Перечень технологических параметров отображаемых на мониторе АРМ оператора, рабочих диапазонов технологических параметров, задаваемых с панели оператора или с пульта АРМ оператора, разработаны при проектировании прикладных программ АСУ и будут уточнены в процессе выполнения пусконаладочных работ.

Все органы индикации и управления АСУ подразделяются на основные и вспомогательные. Основные органы управления механизмами установки в дистанционном режиме работы, реализованы с помощью сенсорной панели оператора OP, расположенной на двери шкафа ШУ (операторская), функции визуализации технологического процесса реализованы в АРМ оператора (операторская).

К числу основных органов индикации и управления АРМ оператора относятся:

-  видеомонитор пульта АРМ оператора;

-  клавиатура и манипулятор “мышь” АРМ оператора.

Экран монитора АРМ оператора обеспечивает:

-  отображение текущих значений эксплуатационных и технологических параметров на мнемосхемах технологического процесса;

-  отображение графика текущего изменения выбранных оператором параметров технологического процесса;

-  приоритетное отображение сообщений предупредительной и аварийной сигнализации;

-  отображение сообщений о приеме и исполнении команд управления технологическим оборудованием (режим управления, рабочее состояние, положение, скорость вращения и пр.); 

-  отображение архивных эксплуатационных данных за требуемый период в цифровой или графической форме.

Клавиатура и манипулятор “мышь” АРМ оператора обеспечивает:

-  управление режимами отображения (переключение мнемосхем, выбор цифровой или графической форм представления информации, задание режимов просмотра архивных данных и т.п.);

-  подтверждение (квитирование) приема сообщений предупредительной и аварийной сигнализации;

-  изменение заданных технологических параметров работы установки;

-  изменение при необходимости взаимных блокировок между исполнительными механизмами.

Вспомогательные органы индикации и управления АСУ включают в себя световые индикаторы на модулях контроллера и станций распределенного ввода/вывода ЕТ200М, модулях УСО и активных компонентах коммуникационной подсистемы.

Вспомогательные органы индикации и должны использоваться персоналом службы автоматики установки в исключительных ситуациях: при отладке, диагностике или тестировании и поиске неисправностей оборудования АСУ.

4.2Стандартизация и унификация компонентов

Для упрощения эксплуатации, ремонта и сопровождения, а также перспективного наращивания и модификации компоненты АСУ имеет открытую архитектуру, строится по магистрально-модульному принципу, обладает гибкостью и совместимостью со стандартными программно-техническими средствами смежных комплексов и систем. Унификация компонентов базируется на международных стандартах и охватывает как аппаратные, так и программные средства (соглашения о связях, протоколы, интерфейсы и т.д.).

Выбор стандартов, закладываемых в основу АСУ, удовлетворяет следующим условиям:

-  наличие открытой документации на все уровни обеспечения;

-  сокращение объема прикладного программирования, соответственно, и сроков проектирования;

-  исключение монополизма производителей аппаратуры за счет применения взаимозаменяемых и совместимых изделий, хорошо освоенных в серийном производстве различными зарубежными и отечественными фирмами;

-  обеспечение гибкости и живучести комплекса при сбоях и отказах его отдельных компонентов;

-  обеспечение возможности перспективного наращивания комплекса в дальнейшем;

-  снижение затрат на ввод в действие, эксплуатацию, ремонт и сопровождение комплекса.

Все серийные изделия АСУ имеют сертификаты Госстандарта Российской Федерации.

4.3Электромагнитная совместимость, меры по снижению и подавлению наведенных помех

В связи с высокой скоростью обработки информации электронными коммуникациями и низким  напряжением обрабатываемых сигналов проведены специальные мероприятия по обеспечению электромагнитной совместимости (ЕМС) при изготовлении шкафов НКУ и ПУ1/ АРМ оператора и ПУ2/ИС и сервера:

-  пространственное разделение внутри шкафов сигнальных и силовых проводов;

-  надежное соединение всех металлических частей корпуса шкафов НКУ и пультов с шиной выравнивания потенциала XPE;

-  использование гасящих цепей для всех катушек реле и контакторов в шкафах НКУ;

-  использование для сигнальных аналоговых цепей монтажных проводов и кабелей с парной скруткой в экране;

-  прокладка сигнальных проводников вблизи заземленных элементов конструкции шкафа НКУ.

