Разработка АСУ ТП Центрального пункта сбора и подготовки нефти

Процессорный блок  выбирается из следующих характеристик:

• максимальное число обрабатываемых входов/выходов;
• время машинного цикла;
• размер ПЗУ и ОЗУ;
• потребляемая мощность.

Из перечисленных выше контроллеров выбираем контроллер фирмы Allen-Bradley SLC-5/03 каталожный номер 1747-L532.

 Характеристики процессорного  блока SLC-5/03:

• память программ – 12К слов;
• дополнительное хранение данных – до 4К слов;
• максимальная ёмкость входов – 4096 дискретных входов;
• максимальная ёмкость выходов – 4096 дискретных выходов;
• максимальное число локальных шасси/слотов – 3/30;
• время сканирования программы Кслов – 1 мс (среднее);
• время сканирования Вх/Вых 0,225 мс (среднее).

 

3.3.2 Выбор модулей ввода/вывода

 

Для того что бы осуществить  выбор модулей нам необходимо заранее знать сколько будет  сигналов для этого составим таблицу  КИПиА. Таблица КИПиА представлена в приложение Б.

Выбор модулей ввода/вывода осуществляем на основе количества и  типа сигналов [12]:

• дискретные входные сигналы – 66;
• дискретные выходные сигналы – 34;
• аналоговые входные сигналы – 52.

Конфигурвция контроллера, выбор  модулей  и энергопотребление  представленна в таблице 3.1.

 

Таблица 3.1 – Конфигурация контроллера и энергопотребление

Модель шасси	№ слота	Каталожный номер	Источник питания 5В	Источник питания 24В	Описание
1746-A10	0	1747-L532	0,500	0,175	Процессор SLC
	1	1746-IB32	0,106	0	Входные дискретные модули
	2		0,106	0
	3	1746-OB32	0,190	0	Выходные дискретные модули
	4	1746-IO4	0,030	0,025	Комбинированные дискретные модули Вх/Вых
	5	1746-NI16I	0,125	0,075	Аналоговые входные  модули
	6		0,125	0,075
	7		0,125	0,075
	8	1746-NI4	0,025	0,085
	9	Резерв
	Итого	I, А	1,332	0,51
	БП	I, А	5	0,96	1746-Р2
	Запас	I, А	3,688	0,45

 

После того как мы осуществили  выбор модулей ввода/вывода необходимо распределить сигналы КИПиА по модулям. Таким образом составляем таблицу RTU приложение В.

Формат слова   инициализации  аналоговых модулей приведен в   таблице 3.2.   

 

                                                                 

Таблица 3.2 – Формат слова инициализации

№ бита	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
Знач Бита	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	1	1	0	0
	Не используются				Работа канала	Использованная частота  фильтра			Ноль при обрыве		Масштабирование ПИД  инструкций			Входной сигнал      4-20мА

 

Формат управляющего слова : 0000100000001100B=2060D.

Поскольку нам не известен род наводимых помех, то частотный  фильтр не используем, к тому же он многократно  затягивает обработку входного сигнала.

 

3.4 Проектирование верхнего уровня

 

3.4.1 Описание RSView32

 

Система RSView32 – это  интегрированное программное обеспечение  человеко-машинного интерфейса (HMI) для сбора данных, оперативного контроля и управления автоматизированными  устройствами и технологическими процессами. Производитель RSView32 – компания Rockwell Automation, признанный мировой лидер в области производства комплексных средств для автоматизации. RSView32 – это программный продукт, являющийся одним из компонентов комплекса средств для визуализации технологических процессов ViewAnyWare компании Rockwell Automation. ViewAnyWare – это набор операторских интерфейсов, PC-совместимых рабочих станций и ПО, имеющий следующие общие черты:

• высокая надёжность оборудования и ПО;
• интуитивно понятный интерфейс пользователя;
• использование только открытых коммуникационных стандартов;
• совместимость с полным спектром аппаратных платформ Allen Bradley;
• открытая и гибкая архитектура, основанная на DNA for Manufacturing фирмы Microsoft.

Отметим, что несмотря на то, что компания Rockwell Automation производит средства автоматизации Allen-Bradley, система RSView ориентирована отнюдь не только на работу с этим оборудованием. RSView32 поддерживает все передовые технологии Windows и легко интегрируется с большинством аппаратных платформ с помощью OPC и DDE,  а также программными продуктами Rockwell Software, Microsoft и другими продуктами, эффективно используя технологии ActiveX, VBA, OLE и ODBC.

Итак, поговорим об особенности SCADA-системы RSView32. Вообще SCADA – это программное обеспечение, предназначенное для обеспечения помощи инженеру в создании в кратчайшие сроки надежной и быстродействующей системы управления процессом. Именно по этому пользователей SCADA интересуют прежде всего следующие аспекты ПО для управления:

• удобство разработки проектов;
• производительность;
• коммуникации.

Рассмотрим, как эти  требования реализованы в RSView32.

Разработка графического представления процесса: система разработки RSView32 использует современные технологии Windows и предоставляет пользователю интуитивно-понятный интерфейс для создания «экранов» – графических представлений участков технологического процесса. Каждый проект RSView может содержать любое количество экранов, каждый из которых отображает ту или иную детализацию управляемого объекта. Экраны RSView32 могут создержать как простые графические объекты (эллипсы, прямоугольники и др.), так и более сложные объекты, такие как тренды или отчеты по сигналам тревоги.

