Описание интерфейса АРМ технолога УПСВ, дает полноепредставление о составе и функциональности системы визуализации и управления технологическим процессом.

ИнтерфейсАРМоператорасодержитрабочееокно,состоящееизследующих областей:

- панельнавигации;

- наименованиевидеокадра;

- областьвидеокадра;

- панельобщих параметров;

- окнооперативных сообщений;

- строка состояния.

    Рабочее окно интерфейса АРМ оператора представленона рисунке 1.3.

Панельнавигацииявляетсяинструментомвыборавидеокадровименю,а также средством сигнализации состоянияподсистемы.

Видеокадрыявляютсяосновнымсредствомконтролясостоянияиуправления технологическимпроцессом.Вобластивидеокадраотображаютсямнемосхемытехнологическогопроцессаитабличныеформы.Спомощьювидеокадровосуществляетсявызоввсплывающих оконуправления оборудованием.

Рисунок 1.3–Рабочее окно интерфейса АРМ оператора

Панельобщихпараметроврасположенавправомнижемуглурабочегоокна

- текущеговремени на панели оператора;

- текущейдаты на панелиоператора.

Оператора, зарегистрированного всистеме безопасности. Вокнеоперативныхсообщенийотображаютсятекстовыесообщенияоразличныхсобытияхиситуациях,связанныхсфункционированиемтехнологическогооборудованияУПСВ.Справаотокнаоперативныхсообщенийнаходитсякнопкаквитированиятревожных сообщений.

Нижеокнаоперативныхсообщенийрасполагаетсястрокасостояния,которая отображаеткраткуюсправочнуюинформациюиподсказки.

Отображаемыйвстрокесостояния объем информациинастраивается на этапе разработкии внедрения ПО ВУ.

Рисунок1.4– Вид панели навигации

Напанелинавигациирасположеныиндикаторыикнопки,используемыекак длявызовавидеокадров,такииндикацииосновноготехнологическогооборудования.Состав кнопоки индикаторов, следующий:

- кнопка "УПСВ" – вызовмнемосхемы"УПСВ Пограничного месторождения";

- кнопка "НАСОСНАЯ"– вызовмнемосхемы "Насоснаявнешней перекачки";

- кнопка "ЕМКОСТИ" – вызовмнемосхемы "Резервуарыи дренажные емкости";

- кнопка "ЗАГАЗ" – вызовмнемосхемы"Контрользагазованности";

- кнопка"ПОЖАРРВС"–вызовмнемосхемы"ПожаротушениеРВС-1,РВС-2"и отображение состояния дренажнойподсистемы.

Индикатор кнопки "Насосная" имеет следующую кодировку:

- красныйцветфона – срабатывание агрегатной защитыодного из агрегатов;

- зеленыйцветфона – один из агрегатоввключен;

- желтый цветфона – все агрегаты отключены.

Индикаторкнопки "ЕМКОСТИ" имеетследующуюцветовую кодировку:

- желтыйцветфона–максимальныйпредельныйуровеньводнойиземкостей (РВС,РГС,дренажныеемкости);

- красныйцветфона–максимальныйаварийныйуровеньводнойиземкостей (РВС, РГС,дренажные емкости).

Индикаторкнопки "ЗАГАЗ" имеетследующуюцветовуюкодировку: желтый

Индикатор кнопки "ПОЖАР РВС" имеет следующуюцветовую кодировку:

- желтый цветфона – сигнализация"Тревога" на площадке РВС;

- красный цветфона – сигнализация "Пожар" на площадке РВС.

Рисунок1.5–Панельобщихпараметров

Окнооперативныхсообщений.

Окнооперативныхсообщенийпредназначенодляотображениятекущих

событий.

Окно оперативных сообщений представленоввиде таблицысостолбцами:

- "Времясигнала" – время получения сигнала;

- "Время";

- "Сообщение"– наименование полученногосигнала (сообщения);

- "Значение"– текущее значение полученногосигнала;

- "Важность";

- "Тип сигнала";

- "Квитирован".

