Русский   English   Português    Промышленная автоматизация и электропривод РАЗРАБОТКА, ВНЕДРЕНИЕ АСУ ТП

АСУ ТП КИСЛОРОДНОГО БЛОКА

1. Характеристика объекта управления

Воздухоразделительная установка АК-6-2 предназначена для получения газообразного и жидкого кислорода и азота.

Установка АК-6 представляет собой криогенную систему, которая работает по принципу постепенного охлаждения воздуха до температуры его ожижения с последующим разделением жидкого воздуха на составные части методом ректификации.

Холод, необходимый для сжижения воздуха и покрытия холодопотерь получают за счет расширения сжатого воздуха в турбодетандерных агрегатах.

Работа установки построена по циклу низкого давления. Воздух объемным расходом 32000 м3/час, сжатый в турбокомпрессоре до давления 5.2 кгс/см2 , поступает в АВО, где охлаждается до температуры примерно 20° С водой. Затем воздух поступает в регенераторную группу, состоящую из двух пар регенераторов 1-4й со встроенными змеевиками для вывода сухих продуктов. Проходя по регенераторам, воздух охлаждается до температуры насыщения. Одновременно в определенных зонах по высоте регенераторов происходит вымораживание влаги, двуокиси углерода, углеводородов на насадке регенератора. Когда через один из регенераторов пары идет воздух, через второй - обратный поток, который удаляет с насадки примеси, осевшие в период прямого дутья.

В аппаратах блока (ректификационных колоннах, конденсаторах, теплообменниках) производится разделение воздуха на чистые продукты: кислород, азот.

Аппараты, расположенные вне блока разделения воздуха, предназначены для предварительного охлаждения воздуха, проведения отогревов установки, проведения регенерации адсорберов, испарения жидкости, сливаемой из аппаратов блока разделения.

2. Функци выполняемые системой

АСУ ТП выполняет следующий набор функций

- автоматическое управление работой кислородного блока с соблюдением заданных технологических режимов, с поддержанием установленных параметров процесса;
- автоматическая подстройка при отклонении от заданных значений параметров;
- визуализация технологического процесса и параметров оборудования в цифровом и графическом виде;
- предоставление текущей и архивной информации о состоянии обо-рудования и параметрах технологического процесса, распечатка отчетов и графиков;
- защита от несанкционированного доступа и разграничение уровней доступа обслуживающего персонала; - ведение диалога с оператором;
- ведение архивов параметров и событий;
- поддержка протоколов обмена информацией с сетями верхнего уровня (уровень АСУ предприятия).
- автоматическое управление технологическим процессом в соответствии с заданными технологическими режимами
- прием сигналов из схем аварийной и предупредительной сигнализации и отображение этой информации на экранах рабочих станций
- диагностика технических средств системы
- обмен данными со вторым уровнем.

На втором (верхнем) уровне система обеспечивает функции визуализации технологического процесса, диалог с оператором, накопление и хранение данных, обмен данных с нижним уровнем.

Дополнительно существует управление тепловым режимом блока по сигналам середин регенераторов (только для блока АК-6) и переключение регенераторов в режимах: «Ручном», «Дистанционного сдвига», которые не были предусмотрены штатной системой.

Структурная схема АСУ ТП кислородного блока приведена на рис.1

3. Структура и функционирование системы.

Система имеет иерархическую двухуровневую структуру управления:

1) нижний (первый) уровень - оборудование КИП и А и программируемый редундантный контроллер фирмы SIEMENS серии SIMATICS7-400H. Работа с входными и выходными сигналами производиться с по мощью рекомендованных руководством SIEMENS (№6ES7988-8HA10-8BA0) редундантных сборок удаленной периферии серии ET 200M-IM153-2HF и модулей входов - выходов той же серии;

2) верхний (второй) уровень – три одинаковые по функциональности операторские станции, построенные на РС машинах с TFT дисплеями 24" с системой визуализации разработанной на SKADA WINCC 7.0, связанные по сети PROFINET с программируемыми контроллерами нижнего уровня. Также на втором уровне предусмотрены инженерная станция с предустановленными инженерными пакетами программ STEP-7 и WINCC 7.0 для разработки программ автоматизации и визуализации, а также обслуживания существующих программ, и сервер событий, построенный на серверной РС машине IBM и пакете CAS (хранение исторических данных о работе объекта) Сервер имеет возможность подключения (в перспективе) операторских станций с кислородного блока АКар-6.