При прокладке сигнальных кабелей от датчиков и преобразователей сигналов полевого уровня к модулям ввода/вывода контроллера ПЛК и станциям распределенного ввода/вывода ЕТ200М приняты меры к снижению и подавлению наведенных электромагнитных помех:

-  для подключения датчиков КИПиА и преобразователей аналоговых сигналов к модулям контроллера ПЛК и станций ЕТ200М использованы экранированные кабели с “витой парой” типа КУПЭВ с обязательными соединениями обоих концов экранирующей оплетки  сигнального кабеля  с заземлением “под болт” (например, - с массой шкафа НКУ). Если между концами кабеля имеется разность потенциалов, то по экрану кабеля может протекать ток, что может приводить к появлению помех в аналоговом сигнале. В таком случае экран следует заземлять только с одной стороны кабеля;

-  для подключения датчиков и преобразователей дискретных сигналов к входным модулям контроллера ПЛК и станций ЕТ200М использованы экранированные кабели типа КВВГЭ с обязательными соединениями обоих концов экранирующей оплетки  сигнального кабеля заземлением “под болт” (например, - с массой шкафа НКУ);

-  не допускается использование жил одного и того же кабеля (общего кабеля) для  входных/выходных сигналов (аналоговых 4-20 мА или дискретных =24 В ) и силовых электрических цепей или сигнальных цепей с напряжением ~380В, ~220 В;

-  общие трассы прокладки для силовых и сигнальных кабелей по возможности минимизированы. При прокладке кабелей в корпусе газоочистки необходимо следить за разделением управляющих, сигнальных, информационных и силовых кабелей с различными сигналами и уровнями напряжения путем прокладки их на разных полках, в трубах, уровнях и под разными углами;

Шкаф контроллера ПЛК (ШУ), шкафы управления со станциями распределенного ввода/вывода (ЕТ/1Щ, ЕТ/2Щ, СУРФ1…4, ШУД1,2, ШМУ1,2, шкафы ШК1,2, пульт АРМа оператора соединены между собой медным проводником ПВ2 1х10 мм2 для выравнивания потенциала через заземляющие шины XPE, установленные в них. Хорошие экранирующие свойства достигаются использованием контактных зажимов с большой площадью и хорошей проводимостью.

4.4  Электробезопасность

При проектировании электрооборудования комплекса учтены “Правила устройства электроустановок” (ПУЭ), “Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электроустановок потребителей”.

Требования к  безопасности  средств вычислительной техники, используемых в системе, соответствуют требованиям ГОСТ 25861-83.

Подключение всех устройств пультов ПУ1/АРМ оператора и ПУ2/ИС к сети электропитания осуществляется через розетки с заземляющими контактами  в соответствии с DIN 49440.

Все внешние элементы технических средств комплекса, находящиеся под напряжением, имеют защиту от случайного прикосновения, а сами технические средства - имеют защитное заземление в соответствии с ГОСТ Р 50571.21-2000 и ПУЭ.

Токопроводящие корпуса и каркасы, а также защитные экраны кабелей должны быть подключены к единому контуру заземления в точках, указанных проектной документации.

Заземлению подлежит в соответствии с требованиями ТИ4.25088.17001 “Монтаж систем автоматизации” и ГОСТ Р 50571.21-2000 следующее электрооборудование установки:

-  корпуса шкафов ШП, ШК1, ШК2, ЕТ/1Щ, ЕТ/2Щ, СУРФ1…4, ШУД1,2, ШМУ1,2, пульты АРМ оператора и инженерной станции;

-  металлические корпуса приборов КИПиА и датчиков полевого уровня;

-  исполнительные механизмы;

-  соединительные и протяжные коробки; трубы и лотки.

