Характеристика объекта мониторинга и управления
КУРСОВАЯ РАБОТА
| по дисциплине | Интегрированные системы проектирования и управления | |||||||
| (наименование дисциплины) | ||||||||
| Тема курсовой работы | Разработка автоматизированной системы | |||||||
| . мониторинга и управления на основе SCADA-технологий (Вариант №9) | ||||||||
| Студент группы | ИАБО-01-13, Сакаров М.А. | |||||||
| (учебная группа, фамилия, имя, отчество студента) | (подпись студента) | |||||||
| Руководитель курсовой работы | доц., к.т.н., доц. Курнасов Е.В. | |||||||
| (должность, ученая степень, звание, Ф.И.О.) (подпись руководителя) | ||||||||
| Рецензент(при наличии) | ||||||||
| (должность, ученая степень, звание, Ф.И.О.) (подпись рецензента) | ||||||||
Работа представлена к защите «____» ___________201__г.
Допущен к защите «____» ___________201__г.
Москва 2017г.
 |
| МИНОБРНАУКИ РОССИИ |
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технологический университет» МИРЭА  |
Кафедра промышленной информатики
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
«Интегрированные системы проектирования и управления»
Студент _________________________ шифр _ _ _ _ _ _ _ _ группа _ _ __ _ _ _ _
Тема: Разработка автоматизированной системы мониторинга и управления на основе SCADA-технологий
Вариант №__
Исходные данные:
1. Объект мониторинга и управления: согласно варианту в приложении №1 (допускается использование объекта из утвержденной темы ВКР).
2. Параметры обязательного мониторинга и регулирования: согласно варианту;
3. Программное обеспечение: демо-версия SCADA системы InTouch (Wonderware).
Курсовая работа включает в себя следующие разделы:
1. Характеристика объекта мониторинга и управления.
Приводятся: описание объекта, его функциональная схема, анализ параметров обязательного мониторинга и регулирования, структура САУ и определение параметров регулятора (если необходимо), требования, предъявляемые к SCADA-системе с обоснованием детализации разработки требуемых её подсистем.
2. Разработка графического интерфейса оператора в SCADA системе InTouch.
Приводятся: этапы проектирования от разработки основного окна до вспомогательных.
3. Разработка подсистемы скриптов в SCADA системе InTouch (если в КР необходимо).
Приводятся: подробное описание и особенности функционирования каждой подсистемы скриптов (например, подсистемы расчёта температуры печи при заданных параметрах, подсистемы генерации случайных чисел для проверки работоспособности подсистемы алармов при различных режимах её работы, и т.д.
4. Разработка подсистемы алармов.
5. Разработка подсистемы трендов.
6. Особенности функционирования разработанной системы.
Приводятся: описание проверки работоспособности разработанной системы, особенности её функционирования в среде Window Maker, и инструкция пользователя.
Приложение №1
| Вариант | Объект мониторинга и управления | Параметры обязательного мониторинга и регулирования |
| Ректификационная колона | Значение регулируемого параметра (состав дистиллята): Q=25,5%, t=195. Предельные значения параметра: ∆Q=0,5% , ∆t=±10 C. | |
| Автоматическая линия обработки блоков цилиндров [Гурин, рис. 81, С. 177-179] | Пневмоэлектрические датчики: верхние и нижние предельные отклонения в диаметре отверстий, по условному браку; точность диаметров | |
| Устройство для автоматической подачи и удаления прессизделий [Дитёв, МРА-2012 (выпуск №6), С. 40-44] | Параметр деталь удалена SQ1=1. Параметр мониторинга количества подаваемых деталей N. | |
| Автоматизированная линия для производства пластиковых изделий [http://www.tersys.ru/index.php/Автоматизация_производства_пластмассовых_изделий] | Параметры: текущее состояние оборудования, учёт энергоресурсов, контроль значений технологических параметров (температура, давление, время цикла и т.д.). | |
| Транспортер автоматической линии сборки шатунов [Гурин, рис. 149, С. 290-292] | Давление гидроцилиндра. Давление пневмоцилиндра. Параметр - положение шатунов. | |
| Измерительная установка для контроля размеров заготовки | Параметры: длина, ширина и высота детали. Параметр точности измерения (значение после запятой). | |
