Размещено на http://allbest.ru

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Кафедра ХТФ

Отчет по лабораторной работе

Ознакомление с архитектурой и возможностями распределенной системы управления DeltaV. Конфигурация контроллера

Выполнил: студент гр. Коржавин А.Н.

Проверил: преподаватель Вялых И.А

Пермь 2020



Цель практикума

Ознакомиться с архитектурой и возможностями распределенной системы управления DeltaV, приобрести навыки подключения полевых устройств с использованием различных интерфейсов и протоколов передачи информации.

Приобрести навыки конфигурации измерительного канала с применением РСУ, разработки мнемосхем оператора, вывода измерительной информации на мнемосхемы, конфигурации контуров регулирования средствами РСУ на языке функциональных блоков.

Ознакомиться с интегрированными с РСУ средствами диагностики состояния и конфигурации полевого оборудования.



Теоретический базис

Цифровая система автоматизации DeltaV помогает улучшить оперативное управление с помощью современных технологий, связав простым, интуитивно понятным способом, персонал и технологические процессы производства.

Вне зависимости от типа ввода/вывода - традиционного кабельного, шин FOUNDATION fieldbus, Profibus DP, DeviceNet, AS-i bus или резервированного беспроводного - устройства ввода/вывода можно добавить и сразу начать использование информации без каких-либо дополнительных инженерных, полевых и проектировочных работ, как это было раньше.

Революционная электронная кроссировка позволяет прокладывать проводку везде, где это необходимо, вне зависимости от типа сигнала, благодаря характеристическим модулям (CHARM), которые позволяют подключать провода полевых устройств с сигналами любого типа к клеммам в любом месте. Универсальная система управления DeltaV обеспечивает гибкость автоматизации и соответствие требованиям заказчика за счет различных типов контроллеров ввода-вывода: это хорошо зарекомендовавшие себя серии M и S.

Серия S предлагает технологию ввода-вывода по требованию с электронной кроссировкой, позволяющую использовать различные типы модулей ввода-вывода в нужное время и в нужном месте.

Рейка DIN T-типа - это все, что требуется для монтажа панели питания/контроллера.

Дополнительные 8-слотовые панели могут быть добавлены при включенном оборудовании - так, как требуется. Расширители панелей обеспечивают возможность установки панелей устройств в/в ряд по 1-4 панели.



На рисунке 1 приведена архитектура системы DeltaV.

Рисунок 1 - Последовательность подключений системы

На рисунке 2 представлены горизонтальные панели подсистемы в/в серии M DeltaV.

Рисунок 2 - Горизонтальные панели подсистемы в/в серии M DeltaV

Технические характеристики виртуального модуля в/в 2 серии М:

Питание: от системного источника питания через вертикальную 4-слотовую (только для симплексных настроек), или через горизонтальную 2-слотовую панели для источника питания/контроллера;

Максимальный ток: 1,4 A при 5 В пост. тока

Защита плавкими предохранителями: 3,0 A, без возможности замены;

Рассеиваемая мощность: 5,0 Вт,

Максимальная мощность: 7,0 Вт

Память пользователя 48 Mб

Монтаж: В правый слот панели питания/контроллера или вертикальной панели;

Габаритные размеры: 4,1 см Ш x 15,9 см В x 10,7 см



Практическая часть

Студия управления DELTAV

Цель: Ознакомиться с системой управления DeltaV и подключить прибор и настроить плату входа/выхода, настройка прибора АМС, создание контролмодуля, вывод данных на мнемосхему и по Fieldbus, вывод DI и DO. Студия управления является пакетным расширением системы DeltaV и используется для моделирования, определенного видов каналов.

Подключение прибора и настройка платы ввода-вывода

Рассмотрим подключение прибора и настройку платы ввода-вывода.

Для того чтобы приступить к работе необходимо открыть DeltaV Explorer (рис. 1.1). мнемосхема интерфейс протокол управление

Рисунок 1.1 - Запуск DeltaV



После открытия программы, увидим окно системы (рис. 1.2).

Рисунок 1.2 - Окно DeltaV

Для продолжения работы, необходимо убедиться что контроллер и плата ввода/вывода считается. Для этого открываем иерархию сети (рис. 1.3). Как видно из рисунка, контроллер считывается верно, но необходимо включить выбранный канал измерения на плате ввода/ввода (рис. 1.4) и загрузить контроллер (рис. 1.5).

