Архитектура, основные принципы взаимодействия составных частей системы автоматизации - Автоматизация газотурбинной электростанции ГТЭС-72 Ватьеганского месторождения
Полная версия

Главная arrow Товароведение arrow Автоматизация газотурбинной электростанции ГТЭС-72 Ватьеганского месторождения

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Архитектура, основные принципы взаимодействия составных частей системы автоматизации

Объем автоматизации, перечисленный в предыдущем разделе, не может быть реализован без автоматизированной системы управления технологическим процессом, поэтому рассмотрим структуру АСУТП.

Архитектура системы автоматизации представлена на рисунке 3.5.

АСУТП имеет трехуровневую структуру управления:

первый уровень (уровень датчиков);

второй уровень (уровень автоматизации и управления);

третий уровень (информационный уровень).

Первый уровень (уровень датчиков) состоит из датчиков и исполнительных механизмов, установленных непосредственно на технологическом оборудовании (резервуарах, трубах и т.д.) и вблизи него (датчики загазованности по периметру и в помещениях, датчики пожара). Датчики осуществляют измерение параметров технологического процесса и перевод физических величин в электрические сигналы, которые были описаны разделом выше.

Исполнительные механизмы осуществляют непосредственное воздействие на технологический процесс, руководствуясь сигналами с уровня автоматизации и управления.

Второй уровень (рисунок 3.5) - это уровень контроллера, осуществляющего автоматическое управление процессом. Для этого уровня был использован контроллер SIMATIC S7-300.

SIMATIC S7-300 - это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации низкой и средней степени сложности.

Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, возможность применения структур локального и распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы, удобство эксплуатации и обслуживания обеспечивают возможность получения рентабельных решений для построения систем автоматического управления в различных областях промышленного производства.

Эффективному применению контроллеров способствует возможность использования нескольких типов центральных процессоров различной производительности, наличие широкой гаммы модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональных модулей и коммуникационных процессоров.

Центральные процессоры S7-300C оснащены набором встроенных входов и выходов, а также набором встроенных функций, что позволяет применять эти процессоры в качестве готовых блоков управления.

SIPLUS S7-300 является идеальным изделием для эксплуатации в тяжелых промышленных условиях, отличающихся сильным воздействием вибрации и тряски, повышенной влажности, широким диапазоном рабочих температур. Обслуживает следующие интерфейсы:

MPI (Multi Point Interface - многоточечный интерфейс) - это интерфейс CPU с устройством программирования (PG) или панелью оператора (OP) или для обмена данными в подсети MPI.

Типовая (предустановленная) скорость передачи составляет 187,5 кБод. Для обмена данными с S7-200 можно установить также скорость 19,2 кБод. Другие скорости передачи невозможны.

CPU посылает свои установленные параметры шины (например, скорость передачи) на интерфейс PROFIBUS-DP (если он используется как master). Благодаря этому устройство программирования, например, может быть снабжено правильными параметрами и может автоматически подключаться к подсети PROFIBUS. Передача параметров шины может быть отключена при проектировании.

Контроллеры SIMATIC S7-300 имеют модульную конструкцию (рисунок 3.6) и могут включать в свой состав:

модуль центрального процессора (CPU). В зависимости от степени сложности решаемой задачи в контроллерах могут быть использованы различные типы центральных процессоров, отличающихся производительностью, объемом памяти, наличием или отсутствием встроенных входов-выходов и специальных функций, количеством и видом встроенных коммуникационных интерфейсов и т.д.;

САУ узла врезки и линейной части и САУ узла подготовки газа Ватьеганской ГТЭС

Рисунок 3.5 - САУ узла врезки и линейной части и САУ узла подготовки газа Ватьеганской ГТЭС

сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов с различными электрическими и временными параметрами;

коммуникационные процессоры (CP) для подключения к сетям PROFIBUS, Industrial Ethernet, AS-Interface или организации связи через PtP (point to point) интерфейс;

функциональные модули (FM), способные самостоятельно решать задачи автоматического регулирования, позиционирования, обработки сигналов. Функциональные модули снабжены встроенным микропроцессором и способны выполнять возложенные на них функции даже в случае остановки центрального процессора программируемого контроллера;

интерфейсные модули (IM), обеспечивающие возможность подключения к базовому блоку (стойка с CPU) стоек расширения ввода-вывода. Контроллеры SIMATIC S7-300 позволяют использовать в своем составе до 32 сигнальных и функциональных модулей, а также коммуникационных процессоров, распределенных по 4 монтажным стойкам.

Конструкция SIMATIC S7-300

Рисунок 3.6 - Конструкция SIMATIC S7-300

Все модули работают с естественным охлаждением.

Конструкция контроллера отличается высокой гибкостью и удобством обслуживания:

все модули легко устанавливаются на профильную рейку S7-300 и фиксируются в рабочем положении винтом;

во все модули (кроме модулей блоков питания) встроены участки внутренней шины контроллера. Соединение этих участков выполняется шинными соединителями, устанавливаемыми на тыльной стороне корпуса. Шинные соединители входят в комплект поставки всех модулей за исключением центральных процессоров и блоков питания;

наличие фронтальных соединителей, позволяющих производить замену модулей без демонтажа внешних соединений и упрощающих выполнение операций подключения внешних цепей модулей;

подключение внешних цепей через фронтальные соединители с контактами под винт или контактами-защелками;

механическое кодирование фронтальных соединителей, исключающее возможность возникновения ошибок при замене модулей;

применение модульных и гибких соединителей SIMATIC TOP Connect, существенно упрощающих монтаж шкафов управления;

единая для всех модулей глубина установки. Все кабели располагаются в монтажных каналах модулей и закрываются защитными дверцами;

произвольный порядок размещения модулей в монтажных стойках. Фиксированные места должны занимать только блоки питания, центральные процессоры и интерфейсные модули.

Допускается выполнять горизонтальную (ось монтажной стойки ориентирована в горизонтальной плоскости) и вертикальную установку стоек контроллера. При вертикальной установке ухудшаются условия охлаждения модулей, поэтому верхняя граница допустимого диапазона рабочих температур снижается.

В компонентах SIPLUS S7-300 используются специальные покрытия, обеспечивающие их эффективную защиту от воздействия окружающей среды. Использование специальных компонентов гарантирует нормальную работу контроллера при отрицательных температурах. В остальном SIPLUS S7-300 аналогичен по конструкции стандартному исполнению SIMATIC S7-300. В SIPLUS S7-300 могут использоваться только модули, имеющие расширенный диапазон рабочих температур.

 
Перейти к загрузке файла
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>