21

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт Кибернетики

Направление Автоматизация и управление

Кафедра Автоматики и Компьютерных Систем

Отчет по курсовой работе по дисциплине АИУС

«Программное обеспечение АСУ ТП, реализованной на базе контроллера КРОСС-500»

Выполнил студент гр.8А91 _______ _______ Климашин В.В.

Проверил доцент _______ _______ Скороспешкин В.Н.

Томск – 2013

Задание

1. Изучить промышленный микропроцессорный контроллер КРОСС-500 и типовые структуры систем автоматизации, выполненные на базе контроллера.

2. Изучить программный пакет ISaGRAF и языки программирования.

3. Изучить пакет MasterSCADA, предназначенный для визуализации процесса управления.

4. Изучить параметры настройки ОРС – сервера контроллера КРОСС-500.

5. Составить программу на языке программирования FBD для микропроцессорного контроллера, обеспечивающую выполнение функций:

• аналоговое регулирование по ПИД закону.

• сигнализация по верхнему предельному значению.

6. Составить программу на базе MasterSCADA для операторской станции, обеспечивающую визуализацию процесса контроля, регулирования и сигнализации. Выполняемые операторской станцией функции:

• Отображение значения регулируемого параметра, ошибки и задания в виде значения.

• Отображение в графическом виде значения регулируемого параметра, ошибки и задания.

• Тренд реального времени регулируемого параметра.

• Сигнализация о выходе за допустимые пределы регулируемого параметра путем изменения цвета выбранной формы.

• Изменение значений задания и параметров настройки регулятора, используя команды.

7. Произвести настройку OPC-сервера и осуществить проверку работоспособности разработанных программ на учебном стенде. Модель объекта управления набирается на аналогово-вычислительном комплексе АВК – 6. Объект управления моделируется с помощью звена второго порядка.

Таблица 1

№ варианта	Тип контроллера	Перечень функций, выполняемых контроллером	Язык программирования контроллера	Перечень функций, выполняемых операторской станцией
1	КРОСС 500	Аналоговое регулирование по ПИД закону, сигнализация по верхнему и нижнему предельным значениям	FBD	Задание уставки и параметров регулятора. Тренд реального времени, цифровые значения регулируемого параметра, изменение цвета выбранной формы при выходе параметра за установленные пределы

Содержание

3

1.Описание микропроцессорного контроллера КРОСС. 5

1.1Назначение и область применения контроллера. 5

1.2Основные возможности контроллера 6

1.3Модули котроллера 7

1.4Надежность контроллера 8

1.5Состав и технические характеристики контроллера 8

2.Типовые структуры АСУ ТП. 13

2.1Процессорная структура. 13

2.2Микроконтроллерная структура. 14

Введение

В настоящее время перед организациями, эксплуатирующими сложные технические объекты и системы, все чаще встает проблема обеспечения полноценного контроля и эффективного управления ими. Это в полной мере решается использованием автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Современная автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) позволяет организовать работу в соответствии со всеми современными требованиями по уровню качества управления производственным процессом.

АСУ ТП отличается от традиционных систем тем, что обеспечивает комплексную автоматизацию технологических операций на всем производстве или отдельном участке, выпускающем относительно завершенный продукт.

Системы АСУ ТП охватывают широкий спектр технологических процессов: от управления отдельным оборудованием до комплексной автоматизации цехов и предприятий.

Автоматизированная система управления и контроля позволяет управлять технологическим процессом, поддерживать оптимальный режим работы технологических аппаратов и учета промежуточных данных, формировать и выдавать отчетную и архивную документацию, проводить диагностику измерительного оборудования [6].

АСУ ТП применяются в различных областях промышленности:

• системы управления на транспорте;

• добыча и транспортирование нефти и газа;

• телекоммуникации и связь;

• производство и учет электроэнергии;

• приборы и станкостроение;

• металлургия;

• лабораторно-измерительные системы;

• системы специального назначения.

Основные функции АСУ ТП:

• автоматический контроль параметров технологического процесса;

• сравнение измеренных значений с заданными параметрами и формирования сигналов управления;

• отображение хода технологического процесса в виде графиков, мнемосхем;

• оперативное ручное и автоматическое управление;

• формирование сигналов аварийного отключения при возникновении аварийной ситуации.

Построение АСУ ТП на основе концепции открытых систем требует системной интеграции, подразумевающей, что аппаратно-программные средства различных фирм-производителей совместимы снизу доверху и комплексную проверку всей системы  обеспечивает на своем стенде фирма-интегратор, которая по спецификации заказчика подбирает все необходимое оборудование и программное обеспечение.

Как правило, АСУ ТП предприятия представляет собой двухуровневую систему управления.

На нижнем уровне расположены контроллеры, обеспечивающие первичную обработку информации, поступающей непосредственно с объектов управления, и отслеживающие нарушения технологического процесса, так называемые аварийные состояния. Обычно контроллеры не имеют средств визуализации, кроме локальных средств индикации малой информационной емкости, и средств взаимодействия с оператором. Основу ПО контроллеров составляют программы на технологических языках типа языка релейно-контактных схем.

На верхнем уровне АСУ ТП размещаются мощные компьютеры, выполняющие функции серверов баз данных и рабочих станций и обеспечивающие хранение и анализ всей поступившей информации за любой заданный интервал времени, а так же визуализацию информации и взаимодействие с оператором. Основой ПО верхнего уровня являются пакеты SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).

АСУ ТП могут включать в себя отдельные системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс.

  Широкое применение АСУ ТП обусловлено быстрым и качественным сбором данных, обеспечением непрерывного поступления информации для обработки в центральном компьютере за счет локальных модулей связи в системе, возможностью управления оборудованием при сбоях работы центрального пульта с помощью микропроцессоров в каждом из звеньев цепи [6].

Темой данного курсового проекта является программное обеспечение системы контроля, регулирования и визуализации АСУТП, реализованной на базе контроллера КРОСС-500. В ходе работы будет изучен микропроцессорный контроллер КРОСС-500 и типовые структуры систем автоматизации, выполненные на базе данного контроллера. Также в ходе выполнения курсового проекта будут изучены пакеты ISaGRAF и MasterScada, изучены параметры настройки ОРС-сервера контроллеров. Будет составлена программа на базе MasterScada для операторской станции, которая будет обеспечивать визуализацию процесса контроля. После выполнения произведем проверку работоспособности разработанной программы.