Фон строктаблицыи текстотображаетсостояние полученного сигнала:

- зеленыйцветфонаитекст"<Наименованиесигнала>УСТАНОВЛЕН"

- желтыйцветфонаитекст"<Наименованиесигнала>УСТАНОВЛЕН"черного цвета– предупредительныйсигналустановлен;

- красныйцветфонаитекст"<Наименованиесигнала>УСТАНОВЛЕН"черного цвета– аварийный сигналустановлен;

- белый цвет фона и текст "<Наименование сигнала>СНЯТ" черного цвета– сигналснят;

- синий цвет фона и текст белого цвета – сообщение о подаче команды управления; фиолетовый фона и текст черного цвета– сообщениео доставкекоманды управленияв контроллер;

- темно-серыйцветитекстчерногоцвета–сообщениеобошибке исполнениякомандыуправления.

Областьвидеокадра

ВобластивидеокадраАРМтехнологаотображаютсяосновныеэлементывизуализацииТП,предназначенныедляконтроляиуправлениятехнологическимоборудованием:

- мнемосхемы;

- всплывающие окнауправления иустановкирежимов объектови параметров;

- табличныеформы;

- тренды;

- журналы событий.

МнемосхемыАРМтехнологаотображаютсявобластивидеокадраивоспроизводятнаэкранемониторапроцессработытехнологическогооборудованиявреальном времени.Мнемосхемадаетцелостноепредставлениеотекущемсостояниитехнологического узла, подсистемыили ТПвцелом.

- мнемосхема "УПСВ Пограничного месторождения";

- мнемосхема "Насоснаявнешней перекачки";

- мнемосхема "Резервуарыи дренажные емкости";

- мнемосхема "Контрользагазованности";

- мнемосхема "Пожаротушение РВС-1, РВС-2".

Накаждоймнемосхеме,представляющейсвоютехнологическуюгруппу,отображениндивидуальныйсоставобъектовуправленияитехнологическихпараметров.Объектыуправленияитехнологическиепараметрыизображеныввидемнемознаков.Принаведениинамнемознакобъектаилипараметракурсораинажатиилевойкнопкиманипулятора "мышь"появляетсявсплывающееокно,содержащееинформациюосостоянииобъекта, кнопкиуправлениятехнологическимобъектом,кнопкиустановкирежимовобработкитехнологическогопараметра.

Рисунок 1.6 –Мнемознакидискретногопараметра

Элемент1(розовогоцвета)указываетнаналичиережимаимитации.Приотсутствии режима имитации элемент1 не отображается. Элемент1(оранжевогоцвета) указываетнаналичиережиматестирования.Приотсутствии режима тестирования элемент1 не отображается Фонэлемента 2 имеет следующуюцветовую кодировку:

- белый– параметр принял значение"лог.0"(не активное);

- зеленый–параметрпринялзначение"лог.1"(активное,сигнализирующее

- желтый–параметрпринялзначение"лог.1"(активное,сигнализирующеео предельномтехнологическомуровне);

- желтый,пульсирующийчерезбелый–параметрпринялзначение"лог.1" (активное,предельныйтехнологическийуровень),котороенебылоквитировано оператором;

- красный–параметрпринялзначение"лог.1"(активное,сигнализирующееоб аварийномтехнологическомуровне);

- красный,пульсирующийчерезбелый–параметрпринялзначение"лог.1" (активное,аварийныйтехнологическийуровень),котороенебылоквитировано оператором;

- серый– отсутствие связимеждуграфическимприложением и сервером

- темно-серый– отсутствие связимеждусервером и ПЛК;

- синий– недостоверностьпараметра;

- коричневый – параметрмаскирован.

Операцияквитированиявыполняетсяоператоромдляподтверждениясигнализации аварийного или предельноготехнологическогоуровня параметра.

Элемент2"Текст"отображаеткраткоеобозначениепараметра.Намнемосхемахв приложении Б в качестве названия отображаетсяидентификатор параметра. Элемент3"Поясняющаянадпись"отображаетнадпись,поясняющуюназначениепараметра. Данный элементможет отсутствовать.

