2.8.2 Требование и характеристика средств создания и отладки прикладного по
Для программирования систем автоматизации SIMATIC S7/C7/WinAC может быть использовано три языка: STL, LAD и FBD.
Язык STL (Statement List) позволяет создавать наиболее компактные программы, обладающие наиболее высоким быстродействием. Язык поддерживает выполнение следующих функций:
Поиск,любая точка программы может быть быстро найдена по указанию символьного имени, оператора и т.д.
Возможность ввода данных в пошаговом или свободном текстовом режиме.
Программа может вводиться с проверкой синтаксиса каждой строки или набираться в текстовом редакторе с последующим преобразованием.
Классические языки программирования контроллеров LAD(Ladder Diagram - LAD) и FBD (Function Block Diagram) позволяют создавать программы, отвечающие требованиям DINEN 6.1131-3.Редакторы стандартных языков LAD и FBD обеспечивают полную графическую поддержку программирования со следующими характеристиками:
Простое и интуитивное использование, наглядный ин-терфейс, использование стандартные механизмы работы сWindows.
Библиотеки заранее одготовленных сложных функций (на-пример, ПИД регулирования) и разработанных пользователем решений.
В данном проекте разработана программа в среде InTouch (Wonderware, США), реализующая визуализацию технологического процесса, сбор и архивацию данных, сигнализацию о возникновении нештатных ситуаций, при необходимости, дистанционное изменение режимов работы исполнительных устройств на контролируемом пункте.
SCADA система InTouch – мощный человеко-машинный интерфейс (HMI) для промышленной автоматизации, управления технологическими процессами и диспетчерского контроля. В России SCADA активно применяется для создания DCS (распределенных систем управления) и других АСУ. Это девятое поколение лидирующего в промышленности программного обеспечения типа HMI от компании Wonderware. |
InTouch позволяет пользователям связаться с фактически любым промышленным устройством контроля автоматизации, предоставляя сотни серверов ввода - вывода и OPC, предназначенных для подключения к продуктам Wonderware. Отдел интеграции устройств, вместе с более чем 100 сторонними разработчиками, предлагает самый большой выбор серверов ввода - вывода для сотен наиболее популярных устройств контроля, включая ПЛК ведущих мировых производителей. Все сервера Wonderware поддерживают коммуникации по протоколу Microsoft DDE, также как и по протоколу фирмы Wonderware - SuiteLink™ или OPC технологии. InTouch HMI и все другие продукты от Wonderware могут быть OPC клиентом для работы с любым из OPC серверов.
SCADA-система InTouch - программное обеспечение для разработки интерфейса человек-машина (НMI). HMI позволяет контролировать и управлять всеми объектами и системами, используя графические объекты, и включает:
отображение параметров для управления сигналами;
отображение текущих и исторических трендов;
отображение и регистрацию аварийных сигналов.
Исполнительная система InTouch поддерживает базу данных текущих значений процесса. Эти значения могут отражать заданные точки контроля устройств, представляющие параметры физического объекта, или точки, представляющие расчетные значения. Значения параметров собираются и обрабатываются на одном или нескольких компьютерах, использующих распределенную структуру программного обеспечения. Автоматически выполняются преобразования инженерных единиц собранных данных и обратные преобразования инженерных единиц для задания управляющих установок. Поддерживаются переменные ввода/вывода, вещественные числа, целые числа, дискретные числа, строковые переменные, суперпеременные (подобие структур).
InTouch предоставляет набор инструментов для графического отображения состояния процесса. Графические объекты могут быть анимированы с использованием таких динамических атрибутов, как цвет, положение, движение, мигание, вращение, заполнение, указатели или процедуры для активации программ пользователя. SCADA-система InTouch позволяет организовать взаимодействие с другими приложениями, используя следующие средства:
стандартный DDE-обмен (Dynamic Data Exchange - динамический обмен данными). Большинство разработанных серверов ввода/вывода поддерживают именно DDE-обмен для передачи данных в InTouch-приложение. Обычные приложения, самое популярное из которых Excel, также используют DDE-механизм;
OLE-технология (Object Linking and Embedding - включение и встраивание объектов). Используется для взаимодействия с некоторыми компонентами FactorySuite и другими пользовательскими приложениями;
OPC-программы (OLE for Process Control - OLE для управления процессами). Уже появились OPC-серверы, инициирующие передачу данных по новому протоколу.
