Автоматизированная система контроля и управления (АСКУ)

Назначение АСКУ

Автоматизированная система контроля и управления (АСКУ) предназначена и обеспечивает:
— сбор и обработку информации о состоянии технологических параметров и оборудования комплекса;
— представление информации оператору-технологу на мониторах операторской станции в форме динамически изменяющихся мнемосхем, таблиц, трендов и т.п. информации.
— автоматическое регулирование (стабилизацию) ряда технологических параметров с целью поддержания оптимального технологического режима
— автоматическое действие блокировок и защит при возникновении нештатных и аварийных ситуаций
— дистанционное с пульта оператора управление необходимыми исполнительными механизмами в автоматическом и ручном режимах работы;
— местное управление исполнительными механизмами и агрегатами комплекса;
— автоматическую регистрацию и архивирование необходимой информации.
— связь с верхним уровнем по стандартным протоколам.

Структура АСКУ

АСКУ является двухуровневой системой управления.
Нижний или полевой уровень – преобразователи (датчики) технологических параметров процесса (давление, температура, расход, уровень и др.), сигнализаторы и указатели состояния оборудования (наличие потока в трубопроводе, степень открытия регулирующего органа, открытое, закрытое, включенное или отключенное положение исполнительного механизма).
В состав полевого уровня входят, также устанавливаемые вблизи от технологического оборудования:
— шкафы аппаратные с необходимым электротехническим оборудованием для работы исполнительных механизмов с электроприводами МЭП-96. В шкафах предусмотрена возможность местного управления электроприводом.
— шкафы управления электроклапанами с соленоидами с возможностью выбора места управления клапаном -по месту или дистанционно с центрального пульта управления.
— шкафы управления электронагревателями: тиристорные регуляторы мощности.
Средства измерений и электротехническое оборудование.
Средства измерений системы контроля обеспечивают измерение технологических параметров установки в зависимости от их функционального назначения (давление, температура, расход и т.д.). средства измерений осуществляют преобразование измерительных параметров в унифицированные сигналы, как правило, 4-20 мА постоянного тока, которые поступают в АСКУ на сигнальные модули контролеров с целью преобразования их в необходимые формы для визуализации технологического процесса на экранах мониторов АСКУ и формирования управляющих воздействий для реализации различных алгоритмов автоматического регулирования, защит и блокировок.
Кроме того обеспечивается местный контроль некоторых параметров с помощью манометров и дифманометров.
Выходы датчиков соединяются помехозащищёнными инструментальными кабелями с коммутируемыми устройствами (соединительные коробки). В соединительных коробках происходит концентрация кабелей от датчиков, откуда сигналы подаются по кабелям большой жильности в аппаратное помещение на устройства (шкафы кроссовые), обеспечивающие сопряжение оборудование нулевого уровня с УВК. В зависимости от типа передаваемых сигналов применены кабели типа КУИН (экранированные двойной, тройной или четверочной скрутки) с повышенной защитной от электромагнитных помех и кабели контрольные сигнальные КВВГ.
В Таблице входных и выходных аналоговых и дискретных сигналов представлены основные типы примененных в АСКУ комплекса датчиков параметров, виды унифицированных стандартных сигналов и их количество.
Датчики смонтированы на технологических модулях вблизи точек отбора (например, давление) или вмонтированы непосредственно в технологическое оборудование (например, преобразователи температуры). Таким образом обеспечивается повышенная монтажная готовность оборудования на объекте.