Мнемознак"Аналоговыйпараметр". Нарисунке1.7представленмнемознаканалоговогопараметра.Спомощьюданного мнемознакаотображаютсявсеаналоговыепараметры. Элемент1"Поясняющаянадпись"отображаетнадпись,поясняющуюназначениепараметра.

Рисунок 1.7 –Мнемознаканалоговогопараметра

Элемент 2 "Текст" отображает краткое обозначение параметра и единицу измерения. Элемент 3 предназначен для отображения месторасположения датчика.

Элемент4(розовогоцвета)указываетнаналичиережимаимитации.Приотсутствии режима имитации элемент4 не отображается. Элемент4(оранжевогоцвета) указываетнаналичиережиматестирования.Приотсутствии режима тестирования элемент4 не отображается.

Элемент5отображаетцифровоезначениепараметра.Фонэлемента5имеет

- белый– параметр достоверен, значение внорме;

- желтый – параметр достоверен и достиг предельного (максимального или минимального)значения;

- желтый,пульсирующийчерезбелый–параметрпринялпредельноезначение, которое не было квитировано оператором;

- красный–параметрдостоверенидостигуровняаварийного(максимальногоили минимального)значения, которое было квитировано оператором;

- красный,пульсирующийчерезбелый–параметрпринялаварийноезначение, которое не было квитировано оператором;

- серый– отсутствие связимеждуграфическимприложением и сервером данных;

- темно-серый– отсутствие связимеждусервером и ПЛК;

- синий– недостоверностьпараметра;

- коричневый – параметрмаскирован.

Операцияквитированиявыполняетсяоператоромдляподтверждениясигнализации аварийного или предельноготехнологическогоуровня параметра. НамнемосхемахвприложенииБвкачествезначенияпараметраотображаетсяего идентификатор.

Мнемознак"Задвижка".Нарисунке1.8представленмнемознак"Задвижка".

Рисунок 1.8 –Мнемознак"Задвижка"

Мнемознакиспользуетсядля отображениявсехэлектрифицированных

Элемент1отображаетавариюили невыполнение командуправления:

- зеленыйцветфона – нормальноесостояние;

- красный цветфона – аварияили ошибки, или невыполнение команды.

Элемент2(розовогоцвета)указываетнаналичиережимаимитации.Приотсутствии режима имитации элемент не отображается.

Элемент3отображаетрежимуправлениязадвижкииимеетследующуюцветовуюкодировку:

- зеленыйцветфона – дистанционный режим;

- синийцветфона – местныйрежим;

Вся задвижка (элементы1, 3-7) коричневого цвета – режим "Ремонт".

Элемент4отображаетсостояние моментного выключателя:

- красныйцветфона – сработал моментныйвключатель;

- зеленыйцветфона – отсутствие срабатывания моментного выключателя.

Элементы5и6предназначеныдляотображениясостояния задвижкииимеютследующуюцветовую кодировку:

- оба элемента зеленого цвета – задвижка открыта;

- оба элемента желтого цвета – задвижка закрыта;

- периодическаясмена зеленого и черного цвета – задвижка открывается;

- периодическаясмена желтогои черного цвета – задвижка закрывается;

- один элемент зеленого, другой желтого цвета – останов в промежуточном положении;

- оба элемента красного цвета – неопределенное состояние.

Всязадвижка(элементы1,3-7)темно-серогоцвета–неисправностьмодулядискретного ввода. Элементы7 предназначеныдля контроля наличия напряжения:

- красныйцветфона – отсутствие напряжения;

- зеленыйцветфона – наличие напряжения.

Элемент8предназначендля отображенияномера задвижки.

Мнемознак"Задвижканасосногоагрегата".Нарисунке1.9представлен

Рисунок 1.9 –Мнемознак"Задвижканасосногоагрегата"

Мнемознакиспользуетсядляотображениявсехэлектрифицированныхзадвижекнасосныхагрегатов Н-1…Н-5. Допускается поворотмнемознакана по часовойстрелке по оси трубопровода.

