Принципы построения алгоритма управления насосом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Принципы построения алгоритма управления насосом

Любая разработка начинается с проекта. Под техническим проектом [1] подразумевается совокупность проектных документов, в которых отражается их общее: назначение, принцип работы, габариты и основные параметры. При организации схемы работы проекта [2] (Рис. 1) возможны совмещения функций заказчика, проектировщика, поставщика и разработчика.

Рис. 1. Схема организации проекта

Основные стадии создания проекта по управлению насосом [3]:

1. Проектирование [4, C. 5] - этап, на котором проектный институт формирует проектное решение на основе требований заказчика. Формируются основные документы, с указаниями того, что и как использовать. Формируется программа и методика испытаний [5]. Задаются примерно такие вопросы:

1. Какие показания насоса необходимо видеть постоянно?

2. Способ управления насосом удаленно или по месту? Запуск с АРМ (Автоматизированное рабочее место) оператора или кнопкой по месту или с удаленного терминала телемеханики?

3. Что делать если температура подшипника выше 100 градусов Цельсия? Что делать если большой осевой сдвиг?

2. Разработка - этап, на котором начинается работа программиста. По проектной документации пишется программа управления. На этом этапе решаются некоторые проблемы проектирования.

3. ПНР (пусконаладочные работы) - этап, на котором выполняется подключение физических цепей управления, и совместно с заказчиком идёт проверка алгоритмов управления. На этом этапе заказчик понимает, что нужно переделать и как. Так как до этого момента не было полной картины понимания того как оно может быть устроено и работать. Так же узнается, что было закуплено не то оборудование, которое необходимо и его никто не будет менять. Процесс зачастую длительный и утомительный.

4. Внедрение - этап, на котором готовый и обкатанный проект передается в эксплуатирующую организацию. Этап, на котором идёт огромная бумажная работа.

Стадия разработки начинается с того, что получается проектная документация, самыми важными для программиста являются документы, где описываются:

· Входные и выходные сигналы. Представляет собой список с указанием вида сигнала, описания, позиционного обозначения, типа датчика, предела измерения и описания сработки аварий и защит.

· Алгоритмы и способы их разработки. Представляет собой описание с использованием блок-схем, UML, диаграмм переходов, текстовое или иное другое описание.

· Используемые программные и аппаратные средства. Описывается используемый ПЛК, SCADA система, какое дополнительное ПО и т.д. и т.п.

· Технологическая схема если планируется разработка HMI.

ПЛК [6] - программируемая твердотельная система управления, выполняющая функции подобные релейно-контактной логической схеме.

SCADA (аббр. от англ. Supervisory Control And Data Acquisition) [7] - автоматизированная система, предназначенная для разработки или работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте управления.

HMI (HMI/MMI - Humain/Man Machine Interface [7] - графический интерфейс взаимодействия с пользователем.

Усредненный алгоритм управления насосом полученный опытным путем [8], [9], [10]

Необходимо ввести некоторые определения (Таблица 1).

Таблица 1. Определение необходимых типов структур

Примечание к таблице 1: * - переменная, которая может принимать значения 0 или 1; ** - переменная, которая может принимать значения -32767 или 32768.*** - значение аналогово датчика в физических величинах.

Пример аналогово датчика: диапазон измерения электрической величины (эл. в) датчика 4-20ma, физическая величина (ф.в.) 0-100, то при эл. в. = 4, ф.в. = 0, при эл. в. = 6 ф.в. = 12.5 и т.д. и т.п. Часто используется формула линейной интерполяции.

Подробнее о режимах управления:

· Местное управление - пуск и останов насоса возможен только по месту установки оборудования, команды управления с интерфейса оператора блокируются, контроллер насосом не управляет.

· Дистанционное управление - насос управляется командами оператора с ПК, либо по сигналам аварийных защит.

· Автоматическое управление - насос управляется в соответствии с алгоритмом автоматического управления.

Подробнее о состоянии алгоритма:

· Инициализация - изначальное состояние алгоритма. Команд нет, состояние неопределенное, управление не осуществляется. Включается команда Reset для определения текущего состояния.

· Авария - состояние, которое говорит о том, что есть активная авария.

· Включен - состояние, которое означает, что насос находится в работе.

· Выключен - состояние, которое означает, что насос выключен.

