Проект автоматизации насосной станции рудника для донасыщения анолита в скважинах в ОАО «Саянскхимпласт»: Пояснительная записка, страница 12

Рисунок 2.23 –  Модель САР концентрации

Рисунок 2.24 –  Блок Koncentratomer

Блок PID представлен на рисунке 2.9.

Блок zad=Dn представляет собой номинальное значение плотности соляной кислоты, выраженное в mA. Результат суммирования этого значения с сигналом от  ПИД-регулятора представляет собой сигнал управления на позиционер (U, mA).

Блок zad=Qn (рисунок 2.23) формирует задающий сигнал, подаваемый на систему каскадного регулирования, соответствующий номинальному значению расхода, выраженный в миллиамперах.

2.6.5.5 Результаты моделирования

Исследование модели происходило по переходным процессам (рисунки 2.25..2.28).

Рисунок 2.25 – Переходный процесс при настройке P=1; I=0; D=0

Рисунок 2.26 – Переходный процесс при настройке P=0,1; I=0; D=0

Рисунок 2.27 – Переходный процесс при настройке P=0,1; I=0,1; D=0

Рисунок 2.28 – Переходный процесс при настройке P=0,2; I=0,05; D=0

Результаты исследований модели представлены в таблице 2.11.

Таблица 2.11 –  Результаты исследований модели

P	I	D	Время регули-рования	Перерегу-лирование, %	Статичес- кая ошибка, %	Примечания
1	0	0	–	–	–	Незатухающие колебания
0,1	0	0	34,3	2,72	38,1	Большая статическая ошибка
0,1	0,1	0	–	–	–	Незатухающие колебания меньшей амплитуды
0,2	0,05	0	39,4	0,02	0,3

2.6.5.6 Обсуждение результатов моделирования

В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

-  приемлемым регулятором можно считать ПИ-регулятор;

-  приемлемыми параметрами настройки можно считать: P = 0,2, I = 0,05.

2.6.6 Расчет надежности контура регулирования

Для расчета выберем контур регулирования расхода обессоленной воды (функциональная схема – рисунок 2.29).

Рисунок 2.29 –  Функциональная схема регулирования расхода

P2

P2

P2

Составим структурную схему надёжности (рисунок 2.30)

Рисунок 2.30 –  Структурная схема надёжности (ССН)

Вероятность безотказной работы определяется по экспоненциальному закону:

                                        ,                                                (2.29)

где  – интенсивность отказов  элемента;

 – время, примем .

Определим вероятность безотказной работы для каждого элемента:

;

;

;

;

;

;

;

;

.

В случае применения резервированного CPU. Вероятность безотказной работы, , определяется по формуле [45]:

                                        .                                                (2.30)

Рассчитаем вероятность безотказной работы резервированного CPU

.

Вероятность безотказной работы системы, состоящей из последовательно соединенных элементов, определяется по формуле

                                        ,                                                (2.31)

где  - вероятность для каждого элемента;

 - количество элементов.

Преобразуем структурную схему надежности (рисунок 2.31).

Рисунок 2.31 – Преобразованная ССН

Рассчитаем вероятность безотказной работы децентрализованной периферии,  по формуле 2.31.

В случае применения резервированного CPU с коммутируемой децентрализованной периферией вероятность безотказной работы, , определяется по формуле [45]:

                                        .                                                (2.32)

Рассчитаем вероятность безотказной работы CPU с коммутируемой децентрализованной периферией

.

Рассчитаем вероятность безотказной работы всей системы

.

Вероятность безотказной работы  больше 0,9, значит, система удовлетворяет современным требованиям надежности.

По вероятности безотказной работы всей системы рассчитаем суммарную интенсивность отказов

                                        ,                                                (2.33)

.

Рассчитаем среднюю наработку до первого отказа

                                        ,                                                (2.34)

.

Вероятность безотказной работы в течение определённого промежутка времени t (рисунок 2.32)

;

Рисунок 2.32 – Вероятность безотказной работы

2.7 Выбор информационного и программного обеспечения

2.7.1 Обоснование выбора системы

При выборе системы управления следует учитывать следующие характеристики:

-  технические характеристики;

-  стоимостные характеристики;

-  эксплуатационные характеристики.

Технические характеристики в основном следующие:

-  программно-аппаратная платформа для SCADA-системы;

-  имеющиеся средства сетевой поддержки;

-  встроенные командные языки;

-  поддерживаемые базы данных;

-  графические возможности.

Программно-аппаратные требования к системе описаны в п.2.7.2 и п.2.7.4.3.

Возможности организации сетевой архитектуры позволяют реализовать с использование любой сетевой конфигурации.

Встроенные командные языки:

-  собственный язык программирования контроллера STEP7;

-  поддержка языков С и Visual Basic SCADA-системой.

Реализация баз данных осуществляется с поддержкой современной технологии SQL. Графические возможности по сравнению с аналогами ведущих производителей SCADA несколько опережают своих конкурентов.

Кроме того необходимо отметить, что STEP7 является пожалуй единственной системой для конфигурирования и программирования контроллеров. А использование пакета PCS7, включающего в себя SCADA-систему WinCC расширяет возможности по созданию программного обеспечения.

При оценке стоимости SCADA-систем нужно учитывать следующие факторы:

-  стоимость программно-аппаратной платформы;