Аппаратная и программная реализация системы управления КУ

5. Аппаратная и программная реализация системы управления КУ

5.1  Аппаратная реализация управления

Реализация аппаратной части производится в соответствии с требованиями к системе управления, основные принципы которых излагаются в п.п. 2.3, 2.4 и особенностями технологического процесса, описание которых дается в п. 1.8. Фирмы, занимающиеся проектированием, установкой и наладкой САУ промышленных объектов в нефтехимической отрасли, особенно газоперекачивающей, имеют огромный опыт разработки систем подобного уровня. Поэтому, наиболее разумным было бы обратится к уже готовым решениям как построения самой системы управления, так и внедряемого оборудования. Многие фирмы при проектировании сложных объектов используют методологии, основной принцип которых описан в п. 3.1. Таким образом, можно считать, что данный метод позволит нам более рационально использовать предоставленные ресурсы.

Исходя из разумных принципов, полагаем, что все объекты обладают хорошей совместимостью, отвечают основным требования по качеству и исполнению, экономически обоснованы и имеют необходимые сертификаты соответствия ЕЭС. Архитектура САУ имеет возможность расширения и модернизации, с сохранением или улучшением предъявляемых требований. Наличие в системе контуров диагностики и самодиагностики оборудования, также приветствуется. Важным фактором также является наличие блоков защиты от помех разной природы, как электромагнитных, так и механических.

5.2  Выбор платформы системы управления

Система управления, удовлетворяющая данным требования, должна иметь либо открытый характер, способная интеграции стороннего программного обеспечения, либо поставляться как готовый набор средств программного и аппаратного управления. Остановимся на втором варианте, так как он подразумевает ряд важных особенностей:

־  Полный комплект технической и программной документации на устанавливаемые компоненты;

־  Нет необходимости на дополнительное приобретение программного обеспечения, так как структура и качество САУ подразумевает разработку средств управления четко выполняющие свои функции.

־  Наличие информационного центра технической поддержки;

־  Огромная база принципов реализуемых систем;

Одной из таких является полнофункциональная распределенная система управления технологическим процессом DeltaV. Полевые устройства foundation fieldbus, контроллеры и рабочие станции работают совместно в составе системы, обеспечивая управление каждый на своем уровне.

Данные системы нашли широкое применение на Российском рынке и имеют хорошую репутацию, ввиду того, что обладает достаточным количеством разновидностей устанавливаемых модулей, позволяющих создавать на их базе практически любые сложные системы управления.

Однако для правильного планирования системы DeltaV необходимо четкое формулирование требований к интерфейсу ПО управления процессом и установка этого ПО на должным образом сконфигурированную рабочую станцию.

Системы DeltaV эффективно используются для управления сетями различных размеров. Система DeltaV обладает возможностями гибкого планирования и моделирования размеров сети таким образом, чтобы система наиболее полно отвечала требованиям управления процессом. Минимальный набор компонентов для системы DeltaV представлен на рисунке 5.1, где показано число рабочих станций и контроллеров со всем необходимым оборудованием, которое должно быть включено в систему.

Рис. 5.1 - Минимальный комплект системы DeltaV

В этот комплект компонентов входит:

־  Сеть управления, поддерживающая обмен данными между рабочими станциями и контроллерами.

־  Рабочая станция, предоставляющая графический интерфейс пользователя.

־  Контроллер, выполняющий функции управления и обмена данными между подсистемой ввода-вывода и сетью управления.

־  Подсистема ввода-вывода, обрабатывающая информацию от полевых устройств.

־  Системный источник питания DeltaV

־  Групповой источник питания для полевых устройств, подключенных к системе DeltaV.

־  Несущие панели, монтируемые на рейки DIN, и обеспечивающие распределение питания и обмен данными между контроллером и платами ввода-вывода.

5.3  Выбор сети управления

Сеть управления – изолированная сеть Ethernet, обеспечивающая обмен данными между контроллером и рабочей станцией. Для подключения коммуникационных линий используются концентраторы и коммутаторы Ethernet.

При планировании топологии сети принимаются во внимание следующие соображения:

־  В сети управления может быть до 120 узлов.