Элемент1отображаетавариюили невыполнение командуправления:

- зеленыйцветфона – нормальноесостояние;

- красный цветфона – аварияили ошибка или невыполнение команды.

Элемент2(розовогоцвета)указываетнаналичиережимаимитации.Приотсутствии режима имитации элемент не отображается.

Элемент3отображаетрежимуправлениязадвижкииимеетследующуюцветовуюкодировку:

- зеленыйцветфона – дистанционный режим;

- синийцветфона – местныйрежим.

Вся задвижка (элементы1, 3-6) коричневого цвета – режим "Ремонт".

Элемент4отображаетсостояние моментного выключателя:

- красныйцветфона – сработал моментныйвключатель;

- зеленыйцветфона – отсутствие срабатывания моментного выключателя.

- оба элемента зеленого цвета – задвижка открыта;

- оба элемента желтого цвета – задвижка закрыта; периодическаясменазеленогоичерногоцвета–задвижкаоткрывается(покомандеПЛК);

- периодическаясменажелтогоичерногоцвета–задвижказакрывается(покомандеПЛК);

- один элемент зеленого, другой желтого цвета – останов в промежуточном положении;

- оба элемента красного цвета – неопределенное состояние.

Всязадвижка(элементы1,3-6)темно-серогоцвета–неисправностьмодулядискретного ввода.

Элемент7предназначендля отображенияномера задвижки.

Мнемознакагрегатавспомогательныхсистемнарисунке1.10 и 1.11

Рисунок 1.10 – Агрегат вспомсистем

Рисунок 1.11 – Насосный агрегат

Элемент1предназначендля отображения названия и номера агрегата.

Элемент2(розовогоцвета)указываетнаналичиережимаимитации.При

Элемент3отображаетсостояние агрегата и имеет следующую цветовую кодировку:

- автоматический, местный и кнопочный;

- зеленый пульсирующий (черезбелый) цветфона – агрегатвпроцессепуска;

- желтый пульсирующий(черезбелый) цветфона – агрегатвпроцессе останова;

- коричневый цветфона – агрегатотключени врежиме "Ремонт";

- элемент4отображаетсостояниезащитагрегата,имеетследующуюцветовуюкодировку: красныйцветфона – агрегата неисправен, сигнал защиты не деблокирован;

- черный цветфона – срабатывание защиты отсутствует.

Элемент 5 отображает состояние ключавыборарежимаиимеет следующую цветовую кодировку:

- зеленыйцветфона – ключ вположении "Дистанционный";

- синий цветфона – ключ вположении "Местный".

Элемент6отображаетсостояние МПи имеет следующую цветовую кодировку:

- зеленыйцветфона – включен;

- желтый цветфона – отключен.

Элемент7отображаетналичие неисправностейи невыполнение командуправления:

- зеленый цвет фона – отсутствиенеисправностииневыполнениякоманд управления;

- красныйцвет фона–наличиенеисправностиилиневыполнение команд управления.

Элемент8отображаеттекущийрежимуправленияагрегатом.Фонэлемента–белый, цветтекста– черный. Текстпринимает следующие значения:

- "АВТ" – режим "Автоматическийосновной";

- "КНП" – режим "Кнопочный";

- "РЕМ" – режим "Ремонт".

Мнемознак"Насосныйагрегат". Нарисунке1.12представленмнемознак "Насосныйагрегат".

Рисунок1.12–Мнемознак"Насосныйагрегат"

Элемент1предназначендляотображениятехнологическогономераи

Элемент2(розовогоцвета)указываетнаналичиережима"Имитация".Приотсутствии режимаэлемент неотображается.