| Автоматическое загрузочно-разгрузочное устройство [Гурин, рис. 88, С. 192-195] | Положение каретки и захватного приспособления. Вес изделия. Давление в гидросистеме. | |
| Весовая платформа автомашин [Горфман, рис. 6.23, С. 291-294] | Предельная масса. Параметр очереди (свет). Выдержка времени. | |
| Автоматическая линия для обработки одновенцовых зубчатых колес [Гурин, рис. 103, С. 216-219] | Параметр – вид номенклатуры. Размер зубчатых колес (диаметр, модуль, число зубьев). Контроль диаметра зубчатых колес. Время переналадки. Производительность линии >=40 шт/час. Промежуточный контроль. Параметр - движение автооператоров. Параметр – гидропривод. | |
| Высотная бетоносмесительная установка [Гофман, рис. 6.1, С. 262-263] | Параметры регулирования в дозаторах. Контроль качества продукции (пластичности и вязкости смеси). Контроль уровня материалов в бункерах. Параметры защиты и блокировки механизмов | |
| Автоматическая линия для обработки мокрых гильз [Гурин, рис. 99, С. 210-211] | Скорость подачи. Производительность 110 в час. Количество одновременно обрабатываемых гильз - n=2. | |
| Сушильный барабан с тепловым регулированием [Гофман, рис. 6.25, С. 297-298] | Дозировка подачи топлива. Контроль давления и влажности. Температура выходящего материала. Температура отходящих из топки газа. Параметры регулятора. | |
| Система автоматического управления давлением газа | Параметр регулирования – давление газа | |
| Доменная печь с автоматизированным взвешивание и дозирование кокса на двух весовых воронках [http://ao-constar.com/en/asu_tp_dp.php] | Параметры доменной печи. Контроль положения и скорости движения СКИПов по наклонному мосту. | |
| Автоматизированная установка для контроля герметичности изделий | Параметры герметичности изделий. Контроль предельных значений параметров герметичности | |
| Дозатор с регулируемой скоростью ленты [Горфман, рис. 6.20, С. 289-291] | Производительность = 30-60 м3 в час. Скорость выходного вала вариатора nвых от 30 до 90 м/мин. Напряжение тахогенератора Uтг. Напряжение задающего элемента Uз. | |
| Автоматическая линия для обработки балки переднего моста [Гурин, рис. 126, С. 249-252] | Количество заготовок в магазине n=20. Параметры гидропривода. Скорость редуктора. Угол поворота поворотного устройства. Производительность линии = 40 балок в час при коэффициенте ее использования 0,75. | |
| Устройство загрузки-разгрузки продукции [http://lapshinvr.ru/videokadry.html] | Параметры устройства. Параметры продукции – количество, вес, и т.д. | |
| Сборочная линия с автоматической загрузкой двигателя в спутник [Гурин, рис. 156, С. 306-308] С. 305? | Положение кантователя. Параметр – двигатель на след. сборочной позиции. Параметр – верхнее и нижнее положение подъемной платформы. | |
| Автоматическая линия для изготовления болтов M8х45 [Гурин, рис. 134, С. 264-267] | Температура нагревательного устройства. Давление прессов-автоматов. | |
| Дозатор с тензометрическими датчиками [Горфман, рис. 6.19, С. 286-288] | Вес дозируемого материала. Наименьшее сопротивление (соответствует весу 1кг, наибольшее – 800кг). Чувствительность моста. | |
| Прецизионный привод с САУ, обеспечивающей для заданного режима работы выбор требуемого типа последовательных корректирующих устройств | Параметры последовательных корректирующих устройств. | |
| Промышленный объект с АСУ пожаротушения товарно-сырьевой базы спецпродуктов [http://www.szma.com/fire_fighting_system.shtml] | Параметры контроля объектов пожаротушения. | |
| Электродный бункерный уровнемер [Горфман, рис. 6.2 , С. 263-265] | Параметры уровнемера. Предельные значения уровней наполнения бункера сыпучим материалом. | |
| Радиоактивный уровнемер [Горфман, рис. 6.4, С. 267-269] | Параметры ионизационного счетчика, Параметры контроля: уровень поплавка, уровень фракций в бункерах | |
| Растворный узел БАП [Горфман, рис. 6.28, С. 301-303] | Количество цемента, время перемешивания, марка раствора. Контроль длительности перемешивания замеса | |
| Установка асфальтобетоносмесителя [Горфман, рис. 6.26-6.27, С. 298-301] | Заданный вес до включения. Дозировка разных материалов. Контроль давления. Блокировка. Контроль клапана подачи сжатого воздуха. |
Руководитель проекта «» 20__г.