־  Сеть управления системы DeltaV должна быть выделенной сетью для обеспечения надежности и высокой производительности. К сети управления DeltaV не должны быть подключены никакие другие устройства или сети.

־  Обмен данными с другими устройствами и сетями, не входящими в DeltaV, должен выполняться через Интеграционные станции.

По представленным топологиям сети управления выберем наиболее нам подходящую, т.е. симплексную сеть управления с резервированными контроллерами, схема которой представлена на рисунке 5.2

Рисунок 5.2 - Симплексная сеть управления и резервированные контроллеры

Несмотря на то, что резервированный контроллер использует два порта концентратора, он рассматривается как один узел.

При необходимости увеличение расстояния между узлами производится следующими способами:

־  преобразователи среды передачи данных;

־  каскадные концентраторы;

־  концентраторы со стековым соединением;

־  оптоволоконные дистанционные расширители.

Зная возможные способы модернизации нашей системы, рассмотрим один из четырех способов.

Преобразователи среды передачи данных служат для перехода от медного кабеля 10BaseT к оптоволоконному кабелю и обратно. Как правило, пара преобразователей подключается между портом концентратора и рабочей станцией или контроллером. Между двумя преобразователями среды передачи данных располагается оптоволоконный кабель, длина которого может составлять несколько сотен или даже тысяч метров. Каждая рабочая станция или контроллер в сети управления может быть подключена к концентратору через преобразователи среды, что позволяет значительно увеличить расстояние между узлами. Используемые в системе DeltaV преобразователи среды передачи данных должны быть совместимы со стандартом IEEE 802.3 (Ethernet), соответствовать спецификации 10Base-FL (для оптоволоконного кабеля) и содержать как минимум один разъем 10BaseT для медного кабеля и одну пару разъемов типа ST для оптоволоконного кабеля. Для каждого оптоволоконного кабеля требуется два преобразователя, один — для перехода от медного кабеля к оптоволоконному, а другой — для обратного перехода к медному кабелю.

Преобразователи среды передачи данных выпускаются многими производителями оборудования. Имеются устройства для передачи сигнала на расстояние от нескольких сотен метров до 15 километров. Среди компаний, выпускающих подобное обор­дование, можно назвать Black Box (www.blackbox.com), Hirschmann (www.hirschmann.de), Transition Networks (www.transition.com), и другие.

Похожие работы

Разработка автоматизированной системы управления электроснабжением КС "Ухтинская"

Скачать

167649

57

1

... сигналами времени. Ядро предлагает интерфейс для программирования приложения с целью получения функций в виде отдельных программ. 1.2 Разработка автоматизированной системы управления электроснабжением КС «Ухтинская» 1.2.1 Цель создания АСУ-ЭС Целью разработки является создание интегрированной АСУ ТП, объединяющей в единое целое АСУ электрической и теплотехнической частей электростанции, ...

Электрооборудование компрессорной установки

Скачать

26896

4

0

... по окончании работ: Сделать соответствующие записи в документации. Убрать инструмент в места хранения . Выключить освещение. Закрыть помещение на ключ. 2 Требования к электрооборудованию Как и в других электроустановках, компрессорная установка имеет главный электропривод, а именно асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, который приводит во вращения поршни компрессора. Двигатель ...

Разработка системы автоматического контроля технологических параметров газоперекачивающего агрегата

Скачать

121460

17

15

... , преобразования их в цифровую форму, передачей их в ПК через параллельный порт и последующей обработки этих данных разработанной программной системой автоматического контроля технологических параметров. 9.2 Структура лабораторного стенда Лабораторный стенд основывается на интегральной микросхеме аналого-цифрового преобразователя 572ПВ4, которая представляет собой 8-ми канальную 8-ми ...

Центробежные компрессоры Березанской КС

Скачать

28840

2

2

... более 40 мкм Максимальная влажность газа на всасывании – состояние насыщения при отсутствии капельной влаги. Температура газа на всасывании от 233 К до 318 К (от -40°С до+45°С). Тип компрессора — двухступенчатый центробежный нагнетатель с вертикальным разъемом, спроектированный для параллельной работы в группе или для одного агрегата. Основные параметры нагнетателя приведены в ГОСТ 23194—83. ...