Описание объекта мониторинга и управления.

Для данного объекта необходимо разработать SCADA-систему (система Объект представляет собой ректификационную колону (см. рис. 1).

Для удержания состава дистиллята в заданных пределах нужно постоянно измерять его величину и величину расхода хладоносителя с помощью датчика состава дистиллята и датчика температуры (см. рис. 2). Сигналы от датчиков поступают на УСО – устройство согласования с объектом управления (аналого-цифровой преобразователь), которое преобразует его в цифровой код. После этого полученный код подается на АРМ диспетчера. В соответствии с заложенной программой и опорным значением, АРМ диспетчера выдает сигнал на УСО, (цифро-аналоговый преобразователь). В соответствии с величиной этого сигнала регулирующий орган осуществляет поворот вентиля крана.

Рис. 1. Функциональная схема объекта мониторинга и управления

Рис. 2. Структурная схема объекта мониторинга и управления

Составление структуры САУ и определение параметров регулятора

Наша система представляет собой замкнутую систему с единичной обратной связью, в которой:

1. регулятор 1, регулятор 2 – динамическая система, целенаправленно вводимая в контур, чтобы придать замкнутой системе желаемые свойства (в нашем случае ПИ-регуляторы).

2. объект управления – это физическая система, подлежащая управлению.

3. регулирующий орган – клапан, который регулирует подачу продукта

Структурная схема регулирования в общем виде показана на рис. 3.

Рис. 3. Структурная схема системы регулирования объекта мониторинга и управления

На рис.3 показаны следующие параметры:

Q (состав дистиллята) –входная величина;

дистиллят - регулируемая (выходная) величина;

ε - ошибка рассогласования, отклонение регулируемой величины от заданной;

W_p1(p), W_p2(p) – передаточные функции регуляторов;

W_pо(p) – передаточная функция регулирующего органа;

W_об(p) – передаточная функция объекта регулирования.

Определение параметров:

1. Передаточная функция регулирующего органа:

Примем W_pо(p)=1

2. Передаточные функции регуляторов:

Чтобы обеспечить отклонение регулируемой величины ∆Q=±0,5% и ∆t=±10 C вычислим коэффициент передачи регуляторов:

T – постоянная времени;

k_{р –} коэффициент регулятора.

ε=1/k, отсюда К_{рассогл}≈1/ε

По заданию допустимое отклонение ±5%, следовательно, коэффициенты регуляторов найдем как:

К₁=25,5/0,5=51;

К₂ =195/10 = 19,5

Тогда примем:

W_pег1(p)=51,

W_pег2(p)=19,5.

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: