Transcript Презентация программы Интеллектуальные системы управления

Презентация программы
Интеллектуальные системы
управления
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
ЦЕНТРАЛЬНЫМ ПУНКТОМ
ПОДГОТОВКИ НЕФТИ ДНС – 89
Содержание
•
•
•
•
•
•
Описание программы
Структурная схема АСУ ТП ДНС
Программное обеспечение АСУ ЦППН
Интерфейс "ЧЕЛОВЕК-ЭВМ"
Послесловие…
Об авторе
описание
Автоматизированная система управления (АСУ) центральным пунктом
подготовки нефти (ЦППН) предназначена для управления
технологическим процессом подготовки и перекачки нефти,
поддержания оптимального режима работы технологических аппаратов
и учета нефтепродуктов, контроля над технологическим процессом,
формирования и выдачи отчетной и архивной документации,
диагностики измерительного оборудования.
Объект управления
Основные функции АСУ
Структурная схема АСУ ТП ДНС
АСУ строится по иерархическому принципу и имеет
многоуровневую структуру.
В АСУ выделяется четыре уровня иерархии:
• нижний уровень – уровень датчиков и исполнительных
механизмов;
• средний уровень – уровень промышленных контроллеров
(ПК);
• верхний уровень – уровень промышленного сервера и
сетевого оборудования;
• оперативный уровень – уровень операторских и
диспетчерских станций.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСУ ЦППН
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Поставляемое программное обеспечение легко интегрируется с системами АСУ и иным программным обеспечением
существующих на предприятии систем АСУ благодаря применению стандартизованных решений:
коммуникационных протоколов (Ethernet 802.3, TCP/IP);
операционной системы (Microsoft® Windows™ 2000);
форматов файлов (TXT, DOC, XLS);
интерфейсов с СУБД (ODBC, SQL);
интерфейсов динамического обмена данными DDE, NetDDE.
Программное обеспечение информационного сервера:
операционная система Microsoft® Windows™ 2000 Server (SP4);
"мастер" приложение на базе SCADA-системы Wonderware® FactorySuite™ InTouch - InTouch Runtime;
сервер БД реального времени Wonderware® IndustrialSQL™ Server .
Industrial SQL™ Server накапливает данные с полной разрешающей способностью, выдавая клиентским приложениям в
настольных компьютерах как оперативную и архивную информацию, так и данные о конфигурации, событиях, сводках. Он
также может автоматически обновлять сводные таблицы с заданной периодичностью. Так как Industrial SQL™ Server основан
на Microsoft SQL Server™, полученные в ходе ТП, обработанные и накопленные в архивах данные, представленные в
стандартных, открытых форматах, могут быть использованы в системах бухгалтерского учета, маркетинга, снабжения и т.д.
Кроме того, интеграция в Intranet (Internet)-сети позволяет организовать просмотр данных и супервизорное управление (в
пределах выделенных прав) предприятием из любой точки, имея на компьютере стандартное программное обеспечение.
Программное обеспечение АРМ программиста-администратора:
операционная система Microsoft® Windows™ 2000 Professional (SP4);
Microsoft® Office™ XP Professional;
среда разработчика Wonderware® FactorySuite™ 2000 Basic Edition;
Программное обеспечение операторских станций решает следующие задачи:
прием информации о контролируемых технологических параметрах от контроллеров предыдущего уровня;
прием команд оператора и передача их в контроллеры предыдущего уровня;
сохранение принятой информации в архивах;
вторичная обработка принятой информации;
графическое представление архивной информации в удобной для восприятия форме за заданный промежуток времени (сутки,
месяц, квартал и т.п.);
регистрация событий, связанных с контролируемым ТП и действиями персонала, ответственного за эксплуатацию и
обслуживание системы;
оповещение эксплуатирующего и обслуживающего персонала об обнаруженных аварийных событиях, связанным с
контролируемым ТП и функционированием программно-аппаратных средств АСУ ТП;
Интерфейс "ЧЕЛОВЕК-ЭВМ"
•
Программное обеспечение дает операторам наглядное представление информации, средства анимации
изображений и удобный интерфейс. Оператор получает полное представление о состоянии всего
контролируемого системой оборудования.
•
Разработка интерфейса "человек-ЭВМ" осуществляется путем создания интерактивных графических
экранов и размещения на них графических, статических и динамических элементов.
вид главного экрана ПО
•
Информация представляется в виде числовых значений, текстовых сообщений, изменения цвета
отдельных частей изображения и мигания отдельных частей изображения с разной частотой, графиков
изменения параметров во времени (трендов).