Подключение на данном этапе закончено, если всё сделано, верно, плата должна отобразиться в конфигурации системы.



Рисунок 1.3 - Иерархия системы DeltaV



Рисунок 1.4 - Включение в канал на плате ввода/вывода

Рисунок 1.5 - Загрузка контроллера

Настройка прибора AMS

Открываем программу AMS Suite Device Manger и находим нашу подключенную плату в проводнике программы.



Рис. 2.1. AMS Suite Device Manager

Открыли прибор, подключенный в данный момент к нашей плате. Мы автоматически попали в окно базовых настроек. Здесь мы видим следующие диалоговые окна:

Рис. 2.2. Базовые настройки прибора в AMS.

- Тег - идентификатор прибора в системе;

- Process input - единицы измерения;

- URV (Upper Range Value), LRV (Lower Range Value) - простыми словами (шкала);

- sensor type - конфигурация прибора по типу;

- sensor wire - тип проводного подключения;

- descriptor - описание прибора в системе (присвоение номерного значения).

Рис. 2.3. Изменение параметров устройства.

Далее добавляем устройство в базу данных предприятия.

Таким образом, прибор подключен и настроен.

Создание контролмодуля

На третьем шаге нашей лабораторной работы нам необходимо создать модуль мониторинга аналогового входа, для этого в DeltaV Explorer найдем инструмент Control Studio (студия управления).



Рис. 3.1. Студия управления.

В правой части рабочей среды мы видим все функциональные блоки ввода/вывода. Нам необходимо выбрать функциональный блок AI (аналоговый вход). Свойства аналогового входа можно увидеть из Таб. 1.

Таблица 1 - Характеристики аналогового входа

Плата В/В	Типы Канала или Порта	Описание	Использование в Функциональном Блоке
Плата Аналогового Входа	Канал Аналогового Входа	Сообщает аналоговое значение, представленное в канале.	Используется в функциональных блоках AI и PID в качестве ссылки на входной сигнал. Используется в функциональных блоках AO и PID как ссылка чтения контрольного значения сигнала 4 - 20 мА.
	Канал HART Платы Аналогового Входа	Канал HART платы аналогового входа сообщает аналоговое значение, представленное в канале, и до четырех цифровых значений из полевого устройства HART.	Используется в функциональных блоках AI и PID в качестве ссылки на входной сигнал. Используется в функциональных блоках AО и PID как ссылка чтения контрольного значения сигнала 4 - 20 мА.



Необходимый блок переносим на область рабочего поля.

Рис. 3.2. Перенос функционального блока в рабочее поле.

После того как блок AI был добавлен, переходим непосредственно к его конфигурации, для начала назначим ему ввод/вывод по тегу сигнала. В появившемся окне нажимаем «Отбор» - показывает все, что подключено к данной AI, и ищем канал с нашей платой и подключенным прибором.

Рис. 3.3. Выбор тега, присвоенный заданному каналу платы ввода/вывода.



Также в данном диалоговом окне выберем считываемый параметр FIELD_VAL_PCT. В рабочей среде под нашим блоком AI, появилась ссылка, откуда мы считываем наши данные (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Ссылка функционального блока AI.

IO_INCACTUS/01C03/CH01.FIELD_VAL_PCT - считываем с IO_IN, дальше контроллер CACTUS01, 3 карта, канал 1, значение FIELD_VAL_PCT.

Рис. 3.5. Сохранение блока AI в нашей рабочей области.

Далее мы выбираем управляющей узел сети для нашего блока, который будет обрабатывать наш модуль, как правило, назначаем на контроллер. После делаем выгрузку алгоритма в контроллер.



Рис. 3.6. Выгрузка алгоритма в контроллер.

Теперь в иерархии сети, во вкладке назначенные модули, мы можем увидеть загруженный контролмодуль. В среде управление есть несколько режимов его функционирования, правка - позволяет вносить изменения, отладка - тест/диагностика, онлайн - режим считывания на аналоговый выход, и отправка его дальше в систему. В левой части экрана в студии управления мы также можем изменить параметры прибора, например, произвести шкалирование прибора. В данном случае XD_SCALE - масштабирование значений преобразователя, а OUT_SCALE - масштабирование значений выходного сигнала. Обе данных шкалы используются для установления соответствующего верхнего и нижнего значения диапазона.

Вывод данных на мнемосхему

Рассмотрим методику создания мнемосхемы для AI.

