Структурная схема АСУ ТП

Структурная схема АСУ

В структуре любой автоматизированной системы управления можно выделить следующие компоненты:

1. Основная часть – включает в себя математическое и информационное обеспечение и техническую часть.
2. Функциональна часть – подразумевает конкретные управленческие функции и ряд взаимосвязанных программ.

Системы могут быть элементарными или масштабными и сложными.

Принято различать две структурные разновидности таких систем — автоматизированная система управления техническим процессом (АСУТП) и система организационного управления (АСОУ).

Различия среди этих систем заключаются в характеристиках объекта, которым система будет управлять. АСУТП выстраиваются для управления сложными техническими объектами, механизмами, аппаратами, машинами. АСОУ призваны контролировать функционирование коллективы людей. Соответственно применению АСУ, будут различаться и способы передачи информации – это могут быть документы или разнообразные физические сигналы.

Существует также аббревиатура САУ – система автоматического управления. Её особенность заключается в том, что она некоторое время может действовать без вмешательства человека. Применяются такие системы для управления отельными небольшими объектами.

Информационные связи между элементами Системы с внешней средой

В разделе приводится модель в нотации IDEF0, отражающая информационные связи между элементами (подсистемами) информационной системы и внешней средой.

На приведенной ниже диаграмме IDEF0 представлена модель, отражающая информационные связи между элементами (подсистемами) информационной системы и внешней средой. Назначением использования диаграммы IDEF0 служит визуальное отображение потоков данных между подсистемами и поток взаимодействия с внешними, относительно Системы, элементами.

В границы охвата модели входят все подсистемы информационной системы, представленные функциональными блоками.

Основными объектами модели являются:

1. Функциональные блоки . Отражают название функциональных подсистем.
2. Стрелки управления (сверху функционального блока). Отражают команды (запросы от пользователей или других подсистем) и инструкции, влияющие на работу подсистемы.
3. Стрелки входа (слева от функционального блока). Отражают входящие потоки данных из внешней среды или другой подсистемы.
4. Стрелки выхода (справа от функционального блока). Отражают исходящие потоки (результаты работы подсистемы) данных во внешнюю среду (пользователям и администраторам) или в другую подсистему.
5. Стрелки исполняющего механизма (снизу функционального блока). Отражают средства (программное обеспечение, людские ресурсы), которые используются при работе подсистемы.

АСУ ТП. Кабельное хозяйство

Журнал кабелей КИП

Журнал кабелей ЗРА

Журнал кабелей питания и кабелей ЛВС

Сводная ведомость

Планы 

Установка оборудования и прокладка кабелей на котле

Технологические защиты и блокировки выполнить в соответствии с РД 153-34.1-35.138-00.

Технические условия на выполнение технологических защит, действующих на останов котла или на снижение его нагрузки, не зависят от схемы газоснабжения горелки и типа запорной арматуры на трубопроводе подвода газа к ней и потому не изменяются при применении блоков газооборудования АМАКС-БГ-8, за исключением способа воздействия на отключение горелки.

На газопроводе-отводе DN 300 мм к каждому из котлов БКЗ-120-100 ГМ ст. № 5, 6, 7 установлено следующее оборудование: — существующая ремонтная задвижка DN 300 мм с электроприводом, которая оборудуется средствами дистанционного управления по месту и от АСУ для закрытия при останове котла на ремонт.

— затвор дисковый DN 250 мм с электроприводом, который  оборудуется средствами дистанционного управления по месту и от АСУ с блокировкой открытия и автоматическим закрытием при останове газа или котла.

— поворотное кольцо-заглушка DN 250 мм для отглушения газопровода при останове котла .

— устройство подготовки потока типа «Zanker» DN 250 мм для сокращения длин прямых участков перед  диафрагмой.

— расходомерная диафрагма DN 250 мм для технологического учета расхода газа, которая  оснащается датчиком перепада давления для измерения расхода.

