4 Разработка информационного обеспечения асутп
4.1 Разработка алгоритмов управления
Общий алгоритм управления и алгоритм аварийного управления, разработанные в ходе проектирования и предназначенные для облегчения задач написания программ управления, представлены на листе ДП-2068998-А1-25-00.00.000.Д (Алгоритм управления) графической части проекта и на рисунке 7.1.
Общий алгоритм управления дает представление о последовательности реализуемых действий, его особенность – наличие параллельных процессов. В начальном состоянии (блок 01) – программируемый контроллер выключен, АРМ оператора включена и работает под управлением ОС Windows XP. Следующие далее ветви параллельных процессов (учет независимости включения ПК и запуска ПО) описывают этапы инициализации системы. После включения ПК (блок 2),выполняется подпрограмма его инициализации (блок 3) и, в случае неисправности (блок 4) выдается сообщение о сбое (блок 6) с остановкой процесса инициализации системы. При успешной инициализации, ПК переходит в режим готовности (блок 5), ожидая установления связи с верхним уровнем. Блоки 8-12 описывают процесс запуска программного обеспечения АСУ ТП на АРМ. В случае успешного завершения теста и установления связи с ПК, на экран АРМ выводится признак готовности системы к работе (блок 13) – вывод главного экрана интерфейса оператора с основным меню. После этого система переходит в режим ожидания команды оператора (блок 14). Введенную команду система распознает (блок 15) и при ее успешной идентификации (блок 16) выдает команду на загрузку соответствующей программы (блок 18), иначе выводит сообщение оператору (блок 17) и ожидает следующей команды.
Рисунок 4.1. Алгоритмы управления
В блоке 18 происходит выбор режима работы F. Если F=1, то осуществляется переход в режим наладки. В данном режиме осуществляется комплексная настройка системы управления, ее диагностика, отработка функций управления, проверка полноты и качества срабатывания блокировок аварийной защиты и пр. F=2 соответствует переходу в дистанционный режим атмосферной перегонки. В данном режиме осуществляется запуск атмосферной перегонки, эксплуатация. Отметим, что из этого режима при налаженной работе блока можно перейти в автоматический режим атмосферной перегонки.
Рассмотрим более подробно предопределенный процесс автоматического режима атмосферной перегонки. В начале работы опрашивается датчик температуры вверху ректификационной колонны (блок 24), если температура равна заданному значению (блок 25), то система опрашивает следующий датчик, если же есть отклонения от заданной температуры, происходит ПИД-регулирование и выдача необходимого воздействия (блок 27), после этого опрашивается датчик уровня колонны (блок 28). Если значение удовлетворяет заданным параметрам (блок 29), переход к следующему датчику, если же уровень принимает предельно максимальное или минимальное значение, происходит предаварийное оповещение, сигнализация (блок 30) и останов насосов (блок 31). При нормальном течении процесса, опрашиваются датчики температуры на выходе ХВК (блок 33), если температура не соответствует заданным значениям (блок 34), осуществляется ПИД-регулирование (блок 35) и вывод выходного воздействия на двигатели (блок 36). Далее опрашивается датчик давления в емкости (блок 37), если параметры не соответствуют уставкам (блок 38), осуществляется воздействие на запорно - регулирующие клапаны (блок 40), при достижении максимального или минимального значения, срабатывает предаварийная сигнализация (блок 39). Следующими опрашиваются датчики уровня и перепада уровня в емкости (блок 44), если существуют отклонения от заданного уровня (блок 45), осуществляется ПИД-регулирование (блок 50) и выдача выходного воздействия на соответствующие клапаны (блок 51) и двигатели моторов (блок 47). При минимально допустимом уровне в емкости, срабатывает предаварийная сигнализация (блок 46) и останов насосов. При нормальном ходе процесса программа осуществляет следующий опрос датчиков по той же схеме.
Рассмотрим подпрограмму ПИД-регулирования. В начале подпрограммы происходит обнуление начальных значений интеграла и ошибок (блок 57). Затем считывается значение управляемого параметра (блок 58) и вычисление отклонения (блок 59). Затем вычисляются пропорциональная (блок 61), интегральная (блок 64) и дифференциальная (блок70) составляющие управляющего воздействия (блок 72). После этого осуществляется выходное воздействие (блок 73). Для дальнейшего процесса необходимо переопределение переменных (блок 74) и согласование быстродействия (блок 75).
На схеме алгоритмов изображена программа управления насосными агрегатами с опросом основных датчиков. Рассмотрим этот алгоритм подробнее. В начале программы происходит опрос датчика давления на выкиде насоса (блок 78), если значение удовлетворяет необходимым параметрам (блок 79) происходит опрос следующего датчика, в противном случае выдается сигнализация (блок 80). Следующим опрашивается датчик уровня в бачке затворной жидкости (блок 81), если значение удовлетворяет заданному (блок 82), переход к опросу следующего датчика, если нет, то выдача сигнализации по месту и в операторную (блок 83) и останов насоса при критически минимальном значении (блок 84) . Далее происходит опрос датчика температуры подшипников насоса (блок 85). При достижении максимально значения выдается оповещение (блок 87) и останов насоса (блок 88). При нормальном течении процесса программа осуществляет следующий опрос датчиков по той же схеме.