Элемент3отображаетсостояние агрегата:

- зеленыйцветфона – агрегатвключен(длявсехрежимовуправления);

- желтый цвет фона – агрегат отключен (для режимов "Автоматический основной", "Кнопочный", "Местный");

- коричневый цветфона – отключен, находитсяврежиме"Ремонт";

- зеленый пульсирующий (черезбелый) цветфона – агрегатвпроцессепуска;

- желтый пульсирующий(черезбелый) цветфона – агрегатвпроцессе останова;

- голубой цвет фона – отключен, находится в режиме "Автоматический резервный".

Элемент4отображаетналичиеагрегатнойзащиты,атакжеготовностькпускуиимеетследующую цветовуюкодировку:

- красныйцветфона – сработалаагрегатная защита, флагне деблокирован;

- черныйцветфона – нетготовностикпуску;

- белый цветфона – готовность кпуску.

Элементы5 отображаютсостояние агрегатных защит:

- исходныйцветфона – отсутствие срабатывания агрегатной защиты;

- красный цветфона – сработалаагрегатная защита. Элемент6отображает

- зеленыйцветфона – дистанционный режимустановлен;

- синий цветфона – дистанционныйрежим сброшен.

Элемент7отображаетневыполнениекомандуправленияагрегатомиимеетследующуюцветовую кодировку:

- зеленыйцветфона – отсутствие невыполнения командуправления;

- красный цветфона – невыполнение командуправления.

Элемент8предназначендляотображениясостоянияМПиимеетследующуюцветовуюкодировку:

- зеленыйцветфона – включен;

- желтый цветфона – отключен;

Элемент10отображаеттекущийрежимработыагрегата.Фоннадписивсегдабелый, текстнадписи всегда черный. Текстимеет следующуюкодировку:

- надпись"АВТ" – режим "Автоматический основной";

- надпись"РЕЗ" – режим "Автоматический резервный";

- надпись"КНП" – режим "Кнопочный";

- надпись"МСТ" – режим "Местный";

- надпись"РЕМ" – режим "Ремонт".

Описаниеоконуправления

Кокнамуправления АРМ оператора относятся:

- всплывающее окноуправления режимами обработкидискретного параметра;

- всплывающее окноуправления режимами обработкианалогового параметра;

- всплывающее окно контроля состояния иуправления задвижкой;

- всплывающееокноконтролясостоянияиуправлениязадвижкойнасосногоагрегата;

- всплывающее окно контроля состояния иуправления агрегатом

- всплывающее окно контроля состояния иуправления насосным агрегатом.

Всеокнауправленияприотображенииперекрываютмнемосхему.Окнауправления содержат:

- заголовококна–имяобъектауправленияилитехнологическогопараметра,или идентификатор;

- кнопкикомандуправления,установкирежимаработыилиустановкирежима обработкитехнологическогопараметра;

- информацию, отражающую текущее состояние, режим работы объекта управленияили режимобработкипараметра.

Припомощиданныхоконоператоруправляетработойтехнологическогооборудованияиосуществляетустановкурежимовработыэтогооборудования,атакжеосуществляет выборрежимов обработкитехнологическихпараметров.

Всплывающееокноуправлениярежимамиобработкидискретногопараметра

Видокнапредставленнарисунке1.6.Данноеокноуправлениявызываетсяпринажатии на любой мнемознак"Дискретный параметр". Данноеокновызываетсядлявсехдискретныхпараметров,отображаемыхнамнемосхемах.Окнопозволяетвыбратьрежимобработкипараметраиполучитьтекущеесостояние параметра.

В заголовке окна приводитсяполное наименование параметра. Окносодержит следующие элементы:

- мнемознак"Дискретный параметр";

- режимыобработкипараметра;

- индикаторынедостоверностей;

- кнопки "Квитировать" и "Сообщения".

Индикаторыпризнаковнедостоверностиимеют следующую цветовую

- красныйцветфона – наличие признака недостоверности;

- зеленыйцветфона – отсутствие признака недостоверности.

Кнопка"Квитировать"служитдляквитированиязвуковойсигнализации.Кнопка"Сообщения"предназначенадлявызоваокнапросмотраисторическихсообщенийподанному параметру.