— общекотловой регулятор расхода газа DN 200 мм, который  оборудуется средствами дистанционного управления и автоматическим регулятором мощности котла.

— до и после общекотлового регулятора  расхода газа устанавливаются отборные устройства для подключения датчиков давления и температуры газа.

— перед горелками котла установлены блоки газооборудования АМАКС-БГ8-100, которые оснащаются КИПиА в объеме согласно руководству по эксплуатации на блоки газооборудования.

— на продувочном газопроводе от блоков газооборудования и из тупика газопровода устанавливается кран шаровой DN50 мм с электроприводом, который оборудуется средствами дистанционного управления по месту и от АСУ.

На газопроводе-отводе DN 250 мм к котлу БКЗ-120-100 ГМ ст. № 8 вдоль ряда В последовательно установлено следующее оборудование:

— существующая ремонтная задвижка DN 250 мм с электроприводом, которая оборудуется средствами дистанционного управления по месту и от АСУ для закрытия при останове котла на ремонт

— затвор дисковый DN 300 мм с электроприводом, который  оборудуется средствами дистанционного управления по месту и от АСУ с блокировкой открытия и автоматическим закрытием при останове газа или котла.

— поворотное кольцо-заглушка DN 300 мм для отглушения газопровода при останове котла.

— устройство подготовки потока типа «Zanker» DN 300 мм для сокращения длин прямых участков перед  диафрагмой

— расходомерная диафрагма DN 300 мм для технологического учета расхода газа, которая  оснащается датчиком перепада давления для измерения расхода.

— общекотловой регулятор расхода газа DN 200 мм, который  оборудуется средствами дистанционного управления и автоматическим регулятором мощности котла.

— до и после общекотлового регулятора  расхода газа устанавливаются отборные устройства для подключения датчиков давления и температуры газа.

— перед горелками котла установлены блоки газооборудования АМАКС-БГ11- 200/150/100, которые оснащаются КИПиА в объеме согласно руководству по эксплуатации на блоки газооборудования.

— на продувочном газопроводе от блоков газооборудования устанавливается кран шаровой DN50 мм с электроприводом, который оборудуется средствами дистанционного управления по месту и от АСУ.

Поделиться

5
Помощь сайтуКарта сбербанка 4817760233176274Яндекс деньги 410011101320764 Спасибо за помощь!

Структура систем управления

Считается, что автоматическая система управления техпроцессом — это только один из подвидов в этой категории. Также может быть контроль на уровне предприятия или всей отрасли. Но и сами типовые системы АСУ ТП тоже различаются по структуре:

• на нижнем, полевом, уровне располагаются все исполнительные механизмы и сенсоры, датчики;
• на среднем — программируемые логические контроллеры, работающие по такому алгоритму: прием и обработка данных, выдача соответствующих управленческих команд;
• на верхнем производится мониторинг работы, здесь уже привлекается оператор.
• В более широком смысле системы управления и контроля АСУ ТП включают в себя:
• технические средства для получения и передачи информации;
• исполнительные устройства;
• организующие и транслирующие программы, другие элементы программного обеспечения;
• систему хранения справочной, оперативной, технологической информации;
• инструкции для операторов;
• собственно, самих операторов-технологов, которые могут вмешиваться в работу автоматизированной системы и несут за это ответственность.

2.2. Функциональные схемы автоматизации технологических процессов

Схема соединений панели станции управления называется схемой внутренних соединений, а соединения панели с двигателем и кнопочной станцией — схемой внешних соединений. В нижней части формата располагают внещитовые приборы, щиты и др. Основной экономический эффект для потребителя от применения этих систем состоит в уменьшении платежей за используемую энергию и мощность, а для энергокомпаний в снижении пиков потребления и уменьшении капиталовложений на наращивание пиковых генерирующих мощностей. При разнесенном способе составные части элементов и устройств или отдельные элементы устройств изображают на схеме в разных местах таким образом, чтобы отдельные цепи были изображены наиболее наглядно.
Данные об элементах должны быть записаны в перечень элементов см. Порядковые номера присваивают в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху вниз в направлении слева направо.
Место обрыва линии связи заканчивается стрелкой, около которой указывают, куда эта линия подключается и или необходимые характеристики цепей, например обозначение цепи, полярность и др.
В ПЭС условные графические обозначения составных частей электрических аппаратов, приборов и ТСА, входящих в одну цепь, изображают последовательно друг за другом по прямой, а отдельные цепи — либо одну под другой при этом образуются параллельные строки , либо вертикально одну за другой. Допускается сохранять условные графические обозначения входных и выходных элементов — разъемов, плат и т.
Эта разность — сигнал рассогласования — по дается на усилитель W3.
Условные графические обозначения на принципиальных схемах выполняют, как правило, разнесенным способом, то есть отдельные части элемента например, катушки, контакты располагают в разных местах так, чтобы отдельные цепи изделия были изображены более наглядно одна над другой, образуя параллельные строки.
Автоматизация большинства объектов неразрывно связана с управлением технологическими механизмами с электроприводами. Элементы радиоэлектроники обозначаются следующим образом: R — резистор; С — конденсатор; V — диод, триод, тиристор; Н — сигнальная лампа.
19.3. Пример схемы цифровых связей

0Xc0PwwLItg

Назначение системы

Созданная АСУ ТП предназначена для выполнения следующих основных функций:

• контроль технологических параметров: расходов, уровней, плотностей, температур и давлений;
• контроль (на основе показаний массовых расходомеров) масс, объёмов, плотностей и температур нефтепродуктов, перекачиваемых по входным и выходным трубопроводам резервуарного парка;
• противоаварийная защита:
  • резервуаров и дренажных ёмкостей от перелива и опорожнения;
  • насосных агрегатов в соответствии с требованиями технических условий (ТУ) заводов-изготовителей;
• дистанционное управление ИМ;
• автоматическое регулирование:
  • давлений на нагнетании насосов и расходов перекачиваемой жидкости путём изменения частоты вращения их электроприводов;
  • скоростей вращения электродвигателей мешалок в зависимости от уровня нефтепродукта в резервуаре;
• плавный пуск насосов и мешалок;
• автоматический пуск резервного насоса подачи нефти на установку ЭЛОУ-АВТ-600 при отказе основного;
• контроль загазованности в обваловании резервуаров, в рабочей зоне насосной;
• включение устройств световой и звуковой сигнализации для оповещения персонала на территории резервуарного парка о возникновении загазованности;
• ручной ввод значений плотностей нефтепродуктов при нормальных условиях по данным анализов проб, выполненных в центральной заводской лаборатории;
• автоматический расчёт по каждому резервуару:
  • усреднённой температуры нефтепродукта на основе показаний датчика уровня и многозонного датчика температуры;
  • плотности, приведённой к рабочим условиям на основе данных лабораторного анализа и усреднённой температуры;
  • объёма остатка на основе показаний датчика уровня и калибровочной таблицы;
  • массы остатка;
  • для нефтяных резервуаров – скорости перемещения понтона и движения нефти в трубопроводах приёмного и раздаточного патрубков на основе показаний аналогового датчика уровня в резервуаре;
  • плотности при нормальных условиях по показаниям массовых расходомеров при выполнении операции откачки;
• контроль работоспособности:
  • дублированных контроллеров;
  • локальной вычислительной сети АСУ ТП;
  • коммуникационных процессоров устройств связи с объектом (УСО) и модулей ввода/вывода сигналов;
  • источников вторичного электропитания;
  • контуров регулирования и ИМ (электроприводной регулирующей и запорной арматуры с дистанционным управлением, насосов, мешалок);
• архивирование значений технологических параметров;
• отображение текущей и архивной информации о работе резервуарного парка в виде трендов, графиков и сообщений;
• ведение протокола событий путём сохранения в архиве системы сообщений: информационных, предупредительных, предаварийных, о действиях оператора и неисправностях оборудования;
• включение звуковой сигнализации на АРМ оператора при нарушениях норм технологического режима;
• защита от несанкционированного вмешательства в технологический процесс на основе системы парольного доступа к функциям контроля и управления;
• ведение внутрипаркового учёта и расчёт балансов движения товарной продукции и сырья по предприятию;
• формирование отчётной документации (рапортов смен, баланса за сутки, баланса за период);
• интеграция в АСУ ТП резервуарного парка функций контроля и управления, реализуемых комплектными установками налива нефтепродуктов в автоцистерны, включая контроль заземления цистерн, состояния датчиков предельного налива, положения трапов устройств налива, формирование заданий по количеству (массе) отпускаемых/принимаемых нефтепродуктов, запуск/останов насосов парка по командам, поступающим из систем управления установок налива;
• обмен данными с внешними АСУ ТП по протоколам OPC DA и TCP/IP.

