Проектирование SCADA-систем средствами пакетов GENIE и GENESIS32: Лабораторные работы

Федеральное агентство по образованию

Рязанский государственный радиотехнический университет

Кафедра АИТП

Проектирование SCADA- систем

средствами пакетов

GENIE и GENESIS32

Лабораторные работы

Рязань  2009

                                               Введение

Проектирование SCADA-систем, как и любой автоматизированной системы и ее обеспечений ведется поэтапно.

Сначала на основе обследования объекта формируются требования пользователя к создаваемому обеспечению системы. Затем ведется разработка и выбор эскизного варианта технического решения обеспечений системы, удовлетворяющего требованиям пользователя. В конце  выполняется полная разработка проектных решений по тому или иному обеспечению SCADA-системы.

В рассматриваемых лабораторных работах средствами пакетов GENIE и GENESIS 32 разрабатывается  SCADA-система стабилизации давления в верху ректификационной колонны и в качестве основных требований к ней выдвигается обеспечение:

- приема данных о давлении в верхней части колонны;

- сохранение данных  в архиве;

- графическое представление хода стабилизации давления(индикация и регистрация давления, мнемосхема объекта);

-управления оператором работой системы (вкл./выкл. технологической уставки, изменение установки давления);

- регистрации аварийных событий (выход  давления за границы  max и min значения) и оповещения оператора установки об этих авариях;

- формирования текущего отчета о ходе стабилизации давления вверху колонны;

- автоматической стабилизации давления в заданных границах.

В рамках проекта рассматриваются возможности Редакторов GENIE и GENESIS 32 по выполнению выставленных требований разработчика и

ведется настройка параметров выбранных в проекте элементов Редакторов GENIE или средств пакета GENESIS 32 (GraphWorX32, AlarmWorX32, TrendWorX32).

Лабораторная работа №1

Разработка графического интерфейса оператора колонны

на пакете GENIE

Цель работы. Ознакомиться с Редактором форм  GENIE.

          Разработка интерфейса  с помощью Редактора форм проведём в соответствии с методикой, изложенной в конспекте лекций и в п.п.2.2, 4[1].

          Разработка интерфейса оператора регулирования давления в колонне проведём в следующей последовательности:

          - выполним описание процесса регулирования давления в колонне;

          - сформируем требования пользователя к автоматизированной системе;

          - с помощью Редактора форм пакета GENIE создадим графический интерфейс.

Описание процесса регулирования давления в колонне

Когда в парах, выходящих из верхней части колонны, содержится неконденсирующийся в дефлегматоре компонент, применяют схему регулирования давления сбросом этого компонента после сепаратора в специальную линию (рис.а). Роль сепаратора может выполнять и флегмовая ёмкость. Регулирование давления при наличии ёмкости аналогично (рис.б).

          Для регулирования давления используется и метод байпасирования. В этом случае часть паров из колонны перепускается помимо дефлегматора во флегмовую ёмкость (рис.в). Обычно в дефлегматоре конденсируется 90% общего количества паров, остальные 10% - во флегмовой ёмкости. Если запаздывание в системе регулирования давления надо свести к минимальному, идут по пути дросселирования паров, выходящих из колонны (рис.г).

          Применяется также метод регулирования давления изменением величины поверхности конденсации в дефлегматоре (рис.д). При уменьшении давления в колонне  регулятор давления прикрывает клапан на линии слива конденсата в ёмкость. При этом уровень конденсата в  дефлегматоре увеличивается, поверхность конденсации сокращается и давление возвращается к заданному значению.

          В отдельных случаях  низкокипящий  компонент должен отводиться из установки в виде пара (рис.е). Тогда давление регулируют путём изменения расхода пара, выводимого из установки. Уровень во флегмовой ёмкости регулируется путём изменения соотношения расхода пара, идущего на конденсацию и выводимого из установки. Для этой цели на линии пара, выводимого из верхней части колонны, устанавливают трёхходовой клапан.

          Схемы регулирования давления распределены по вариантам.

Варианты задания:

Бригада     №  1  2  3  4  5  6 

Схема уст-ки  а  б  в  г  д  е 

Исходные данные:

Бригада  №	1	2	3	4	5	6
Значение парам. ед. измерен.	0,35±0,05      МПа	25±5  кПа	1,25±0,05       МПа	3,2±0,01 кгс/см2	1,75±0,05     кПа	0,75±0,01      МПа
Тип регулятора парам. регул.	ПИ К=35 Ти =0,75	П К=40	ПИД К=25 Ти =0,5 Тq =0,2	ПИ К=30 Ти =0,99	П К=55	ПИД К=70 Ти =0,75  Тq =0,45

 

 

 

 

 

 

Формирование требований  пользователя к АС

          АС должна:

          - обеспечить оператору возможность регулирования с экрана ПК АРМ;

          - отслеживать давление с выводом показаний на пульт оператора в удобной для восприятия форме;

          - при ситуациях, когда давление не находится в допустимых пределах, оповещать обслуживающий персонал об обнаруженных аварийных событиях (световая сигнализация), а также аварийно отключать установку;

          - выдавать отчёт о ходе технологического процесса;

          - выдавать графики колебания давления на пульт оператора.

Разработка графического интерфейса оператора

          Разработка интерфейса  с помощью Редактора форм проведём в соответствии с методикой, изложенной в конспекте лекций и в п.п.2.2, 4[1].

          Интерфейс должен содержать: мнемосхему установки, средства индикации и график давления, кнопку Вкл./Выкл. установки.

Лабораторная работа №2

Разработка программного обеспечения задачи регулирования давления в верхней части колонны на пакете GENIE

Цель работы. Ознакомиться с Редактором задач и составить программное обеспечение задачи регулирования  давления в колонне, рассмотренной в лабораторной работе №1 и  с составлением отчёта в Редакторе отчётов.

          Программное обеспечение задачи должно включать в себя:

          -  программу стабилизации давления (аналоговый ввод, ПИД-регулятор, аналоговый вывод);

          - программу архивации тревог (выход за минимум, максимум установленного давления);