Верхний уровень АСКУ

Комплекс программно-технических средств АСКУ.
Шкафы автоматизации поставляются как функционально и конструктивно законченные изделия и имеют клеммные соединения для подключения внешних цепей. Выполняются на базе контроллеров Siemens S7-300 (имеют разрешение Ростехнадзора РФ). Данный тип контроллера имеет проектно-компонуемую структуру и содержит:
— модуль процессора;
— модули ввода-вывода дискретных сигналов;
— модули ввода-вывода аналоговых сигналов;
— коммуникационные модули;
— панель оператора.
Количество модулей ввода-вывода, устанавливаемых в станцию управления, определяется количеством входных и выходных сигналов.
Шкафы автоматического управления обеспечивают:
— измерение, первичное преобразование и передачу в операторскую станцию информации о параметрах процесса и состояния оборудования;
— диагностику измерительных каналов и самодиагностику;
— выдачу управляющих воздействий на исполнительные устройства нижнего уровня по командам с операторской станции;
— реализацию алгоритмов автоматического регулирования, дискретного (логического) управления, блокировок, защит;
— преобразование первичных сигналов измеряемых датчиками и формирование унифицированных токовых сигналов 4..20мА.
— конфигурация контроллеров станций управления обеспечивает резерв по количеству аналоговых входов, дискретных входов и выходов не менее 10%.
— цикл полного опроса контролируемых сигналов и выдачи управляющих воздействий для каждого управления не превышает 1 сек.
— время обновления статической информации на экране монитора станции оператора не превышает 1 сек. с момента выбора видеокадра.
— время обновления динамической информации на экране монитора станции оператора не превышает 1 сек. от момента ее изменения.
— система обеспечивает непрерывное круглосуточное ведение технологического режима, сохраняет возможность выполнения основных функций при выходе из строя отдельных элементов.
— система обеспечивает диагностику собственных технических средств в режиме нормальной работы.
— в АСКУ предусмотрены программные и аппаратные средства защиты от неквалифицированных действий персонала, способных привести к нарушениям технологического режима.
— система обеспечивает сохранение работоспособности станции оператора (АРМ оператора), станции управления и сетевого оборудования управляющей сети при отключении электроэнергии на время до 30 минут за счет применения источников бесперебойного питания.
— восстановление средств системы в случае отказа производится путем замены отказавших модулей на исправные из комплекта ЗИП.
— управляющая сеть АСУТП построена на базе промышленных управляемых коммутаторов.
Операторская станция представляет собой автоматизированное рабочее место оператора, обеспечивающее оперативный контроль за ходом и состоянием технологического процесса и управление им с помощью манипулятора «мышь» и стандартной клавиатуры. Основным средством представления информации оператору является цветной графический монитор.
АРМ оператора, сервер ввода-вывода информации, инжиниринговая станция выполнены на базе персональных компьютеров одного из ведущих производителей (IBM, HP, Siemens, Advantech и т.п.), операционного программного обеспечения Microsoft Windows и прикладного программного обеспечения SCADA (Simatic WinCC). Основные задачи, выполняемые АРМ оператора:
— сбор сигналов (определяющих состояние производственного процесса в текущий момент времени – температура, давление, положение и т.д.) с промышленной аппаратуры (контроллеры системы управления).
— графическое отображение данных на экране компьютера в удобной для оператора форме (на мнемосхемах, индикаторах, сигнальных элементах, в виде текстовых сообщений и т.д.)
— автоматический контроль состояния контролируемых параметров и генерация сигналов тревоги, и выдача сообщений оператору в графической и текстовой форме в случае выхода их за пределы заданного диапазона.
— разработка и выполнение (автоматическое или по команде оператора) алгоритмов управления технологическим процессом. Сложность алгоритмов не ограничена и может представлять собой любую комбинацию из математических, логических и других операций.
— контроль действий оператора путем регистрации его в системе с помощью имени и пароля, и назначения ему определенных прав доступа, ограничивающих возможности оператора (если это необходимо) по управлению производственным процессом.
— ввод (автоматически или по команде оператора) управляющих воздействий в промышленные контроллеры и для регулировки непрерывных или дискретных процессов.
— автоматическое ведение журнала аварийных сообщений.
Программное обеспечение.
Программное обеспечение АСУ ТП включает в себя:
1. Базовое и прикладное программное обеспечение станции контроллеров сбора данных и управления;
2. Операционную систему АРМ оператора и сервера сбора данных;
3. Программный пакет операторского интерфейса, сконфигурированный для рабочих мест операторов АСУ ТП.
4. Антивирусное программное обеспечение.