Применение и основные функции АСУ

АСУ нашли широкое применение в разнообразных сферах промышленного производства. Основные функции систем сводятся к следующему:

1. Автоматизация управления технологическим процессом. Благодаря действию контроллера системы оптимизируется взаимодействие всех компонентов, происходит экономия топлива и энергии, улучшаются другие показатели процесса.
2. Сбор, регистрация, обработка и выдача информационных данных, касающихся оборудования и процесса в целом. Информация собирается с датчиков системы контроллером и отображается в форме мнемосхемы.
3. Распознавание и регистрация аварийных ситуаций и любых отклонений от процесса. При возникновении экстремальной ситуации система даёт сигнал оператору или производит устранение неполадок автоматически, чтобы предотвратить развитие аварии.
4. Предоставление необходимой информации оператору в виде графических и числовых данных. Информационные данные можно вывести на экран монитора в виде таблиц, графиков, схем. При необходимости эти данные можно распечатать с помощью соответствующих устройств.
5. Управление автоматически или с рабочего места оператора.
6. Регистрация всех действий оператора и сохранение их в заархивированном виде в базах данных. Все данные имеют строгую хронологическую привязку, что позволяет при необходимости установить причину возникновения аварийной ситуации и сделать соответствующие выводы.
7. Многоуровневая защита информации с помощью парольных систем. Доступ к данным такой автоматизированной системы обычно бывает строго ограничен и предоставляется только специально подготовленным сотрудникам с высшим техническим образованием. Кроме того, предоставляется доступ определённого уровня руководителю и действующим операторам. Для каждого сотрудника вводится индивидуальный пароль, который даёт ему полную ответственность за проведение технологического процесса. Руководитель получает доступ к информации в режиме просмотра.

Технические характеристики АСУ

Под технической базой АСУ принято понимать все технические средства, которые применяют для сбора, накопления и обработки информации, а также для её отображения и передачи. Сюда же можно отнести и исполнительные узлы системы, которые воздействуют на объект управления.

Основные технические элементы и оборудование АСУ – это электронно-вычислительная техника, которая обеспечивает накопление и обработку всех данных, циркулирующих внутри системы. Такая техника позволяет моделировать производственные процессы и строить предложения для управления.

Для построения и управления АСУ применяются два типа электронно-вычислительной техники — учётно-регулирующий и информационно-расчётный.

Информационно-расчётное оборудование находится на высшей иерархической ступени в управленческой системе. Их задачей является решение всех вопросов, связанных с централизованным управлением объектом. Для таких механизмов характерно высокое быстродействие, наличие системы прерываний, переменная длина слова, слоговая обработка вводных данных.