Защита от коротких замыканий силовых и оперативных электрических цепей осуществляется автоматическими выключателями или  предохранителями, согласно ГОСТ Р 50571.5-94 ( МЭК 364-4-43-77).

5Аппаратные средства и программное обеспечение

В соответствии с назначением и целями создания АСУ ее функциональная структура включает в себя три иерархических уровня.

Для обеспечения современного технического уровня и выполнения вышеизложенных требований для создания перепрограммируемой (гибкой) и надежной  системы АСУ средний и верхний уровни реализованы в основном на аппаратных средствах и программном обеспечении фирмы SIEMENS.

Программное обеспечение АСУ включает в себя необходимые средства для организации процессов управления, измерения, обработки, отображения и архивирования получаемых данных, а также сетевого взаимодействия.

Требования, предъявляемые к компонентам системного и прикладного программного обеспечения, различаются в соответствии с функциональными особенностями среднего и верхнего иерархических уровней АСУ.

5.1           Аппаратные средства нижнего уровня

Нижний уровень АСУ составляют периферийные (полевые) датчики и приборы КИПиА, коммутационная аппаратура, источники питания, аппаратные органы управления и индикации, схемы управления исполнительными механизмами.

Для согласования входных и выходных каналов программируемого контроллера (по уровням напряжения и тока) со схемами управления механизмами используются промежуточные реле фирмы Finder.

Все метрологические характеристики измерительных приборов КИПиА оговорены в технических условиях при поставке приборов и их метрологическая аттестация в составе АСУ при пусконаладочных работах не предусматривается.

Все преобразователи аналог-цифра и цифра-аналог, входящие в состав АСУ, проверяются и аттестуются изготовителем, которым гарантируется точность не менее 0,1%-0,25%, что превосходит собственную точность измерителей. Поэтому дополнительной погрешностью, вносимой преобразователями, можно пренебречь, и их метрологическую аттестацию проводить не следует. Исправность работы преобразователей аналогового ввода-вывода проверяется в цикле работы. Сигнал неисправности предусматривается. Должно быть обеспечена сигнализация неисправности модулей ввода-вывода и блокировка работы системы при обнаружении этих неисправностей.

5.2           Компоненты среднего уровня

Средний уровень АСУ образуют программно-технические средства контроллера SIMATIC S7-400 со станциями ЕТ200М (фирмы SIEMENS).

Программируемый контроллер SIMATIC S7-400 предназначен для решения задач автоматического управления средней  и высокой степени сложности с быстрой обработкой оперативной информации, имеет малое время цикла выполнения рабочей программы. Центральный процессор CPU 416-3DP контроллера исполняет прикладную программу пользователя и обменивается информацией с другими абонентами контроллера.

Набор встроенных функций, диагностика, парольная защита, удобная система подключения внешних цепей, отсутствие ограничений на порядок установки модулей позволяют создавать многообразные конфигурации систем управления. Высокая вычислительная мощность, комплексный набор команд, широкий спектр модулей ввода/вывода, центральных процессоров CPU, коммуникационных процессоров CP, наличие MPI, Ethernet, Profibus DP, Modbus интерфейсов и способность работать в локальных вычислительных сетях делают контроллер SIMATIC S7-400 исключительно мощным и универсальным.

С целью экономии контрольного кабеля и уменьшения влияния помех при передаче информационных и управляющих сигналов на и от полевых станций ЕТ 200М (СУРФ1…4 установлены на отметке +20.400), ЕТ200М (ШУД1,2, ШМУ1,2 устанавливаются на отметке 0.000) корпуса газоочистки.

Связь программируемого контроллера ПЛК с полевыми станциями распределенного ввода/вывода ЕТ200M (ЕТ/1Щ, ЕТ/2Щ, СУРФ1…4, ШУД1,2, ШМУ1,2), панелью оператора OP и ПЧ секторных затворов осуществляется по сети Рrofibus DP.

Связь программируемого контроллера ПЛК с модулями Sepam 1000+  управления и защиты дымососов осуществляется по сети Modbus.