Для создания мнемосхемы в первую очередь необходимо зайти в среду оператора DeltaV (рис. 4.1) и создать новый документ (в данном случае назовем его ATP_K).

Рисунок 4.1 - Среда оператора

Для вывода необходимых данных на мнемосхему необходимо вывести эти самые данные. Для этого переходим на значок "связь данных" и производим последовательную настройку в соответствии с Рисунком 4.2. (Отбор параметров базы данных - нажимаем на три точки - выбираем AI_K - AI1 - PV - CV - ОК).

Рисунок 4.2 - Настройка мнемосхемы для AI

После всех проделанных манипуляций программа предложит разместить полученный результат на рабочем поле. Для большей наглядности подпишем данные и обозначим единицы измерения.

После размещения увидим следующий результат (рис. 4.3):



Рисунок 4.3 - Данные прибора на мнемосхеме

Для настройки и вывода панели алармов необходимо произвести дополнительную настройку. Для этого правой кнопкой мыши щелкаем на данные прибора и заходим в пункт анимации (рис. 4.5).

Рисунок 4.5 - Настройка анимации

Затем необходимо поставить галочку рядом с пунктом "Щелчок" и выполнить действия, как показано на Рисунке 4.6.



Рисунок 4.6 - Настройка панельки

После того как провели все настройки, можно запустить полученную мнемосхему, для этого зажимаем клавиши Ctrl+W. Если щелкнуть на значение, то открываются панельки (рис. 4.7).

Рисунок 4.7 - Панельки



Благодаря тому, что мнемосхема связана со студией управления, то мы можем управлять сигналом и задавать свой собственный сигнал и наблюдать как изменятся данные на мнемосхеме. Зададим симуляцию, равную 200 (рис. 4.8).

Рисунок 4.8 - Результат ручного ввода показаний

Вывод данных по Fieldbus

Добавим в студии управления ещё один функциональный блок AI, правым щелчком мыши, выберем ввод/вывод данных и назначим не по тегу, а по fieldbus.



Рис. 5.1. Ввод/вывод по fieldbus.

Далее выбираем какой параметр у нас будет отображаться в созданном функциональном блоке. На Fieldbus проводить конфигурацию не требуется, мы получили ещё один блок AI, с ссылкой PE103/FFAI_RM10. Т.к. контроллер по fieldbus устройства находятся в различных состояниях, и часть функций выполняет сам. Далее делаем выгрузку и проверяем полученный результат в режиме онлайн.

Рис. 5.3. Режим онлайн полученных блоков AI.



Вывод DI и DO

На готовую мнемосхему добавляется связь данных и проводится настройка (рис. 6.1-6.2), в той же последовательности что и на AI.

Рисунок 6.1 - Настройка блока связи данных

Рисунок 6.2 - Настройка анимации блока DI



После настройки связи данных вставляем полученный результат на мнемосхему параллельно AI и подписываем ее. Затем добавляем анимацию (методику запуска см. в AI) и проводим настройку.

На данной же мнемосхеме проводим настройку дискретного выхода (DO) (рис. 6.3-6.4).

Рисунок 6.3 - Настройка блока связи данных

Рисунок 6.4 - Настройка дискретного выхода



Как было сказано раннее, в первую очередь необходимо вставить на схему связь данных. Производим настройку аналогично AI и DI. Вставляем данный блок параллельно блоку AI и DI и для удобства подписываем.

Для изменения данных по каналу DO необходимо настроить анимацию, при щелчке (рис. 6.5) логический ноль должен меняться на единицу и на плате должен загораться светодиод.

Рисунок 6.5 - Управление DO через мнемосхему

После того как наша мнемосхема полностью собрана и готова к работе зажимаем клавиши Ctrl+W. Полученный результат на Рисунке 6.6.

Рисунок 6.6 - Результат проделанной работы.



Вывод

Целью нашей работы было ознакомиться с архитектурой и возможностями распределенной системы управления DeltaV, приобрести навыки подключения полевых устройств с использованием различных интерфейсов и протоколов передачи информации.

Поставленная цель работы была выполнена, познакомились с подключением и настройкой ввода/вывода платы, научились выполнять настройку приборов через AMS, программировать контроллер на вывод данных на мнемосхему, как по тегу, так и по fieldbus'у, а также научились выводить дискретные функциональные блоки DI и DO на мнемосхему.

Размещено на Allbest.ru

...