54

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Тольяттинский государственный университет

Физико-технический институт

Кафедра «Автоматизация технологических

процессов и производств»

Раздел к дипломному проекту

«ГАУ механической обработки деталей типа «Вал»

на тему: «Разработка АСУ ГАУ как АСУ ТП/SCADA. Системная интеграция»

Дипломант______________ Китайкина С.Н.

«_____»____________________200___г.

Содержание:

Введение		3
1.	Анализ объекта управления	4
	1.1. Структура ГАУ	4
	1.2. Порядок функционирования ГАУ. Циклограмма	5
2.	Описательная постановка задачи управления	7
	2.1. Цель создания АСУ	7
	2.2. Штатные режимы работы локальных систем управления (ЛСУ)	7
	2.3. Нештатные ситуации ЛСУ	7
	2.4. Декомпозиция задачи	9
3.	Средства реализации управления	11
	3.1. Обобщенная структура АСУ ГАУ	11
	3.2. Спецификация данных для систем второго уровня. Входные и выходные данные	13
4.	Моделирование процесса управления	15
	4.1. Идентификация данных	15
	4.2. Разработка основной логико-математической модели	18
5.	Моделирование процесса функционирования ГАУ на основе аппарата Сетей Петри (СП)	20
	5.1. Соответствие множества позиций СП множеству входных сигналов	20
	5.2. Соответствие множества переходов СП множеству выходных сигналов	20
	5.3. Множества входных и выходных функций СП	22
	5.4. Построение Сети Петри	23
6.	Разработка уточненной математической модели с учетом анализа своевременности поступления сигналов от процесса	24
7.	Разработка общего алгоритма	26
8.	Формирование уточненной архитектуры АСУ ГАУ: спецификация и обоснование выбора технических средств	27
	8.1. Конфигурирование ПЛК. Работа в среде HW-Configпо созданию аппаратной конфигурации ПЛК SimaticS7	27
	8.2. Средства съема – интеллектуальные датчики	37
	8.3. Средства исполнения управления	38
	8.4. Сетевая архитектура передачи. Проектирование промышленной сети в среде NetPro	41
	8.5. Операторские пункты: центральный (РС) и локальный (ОР)	44
9.	Разработка HMI-интерфейса	46
	9.1. Выбор технических средств для реализации HMI-интерфейса.SCADA Simatic WIN CC	46
	9.2. Типовой сценарий HMI-интерфейса	46
Заключение		49
Список использованной литературы		50
Приложения		51

Введение

В настоящее время автоматизированные системы управления (АСУ) представляют собой объект активных теоретических исследований, которые позволяют создание моделей комплексной автоматизации процессов, производств и производственных структур. Сегодня единые открытые вычислительные системы управляют распределенными децентрализованными эволюционирующими структурами с ограниченным взаимодействием, способными поддерживать по мере потребностей механизм налаживания новых связей или углублять их взаимодействие. Все необходимые аппаратные средства для таких систем уже созданы. Также для этих целей разработано системо-независимое программное обеспечение. Существуют и успешно применяются пакеты - SCADA-программы (Supervisory Control and Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных), позволяющие обеспечивать двустороннюю связь в реальном времени с объектом управления и контроля, визуализацию информации на экране монитора в любом удобном для оператора виде, контроль нештатных ситуаций, организацию удаленного доступа, хранение и обработку информации. В целом SCADA-пакеты обеспечивают гибкость системы, поддерживая распределенную архитектуру.

Таким образом, создание АСУ ТП, особенно небольших, не является чем-то исключительным, потому как наработаны типовые схемы, схемные и программные решения. Это свидетельствует о том, что автоматизация уже достигла той степени обыденности, что и, например, электрификация. Тем не менее, новые применения или новые решения в этой области всегда привлекают внимание, как, например, разработка АСУ ГАУ как АСУ ТП/SCADA. Это определило цель настоящей работы: построение АСУ ТП в виде определенной цепочки: оператор – управляющий компьютер - управляющие контроллеры – датчики и исполнительные механизмы – объект управления, на основе которой необходимо будет закрепить между аппаратными уровнями выполнение конкретных задач. Так, все функции управления технологическим процессом будут возложены на управляющие контроллеры, компьютер верхнего уровня в этом случае будет только отображать ход процесса, а оператор будет задавать начальные условия технологического процесса и при необходимости корректировать сам процесс.