Содержание
Содержание 3
Введение 4
1 Описание функциональной схемы объекта 5
2 Требования к SCADA системе 7
3 Выбор средств автоматизации 8
3.1 Датчик дифференциального давления 8
3.2 Модуль аналогового ввода 8
3.3 Модуль преобразования интерфейсов 9
3.4 Модуль аналогового вывода 9
3.5 Регулирующий клапан 10
4 Графический интерфейс АРМ оператора 12
4.1 Главная панель 12
4.2 Панель адаптивного регулирования 13
4.3 Архив 13
5 Программное обеспечение АСУ ТП 15
18
6 Составление отчёта 19
7 Проверка работоспособности системы 21
Заключение 22
Список используемых источников 23
Введение
Диспетчерское управление и сбор данных (SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition - система сбора данных и оперативного диспетчерского управления) является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами) в жизненно важных и критичных с точки зрения безопасности и надежности областях. Именно на принципах диспетчерского управления строятся крупные автоматизированные системы в промышленности и энергетике, на транспорте, в космической и военной областях, в различных государственных структурах. SCADA – процесс сбора информации реального времени с удаленных точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления удаленными объектами. Требование обработки реального времени обусловлено необходимостью доставки (выдачи) всех необходимых событий (сообщений) и данных на центральный интерфейс оператора (диспетчера).
Цель работы – создание SKADA-системы для регулирования перепада давления в колонне. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
-
описать объект регулирования;
-
сформировать требования к SKADA-системе;
-
подобрать и сконфигурировать аппаратную часть;
-
создать графический интерфейс оператора;
-
создать программное обеспечение АСУ ТП;
-
проверить систему на работоспособность.
1 Описание функциональной схемы объекта
В ректификационную колонну поступает исходная смесь. После чего начинается нагрев смеси до определенной температуры. При нагревании легкие компоненты всплывают вверх, а более тяжелые оседают вниз.
При давлении выше 500 мм вод. Ст. и сравнительно небольшом сопротивлении колонны изменения давления в кубе столь значительны, что чувствительность регулятора будет недостаточной для осуществления высококачественного регулирования. В этом случае вместо регулятора давления в кубе колонны применяют регулятор перепада давления ∆P в верхней и нижней части колонны, как показано на рисунке 1, путём изменения расхода теплоносителя кипятильника.
Рисунок 1. Схема регулирования перепада
давления в колонне: 1 – ректификационная
колонна; 2 - кипятильник
Система автоматизированного регулирования перепада давления в колонне включает:
-
Объект управления – ректификационная колонна, кипятильник;
-
Измерительно-управляющую часть, в которую входят датчики, исполнительные устройства, микропроцессорные устройства и пульт управления.
Структурная схема регулирования перепада давления изображена на рисунке 2.
- X –входная величина (задание значения перепада давления 0,5МПа);
- Y - регулируемая (выходная) величина;
- ε - ошибка рассогласования, отклонение значений регулируемой величины от задания;
Wp(p) – передаточная функция регулятора (ПИД);
Wpо(p) – передаточная функция регулирующего органа (принимаем равной 1);
Wоб(p) – передаточная функция объекта управления.
Структура аппаратных средств ректификационной колонны представлена на рисунке 3.
Рисунок 3
Для получения информации о состоянии контролируемого параметра используется датчик дифференциального давления. SCADA – система принять сигнал с этого датчика и обработать его, но ЭВМ не может работать с токовым сигналом, а следовательно его нужно привести к понимаемому машиной виду – оцифровать. Для этого между датчиком и ЭВМ ставится согласующее устройство (АЦП в простейшем случае). На ЭВМ вместе со значением регулируемого параметра подаётся и требуемое значение данного параметра, т.е. уставка. Исходя из полученных данных и заложенной программой ЭВМ вырабатывает управляющее воздействие, которое должно передаваться на рабочий орган (клапан). Для преобразования цифрового сигнала с ЭВМ в аналоговый сигнал, воспринимаемый клапаном, требуется также устройство согласования (ЦАП). В зависимости от полученного сигнала клапан принимает то или иное положение, меняя тем самым расход теплоносителя.