Контроллер ПЛК с полевыми станциями ЕТ200М обеспечивает выполнение следующих функций:

-  аналого-цифровое преобразование и циклический опрос нормированных электрических сигналов от аналоговых датчиков - измерителей физических параметров;

-  циклический опрос дискретных электрических сигналов типа “сухой контакт”;

-  первичную обработку результатов измерения (масштабирование, усреднение и фильтрация, градуировка с интерполяцией по стандартным или заданным таблицам);

-  программную реализацию заданных законов управления и регулирования с необходимыми блокировками между исполнительными механизмами;

-  прием от верхнего уровня, проверка корректности и отработка данных настройки и задающих воздействий для контуров автоматического регулирования и управления

-  формирование нормированных дискретных управляющих сигналов и передача их к исполнительным механизмам и агрегатам;

-  контроль выхода выделенных технологических параметров за диапазоны нормальной работы, задаваемые в виде таблиц уставок;

-  формирование предупреждающих и аварийных сигналов, своевременную передачу этих сигналов на верхний уровень;

Далее поток информации от датчиков, органов управления, релейно-контакторных схем управления приводов обработанный в контроллере ПЛК, поступает на вход системы SCADA АРМ оператора, которая осуществляет  визуализацию текущих технологических параметров процесса, состояние механизмов и агрегатов, режимов управления и пр. На этом уровне оператором принимаются тактические решения, прежде всего направленные на поддержание стабильности технологического процесса.

5.2.1    Характеристика измерительных каналов контроллера

Точностные характеристики каждого измерительного канала контроллера определяются совокупностью следующих факторов:

-  классом точности первичного датчика/преобразователя технологического параметра;

-  интенсивностью и спектральными свойствами электромагнитных помех, наведенных по трассе прокладки сигнальных кабелей;

-  длиной разрядной сетки и собственными шумами модулей АЦП, используемых в контроллере  ПЛК и в полевых станциях ЕТ200М;

-  точностью задания и представления таблиц градуировки;

-  разрядностью представления данных в контроллере ПЛК.

Результирующая погрешность измерительных трактов ПЛК и полевых станций ET200M не превышает 0,5%.

Измерительные датчики и преобразователи электрических сигналов, устанавливаемые на технологическом оборудовании, имеют класс точности не ниже 0,2 по ГОСТ 8.401-80 и соответствуют техническим условиям их производителей. В случае если класс точности первичного преобразователя, установленного на технологическом оборудовании, ниже, чем 0.2, индивидуальная результирующая погрешность представления данного параметра комплексом может превышать величину, указанную в Техническом Задании.

 Допускается подключение дополнительных контрольно-измерительных приборов в цепи входных сигналов тока 4–20 мА последовательно с УСО контроллера. Входное сопротивление каналов измерения токовых сигналов УСО, а также дополнительно подключаемых контрольно-измерительных приборов КИПиА, не должно превышать 0,5 кОм. Дополнительные контрольно–измерительные приборы, подключаемые при необходимости к трактам сигналов тока 4-20мА, не должны вносить собственных искажений в измеряемые сигналы.

Для подавления помех и синфазных составляющих допускается установка на кроссовых колодках контроллера дополнительных согласующих элементов (стабилитронов, резисторов, конденсаторов).

При необходимости установки на кроссах пассивных RC фильтров вносимые ими искажения характеристик измерительных трактов в актуальном диапазоне частот не должны превышать 0,1%.

Входные каналы УСО для ввода аналоговых сигналов 4–20мА имеют дифференциальную схему подключения с гальванической развязкой от контроллера PLC и от полевых станций ET200M. Предельные уровни синфазных составляющих при дифференциальном подключении этих сигналов, измеряемые относительно заземления на шкафах НКУ, не должны превышать 4В. Возможно подключение датчиков по двух проводной  схеме подключения, так и по четырех проводной схеме подключения. При необходимости допускается использование однопроводных схем подключения с общим сигнальным заземлением.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5