На рисунке 19 приведена визуализация САР нагрева металла. При дистанционном режиме управления с экрана монитора можно задавать изменение следующих параметров: расход газа в сварочной зоне, расход воздуха в сварочной зоне, расход газа в томильной зоне, расход воздуха в томильной зоне, давление в печи, давление воздуха общего. К управляющим элементам на данной панели относятся ключи автомат-дистанционный (Авт/Дист) и кнопки с синими треугольниками, предназначенные для управления заслонками. Кючи “Авт/Дист” предназначены для перевода контура регулирования в автоматический режим из дистанционного и обратно. Для управления ключом необходимо подвести к нему курсор мышки и щелкнуть один раз левой клавишей. Ключ должен изменить свое положение. Если щелкнуть еще раз, то ключ вернется на прежнее место. При работе в дистанционном режиме управления все ключи должны быть в положении “Дист”, т.е. в нижнем положении. Положением заслонок можно управлять, только если ключи находятся в нижнем положении “Дист”. Рядом с каждым параметром, значение которого можно изменять дистанционно имеется группа из четырех кнопок, обведенных в рамку, на которых нанесены синие треугольники. Два треугольника смотрят вверх, а два вниз. Если подвести курсор и нажать на левую кнопку мыши, то будет подан сигнал на открытие или закрытие заслонки. При этом цвет треугольника изменится с синего на зеленый. Если вершина треугольника обращена вверх, то будет подан сигнал на открытие, а если вниз - то на закрытие. Если над треугольником написано слово “Грубо”, то заслонка будет закрываться и открываться быстро, а если слово “Точно”, то медленно. Следует иметь в виду, что с момента посылки сигнала на открытие или закрытие заслонки до момента прихода сигнала об изменении положения заслонки может пройти 2-3 секунды, что связано с задержками в посылке и приемке сигналов от системы и в систему, а так же на выборку люфтов при работе механизмов. В системе предусмотрен сбор и архивирование технологической информации Доступ к этой информации осуществляется по кнопке “История”. После нажатия этой кнопки должен возникать экран с графиками, размеченные сеткой.
Рисунок 19- Визуализация САР.
Вывод
Вкурсовом проекте рассматривались вопросы модернизации системы автоматического регулирования тепловым режимом методической печи стана 150 СПЦ ПГП ЧерМК ОАО “Северсталь”.
Рассмотрены общие вопросы автоматизации технологического процесса, в частности САР температуры, расхода, давления и соотношения топливо-воздух. Суть курсового проекта: замена старой САР нагрева металла на новую с, применением ПЛК фирмы Siemens: SIMATIC S7-216. Замене подлежат датчики, пульты, шкафы автоматики и другие конструктивы, средства ручного ввода и отображения информации. Разработана программа в среде InTouch (Wonderware, США), реализующая визуализацию технологического процесса, сбор и архивацию данных, сигнализацию о возникновении нештатных ситуаций, при необходимости, дистанционное изменение режимов работы исполнительных устройств на контролируемом пункте.
В ходе выполнения курсового проекта были проделаны следующие виды работ:
Составление функциональной схемы САР и ее описание.
Произведен выбор измерительно- преобразовательных элементов.
Выбор исполнительных устройств.
Выбор закона регулирования.
Выбор автоматического управляющего устройства на основе ПЛК и расчет его конфигурации.
Произведен выбор операционной системы верхнего и нижнего уровня АСУТП.
Выбор используемого программного обеспечения.
Литература
1. Оформление пояснительной записки курсовых и дипломных проектов в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105 – 95. Череповецкий металлургический колледж, 1999.
2. Тюриков С.П. Методические рекомендации и расчеты по курсовому проектированию для студентов 3 и 4 курсов. Череповец 2006 год.
3. Теория, конструкции и расчёты металлургических печей. Том 1. - Под редакцией В.А. Кривандина. - М.: Металлургия, 1986.
4. Металлургические печи. - В.А. Кривандин, Б.Л. Марков. - М.: Металлургия, 1977.
5. Металлургическая теплотехника. Том 2. Конструкция и работа печей. - Под редакцией В.А. Кривандина. - М.: Металлургия, 1986.
6. Липухин Ю.В., Булатов Ю.И. Автоматизация металлургических агрегатов. М.: Металлургия, 1992.
7. Каганов В.Ю., Блинов О.М., Беленький А.М. Автоматизация управления металлургических печей.
8. Котов К.И., Шершевер М.А. Средства измерения, контроля и автоматизации технологических процессов. Вычислительная и микропроцессорная техника. М: Металлургия, 1989.
9. Статья из Internet: Описание ПЛК SIMATIC S7-200. Сайт: simatic.nm.ru.
10. С.А.Малый "Автоматизация методических печей" М: 1962.
11. Хоу Чэн Лян. Современное состояние и перспективы развития высокопроизводительных регенеративных печей в КНР // "Металлургическая теплотехника". Сборник научных трудов Государственной металлургической академии Украины. В 2-х томах. Т. 1 – Днепропетровск: ГМетАУ, 1999. – 214
12. Бунин В.К., Анопренко В.А. SCADA-системы: проблема выбора. Современные технологии автоматизации, М:1999.
Приложение 1. Схема расположения оборудования
Приложение 2 – Продольный разрез печи
Приложение 3- Функциональная схема САР
Приложение 4- Структурная схема САР
Приложение 5- График переходной характеристики объекта управления
Приложение 6 – Уровни автоматизации
Приложение 7 – Схемы алгоритмов программ.