•
Сигнализация извещает персонал о нарушениях в ходе ТП, срабатываниях защит и блокировок,
выявленных неисправностях технических средств АСУ ТП, нарушениях информационного обмена.
Сигнализация делится на световую (подсветка или изменение цвета определенных частей изображения) и
звуковую. Отмена звукового и квитирование светового сигналов выполняется персоналом. Система
осуществляет контроль времени квитирования.
•
Система поддерживает ведение различных технологических журналов, в том числе журналов событий и
тревог для фиксации определенных событий и аварийных ситуаций, имеющих место в процессе
производства, и изменений в настройке приборов.
•
Система поддерживает несколько уровней защиты от несанкционированного доступа, что защищает
конфигурацию системы и данные измерений от возможных искажений в результате вмешательства
неквалифицированного персонала.
•
Для случаев возникновения неисправностей, отключения электропитания и т.п. предусмотрено
резервирование технологически ориентированных рабочих станций с соответствующей сигнализацией
управление передается на резервный компьютер до восстановления основного.
"Сводная ведомость по технологическим площадкам"
•
Экран представлен в виде таблицы. В крайнем левом столбце таблицы перечисляются контролируемые
технологические площадки ЦППН. Во втором столбце показаны измеряемые параметры и единицы их
измерения. В таблице отражаются контролируемые параметры технологических объектов за сутки через
каждые два часа.
Далее
•
•
•
•
•
В системе предусмотрена возможность корректировки и задания
исходных данных, числовых установок, параметров регулирования, а
также непосредственное управление оператором технологическим
процессом с клавиатуры ПЭВМ. В качестве примера показан экран
"Установки тревог", при помощи которых можно и изменять установки
тревог, поступающие с объектов общей технологической схемы ЦППН;
В системе можно контролировать работу технологических объектов при
помощи экранов с графиками-трендами параметров; Контроль работы
печей можно осуществлять при помощи экрана "Печи";
В качестве примера узла учета нефти на экране "Узел учета нефти"
изображены четыре замерочных линии нефти: "Линия №1", "Линия
№2", "Линия №3" и "Контрольная линия". На каждой линии установлен
комплект измерения с индикацией мгновенного и интегрированного
расхода нефти;
Узел подготовки нефти включает в себя несколько технологических
объектов, которые показываются на отдельных подэкранах, где
изображены сепараторы и электрогидраторы узла подготовки нефти;
Экран "Насосная" с высоковольтными насосными агрегатами,
связанными между собой трубопроводами и электрозадвижками
Послесловие…
•
•
•
•
Применение рассмотренной в настоящей главе АСУ ЦППН позволяет
пользователю сократить производственные затраты и затраты на модернизацию
системы, проводить оптимизацию ТП, а также снизить потери при
возникновении аварийных ситуаций.
Модульность системы и уровневая архитектура гарантируют высокую
надежность работы и взаимозаменяемость отдельных модулей. Комплекс
поставляемых программно-аппаратных средств легко адаптируется под
специфику конкретного производства и интегрируется с существующими
системами АСУ ТП и АСУ П.
Применение стандартных решений на всех уровнях позволяет быстро
наращивать возможности системы, включать в сферу ее контроля датчики,
контроллеры и технологическое оборудование сторонних производителей.
Система проста в обслуживании и эксплуатации, имеет "дружественный"
интерфейс на всех уровнях рабочих мест. Наращивание системы и ее
переконфигурация может производиться без потери контроля за ТП. В системе
реализован комплексный подход к проблеме управления ЦППН в виде полного
цикла сбора, преобразования и передачи данных от датчика на
технологическом объекте до АРМ пользователя в обработанном и обобщенном
виде.
Для удаленных объектов автоматизации существует возможность управления и
контроля технологическими процессами через Internet/Intranet.
Презентацию подготовили:
•
•
•
•
•
Студенты группы 9 МТС-47к – 03
Шишкин Никита
Низамутдинов Ранис
Хамитов Ильдар
Хасанов Замир
Андреев Максим
Объект управления включает
в себя:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
сепараторы нефти I, II и III ступени;
газовые сепараторы;
конденсатосборники;
отстойники;
буферные емкости;
насосные станции подтоварной воды;
насосные станции внутренней перекачки нефти;
насосные станции внешнего транспорта нефти;
узлы учета нефти (УУН), воды (УУВ), газа (УУГ);
дренажные емкости;
резервуарный парк;
резервуары противопожарного запаса воды;
установка предварительного сброса воды (УПСВ);
установки подготовки нефти (УПН) (печи ПТБ-10,
емкости горячей сепарации, электродегидраторы).