подпись
Задание принял к исполнению «» 20__г.
Содержание
| Введение | |
| 1. Характеристика объекта мониторинга и управления | |
| 1.1. Раз | |
| 1.2. Пр | |
| 1.3. П | |
| 2. Разработка графического интерфейса оператора в SCADA системе InTouch | |
| 2.1. Описание с | |
| 2.2. О | |
| 2.3. Оп | |
| 2.4. Особенности ра | |
| 2.5. Тех | |
| 3. Разработка подсистемы скриптов в SCADA системе InTouch | |
| 3.1. Раз | |
| 3.2. Пр | |
| 4. Разработка подсистемы алармов | |
| 4.1. Ра | |
| 4.2. Пр | |
| 5. Разработка подсистемы трендов | |
| 5.1. Раз | |
| 5.2. Про. | |
| 6. Проверка работоспособности разработанной системы | |
| 6.1. Ррр | |
| 6.2. Ппп | |
| 7. Выводы | |
| Список использованных источников |
Введение
SCADA-система (Supervisory Control And Data Acquisition System) – это система сбора данных и оперативного диспетчерского управления. В названии присутствуют две основные функции, возлагаемые на SCADA-систему:
- сбор данных о контролируемом технологическом процессе;
- управление технологическим процессом.
Функции, которые возлагаются на любую SCADA-систему, независимо от того, является она широко тиражируемым продуктом известной компании или создана специалистами отдела АСУТП предприятия для своих конкретных нужд, следующие:
- прием информации…
Требования, предъявляемые к SCADA-системе.
Для данного объекта необходимо разработать SCADA-систему (система диспетчерского управления и сбора данных), которая выполняла бы следующие функции:
· прием информации о контролируемых технологических параметрах (состав дистиллята, расход хладоносителя);
· непосредственное автоматическое управление технологическим процессом.
· оперативное управление ходом технологического процесса (изменение параметров регулятора);
· сохранение принятой информации для дальнейшей обработки и формирования сводных данных (месячного отчета);
· графическое представление хода технологического процесса (мнемосхема объекта), принятой и архивной информации в удобной для восприятия форме (индикаторы, графики);
· оповещение персонала об обнаруженных аварийных событиях (индикация аварии);
· ведение журнала аварий, тревог.
=====================================================
которая состоит из блоков, выполняющих определенные функции. Для передачи данных от одного функционального блока к другому нужно определить связи.
Описание блоков.
1.
Блоки аналогового ввода AI1 и AI2, предназначены для приема информации от внешних устройств, датчиков состава остатка и расхода теплоносителя соответственно. При настройке данных блоков в поле «Устройство» необходимо указать порт, к которому подключено устройство (COM 2), а в поле «модуль» - название модуля (АDAM-4014D) .
В полях Список опрашиваемых каналов: Первый в списке: Последний в списке должны быть установлены нулевые значения для того, чтобы при исполнении стратегии осуществлялся опрос только канала с номером 0 для ввода в блок аналогового ввода сигнала синусоидальной формы (канал 1 – для ввода сигнала прямоугольной формы, канал 2 – треугольной).
2.
Блок аналогового вывода (AO1), предназначен для передачи управляющего сигнала к усилителю и исполнительному механизму. Конфигурация блока аналогична настройкам блока аналогового ввода, только в поле «модуль» нужно указать ADAM-4021.
