системой, параметров регулирования, параметров контроля, параметров сигнализации и блокировки. На основании функциональной схемы автоматизации строится схема управления процессом станцией управления FCS.

Схема управления задает последовательность обработки входных сигналов и выработки управляющих воздействий станцией управления FCS.

Функции управления технологическими процессами станцией FCS базируются на двухуровневой иерархии, что существенно облегчает модернизацию схем управления и процедуру инжиниринга. На нижнем уровне иерархии используется самый маленький элемент управления - функциональный блок. На верхнем уровне используется чертеж схемы управления, объединяющий функциональные блоки в соответствующую проекту схему автоматического управления (каскадную, по возмущению, взаимосвязанную и т. д.).

Схемы управления состоят из двух или более функциональных блоков управления. Они предназначены для упрощения инженерных работ и работы по техническому обслуживанию за счет группировки отдельных функций управления технологическим оборудованием в схему управления. Схема управления дает пользователю задавать мониторинг производства в целом и по отдельным фазам, а также определять системы управления по типу оборудования.

В состав функции управления технологическими процессами станцией FCS входят:

- функции автоматического регулирования;

- вычислительные функции;

- функции управления очередностью.

Каждому типу функций соответствует свой тип функциональных блоков. Библиотека функциональных блоков включает блоки аналогового и логического управления, вычислительные блоки, блоки лицевых панелей и блоки приборов. Эти функции могут компоноваться друг с другом и с другими компьютерными функциями для создания дополнительных модернизированных функций.

7. Описание прикладного программного обеспечения

7.1 Описание алгоритмов (проектных процедур)

Процесс ректификации углеводородов является непрерывным, поэтому для управления им разработан алгоритм на языке функциональных блоковых диаграмм (FBD). Для каждого из контуров регулирования был создан модуль с функциональным блоком PID.

Рис.7.1. Алгоритм управления одноконтурной схемой регулирования

Модуль управления включает следующие функциональные блоки:

- Аналоговый вход (AI) - обеспечивает доступ к одной измеряемой аналоговой величине со статусом, получаемой из канала в/в:

- IO_IN - определяет ТПУ входа канала, используемого для PV;

- OUT - значение и статус аналогового выхода блока;

- ПИД (PID) - в этом функциональном блоке объединены все алгоритмы, необходимые для обработки входного аналогового канала, пропорционально-интегрально-дифференциального регулирования и обработки выходного аналогового канала:

- BKCAL_IN - значение аналогового входа от BKCAL_OUT блока AO;

- BKCAL_OUT - значение, передаваемое на блок AO для обеспечения безударного перехода при замыкании контура;

- CAS_IN - значение задания SP от другого PID блока при каскадной схеме регулирования;

- CONTROL_OPTS - позволяет указать варианты стратегии управления;

- IN - подключение переменной процесса PV от выхода AI блока;

- OUT - значение и статус аналогового выхода;

- Аналоговый выход (AO) - назначает аналоговое выходное значение устройству КИПиА по указанному каналу ввода/вывода:

- CAS_IN - значение удаленного задания от PID блока;

- BKCAL_OUT - значение, необходимые входу BKCAL_IN PID блока для обеспечения безударного перехода при замыкании контура управления;

- OUT - значение и статус выхода блока;

- IO_OUT - определяет ТПУ выходного канала.

Модуль управления каскадной схемой регулирования включает аналогичные модули, но при этом выходной сигнал корректирующего контура является уставкой для стабилизирующего контура.

7.2 Интерфейс оператора

Для реализации человеко-машинного интерфейса применяется ПО DeltaV. Для взаимодействия технолога-оператора с системой используются следующие окна.

Окно общего обзора. Предназначено для контроля за работой всего производства в целом и для получения доступа к более подробным окнам. В этом окне отображается весь процесс целиком.

Графические окна. Относятся к наиболее важным типам операционных панелей. Представляют собой графическое изображение основного технологического оборудования, средств КИП, и отображают структуру алгоритмов управления, и их состояние.

Рис.7.4. Интерфейс оператора

Окно настройки. Содержит всю информацию необходимую для настойки регулятора и клапана. Текущее значение параметра, задание, выход регулятора, коэффициенты регулятора. Также есть возможность ручного управления.

Рис.7.5. Окно настройки регулятора

Окно регистрации хода процесса. Отображают данные о ходе процесса во времени. В проекте используется два окна трендов: тренды реального времени и архивные тренды.

Рис.7.6 Окно трендов модуля

Рис.7.7 Окно истории процесса

Окно регистрации пользователей. Позволяет осуществить вход пользователей в систему и произвести конфигурацию пользователей, с установлением прав доступа.

Рис.7.8 Окно регистрации пользователей

Заключение

В данном курсовом проекте рассмотрена модернизация системы управления процессом выделения фракции ароматических углеводородов из бензола на базе современных технических средств автоматизации.

Для обеспечения высокого качества управления предложена система управления DeltaV фирмы Emerson, использующая современные технические средства автоматизации, которые позволяют реализовать:

- на верхнем уровне - управляющий модуль на базе контроллера;

- конфигурирование с помощью инженерной станции;

- контроль и ручное управление с помощью рабочей станции.

Разработанная система достаточно проста в использовании и надежна. Она позволяет значительно улучшить и облегчить работу оператора, обеспечить качественное управление процессом, более полно и экономично использовать ресурсы.

Эта система соответствует всем требованиям по обеспечению безопасности производства и экологии.

Размещено на Allbest.ru