Нижний уровень системы управления, как правило, отдаётся учётно-регулирующим механизмам и оборудованию. Эти механизмы, как правило, размещаются непосредственно на участках или в производственных цехах. В их задачу входит сбор вводных данных от объектов управления и первичная обработка этой информации с последующей передачей её в информационно-расчётное отделение и получением плановой директивной информации. Кроме того, учётно-регулирующая часть оборудования занимается локальными расчётами и вырабатывает управляющие воздействия на объекты управления в случае возникновения отклонений от расчётных функций. Эта часть системы управления имеет хорошо развитую связь с большим количеством источников информации и устройств регулирования.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМ

Подвод линий связи к символу прибора изображается в любой точке окружности сверху, снизу, сбоку.
Для сложных объектов с большим количеством применяемых приборов и средств автоматизации, когда изображение непрерывных линий связи затрудняет чтение схемы, допускается их разрывать. На рис. Построение спирали Архимеда : Спираль Архимеда- плоская кривая линия, которую описывает точка, движущаяся равномерно вращающемуся радиусу
Рекомендуемые ссылки.
При изображении на схеме элемента или устройства разнесенным способом его позиционное обозначение проставляют около каждой составной части. При этом облегчаются условия труда рабочего и повышается надежность работы механизмов.
Однолинейное изображение силовой части протяжного станка дано на рис. Для обозначения дополнительных значений D, F, Q допускается применение d, f, q. Для этогооператор должен ввести новые коэффициенты в уравнения контуровуправления.

Структурная схема организационной структуры АСУ ТП

Для силовых цепей переменного тока приняты обозначения L1, L2, L3 и последовательные числа. Буквенные позиционные обозначения электроаппаратуры, изображаемой на функциональных схемах, приведены ниже: Порядковые номера присваивают, начиная с единицы, в пределах электроаппаратуры одного вида, которым на схеме присвоено одинаковое буквенное обозначение, например, звонок электрический НА1, НА2, Однако в случае, когда это затрудняет чтение схемы, допускается обрывать линии связи. Чертежи общих видов должны выполняться в строгом соответствии со стандартом ЕСКД. Не рекомендуется применять буквы I и О.

Принципиальные схемы могут выполняться в многолинейном или однолинейном представлении. Поэтому подсистема АСУЭ в целом полностью зависит от технологических процессов. Для каждой внешней электрической проводки приводят ее техническую характеристику и длину: для проводов — марку, сечение и, при необходимости, расцветку, а также длину .

В первом случае номер указывают слева от цепи, во втором — сверху над цепью. Участки цепи, проходящие через разъемные, разборные или неразборные контактные соединения, должны иметь одинаковые обозначения. К таким средствам автоматизации относятся: термометры расширения, термометры термоэлектрические термопары , термометры сопротивления, первичные преобразователи параметров, сужающие измерительные устройства, ротаметры, газовые и жидкостные счетчики, первичные преобразователи индукционных расходомеров, первичные преобразователи уровнемеров, радиоактивности, плотности и др. Часто элементы записывают группами, соответственно местам их установки. Электрические схемы выполняют в соответствии со стандартами ГОСТ 2.
Производство шкафов управления. Промышленная автоматизация. Диспетчеризация инженерных систем.

dacSls0sX6o

Информационная база АСУ

Информационной базой АСУ можно назвать всю совокупность информации, размещённой на машинных носителях и необходимых для нормального функционирования системы.

Как правило, вся информационная база подразделяется условно на три сектора – генеральный, производный и оперативный.

1. Генеральный сектор объединяет в себе все данные, которые являются общими для всех поставленных задач. Размещение таких данных не ориентируется на выполнение какой-либо одной управленческой функции. Если объект достаточно крупный, генеральный сектор может содержать значительные объёмы и занимать много места на запоминающих устройствах, что не всегда удобно. Особенную сложность в этом случае может вызвать мультипрограммная обработка наряду с недостаточно мощными техническими средствами. В генеральном секторе обязательно должны отражаться все устойчивые изменения в работе системы.
2. Производный сектор призван решить указанную выше задачу. Он отражает специфику конкретного объекта, особенности функций, которые выполняются в каждый конкретный отрезок времени и целый ряд других показателей системы. Любой производный сектор формируется из генерального сектора.
3. Для обработки текущей информации и фиксации промежуточных результатов предусмотрен оперативный сектор. Здесь же можно обнаружить первичная вводная информация об обслуживаемом объекте. Эти данные могут поступать по каналам связи или содержаться на съёмных носителях. Далее данные могут переноситься в производный и генеральный секторы.