Для контроля действий IT персонала в логических схемах управления и визуализации предусмотрен программный пакет WINCC/AUDIT RT V7.0, СОЗДАНИЕ ЖУРНАЛА РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ, Для контроля действий эксплуатационного персонала предусмотрен программный пакет Simatic LOGON.

1. Назначение.

Данная система предназначена для слежения за параметрами работы АКБ, их архивирования и учета, а также управления работой клапанов переключения.

2. Описание общих принципов работы системы.

Система визуализации представляет собой набор окон, с помощью которых оператор может следить за состояниями задвижек установки, контролировать аналоговые величины, просматривать их в виде графиков, а также управлять режимами переключения первой и второй парой установки.

Экран разбит на 3 основные части – верхнее меню (видимо всегда), нижняя часть – нижнее меню (видимо всегда), с помощью которого происходит переключение форм, средняя часть – на нее выводятся различные формы.

1) Верхнее меню

СБРОС – состояние тумблера «АВАРИЙНЫЙ СБРОС» на пульте управления. Зеленый – не нажат, красный – нажат.
Окно сообщений – в нем отображаются 2 последних аварийных (красные) или предупредительные (желтые) сообщения системы.
Кнопка рядом с окном сообщений – очистка этого окна.
Сброс звонка – сброс звуковой сигнализации.
Квитирование – сброс всех аварийных сообщений.
Калькулятор – вызов калькулятора.
Кнопка принтер – распечатка экрана (только персонал КИП или АСУ).
EN – состояние раскладки клавиатуры (EN/RU – английский/русский).
Caps – состояние клавиши регистра (CapsLock).
Логотип разработчика.
Дата и время.

2) Нижнее меню

Переход к участку или к окну осуществляется с помощью подвода курсора мышки к кнопке и нажатии на мышке левой клавиши или нажатием соответствующей функциональной клавиши.

Общий принцип отображения аналоговой величины:

- отображается наименование сигнала, его текущее значение и его единицы измерения;
- при подводе курсора мышки к отображаемой величине появляется описание данного сигнала;
- при нажатии левой клавиши мышки на эту величину, появляется график изменений этого параметра за последний час (вывод нескольких графиков одновременно невозможен, для этого предназначено окно «Графики», в котором конфигурируются, просматриваются и анализируются любые комбинации и сочетания аналоговых сигналов системы);
- если для данного сигнала предусмотрена предупредительная или аварийная сигнализация, то поле под значением сигнала станет желтым или красным, соответственно, при этом в верхнем окне появиться сообщение и будет произведена запись в журнал сообщений.

Общий принцип отображения задвижек – наименование задвижек, состояние которых анализируется, отображено большими жирными буквами и при изменении состояния (закрыто/открыто) меняется цвет задвижки и в журнале сообщений регистрируется это состояние. Задвижки, не входящие в систему, озаглавлены меньшими буквами и их цвет неизменен – белый.