3.
Блок архива тревог (ALOG1) предназначен для сохранения в архиве информации о зафиксированных аварийных событиях, связанных с сигналом, поступающим на вход блока архива тревог. Блок имеет вход и выход. Тревоги фиксируются в файле архива событий (\GENIE\GENIE.ELF). Сообщения об аварийных событиях могут отображаться в окне Журнала событий и подтверждаться пользователем в процессе исполнения стратегии, когда значение на входе блока попадает в следующие диапазоны:
· выше верхнего предельного значения;
· между максимальным и верхним предельным значениями;
· между максимальным и минимальным значениями;
· между минимальным и нижним предельным значениями;
· ниже нижнего предельного значения.
4.
Блок подачи звукового сигнала (Sp1), предназначен для звуковой сигнализации при возникновении аварийной ситуации. Активизируется при подаче сигнала с блока архивации тревог.
5.
Данный блок предназначен для записи в файл информации, поступающей от датчика состава дистиллята.
6.
Блок ПИД-регулирования (PID1) реализует пропорционально-интегральный закон регулирования. Вход обратной связи данного блока соединен с выходом блока аналогового ввод AI1.
Блок ПИД-регулирования (PID2), предназначен для выработки управляющего воздействия, реализует пропорционально-интегральный закон регулирования. Вход обратной связи данного блока соединен с выходом блока аналогового ввода AI2.
7.
Блок ТЭГ (NCTL1), предназначен для установления связи между элементом управления кнопка «Инкрементный регулятор» и блоком PID1.
Блок ТЭГ (NCTL2), предназначен для установления связи между элементом управления кнопка «Инкрементный регулятор» и блоком PID2.
В данной курсовой работе была сконфигурирована следующая стратегия:
КУРСОВАЯ РАБОТА
| по дисциплине | Интегрированные системы проектирования и управления | |||||||
| (наименование дисциплины) | ||||||||
| Тема курсовой работы | Разработка автоматизированной системы | |||||||
| . мониторинга и управления на основе SCADA-технологий (Вариант №9) | ||||||||
| Студент группы | ИАБО-01-13, Сакаров М.А. | |||||||
| (учебная группа, фамилия, имя, отчество студента) | (подпись студента) | |||||||
| Руководитель курсовой работы | доц., к.т.н., доц. Курнасов Е.В. | |||||||
| (должность, ученая степень, звание, Ф.И.О.) (подпись руководителя) | ||||||||
| Рецензент(при наличии) | ||||||||
| (должность, ученая степень, звание, Ф.И.О.) (подпись рецензента) | ||||||||
Работа представлена к защите «____» ___________201__г.
Допущен к защите «____» ___________201__г.
Москва 2017г.
| |
| МИНОБРНАУКИ РОССИИ |
| Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технологический университет» МИРЭА |
Кафедра промышленной информатики
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
«Интегрированные системы проектирования и управления»
Студент _________________________ шифр _ _ _ _ _ _ _ _ группа _ _ __ _ _ _ _
Тема: Разработка автоматизированной системы мониторинга и управления на основе SCADA-технологий
Вариант №__
Исходные данные:
1. Объект мониторинга и управления: согласно варианту в приложении №1 (допускается использование объекта из утвержденной темы ВКР).
2. Параметры обязательного мониторинга и регулирования: согласно варианту;
3. Программное обеспечение: демо-версия SCADA системы InTouch (Wonderware).
Курсовая работа включает в себя следующие разделы:
1. Характеристика объекта мониторинга и управления.
Приводятся: описание объекта, его функциональная схема, анализ параметров обязательного мониторинга и регулирования, структура САУ и определение параметров регулятора (если необходимо), требования, предъявляемые к SCADA-системе с обоснованием детализации разработки требуемых её подсистем.
2. Разработка графического интерфейса оператора в SCADA системе InTouch.
Приводятся: этапы проектирования от разработки основного окна до вспомогательных.
3. Разработка подсистемы скриптов в SCADA системе InTouch (если в КР необходимо).
