Автоматизация котельной

 

Для управления процессом  производства перегретого водяного пара была создана система, в состав которой входят: компьютер, связанный  с ним микропроцессорный контроллер МФК1500, два модуля ввода аналоговых сигналов AIG16, модуль ввода дискретных сигналов DI16 и модуль вывода дискретных сигналов DO32.  На рисунке 9 изображена полученная структура системы.

Рис. 9 Структура системы

 

 

4.2 Дерево объекта

 

В дереве системы настраиваются элементы проекта, которые отвечают за распределение выполняемой задачи между имеющимися компонентами. В программе реализована возможность производить распределенное управление технологическим процессом, что предусматривает использование нескольких компьютеров для вычислений (пересчета функциональных блоков) и обмена данными с аппаратными средствами (с помощью ОРС серверов). Кроме того, в MasterSCADA реализована возможность взаимодействия с внешними базами данных, посредством так называемых БД-коннекторов. Размещение в проекте компьютеров, подключение БД-коннекторов и ОРС серверов - этапы создания системы управления, выполняемые в дереве cистемы. 

Структуру объекта будем создавать в дереве объектов. Для этого представим наш объект в виде одной секции, имеющей имя “Котельная”, с двумя подобъектами “Деаэратор” и “Котёл”. Таким образом дерево объекта выглядит следующим образом:

Рис. 10 Структура дерева объекта

Данные подобъекты   имеют свои определённые наборы значений – датчиков, событий, расчётов  и регулирующих клапанов. В качестве примера рассмотрим переменную “ Давление в головке деаэратора” в подобъекте “Деаэратор”. В аналоговом модуле входов Scada система принимает значение, поступающее на вход данной переменной с датчика. Далее это значение отображается на стрелочном приборе.

В структуру объекта входят следующие датчики: датчики температуры, датчики расхода, датчики уровня, датчики давления, концентраторомеры и датчики погасания пламени.

Так же в структуру объекта  входят события, предупреждающие о  выходе одного из контролируемых параметров за пределы допустимого диапазона.

В качестве примера рассмотрим событие, предупреждающее о том, что уровень в колонне синтеза  вышел за пределы допустимых значений. Условие включения события отображается во вкладке формула:

 

Рис. 11 Формула события

При срабатывании этого события  происходит выдача сообщения на экран  оператора:

 

 

 

 

 

 

Рис. 12 Сообщение оператору при выходе уровня за границы

Так же в данном проекте предусмотрена  система трендов. Тренд - отображение графиков изменения данных технологического процесса с течением времени. В MasterSCADA совмещен просмотр архивных (исторический тренд) и текущих (тренд реального времени) данных на одном графике. С помощью кнопок можно добавлять, изменять и удалять тренды для Объекта. Для того, чтобы значения переменной Объекта появились в тренде достаточно "перетащить" ее из дерева объектов в окно тренда. Рассмотрим на примере тренда уровня и температуры  в деаэраторе. Для создания тренда выделяем объект, переходим на вкладку тренды, в нижнее поле переносим интересующие значения.

Рис. 13 Тренд уровня и температуры в деаэраторе

 

 

 

4.3 Мнемосхема

 

На основе созданной нами структуры  объекта была построена мнемосхема процесса производства перегретого водяного пара, один из фрагментов которой имеет следующий вид:

Рис. 14 Мнемосхема фрагмента процесса производства перегретого водяного пара

 

При включении всего процесса, все трубопроводы изменяют свой цвет, а деаэратор приобретает имитацию уровня. Данные изменения говорят  о том, что эти элементы находятся  в рабочем режиме. Режим клапанов может устанавливаться вручную  путем нажатия правой кнопки мыши на элементе и выбора соответствующего параметра. Рядом с воздуходувкой  и насосом расположены кнопки включения, обеспечивающие удобство управления данным оборудованием.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Объект в MasterSCADA - это основная единица разрабатываемой системы, соответствующая реальному технологическому объекту (цеху, участку, аппарату, датчику и т.п.), управляемому разрабатываемой с помощью MasterSCADA системой. С другой стороны, это и традиционный с точки зрения программирования объект, обладающий стандартными для программных объектов качествами.

       Объект имеет набор свойств и документов, которые жестко связаны с ним. Свойства объекта – это, например, период опроса и способ обработки сигналов от его датчиков. Документы объекта – его изображение, описание, чертеж, перечень сообщений и т.п. В MasterSCADA нет просто тренда, рапорта или мнемосхемы: каждый документ в разрабатываемой системе всегда относится к какому-либо объекту, являясь его свойством.

       По умолчанию все настройки наследуются от «родительского» объекта. Каждый объект имеет множество настроек. Такое обилие могло бы потребовать от разработчика системы выполнения огромного количества действий. Но так как для разных объектов их список в основном одинаков, то все настройки можно сделать только один раз. Все подчиненные объекты автоматически воспримут настройки «родительского» элемента, то есть «унаследуют» их. Исключение будут составлять только те настройки и только у тех элементов, которые разработчик изменил сам.

В данном проекте была разработана  автоматизированная система диспетчерского контроля и управления деаэратора, используемого в производстве пара с использование системы MasterSCADA. Была выполнена визуализация всех параметров и потоков, относящихся к данному объекту. На рисунке 3 представлена мнемосхема деаэратора.

Рис. 3. Мнемосхема деаэратора

 

Заключение

 

В соответствии с заданием в курсовом проекте были рассмотрены  следующие вопросы: технология производства перегретого водяного пара, автоматизация деаэратора и парового котла на основе современных средств автоматизации.

АСУТП  выполнена на базе модульного технологического контроллера МФК 1500  производства группы компаний «Текон». Данный процессор удовлетворяет все требования схемы автоматизации, является современным, предоставляет разработчику возможность использования программной среды ISaGRAF.

Разработана схема автоматизации, составлена подробная спецификация на приборы.

Составлены принципиальная схема  электропитания и схема  внешних проводок. Для каждой схемы  составлена спецификация.

Разработана автоматизированная система диспетчерского контроля и  управления деаэратором при помощи системы MasterSCADA.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников информации

 

1. Постоянный технологический регламент производства перегретого водяного пара на предприятии ОАО «ТольяттиАзот» г. Тольятти
2. Проектирование автоматизированных систем: методические указания к практическим занятиям для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств» / Сост.: Е.В.Ерофеева; Ивановский государственный химико-технологический университет. – Иваново, 2009. – 48с.
3. Системы контроля и регулирования на базе агрегатных комплексов СТАРТ-2 и АКЭСР-2. Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Технические средства автоматизации» для студентов дневного и заочного обучения специальности 220301 / Сост.: А.П.Самарский; Ивановский государственный химико-технологический университет. – Иваново, 2008. – 32с.
4. www.tecon.ru – сайт компаний «Текон»