Разработка системы управления технологическим процессом

Рисунок 14. Централизованная система управления

АСУ, функционирующая в режиме супервизорного управления (супервизор -- управляющая программа или комплекс программ), предназначена для организации многопрограммного режима работы ЭВМ и представляет собой двухуровневую иерархическую систему, обладающую широкими возможностями и повышенной надежностью [12]. Нижний уровень, непосредственно связанный с процессом, образуют локальные регуляторы отдельных технологических параметров. На верхнем уровне управления установлена ЭВМ, основной функцией которой является определение оптимального технологического режима и вычисление на его основе значений уставок локальных регуляторов.

Супервизорный режим позволяет не только автоматически контролировать процесс, но и автоматически управлять им вблизи оптимальной рабочей точки. Функции оператора сводятся к наблюдению за технологическим процессом и в случае необходимости к корректировке цели управления и ограничений на переменные.

Режим ПЦУ резко повышает эффективность АСУ ТП, исключает из комплекса технических средств регистрирующие, показывающие приборы и локальные автоматические регуляторы (следовательно, громоздкие щиты технологического контроля (ЩТК)), позволяет реализовать оптимизационные алгоритмы и создавать адаптивные системы управления. Но его реализация требует высокой надежности вычислительной системы, наличия математических моделей для различных режимов работы технологического оборудования.

Для повышения надежности управления и живучести управляющих систем в настоящее время широко применяются распределенные вычислительные комплексы, состоящие из нескольких связанных между собой ЭВМ и (или) микропроцессорных контроллеров с распределением между ними выполняемых системой функций АСУ ТП (рисунок 15) [13]. Меньшие требования по надежности управляющих вычислительных комплексов (УВК) предъявляются при реализации режима супервизорного управления, т.к. в этом случае выход из строя вычислительного устройства не приводит к прекращению выработки управляющих воздействий.

Рисунок 15. Децентрализованная система управления с функциональным распределением

При реализации режима ПЦУ на ЭВМ обычно организуют автоматизированные рабочие места операторов, обеспечивающие отображение и регистрацию технологической информации, и прием команд оператора (т.е. человеко-машинный интерфейс). Функции программно-логического управления, технологических и противоаварийных блокировок, а также аналогового локального регулирования выполняют микропроцессорные контроллеры.

Автоматизированные рабочие места операторов содержат специальные средства отображения информации: мониторы ЭВМ, плазменные и жидкокристаллические экраны большой площади для отображения мнемосхем и цифробуквенной информации, печатающие устройства, а также клавиатур и специальных манипуляторов для ввода команд оператора и управления устройствами отображения.

Функции и режимы работы АСУ ТП реализуются техническим, программным и другими видами обеспечений. Техническое обеспечение образовано чувствительными элементами, преобразователями, вычислительной техникой, вторичными КИП и автоматическими регуляторами, исполнительными механизмами и т.д.

Программное обеспечение состоит из специальных программ, обеспечивающих сбор, обработку, отображение, регистрацию технологической информации, а также выработку управляющих воздействий. В настоящее время для этой цели разработаны специальные пакеты программ, называемые SCADA-системами.

При разработке АСУ ТП должны соблюдаться общие принципы: формулирование новых задач, системного подхода, единой информационной базы, непрерывного развития системы, разумной типизации.

В проекте АСУТП необходимо указать цели ее создания и выполняемые функции. Важным моментом в реализации АСУТП является обеспечение ее необходимой информацией.

Литература

1. Горячев В.П. Основы автоматизации производства в нефте-перерабатывающей промышленности. - М.: Химия, 1987, 126 с.

2. Клюев А.С. и др. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1990, 464с.

3. Обозначения условные графические ГОСТ 2.784-96. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002

4. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности.- М.: Химия, 1985, 352 с.

5. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах. ГОСТ 21.404-85. - М.: Издательство стандартов, 1987

6. www.metran.ru

7. Полоцкий Л.М., Лапшенков Т.И. Автоматизация химических производств. Теория, расчет и проектирование систем автоматизации.- М.: Химия, 1982, 296с.

8. Гинзбург И.В. Автоматическое регулирование и регуляторы в промышленности строительных материалов.- Л.: Стройиздат, Ленинград. отд., 1985, 256с.

9. Трубопроводная арматура с автоматическим управлением: Справочник/ Гуревич Д.Ф. и др. - Л.: Машиностроение, Ленинград. отд., 1982, 320 с.

10. Слободкин М.С. и др. Исполнительные устройства регуляторов: Справочное руководство - М.: Недра, 1972, 304с.

11. Шарков А.А. и др. Автоматическое регулирование и регуляторы химической промышленности. - М.: Химия, 1990; 288с.

12. Соломенцев Ю.М. Теория автоматического управления. - М.: Высшая школа, 2000, 256с.

13. Шкатов Е.Ф. Основы автоматизации технологических процессов химических производств. - М.: Химия, 1988; 303с.

Приложение 1

"Утверждаю"

Зав. кафедрой_________Ливенцов С.Н.

26 января 2008г.

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по курсу

“Системы управления химико-технологическими процессами”

студенту группы 0401 Филатовой Л.А. на тему:

Автоматизация процесса выщелачивания урановой руды в автоклаве

Исходные данные к проекту:

-обеспечить стабилизацию температуры в аппарате;

-динамические характеристики объекта;

-показатели качества регулирования.

Проект представить:

1. Пояснительной запиской с разработкой следующих вопросов:

1.1. Описание аппаратурно-технологической схемы процесса.

1.2. Составление функциональной схемы автоматизации.

1.2.1. Перечни технологических параметров, подлежащих:

-контролю;

-регулированию;

-сигнализации.

1.2.2. Комплексная автоматизация процесса с использованием средств вычислительной техники.

1.3. Составление принципиальной схемы САР технологического параметра.

1.3.1. Синтез регулятора.

1.3.2. Выбор регулирующего органа, исполнительного механизма и промышленного автоматического регулятора.

2. Графической частью с обязательным представлением:

2.1. Функциональной схемы автоматизации технологического процесса.

2.2. Принципиальной схемы САР технологического параметра.

Дата выдачи задания 26.01.2008г.

Срок представления готового проекта 25.04.2008г.

Руководитель проекта __________________Вильнина А.В.

Исполнитель __________________________Филатова Л.А.

Приложение 2