Структура асу ТП дистилляции тетрахлорида германия

 

Для предприятий металлургической промышленности характерны специфические особенности. Здесь преобладают в основном непрерывные и непрерывно-дискретные технологические процессы. Основная их цель - обеспечение стандартного качества продукции при максимально возможной производительности.

Под структурной (конструкторской) АСУ ТП понимают совокупность частей (элементов) системы, на которые ее можно разбить по определенным признакам, и путей передачи сигналов между ними.

Автоматизация технологических процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и улучшения условий труда. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации.

Структурная схема АСУ ТП дистилляции представлена на рисунке 2.9.

Автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП) дистилляции тетрахлорида германия по логике построения можно разделить на два основных уровня:

нижний уровень - уровень реализации задачи на базе промышленных контроллеров (PLC), датчиков, преобразователей, пусковой аппаратуры, исполнительных механизмов, регулирующих органов;

На нижнем уровне система решает следующие основные задачи:

сбор первичной информации о ходе технологического процесса;

анализ собранной информации;

отработка логики технологического процесса с учетом всех современных требований;

выдача управляющих воздействий на исполнительные устройства.

На верхнем уровне система решает другие задачи:

визуализация основных технологических параметров (состояние исполнительных органов, уровни в емкостях, температура в кубе-испарителе и т.д.);

архивирование параметров процесса дистилляции тетрахлорида германия;

выдача команд на воздействие регулирующих органов исполнительным механизмам;

выдача команд на изменение параметров внешних воздействий.

В соответствии с задачами, стоящими перед каждым уровнем системы, используются специфические и узконаправленные программные продукты, реализующие эти функции.

Для решения задач нижнего уровня используется ISaGRAF - программный продукт фирмы CJ International. Этот программный продукт реализует все пять языков программирования, заданных международным стандартом МЭК 1131-1 для программирования промышленных контроллеров. Данный программный продукт признан в мире одним из лучших для задач промышленной автоматики.

Для разработки верхнего уровня используем программный комплекс Genesis-32. Данный программный продукт предназначен для разработки, настройки и запуска в реальном времени систем управления технологическими процессами.

Физической средой, связывающей верхний и нижний уровни, является Profibus, общепризнанный протокол для задач такого уровня.

Программной средой, обеспечивающей связь верхнего и нижнего уровня, является OPC сервер.

На рисунке 2.10 представлена мнемосхема процесса дистилляции тетрахлорида германия, выполненная в GENESIS-32.системы предназначены для мониторинга и диспетчерского контроля множества удаленных объектов или одного территориально распределенного объекта.

К основным задачам, решаемым SCADA-системами, относятся: обмен данными с УСО (устройством связи с контролируемым объектом); обработка информации по заданным алгоритмам; отображение информации на экране монитора в понятной для человека форме; ведение базы данных с технологической информацией; аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями;

При помощи приложения GraphWorX32 разработана мнемосхема процесса дистилляции тетрахлорида германия, предназначенная для визуализации процесса и оперативного диспетчерского управления на верхнем уровне.

С помощью приложения TrendWorX32 выполнено графическое представление контролируемых и регулируемых параметров АСУ ТП.отображает информацию об аварийных событиях. Имеется возможность просмотра сводок аварийных событий и действий персонала, как в текущий момент времени, так и за прошедшее время.

Специальная часть

 

В специальной части проекта выполнен расчет автоматической системы регулирования температуры в кубе-испарителе.

Расчет произведен при максимальном внешнем возмущающем воздействии DX_{вх. max} = 0,5 мА.

Показатели качества регулирования, определяемые технологическим процессом:

статическая ошибка, DТ_cт= 0;

максимальное динамическое отклонение, DТ₁ ≤ 3°С;

время регулирования, t_р ≤ 500 с;

переходной процесс с минимальным квадратичным интегральным показателем (min ∫ y ² dt).