RSView32 предлагает ряд  средств и технологий для уменьшения времени разработки и облегчения построения визуализации, среди них:

• объектно-ориентированное проектирование, упрощающее реализацию проектов;
• большой набор графических библиотек, состоящий из сотен объектов;
• возможность импортировать растровую графику популярных графических форматов, а также чертежи и векторную графику, созданные в CorelDRAW или AutoCAD;
• возможность создавать собственные библиотеки графических объектов;
• использование графических объектов и элементов управления ActiveX.

Обо всех изменениях контролируемого процесса оператор должен получать визуальную информацию, которая передается визуально с помощью анимации экранов. Анимация в RSView32 осуществляется с помощью управления видимостью, цветом, заполнением, положением, размером и вращением. RSView32 предоставляет следующие возможности анимации:

• технология «Object Smart Path» - чтобы определить диапазон движения графического объекта по дисплею, необходимо просто поместить объект в начальную и конечную позиции. RSView 32 автоматически вычислит все промежуточные состояния объекта;
• объединять объекты в группы и производить анимации над группами;
• копировать элементы анимации различных типов с одного объекта на другой.

Если разработчику проекта  не достаточно встроенных возможностей RSView32, он может автоматизировать HMI-приложения с помощью мощного встроенного языка программирования Visual Basic for Applications (VBA). Среда VBA предназначена для расширения возможностей RSView32. Запускать VBA-подпрограммы можно по событию, в макрокоманде или пользователем из командной строки. Фрагменты кодов VBA, реализующие множество типовых задач, можно свободно получить на сайте производителя.

Контроль значений и  протоколирование: несмотря на то, что в хорошо разработанном HMI-проекте все основные критические участки выполнения системы должны визуализироваться,  в больших проектах оператору просто невозможно уследить за всей системой целиком. Для помощи оператору в этом случае используются специальные сигналы оповещения. К тому же, состояния некоторых объектов должны протоколироваться с целью дальнейшей обработки данных. RSView32 предлагает целый комплекс средств, для оповещения оператора и для протоколирования данных.

Отслеживание трендов: тренды – это визуальное представление текущих или накопленных ранее параметров процесса, которое дает операторам возможность с помощью графиков отслеживать работу промышленного объекта. RSView32 позволяет строить графики, используя до 16 переменных на один тренд, и использовать затенение, выделяя момент пересечения параметром контрольного значения.

Обнаружение событий: события в RSView32 – это арифметические или логические выражения над тегами и параметрами процессов в управляемой системе. Эти выражения должны определять наступление какого-либо события, и инициировать реакцию SCADA-системы на это событие. Реакцией может быть автоматическое выполнение каких-либо команд или макросов.

Контроль сигналов тревоги: сигналы тревоги – это сигналы, которые должны извещать оператора о наступлении каких-либо критических или аварийных событий, требующих немедленного вмешательства. Сигналы тревоги могут быть определены как для дискретных, так и для аналоговых параметров процесса.

При поступлении сигналов тревоги RSView выполняет определенные пользователем действия, среди которых  может быть останов процесса, выдача световой или звуковой сигнализации или предупреждения.

Для аварийных событий  ведутся специальные сводки сигналов тревоги для просмотра информации об аварийных ситуациях. Сводка является полностью настраиваемой, т.е. пользователь может задать, какая информация должна присутствовать в сводке и в каком виде.

Пользователь может  протоколировать:

• деятельность системы, записывая при этом информацию о работе системы, включая выполнение команд, макрокоманд, системные сообщения и ошибки или ошибки связи;
• данные, обеспечивая запись значений тегов (или данных) при наступлении определенных событий. Зарегистрированные данные хранятся в файлах и могут просматриваться с помощью трендов;
• сигналы тревоги обеспечивает запись о тревожных ситуациях, когда определенные теги переходят в состояние тревоги или выходят из него, при подтверждении сигналов тревоги, и когда теги подавляются с помощью контроля сигналов тревоги.

Вся запротоколированная  информация хранится в формате dBase IV (dbf), или может быть передана в базу данных в формате ODBC.

Связь с оборудованием: для связи с управляемыми устройствами RSView32 использует высокопроизводительные стандарты OPC или DDE, которые стали основными технологиями для связи верхнего и нижнего уровня автоматизации. На сегодняшний день практически все производители промышленного оборудования поставляют оборудование совместно с OPC/DDE-сервером. OPC (OLE for process control) позволяет RSView32 выступать в качестве клиента или сервера, обеспечивая передачу данных как между различными станциями RSView32, так и другими серверами OPC. Для обмена данными по DDE RSView32 стандартный DDE или высокоскоростной Advanced DDE.

Особо следует отметить механизм связи RSView32 с контроллерами Allen-Braldey. Для соединения с техникой Allen-Bradley используются прямые драйверные связи, где максимально эффективно используются коммуникационные технологии Rockwell Automation. Это делает систему RSView32 самой высокопроизводительной SCADA-системой для управления контроллерами Allen-Bradley.

В состав пакета RSView32 входит утилита мониторинга тегов, позволяющая  в любой момент времени проверить  наличие связи SCADA-системы с каждым из исполнительных устройств.

Отладка проектов: важная часть процесса разработки. По некоторым данным, время отладки сложного проекта может в несколько раз превышать время его разработки. Наличие мощного средства отладки системы автоматизации позволит минимизировать время тестирования проекта, а также предотвратить возникновение ошибок при работе готовой системы. RSView32 предлагает ряд уникальных средств тестирования и отладки: