Технические науки / 12.Автоматизированные системы управления на производстве.

Аспирант, Шувалова М. В.

Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева, Россия

Автоматизированная система управления технологическим процессом условного производства ABC

Развитие экономико-математических методов управления с широким использованием современной вычислительной техники позволило существенно облегчить работу оператора при управлении сложными технологическими объектами. В результате появились человеко-машинные системы управления технологическими процессами, в которых обработка информации и формирование оптимальных управлений осуществляются человеком с помощью управляющей вычислительной машины (УВМ). УВМ в этом случае является многоканальным информационно-управляющим устройством в системе автоматизированного управления технологическим процессом.

АСУТП предназначена:

- Для целевого применения как законченное изделие под определенный объект автоматизации - производство ABC;

- Для стабилизации заданных режимов технологического процесса путем контроля технологических параметров, визуального представления, и выдачи управляющих воздействий на исполнительные механизмы, как в автоматическом режиме, так и в результате действий технолога - оператора;

- Для определения аварийных ситуаций на технологических узлах путем опроса подключенных к Системе датчиков в автоматическом режиме, анализа измеренных значений, и переключения технологических узлов в безопасное состояние путем выдачи управляющих воздействий на исполнительные механизмы в автоматическом режиме, или по инициативе оперативного персонала.

Производство АБС состоит из технологических блоков, относящихся к 1 и II категории взрывоопасности.

Технологические процессы производства ABC характеризуется большим числом переменных состояния и управления, сложной корреляцией технологических параметров, воздействием на объект многочисленных возмущений, связанных как с плановыми переключениями технологических аппаратов, так и с присутствием неконтролируемых примесей; применением токсичных, пожаро - и взрывоопасных продуктов, что в совокупности предъявляет повышенные требования к АСУТП.

Технологические процессы являются непрерывными. Однако для выпуска продукции различных марок существует необходимость переключения аппаратов и конфигурации различных вариантов технологических схем, поэтому АСУТП должна иметь возможность осуществления программно-логического управления по предопределенным регламентированным последовательностям операций.

По функциональным признакам структура АСУТП подразделяется на следующие категории:

- Распределенная система управления (в дальнейшем РСУ), базирующаяся на специализированной микропроцессорной технике, предназначенной для управления технологическим процессом совместно с оперативным персоналом в режиме реального времени, и предоставления информации в виде технологических данных, трендов, отчетов в заводскую ЛВС - директору завода, главному инженеру, диспетчеру, главным специалистам, начальникам технологических цехов;

- Система противоаварийной защиты (в дальнейшем ПАЗ), базирующаяся на специализированной микропроцессорной технике повышенной надежности, предназначенной для предотвращения аварийных ситуаций, и автоматического перевода технологического процесса в безопасное состояние при возникновении предаварийных ситуаций;

АСУТП должна быть ориентирована на работу в жестком реальном времени, и быть предсказуемой, то есть обеспечивать выполнение всех функций с заданной периодичностью и точно в назначенный срок.

Разработка АСУТП и ввод в действие осуществляются в соответствии с ГОСТ 34.601-90 «Автоматизированные Системы. Стадии создания».

Стадии создания АСУТП, этапы и содержание работ по ним, а также организации-исполнители и сроки выполнения указываются в Плане-графике работ с отражением нижеследующих этапов.

После заключения Договора на разработку ТРП проводится первое техническое (организационное) совещание с участием Заказчика, проектной организации, Разработчика системы и Поставщика оборудования для окончательного согласования и уточнения спецификаций и характеристик Системы.

На этом этапе согласовываются функции системы управления, включая контуры управления, контроля, сервисные функции системы, функции системы противоаварийной защиты, включая блокировки, сигнализацию, отчеты по событиям.

Информационное обеспечение АСУТП включает в себя следующие категории данных:

-Текущие значения технологических переменных, поступающих в систему в результате опроса датчиков и первичной переработки информации;

-Усреднённые или сглаженные за определенные периоды времени значения переменных;

-Границы переменных различных уровней, настройки алгоритмов управления, информация привязки программного обеспечения к конкретному объекту;

-Тексты программ и загрузочные модули.

Для обмена информацией в рамках распределённой Системы должна быть создана база данных, обеспечивающая доступ к данным с локальных элементов сети, которыми являются:

-Периферийные микропроцессорные устройства - подсистемы управления или контроллеры;

-Многофункциональные операторские станции - рабочие места технологического персонала;

-Инженерная станция.

Ввод в действие разрабатываемой АСУТП осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 34.601-90 ЕСС АСУ «Автоматизированные системы. Стадии создания» и ГОСТ 34.603-92 ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. «Виды испытаний автоматизированных систем».

Для автоматизированной системы устанавливаются следующие этапы испытаний:

-Предварительные испытания;

-Опытная эксплуатация;

-Приемочные испытания.

Программы всех этапов испытаний составляются Разработчиком на основании документа технорабочего проекта «Программа и методика испытаний», и утверждаются Заказчиком.

Заказчик на стадии разработки и внедрения АСУТП должен обеспечить выполнение следующих мероприятий:

-Формирование подразделение обслуживания АСУТП;

-Приемку Технического проекта и Рабочей документации в соответствии с Техническим заданием и Планом-графиком работ по созданию АСУТП;

-Организацию работы по замене существующих средств КИПиА, а также работы по монтажу и пуско-наладке средств КИПиА;

-Организацию строительно-монтажных работ по реконструкции помещений операторных и монтажу средств вычислительной техники;

-Обеспечение и организацию работ по поверке (калибровке) измерительных каналов;

-Организацию проведения комплексной наладки Системы;

-Организацию предварительных и приёмочных испытаний Системы;

-Обеспечение обслуживание Системы с момента её сдачи в Опытную эксплуатацию;

-Регистрацию сбоев и отказов оборудования КИПиА и вычислительной техники в рабочем журнале;

-Представление Разработчику необходимых данных на всех стадиях создания Системы, и нормальные условия работы.

-Организацию обучения технологического персонала и специалистов подразделения АСУТП объекта автоматизации.

Требования к содержанию документов, разрабатываемых при создании автоматизированной системы, установлены указаниями РД 50-34.698-90»Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов», а также соответствующими государственными стандартами:

-Единой системы программной документации (ЕСПД);

-Единой системы конструкторской документации (ЕСКД);

-Системы проектной документации для строительства (СПДС);

-ГОСТ 34.602-89 «Техническое задание на создание автоматизированной системы».

Виды и комплектность документов регламентированы ГОСТ 34.201-89 «Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем».

Содержание документов является общим для всех видов автоматизированных систем и, при необходимости, может дополняться Разработчиком .

Литература

1 Маккей С., Парк Дж. - Сбор данных в системах контроля и управления, М., 2008.

2 Пупков К., Егупов Н. - Матричные методы расчета и проектирования сложных систем автоматического управления для инженеров, М. 2008.

3 Харазов В. Г. - Интегрированные системы управления технологическими процессами, М., 2010.