Дипломная (вкр): Внедрение системы автоматизации рабочего места оператора нефтебазы

АРМ Оператора обеспечивает

·    прием информации о состоянии объекта с контроллера по резервированным полевым шинам Modbus Plus либо Ethernet;

·              диагностику состояния оборудования, входящего в комплекс АСУТП;

·              мониторинг и оперативное управление технологическим процессом;

·              архивацию событий, действий оператора и команд управления, принимаемых с различных уровней АСУТП;

·              формирование баз данных, текущих и архивных сводок технологических процессов;

·              формирование трендов измеряемых параметров;

·              предоставление оперативной справочной информации по функционированию ПО;

·              возможность отображения в реальном масштабе времени всех автоматизируемых технологических схем на экране монитора в виде мнемосхем с изображением функционально объединенного участка или всего технологического процесса;

·              система защиты доступа.

Глава 2. Внедрение системы автоматизации рабочего места оператора нефтебазы

.1 Краткий обзор программных и технических средств для промышленной автоматизации

В области аппаратного обеспечения для систем промышленной автоматизации компания GE Fanuc серьезно расширила перечень выпускаемого оборудования и в соответствии с современным уровнем развития вычислительной и микропроцессорной техники обновила линейки уже популярных изделий. Теперь пользователю предлагается широкий перечень готовых решений для задач промышленной автоматизации: от компактных и экономичных программируемых логических микроконтроллеров до современных программируемых автоматизационных контроллеров и промышленных ПК с открытой архитектурой.

Линейка промышленных контроллеров GE Fanuc

Контроллеры Durus

 является доступным контроллером нижнего уровня со встроенным операторским интерфейсом (LCD 4х12 символов, 8 программируемых клавиш, 17 пользовательских экрана). Компания GE Fanuc предлагает целый ряд ПЛК, коммуникационных опций и комбинаций каналов ввода/вывода: с наличием или отсутствием операторского интерфейса, возможностью подключения модулей расширения (до 3-х дискретного ввода, 1 аналогового и общим количеством каналов до 44), высокоскоростных счетчиков и выходов ШИМ.

Операторские панели DataPanel

Операторские панели VersaMax DataPanel идеальны для широкого диапазона приложений: начиная от доступа к простому таймеру/счетчику/регистру до отображения полнотекстовых сообщений с цифровой клавиатурой. Все панели VersaMax предварительно запрограммированы для быстрого доступа к ПЛК VersaMax Nano/Micro без пользовательского конфигурирования. Тип дисплея LCD с подсветкой. Рабочая температура 0…+50оС, исполнение NEMA 4, ПО DataDesigner.

Контроллеры PACSystems RX7i

Созданный на основе стандартной открытой архитектуры контроллер RX7i является первым из семейства программируеммых контроллеров PACSystems. RX7i совмещает единое ядро управления и универсальную среду программирования, чтобы обеспечить независимость приложений по отношению к различным аппаратным платформам. Предназначенный для поддержки приложений среднего и высшего уровня контроллер RX7i идеально подходит для интегрированных решений, требующих открытой архитектуры, большого объема памяти, распределенных систем ввода/вывода и высокой производительности.

В качестве ЦП контроллеров PACSystems RX7i используются процессоры Intel Celeron и Pentium III, которые имеют большой объем памяти, обеспечивают быстрое выполнение команд и возможность модернизации в соответствии с будущими технологиями. Имеющиеся ЦП контроллеров RX7i обладают памятью различных размеров, производительностью и улучшенными функциональными возможностями, включая программную конфигурацию памяти данных и программ. В ЦП контроллеров PACSystems наряду с энергонезависимой флэш-памятью также предусматриваются 1 или 8 Ггб оперативной памяти для сохранения данных и программ.

Крейты

Крейты контроллеров PACSystems RX7i задают темп развития новейших технологий в области ПЛК. Они поддерживают новые мощные модули питания и высокопроизводительные ЦП PACSystems. Шина VME64 обеспечивает полосу пропускания до 4 раз большую, чем у имеющихся систем на основе VME благодаря чему ввод/вывод данных осуществляются быстрее. Шина VME64 поддерживает все стандартные модули VME, в т.ч. модули ввода/вывода Series 90-70 и модули VMIC

QuickPanel View & Control

Панель оператора QuickPanel Control спроектирована таким образом, что комбинация яркого цветного или монохромного сенсорного экранов и широких коммуникационных возможностей в совокупности с программным обеспечением Proficy удовлетворяет всем необходимым требованиям приложений контроля и визуализации в среде ОС реального времени Windows CE.NET. Интерфейс оператора представляет собой сенсорный дисплей, совмещенный с ПО Proficy™ Machine Edition, что позволяет снизить время разработки, а наличие коммуникационных портов - подключаться к различным сетям.