Всплывающееокноуправлениярежимамиобработкианалоговогопараметра

Окнопредназначаетсядлябыстрогодоступакфункциямконтролязначенияпараметра.Видокнапоказаннарисунке1.7.Всплывающееокновызываетсяпринажатииналюбоймнемознак"Аналоговый параметр". В заголовке окна приводитсяполное наименование параметра. Окносодержит следующие элементы:

- - мнемознак"Аналоговый параметр";

- - шкалу значения (фон имеет цветовую кодировку, аналогичную кодировке мнемознака) с индикаторами"Мин авар", "Мин пред", "Макс пред","Макс авар";

- полявводаи отображенияуставок предельных значений;

- полявводаи отображения значения гистерезиса и значения имитации;

- поля ввода и отображения пределов измерения параметра в инженерных единицах измерения(нижние поля под шкалой значения);

- полявводаиотображенияпределовизмеренияпараметравединицахизмерения датчика(верхние поля подшкалой значения);

- индикаторынедостоверностей;

- кнопки-индикаторывыбора режима обработкипараметра;

- кнопку "Квитировать" – для квитирования сигнализации о достижении предельныхзначений параметра;

- кнопку"График" – длявызова окнаграфика изменения параметра (тренда);

- кнопку"Сообщения"–длявызоваокнапросмотраисторическихсообщенийпо данномупараметру.

Фониндикаторов"Минавар"и"Максавар"шкалызначенияпри

- красныйцветфона – сигналустановлен;

- исходный цветфона – сигнал сброшен.

Всплывающееокноконтролясостоянияиуправлениязадвижкой. Окнопредназначаетсядлябыстрогодоступакфункциямуправлениязадвижкой,позволяетустанавливатьрежимыработыиконтролироватьсостояниеобъекта.Видокнапредставлен на рисунке 1.9. Окновызывается при нажатии на любой мнемознак"Задвижка".

Взаголовкеокнаприводитсяполноенаименование(номер)задвижки.Окносодержит следующиеэлементы:

- мнемознакс поясняющими надписями;

- кнопки-индикаторывыбора режимов;

- кнопкиуправления задвижкой;

- кнопку"Сообщения"–длявызоваокнапросмотраисторическихсообщенийпо данному параметру;

- индикаторынеисправностей;

- поля вводаи отображения временныхуставок.

Индикаторынеисправностейпредназначеныдляотображениясоответствующихнеисправностей:

Взаголовкеокнаприводитсяполноенаименование(номер)задвижки.Окносодержит следующиеэлементы:

- мнемознакс поясняющими надписями;

- кнопки-индикаторывыбора режимов;

- кнопкиуправления задвижкой;

- кнопку"Сообщения"–длявызоваокнапросмотраисторическихсообщенийпо данному параметру;

- индикаторынеисправностей.

Поля вводаи отображения временныхуставок. Индикаторынеисправностей

- - красныйцветфона – наличие неисправности;

- - исходный цветфона – отсутствие неисправности.

Всплывающееокноконтролясостоянияиуправленияагрегатомвспомогательной системы

Окнопредназначаетсядлябыстрогодоступакфункциямуправленияагрегатомвспомогательныхсистем (погружныенасосы,вентиляторы),атакже установкирежимов работыи контролясостояния.Нарисунке1.10показанвидокнауправления.Окновызываетсяпри нажатии на любой мнемознакагрегата вспомсистем.

Взаголовкеокнаприводитсяполноенаименованиеиномерагрегата.Окносодержит следующиеэлементы:

- мнемознакс поясняющими надписями;

- кнопки индикаторывыбора режима работы;

- кнопкикомандуправления;

- кнопку"Сообщения"–длявызоваокнапросмотраисторическихсообщенийпо данному параметру;

- индикаторынеисправностей;

- поля вводаи отображения значений временныхуставок.

Индикаторынеисправностейпредназначеныдляотображениясоответствующихнеисправностейи имеютследующую цветовую кодировку:

- красныйцветфона – наличие неисправности;

- исходный цветфона – отсутствие неисправности.