Приводятся: подробное описание и особенности функционирования каждой подсистемы скриптов (например, подсистемы расчёта температуры печи при заданных параметрах, подсистемы генерации случайных чисел для проверки работоспособности подсистемы алармов при различных режимах её работы, и т.д.
4. Разработка подсистемы алармов.
5. Разработка подсистемы трендов.
6. Особенности функционирования разработанной системы.
Приводятся: описание проверки работоспособности разработанной системы, особенности её функционирования в среде Window Maker, и инструкция пользователя.
Приложение №1
| Вариант | Объект мониторинга и управления | Параметры обязательного мониторинга и регулирования |
| Ректификационная колона | Значение регулируемого параметра (состав дистиллята): Q=25,5%, t=195. Предельные значения параметра: ∆Q=0,5% , ∆t=±10 C. | |
| Автоматическая линия обработки блоков цилиндров [Гурин, рис. 81, С. 177-179] | Пневмоэлектрические датчики: верхние и нижние предельные отклонения в диаметре отверстий, по условному браку; точность диаметров | |
| Устройство для автоматической подачи и удаления прессизделий [Дитёв, МРА-2012 (выпуск №6), С. 40-44] | Параметр деталь удалена SQ1=1. Параметр мониторинга количества подаваемых деталей N. | |
| Автоматизированная линия для производства пластиковых изделий [http://www.tersys.ru/index.php/Автоматизация_производства_пластмассовых_изделий] | Параметры: текущее состояние оборудования, учёт энергоресурсов, контроль значений технологических параметров (температура, давление, время цикла и т.д.). | |
| Транспортер автоматической линии сборки шатунов [Гурин, рис. 149, С. 290-292] | Давление гидроцилиндра. Давление пневмоцилиндра. Параметр - положение шатунов. | |
| Измерительная установка для контроля размеров заготовки | Параметры: длина, ширина и высота детали. Параметр точности измерения (значение после запятой). | |
| Автоматическое загрузочно-разгрузочное устройство [Гурин, рис. 88, С. 192-195] | Положение каретки и захватного приспособления. Вес изделия. Давление в гидросистеме. | |
| Весовая платформа автомашин [Горфман, рис. 6.23, С. 291-294] | Предельная масса. Параметр очереди (свет). Выдержка времени. | |
| Автоматическая линия для обработки одновенцовых зубчатых колес [Гурин, рис. 103, С. 216-219] | Параметр – вид номенклатуры. Размер зубчатых колес (диаметр, модуль, число зубьев). Контроль диаметра зубчатых колес. Время переналадки. Производительность линии >=40 шт/час. Промежуточный контроль. Параметр - движение автооператоров. Параметр – гидропривод. | |
| Высотная бетоносмесительная установка [Гофман, рис. 6.1, С. 262-263] | Параметры регулирования в дозаторах. Контроль качества продукции (пластичности и вязкости смеси). Контроль уровня материалов в бункерах. Параметры защиты и блокировки механизмов | |
| Автоматическая линия для обработки мокрых гильз [Гурин, рис. 99, С. 210-211] | Скорость подачи. Производительность 110 в час. Количество одновременно обрабатываемых гильз - n=2. | |
| Сушильный барабан с тепловым регулированием [Гофман, рис. 6.25, С. 297-298] | Дозировка подачи топлива. Контроль давления и влажности. Температура выходящего материала. Температура отходящих из топки газа. Параметры регулятора. | |
| Система автоматического управления давлением газа | Параметр регулирования – давление газа | |
| Доменная печь с автоматизированным взвешивание и дозирование кокса на двух весовых воронках [http://ao-constar.com/en/asu_tp_dp.php] | Параметры доменной печи. Контроль положения и скорости движения СКИПов по наклонному мосту. | |
| Автоматизированная установка для контроля герметичности изделий | Параметры герметичности изделий. Контроль предельных значений параметров герметичности | |