К основным функциям АСУ
относятся:
•
•
•
•
•
автоматическое измерение параметров технологического оборудования ЦППН
(уровней, давлений, уровней раздела фаз, температур и расходов по
технологическим аппаратам);
сравнение измеренных значений технологических параметров с заданными
значениями и формирование сигналов управления, а также предупредительной и
аварийной сигнализации;
контроль над состоянием насосных агрегатов, формирование сигналов аварийного
отключения при возникновении аварийной ситуации;
отображение хода технологического процесса в виде мнемосхем, трендов,
индикаторов, хронометрирования основных технологических параметров,
формирование протокола событий и архивных данных;
оперативное управление с электрозадвижками и регулирующими клапанами пульта
автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора-технолога.
Нижний уровень
• Нижний уровень состоит из датчиков и
исполнительных механизмов, устанавливаемых на
технологических объектах ЦППН. Их конструкция и
исполнение позволяют им устойчиво и безопасно
функционировать при самых неблагоприятных
погодных условиях, а также во взрывоопасных зонах.
Связь датчиков и исполнительных механизмов со
средним уровнем осуществляется с помощью
соответствующих кабелей.
Средний уровень
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Средний уровень состоит из промышленных контроллеров, силовой, сигнализационной
автоматики и необходимых вторичных приборов, установленных в блоках местной
автоматики (БМА). БМА расположены на территории ЦППН таким образом, чтобы
минимизировать затраты на прокладку кабеля и снизить влияние помех. Ядром
программно-технических средств контроля и управления системы являются контроллеры
промышленные комбинированные ГАММА-11 (см. главу III.4).
Промышленные контроллеры осуществляют:
сбор и обработку данных поступающих с датчиков;
управление технологическими объектами по заданным алгоритмам работы.
Отличительными особенностями выбранной модели контроллеров являются:
широкая номенклатура модулей, позволяющая разрабатывать многофункциональные
системы контроля и управления;
наличие интеллектуальных модулей ввода-вывода, в том числе модулей – регуляторов
автономного функционирования;
дублирование модулей центрального процессора и блока питания;
возможность "горячей" замены модулей;
наличие выходных цепей, имеющих вид взрывозащиты "Искробезопасная электрическая
цепь".
Передача информации от контроллеров на следующий уровень и прием команд управления
осуществляется с использованием стандартных интерфейсов RS-485.
Связь любого промышленного контроллера с сервером осуществляется одновременно по
двум независимым каналам связи. Дублирование каналов связи сервер - промышленный
контроллер, необходимо для повышения надежности системы в целом.
Верхний уровень
• Верхний уровень системы – это уровень промышленного
сервера и сетевого оборудования. Сетевое оборудование
состоит из концентраторов, коммутаторов и преобразователей
Fx/Tx. Промышленный сервер представляет собой
высоконадежную отказоустойчивую вычислительную систему,
построенную на основе кластерных технологий. Промышленный
сервер обеспечивает накопление в реальном масштабе
времени и надежное длительное хранение больших объемов
технологической информации, а также доступ к ней с большого
числа автоматизированных рабочих мест оперативного уровня.
Сетевое и телекоммуникационное оборудование, сетевые
каналы, телефонные и оптоволоконные линии связи образуют
высокоскоростную территориально-распределенную
вычислительную сеть промышленного назначения.
Отказоустойчивость сети обеспечивается резервированием
сетевых каналов, линий связи и коммуникационного
оборудования.
Оперативный уровень
• Оперативный уровень состоит из автоматизированных
рабочих мест операторов и диспетчеров, а также сетевого
принтера, установленных в различных помещениях и зданиях.
Объединенные в локальную сеть АРМ образуют единый
информационно-вычислительный комплекс (ИВК). ИВК
реализует отображение в графическом виде технологической
информации, обеспечивает выдачу аварийных сигналов и
взаимодействие операторов с АСУ ТП, организует связь с
другими системами управления. На этом уровне создаются как
полностью дублирующие (равноправные по получаемым
данным и по функциям управления) друг друга рабочие места,
так и технологически ориентированные рабочие места,
адекватно учитывающие специфику работы персонала и
технологии участка производства.
вид главного экрана ПО
•
Ниже на рисунке приведен внешний вид главного экрана ПО, отображающего общую
технологическую схему ЦППН:
"Сводная ведомость по
технологическим площадкам"
На экране "Сводная ведомость по технологическим площадкам", приведенном
на рисунке, показаны сводки и отчеты по работе АСУ ЦППН:
«Установка тревог»
Экран «Печи»
Экран "Узел учета нефти"
Узел подготовки нефти
Экран «Насосная»