· Включается - состояние, которое означает, что насос в данный момент пробует запуститься и перейти в стадию «Включен».

· Выключается - состояние, которое означает, что насос в данный момент производит останов и по завершению таймера на ожидание выключение он перейдет в состояние «Выключен» или если по завершению таймера он будет включен, то перейдет в состояние «Авария».

Подробнее о логике работы насоса:

· Включенный насос (sw. On = TRUE) может быть выключен по команде от оператора (cmd. StopOper) или автоматически (cmd. StopAuto) по сработке аварии (sw. AlmStop). Не анализируется готовность к запуску (sw. Ready = FALSE).

· Выключенный насос (sw. On = FALSE) может быть включен по команде от оператора (cmd. StartOper) или автоматически (cmd. StartAuto) по определенным параметрам, но только в случае если он готов к запуску (sw. Ready = TRUE).

· В случае если насос находится в аварийном состоянии (sw. Alarm), то он не может включиться, пока не будет подана команда сброс (cmd. Reset). Состояние в аварии выставляется, в случае если алгоритм перешел в состояние 20-Авария.

Обработка алгоритма управления состоит из:

· 1) Инициализации используемых переменных.

· 2) Сбор и обработка аварий и готовностей (Рис. 2).

· 3) Обработка состояния насоса (Рис. 3).

· 4) Подача управляющих воздействий.

Рис. 2. Алгоритм сбора аварий и готовности насоса

Рис. 3. Алгоритм обработки состояний насоса

насос технический алгоритм управление

После того как были сформированы основные требования к алгоритмам управления начинается стадия разработки, которая полностью лежит на плечах программиста и от его решений зависит качество получаемого проекта. В общем можно выделить два основных подхода в разработке:

· Первый - каждый насос обрабатывается отдельно, т.е. для него выделяется отдельный кусок кода который обрабатывает его и только его.

· Второй - создается шаблон (структура, класс и т.д. и т.п.), который включал бы в себя атрибуты объектов, сгруппированные в этот шаблон. В результате можно использовать представление шаблона в виде массива, который удобно обрабатывать с помощью циклов.

Список литературы

1. ГОСТ 2.103-2013 Единая система конструкторской документации. Стадии разработки - Введ. 2015-07-01. - М. Стандартинформ, 2015. - 10 c.

2. Организационные модели структур проектной деятельности [Электронный ресурс] // Projectimo.ru Время успешных проектов URL: http://projectimo.ru/upravlenie-proektami/organizacionnaya-struktura-proekta.html (дата обращения: 12.10.2017).

3. ГОСТ 34.601-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания. - Введ. 1992-01-01. - М. Изд-во стандартов, 1991. - 6 c.

4. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев, ред. А.С. Клюева. - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 464 с.: ил. ISBN 5-283-01505-X

5. Программа и методика испытаний АСУТП [Электронный ресурс] // automation-system.ru: В мире АСУТП URL: http://automation-system.ru/spravochnik-inzhenera/35-glava8.html (дата обращения: 13.10.2017).

6. ГОСТ Р 55563-2013 Возобновляемая энергетика. Гидроэлектростанции. Автоматизация гидроэлектростанций. Руководство по автоматизированному управлению. - Введ. 2015-07-01. - М. - М. Стандартинформ, 2014. - 59 c.

7. Все о SCADA [Электронный ресурс] // automation-system.ru: В мире АСУТП URL: http://automation-system.ru/main/69-about-scada.html (дата обращения: 13.10.2017).

8. Новый алгоритм управления насосной станцией зоны водоснабжения крупного города [Электронный ресурс] // indusoft.ru: ИНДАСОФТ Промышленная автоматизация URL: https://www.indusoft.ru/media/articles/92/ (дата обращения: 1.10.2017).

9. Лобачев П.В. Насосы и насосные станции / П.В. Лобачев // Учебник для техникумов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М. Стройиздат. 1983. - 191 с., ил. - С. 168-174.

10. Управление насосом с помощью универсального контроллера уровня Контур-У [Электронный ресурс] // relsib.com Рэлсиб Научно-производственная компания URL: https://relsib.com/articles/upravlenie-nasosom-s-pomoschyu-universalnogo-kontrollera-urovnya-kontur-u (дата обращения: 5.10.2017).

Размещено на Allbest.ru