Механические средства сбора и отображения информации

Если системой предусмотрен сбор и обработка информации с участием человека, в неё включаются различные регистраторы, которые позволяют получать исходные данные непосредственно с рабочих мест. Сюда же относятся всевозможные температурные датчики, таймеры, измерители количества произведённых деталей и прочее подобное оборудование. Монтируются также автоматические фиксаторы отклонений в производственном процессе, которые регистрируют и передают в систему сведения об отсутствии материалов, инструментария, транспортных средств для отправки изготовленных продуктов, а также неправильности в работе станков. Подобная аппаратура устанавливается не только в производственных помещениях, но и на складах для хранения сырья и готовой продукции.

К средствам отображения данных относятся все устройства, позволяющие вывести информацию в наиболее доступном для человека виде. Сюда относятся всевозможные мониторы, табло и экраны, печатающие устройства, терминалы, индикаторы и пр. Эти устройства связаны напрямую с центральным процессором вычислительной машины и могут выдавать информацию либо регламентировано, либо эпизодически – по запросу оператора или же в случае возникновения аварийной ситуации.

В состав технической базы автоматизированных систем управления входят также разнообразные виды оргтехники, контрольно-измерительные и учётные приборы, которые обеспечивают нормальное функционирование основных технических узлов.

Функции и задачи подсистем Системы

Для каждой подсистемы приводится перечень выполняемых ею функций и задач. Перечень функций и задач берется из раздела «Требования к функциям, выполняемым системой» технического задания.

Подсистема сбора, обработки и загрузки данных

Функция	Задача
Управляет процессами сбора, обработки и загрузки данных	Создание, редактирование и удаление процессов сбора, обработки и загрузки данных
Формирование последовательности выполнения процессов сбора, обработки и загрузки данных (регламентов загрузки данных)
Определение и изменение расписания процессов сбора, обработки и загрузки данных
Выполнение процессов сбора, обработки и загрузки данных из источников в ХД	Запуск процедур сбора данных из систем источников, загрузка данных в область временного, постоянного хранения
Обработка и преобразование извлечённых данных
Поддержка медленно меняющихся измерений
Протоколирует результаты сбора, обработки и загрузки данных	Ведение журналов результатов сбора, обработки и загрузки данных
Оперативное извещение пользователей о всех нештатных ситуациях в процессе работы подсистемы

Подсистема хранения данных

Функция	Задача
Создание и сопровождение структуры базы данных	Поддержка (разработка, модификация) модели ХД
Создание таблиц, представлений, материализованных представлений, последовательностей, табличных пространств, функций, пакетов, триггеров
Запись, хранения и модификация данных	Выполнение операций в терминах языка SQL (Insert, Update, Delete)
Сохранение значений ранее загруженных данных в случае их изменения
Архивирование малоиспользуемой информации
Резервное копирование данных	Осуществление полного холодного копирования
Осуществление логического копирования
Осуществление инкрементального резервного копирования
Предоставление данных	Выполнение операции предоставления данных в терминах языка SQL (Select)
Протоколирование результатов работы подсистемы	Ведение журналов событий СУБД
Оперативное извещение администратора СУБД о всех нештатных ситуациях

Подсистема формирования и визуализации отчетности

Функция	Задача
Создание и сопровождение логического представления информации	Создание логического представления информации в виде бизнес описания хранящихся данных
Модификация логического представления информации
Создание и сопровождение запросов и отчетности	Создание шаблонов запросов данных
Настройка табличных форм и графиков анализа данных
Предоставление отчетности и инструментов анализа данных	Предоставление возможности проведения математических операций над показателями
Предоставление возможности выполнения групповых операции над данными (SUM, MIN, MAX и др.) в режиме реального времени
Визуализация преднастроенной OLAP отчетности в табличном и графическом видах