При срабатывании какой-либо технологической блокировки в верхнем окне появиться соответствующее сообщение (с одновременной записью в журнал сообщений), а на логически связанном с ним экране загорится красная лампа и надпись. (Например, «Нет воздуха через эл. нагреватель» - появится вверху сообщение, а лампочку и надпись будет видно на окне Абсорберы)

F1 – вызов данного документа.
F2 – окно АВО см. Рис 1 Приложение 1 (возможность задавать задание на регулятор для подержания уровня в воздушном и азотном скрубберах, параметры Р46 и Р48, поле ввода зеленого цвета).
F3 - окно Регенераторы см. Рис 2 Приложение 1 (слежение за клапанами переключения)
F4 - окно Абсорберы см. Рис 3 Приложение 1
F5 - окно Турбодетандеры см. Рис 4 Приложение 1 (сюда же выведено состояние автоматов электроники)
F6 - окно Нижняя колонна см. Рис 5 Приложение 1(регулятор уровня в нижней колонне – Р1)
F7 - окно Верхняя колонна см. Рис 6 Приложение 1
F8 - окно Испаритель кислорода см. Рис 7 Приложение 1(регулятор уровня в испарителе жидкого кислорода – Р31)
F9 - окно Таблица см. Рис 8 Приложение 1 (сводная таблица аналогов системы)
F10 - окно Регенераторы клапаны см. Рис 9 Приложение 1 (слежение за клапанами переключения)
F11 - окно Сообщения см. п.3 Рис. 3
F12 - окно Графики см. п.4 Рис. 4
Режим - окно Режим см. Рис 10 Приложение 1 (управление режимом переключения первой и второй пары)
Поле (белого цвета), в котором выводиться имя текущего пользователя системы.
Кнопка Operator – автоматически пользователем системы становиться оператор.
Диагностика – схематично отображены модули ввода/вывода контроллера и их состояние.
Настройка – настройка работы клапанов и регуляторов (вход возможен только специалистам КИП или АСУ)
Отчет – отчет о работе установки за выбранный интервал времени.
Журнал – почасовая запись значений параметров за выбранный интервал времени.

3. Жунал сообщений.

Окно сообщений позволяет просматривать сообщения:

- Аварийные (цвет красный),
- Предупреждения (цвет желтый),
- Команды (цвет синий),
- Состояния (цвет зеленый)

которые произошли не более 60 дней назад.

В колонке «Дата» указана дата сообщения, в колонке «Время» – время суток, в колонке «Источник» – наименование группы, в колонке «Комментарий» – текст сообщения.

- сплошным цветом – пришедшее сообщение;
- прозрачным цветом – ушедшее сообщение;

Переключатели, расположенные справа от окна сообщений, выводят в окно сообщений:

- Переключатель «Текущие сообщения» – только активные (не квитированные и не ушедшие) состояния.
- Переключатель «Все сообщения» – пришедшие и ушедшие состояния за текущие сутки или после включения компьютера.

Группа «Тип сообщения»:

- Переключатель «Все сообщения» – позволяет просматривать аварийные сообщения и команды.
- Переключатель «Аварии» – позволяет просматривать только аварийные сообщения.
- Переключатель «Предупреждения» – позволяет просматривать только предупреждения.
- Переключатель «Команды» – позволяет просматривать только команды.
- Переключатель «Состояния» – позволяет просматривать только состояния.

Если в окне «Источник» ввести номер позиции (или символы, встречающиеся в названии), то будет сформирован SQL-запрос к базе данных и осуществлен просмотр сообщений только по тому механизму или позиции, в названии которого встречаются введенные символы.

Щелчок на дате открывает календарь для выбора начальной и конечной даты просмотра. После выбора необходимых временных границ надо нажать кнопку «Обновить». Эти функции доступны, только если выбраны «Все сообщения».

4. Графики.

Эта форма предназначена для просмотра графиков измеряемых величин в любых комбинациях и сочетаниях. Благодаря применению последней версии СКАДА системы WinCC, пользователь может сконфигурировать каждый график для просмотра необходимых величин и эта информация будет сохранена в проекте, таким образом, при повторном вызове окна (и даже после перезагрузки компьютера), все сконфигурированные переменные графика восстановятся.

5. Приложение. АБО

АВО

Регенераторы

Адсорберы

Турбодетандеры

Нижняя колонна

Верхняя колонна

Испаритель кислорода

ТАБЛИЦА

Регенераторы клапаны

Режим