- •Раздел к дипломному проекту
- •1. Анализ объекта управления
- •1.1. Структура гау
- •1.2. Порядок функционирования гау. Циклограмма
- •2. Описательная постановка задачи управления
- •2.1. Цель создания асу
- •2.2. Штатные режимы работы локальных су (лсу)
- •2.3. Нештатные ситуации лсу
- •2.4. Декомпозиция задачи
- •3. Средства реализации управления
- •3.1. Обобщенная структура асу гак
- •3.2. Спецификация данных для системы управления второго уровня
- •4. Моделирование процесса управления
- •4.1. Идентификация данных
- •4.2. Разработка основной логико-математической модели
- •5. Моделирование процесса функционирования гау на основе аппарата сетей Петри (сп) Использование аппарата сетей Петри позволит проанализировать корректность составленной модели процесса управления.
- •5.1. Соответствие множества позиций сп множеству входных сигналов Свяжем позиции сети Петри с элементами разработанной математической модели (см. Табл. 5.1).
- •5.2. Соответствие множества переходов сп множеству выходных сигналов Поставим в соответствие переходам сети Петри выходные сигналы (см. Табл. 5.2).
- •5.3. Множества входных и выходных функций сп
- •5.4. Построение сети Петри
- •6. Разработка уточненной математической модели с учетом анализа своевременности поступления сигнала от процесса
- •7. Разработка общего алгоритма управления
- •8. Формирование уточненной архитектуры асу гак: спецификация и обоснование выбора технических средств
- •8.1. Конфигурирование плк. Работа в среде hw-Config по созданию аппаратной конфигурации плк Simatic s7
- •8.2. Средства съема - интеллектуальные датчики
- •8.3. Средства исполнения управления – интеллектуальные узлы
- •8.4. Сетевая архитектура передачи. Проектирование промышленных сетей в среде NetPro
- •8.5. Операторские пункты
- •9. Разработка hmi-интерфейса
- •9.1. Выбор технических средств для реализации hmi-интерфейса
- •9.2. Типовой сценарий hmi-интерфейса
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Тольяттинский государственный университет
Физико-технический институт
Кафедра «Автоматизация технологических
процессов и производств»
Раздел к дипломному проекту
«ГАУ механической обработки деталей типа «Вал»
на тему: «Разработка АСУ ГАУ как АСУ ТП/SCADA. Системная интеграция»
Дипломант______________ Китайкина С.Н.
«_____»____________________200___г.
Содержание:
Введение |
3 | |
1. |
Анализ объекта управления |
4 |
|
1.1. Структура ГАУ |
4 |
|
1.2. Порядок функционирования ГАУ. Циклограмма |
5 |
2. |
Описательная постановка задачи управления |
7 |
|
2.1. Цель создания АСУ |
7 |
|
2.2. Штатные режимы работы локальных систем управления (ЛСУ) |
7 |
|
2.3. Нештатные ситуации ЛСУ |
7 |
|
2.4. Декомпозиция задачи |
9 |
3. |
Средства реализации управления |
11 |
|
3.1. Обобщенная структура АСУ ГАУ |
11 |
|
3.2. Спецификация данных для систем второго уровня. Входные и выходные данные |
13 |
4. |
Моделирование процесса управления |
15 |
|
4.1. Идентификация данных |
15 |
|
4.2. Разработка основной логико-математической модели |
18 |
5. |
Моделирование процесса функционирования ГАУ на основе аппарата Сетей Петри (СП) |
20 |
|
5.1. Соответствие множества позиций СП множеству входных сигналов |
20 |
|
5.2. Соответствие множества переходов СП множеству выходных сигналов |
20 |
|
5.3. Множества входных и выходных функций СП |
22 |
|
5.4. Построение Сети Петри |
23 |
6. |
Разработка уточненной математической модели с учетом анализа своевременности поступления сигналов от процесса |
24 |
7. |
Разработка общего алгоритма |
26 |
8. |
Формирование уточненной архитектуры АСУ ГАУ: спецификация и обоснование выбора технических средств |
27 |
|
8.1. Конфигурирование ПЛК. Работа в среде HW-Configпо созданию аппаратной конфигурации ПЛК SimaticS7 |
27 |
|
8.2. Средства съема – интеллектуальные датчики |
37 |
|
8.3. Средства исполнения управления |
38 |
|
8.4. Сетевая архитектура передачи. Проектирование промышленной сети в среде NetPro |
41 |
|
8.5. Операторские пункты: центральный (РС) и локальный (ОР) |
44 |
9. |
Разработка HMI-интерфейса |
46 |
|
9.1. Выбор технических средств для реализации HMI-интерфейса.SCADA Simatic WIN CC |
46 |
|
9.2. Типовой сценарий HMI-интерфейса |
46 |
Заключение |
49 | |
Список использованной литературы |
50 | |
Приложения |
51 |
Введение
В настоящее время автоматизированные системы управления (АСУ) представляют собой объект активных теоретических исследований, которые позволяют создание моделей комплексной автоматизации процессов, производств и производственных структур. Сегодня единые открытые вычислительные системы управляют распределенными децентрализованными эволюционирующими структурами с ограниченным взаимодействием, способными поддерживать по мере потребностей механизм налаживания новых связей или углублять их взаимодействие. Все необходимые аппаратные средства для таких систем уже созданы. Также для этих целей разработано системо-независимое программное обеспечение. Существуют и успешно применяются пакеты - SCADA-программы (Supervisory Control and Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных), позволяющие обеспечивать двустороннюю связь в реальном времени с объектом управления и контроля, визуализацию информации на экране монитора в любом удобном для оператора виде, контроль нештатных ситуаций, организацию удаленного доступа, хранение и обработку информации. В целом SCADA-пакеты обеспечивают гибкость системы, поддерживая распределенную архитектуру.
Таким образом, создание АСУ ТП, особенно небольших, не является чем-то исключительным, потому как наработаны типовые схемы, схемные и программные решения. Это свидетельствует о том, что автоматизация уже достигла той степени обыденности, что и, например, электрификация. Тем не менее, новые применения или новые решения в этой области всегда привлекают внимание, как, например, разработка АСУ ГАУ как АСУ ТП/SCADA. Это определило цель настоящей работы: построение АСУ ТП в виде определенной цепочки: оператор – управляющий компьютер - управляющие контроллеры – датчики и исполнительные механизмы – объект управления, на основе которой необходимо будет закрепить между аппаратными уровнями выполнение конкретных задач. Так, все функции управления технологическим процессом будут возложены на управляющие контроллеры, компьютер верхнего уровня в этом случае будет только отображать ход процесса, а оператор будет задавать начальные условия технологического процесса и при необходимости корректировать сам процесс.