Панель оператора

Панель оператора

QuickPanel Control сочетает визуализацию и управление в одной платформе для обеспечения максимальной производительности и ценовой эффективности. Посредством интеграции семейства сенсорных дисплеев QuickPanel View с ПО Proficy Machine Edition Development PC для Windows CE.NET QuickPanel Control сочетает гибкую масштабируемую производительность на мощной аппаратной платформе. Интуитивная оболочка программного обеспечения Proficy Machine Edition помогает уменьшить время разработки, при этом связь с другими устройствами упрощается благодаря интерфейсам Ethernet и Fieldbus. Защита передней панели IP65. Рабочая температура 0-50° С, влажность 5-95%

Система ввода/вывода VersaPoint

Распределенная система ввода/вывода VersaPoint обеспечивает максимум возможностей при своей компактности и гибкости и позволяет пользователям устанавливать точное количество каналов ввода/вывода, необходимое для каждого приложения. Оставаясь верным открытым стандартам связи, включая Ethernet, Profibus-DP и DeviceNet, VersaPoint легко связывается с широким диапазоном ПЛК, DCS (распределенная система управления) и систем управления на основе ПК.

Система ввода/вывода

Устройство сетевого интерфейса подсоединяет модули ввода/вывода VersaPoint к основному ПЛК или компьютеру через разные типы сетей, которые позволяют легко включить ввод/вывод VersaPoint в сеть Profibus-DP, Ethernet или DeviceNet. Устройство сетевого интерфейса (NIU) поддерживает до 63 модулей в одном узле и имеет светодиодную индикацию шины и питания.

Терминалы и сегменты питания

Терминалы питания подводят питание к основной цепи (UM). В дополнение он может быть использован в качестве модуля питания для сегмента цепи (Us). Терминалы сегмента используются для создания сегмента цепи питания внутри основной цепи питания 24 В постоянного тока.

Устройства распределенного ввода/вывода Genius

Предусматривая распределенное управление на производственном уровне, системы В/В Genius позволяют значительно сокращать время подключения и наиболее эффективно выявлять неисправности. Модули ввода/вывода Genius автоматически предоставляют диагностическую информацию о внешних подключениях, условиях электропитания и нагрузках, так же как и о состоянии сетей связи, модулей и цепей. Диагностика Genius резко уменьшает время, необходимое на начальное управление и отладку.

Модули дискретного В/В, Управляющее питание для модуля изолировано от входных/выходных напряжений

переменный ток подключенного устройства. Отдельного источника питания не требуется. Дополнительные возможности конфигурирования включают: импульсное тестирование выхода, изменяемое время входного фильтра от 10 до 100 мсек, состояние выходов по умолчанию при выключении питания, сохранение последнего состояния или состояние по умолчанию для выходов, каждый канал имеет электронный предохранитель.

Модули дискретного В/В, постоянный ток

К модулям дискретного В/В Genius постоянного тока можно подключать широкий диапазон устройств ввода, включая как 2-х так и 3-хпроводный электронный бесконтактный переключатель. Выходы могут управлять маломощными и индикаторными устройствами, такими как реле, контакторы и лампы. Эти блоки имеют идентичные дискретные схемы ввода/вывода, которые конфигурируются в качестве входа или выхода. Каждая схема содержит встроенную защиту при конфигурации канала, защищая схему во время кратковременных бросков напряжения и от коротких замыканий.

Модули аналогового ввода/вывода

Модули аналогового ввода Genius имеют 6 каналов токовых входов с расширенной диагностикой. Модули аналогового вывода Genius имеют 6 выходов (ток/напряжение) с расширенной диагностикой. Аналоговые комбинированные модули Genius имеют 4 входа и 2 выхода. Каналы могут быть сконфигурированы для тока или напряжения с расширенной диагностикой.

Система ввода/вывода VersaMax IP

VersaMax IP спроектирован для того, чтобы обеспечить надежность и «выносливость» стандартных систем ввода/вывода, установленных в стойку NEMA 4, без существенных затрат и усилий по монтажу. VersaMax IP относится к классу IP67 - таким образом, он может быть установлен в непосредственной близости от оборудования, которым он управляет, без необходимости установки данной системы в шкаф. Ввод/вывод, коммуникации и подключения питания сделаны в виде блоков с готовыми наборами шнуров, что значительно сокращает время установки и возможные ошибки разводки.