| Дозатор с регулируемой скоростью ленты [Горфман, рис. 6.20, С. 289-291] | Производительность = 30-60 м3 в час. Скорость выходного вала вариатора nвых от 30 до 90 м/мин. Напряжение тахогенератора Uтг. Напряжение задающего элемента Uз. | |
| Автоматическая линия для обработки балки переднего моста [Гурин, рис. 126, С. 249-252] | Количество заготовок в магазине n=20. Параметры гидропривода. Скорость редуктора. Угол поворота поворотного устройства. Производительность линии = 40 балок в час при коэффициенте ее использования 0,75. | |
| Устройство загрузки-разгрузки продукции [http://lapshinvr.ru/videokadry.html] | Параметры устройства. Параметры продукции – количество, вес, и т.д. | |
| Сборочная линия с автоматической загрузкой двигателя в спутник [Гурин, рис. 156, С. 306-308] С. 305? | Положение кантователя. Параметр – двигатель на след. сборочной позиции. Параметр – верхнее и нижнее положение подъемной платформы. | |
| Автоматическая линия для изготовления болтов M8х45 [Гурин, рис. 134, С. 264-267] | Температура нагревательного устройства. Давление прессов-автоматов. | |
| Дозатор с тензометрическими датчиками [Горфман, рис. 6.19, С. 286-288] | Вес дозируемого материала. Наименьшее сопротивление (соответствует весу 1кг, наибольшее – 800кг). Чувствительность моста. | |
| Прецизионный привод с САУ, обеспечивающей для заданного режима работы выбор требуемого типа последовательных корректирующих устройств | Параметры последовательных корректирующих устройств. | |
| Промышленный объект с АСУ пожаротушения товарно-сырьевой базы спецпродуктов [http://www.szma.com/fire_fighting_system.shtml] | Параметры контроля объектов пожаротушения. | |
| Электродный бункерный уровнемер [Горфман, рис. 6.2 , С. 263-265] | Параметры уровнемера. Предельные значения уровней наполнения бункера сыпучим материалом. | |
| Радиоактивный уровнемер [Горфман, рис. 6.4, С. 267-269] | Параметры ионизационного счетчика, Параметры контроля: уровень поплавка, уровень фракций в бункерах | |
| Растворный узел БАП [Горфман, рис. 6.28, С. 301-303] | Количество цемента, время перемешивания, марка раствора. Контроль длительности перемешивания замеса | |
| Установка асфальтобетоносмесителя [Горфман, рис. 6.26-6.27, С. 298-301] | Заданный вес до включения. Дозировка разных материалов. Контроль давления. Блокировка. Контроль клапана подачи сжатого воздуха. |
Руководитель проекта «» 20__г.
подпись
Задание принял к исполнению «» 20__г.
Содержание
| Введение | |
| 1. Характеристика объекта мониторинга и управления | |
| 1.1. Раз | |
| 1.2. Пр | |
| 1.3. П | |
| 2. Разработка графического интерфейса оператора в SCADA системе InTouch | |
| 2.1. Описание с | |
| 2.2. О | |
| 2.3. Оп | |
| 2.4. Особенности ра | |
| 2.5. Тех | |
| 3. Разработка подсистемы скриптов в SCADA системе InTouch | |
| 3.1. Раз | |
| 3.2. Пр | |
| 4. Разработка подсистемы алармов | |
| 4.1. Ра | |
| 4.2. Пр | |
| 5. Разработка подсистемы трендов | |
| 5.1. Раз | |
| 5.2. Про. | |
| 6. Проверка работоспособности разработанной системы | |
| 6.1. Ррр | |
| 6.2. Ппп | |
| 7. Выводы | |
| Список использованных источников |
Введение
SCADA-система (Supervisory Control And Data Acquisition System) – это система сбора данных и оперативного диспетчерского управления. В названии присутствуют две основные функции, возлагаемые на SCADA-систему:
- сбор данных о контролируемом технологическом процессе;
- управление технологическим процессом.
Функции, которые возлагаются на любую SCADA-систему, независимо от того, является она широко тиражируемым продуктом известной компании или создана специалистами отдела АСУТП предприятия для своих конкретных нужд, следующие:
- прием информации…
Характеристика объекта мониторинга и управления