Модули VersaMax IP предназначены для распределенных задач автоматизации и использования в жестких условиях окружающей среды. Модули отвечают требованиям по защите IP65/IP67. Они позволяют обеспечивать прямое соединение сенсоров и исполнительных механизмов вблизи станции. Каждое устройство VersaMax IP напрямую подключается к шине Profibus D P. Рабочая температура: -25°C - +60°C, Влажность - до 95% с небольшой конденсацией вне корпуса. Тип соединения (M12) 2-х, 3-х, и 4-х проводный.

Модули VersaMax IP Modular предназначены для распределенных задач автоматизации и использования в жестких условиях окружающей среды. До 16 модулей расширения могут быть подсоединены к одному устройству сетевого интерфейса Profibus Master (NIU) VersaMax I P, поддерживающему до 136 цифровых или 64 аналоговых сигналов или их комбинацию. Рабочая температура: -25°C - +60°C, Влажность - до 95% с небольшой конденсацией вне корпуса. Тип соединения (M12) 2-х, 3-х, и 4-х проводный.

2.2 Концепция построения информационной системы производства на базе Proficy

Существование взаимосвязи между эффективностью производства и получаемой прибылью уже давно очевидно для руководителей предприятий во всем мире. Но в условиях постоянно возрастающей конкуренции даже наиболее успешные компании, сконцентрировавшись на получении прибыли, уделяют этой взаимосвязи недостаточно внимания.

Сейчас особенно высоки требования к темпам производственных операций, а также к их точности и соответствию заданным нормам. Эффективное управление производством в режиме реального времени становится необходимой предпосылкой прибыльности предприятия. Proficy - ключ к реализации этого требования.

Proficy - это основанный на открытых технологиях программный продукт, решающий задачи анализа, управления и автоматизации работы предприятия во взаимосвязи с бизнес-средой. Независимо от того, внедряется ли все приложение целиком или один из его модулей, решающий конкретную задачу, Proficy позволит оперативно находить правильные решения вне зависимости от существующего уровня автоматизации предприятия.

Результативность и быстродействие систем реального времени

Компания GE Fanuc прекрасно понимает, что промышленное производство сегодня находятся под большим давлением: ситуация на рынке требует постоянного повышения производительности и прибыльности.

Программное решение Proficy Интеллектуальное управление производством (ИУП) предлагает набор легких в использовании приложений, которые будут способствовать увеличению производительности вашего предприятия. Благодаря этой системе производственные процессы приобретают такое качество как "интеллектуальность" - система обеспечивает сбор, анализ и преобразование данных в информацию, а также предоставляет возможность принятия в режиме реального времени мер по оптимизации показателей.

Proficy объединяет производственные процессы, процессы принятия решений и бизнес-системы. Такой комплексный подход обеспечивает стабильность производства, увеличивает его эффективность и прибыльность.

Место системы Proficy Plant Applications в общей концепции Интеллектуального управления производством Proficy (см. Приложение1)

Программное обеспечение, входящее в состав Proficy

Информационный портал

Это приложение предоставляет в распоряжение руководителей данные и аналитическую информацию, которая необходима для быстрого принятия важных решений, способствующих увеличению производительности и эффективности работы.

•  Proficy Real-Time Information Portal

(infoAgent) - Web-портал, предназначенный для представления и анализа производственных данных из iHistorian, iFIX, реляционных баз данных (Oracle, MS SQL Server, DB2) и других источников (PI, OPC и др.)

Оперативное управление производством

Программное обеспечение этого класса представляет собой интегрированный набор программных пакетов, обеспечивающих новый уровень контроля за эффективностью производства и позволяющий руководящим работникам принимать компетентные деловые решения на основе поставляемой в режиме реального времени информации о работе завода.

· Proficy Batch Execution (iBatch/iWorkInstruction) - программные пакеты для контроля и управления периодическими процессами

· Proficy Batch Analysis - Plant Applications - ПО для анализа выпускаемой продукции по партиям

· Proficy Efficiency - Plant Applications

-   ПО для мониторинга производительности, отслеживания потерь

продукции и простоя оборудования

•  Proficy Production - Plant Applications

-   ПО для оперативного управления производственными расписаниями и регламентами, отслеживания истории продукта

· Proficy Quality - Plant Applications -ПО для управления качеством продукции

· Proficy Shop Floor SPC (Visual SPC) -ПО для сбора и анализа информации о качестве продукции

Исторический архив данных

•  Proficy Historian (iHistorian) - ПО для ведения исторического архива технологических данных в масштабе предприятия

Управление оборудованием предприятия

Программные продукты этой группы позволяют значительно увеличить производительность оборудования за счет гибкой организации целенаправленного технического обслуживания. Технические специалисты и руководители получают возможность контролировать состояние техники, чтобы увеличить эффективность планирования и проведения ремонтов.