Всплывающееокноконтролясостоянияиуправлениянасоснымагрегатом.

Всплывающееокноконтролясостоянияиуправлениянасоснымагрегатом может бытьвызванонажатиемнамнемознак"Насосныйагрегат". Видокнапредставленнарисунке 1.12.

Взаголовкеокнаприводитсяполноенаименованиеиномерагрегата.Окно

- мнемознакс поясняющими надписями;

- кнопки-индикаторывыбора режима работы;

- кнопкикомандуправления;

- кнопку"Сообщения"–длявызоваокнапросмотраисторическихсообщенийпо данному параметру;

- индикаторынеисправностей;

- поля вводаи отображения значений временныхуставок.

Индикаторынеисправностейпредназначеныдляотображениясоответствующихнеисправностейи имеютследующую цветовую кодировку:

красныйцветфона – наличие неисправности.

3.1.3 Предложение по повышению надежности системы автоматизации

Надежностью называют свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки.

Расширение условий эксплуатации, повышение ответственности элементов автоматизации УПСВ и их усложнение приводит к повышению требований надежности системы автоматизации.

Надежность является сложным свойством, и формируется такими составляющими, как безотказность, долговечность, восстанавливаемость и сохраняемость. Основным здесь является свойство безотказности – способность изделия непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение времени. Потому наиболее важным в обеспечении надежности автоматики УПСВ является повышение её безотказности.

Проектирование АСУ УПСВ осуществлялась таким образом, чтобы

При разработке проекта системы автоматизации УПСВ разработчики уделили большое внимание на программное обеспечение, на надежную и безотказную работу ПЛК SIMATIC S7-200 фирмы Siemens, на обеспечение резервных бесперебойных блоков питания повышенной ёмкости, на взаимозаменяемость приборов и блоков, что должно было привести к безотказности системы автоматизации. Но в процессе эксплуатации была выявлена одна на первый взгляд незначительная ошибка, которая привела к остановке насосного оборудования и сбою абсолютно всех датчиков, подключенных к ПЛК.

Ошибка разработчиков схем автоматизации состоит в том, что все датчики и внешние сигнальные цепи запитаны от одного источника питания. Первичные

3.2 Расчет параметров клапана регулирования откачки нефти МЭП-630

Системой автоматического регулирования в данной работе является исполнительный механизм клапан регулировки давления нефти МЭП-630.

Цель его функционирования является поддержание заданного расхода нефти на выходе с насосных агрегатов внешней откачки НВО-1,2 УПСВ Пограничного месторождения.

Для определения оптимальных параметров настройки регулятора необходимы сведения о статических и динамических характеристиках объекта регулирования. Эти характеристики могут быть получены либо аналитически, либо экспериментально.

Переходная характеристика определена апериодическим звеном с запаздыванием (рисунок 3.1).

Общий вид передаточной функции в этом случае будет иметь следующий вид:

(3.1)

где коэффициент передачи объекта регулирования;

 постоянная времени объекта;

 время запаздывания объекта.

Выше названные параметры являются динамическими параметрами объекта регулирования и определяются графически по виду переходной характеристики (рисунок 3.2).

Для определения параметров данного объекта проводится касательная к переходной характеристике в точке ее наибольшего нарастания.

Постоянная времени объекта представляет собой временной отрезок

Из графика приведенного на рисунке 3.2 видно, что

Рисунок 3.1 –Изменение положения регулирующего органа

Рисунок 3.2 – Переходная характеристика для объекта регулирования

Относительное изменение положения регулирующего органа определяется по формуле:

(3.2) 

где максимально допустимое открытие регулирующего органа;

минимально допустимое открытие регулирующего органа.

Относительное изменение регулирующего параметра объекта определяется по формуле:

(3.3) 

где установившееся значение после нанесения ступенчатого воздействия;

значение регулируемой величины до ступенчатого воздействия.

Коэффициент передачи:

Расчет параметров настройки регулятора.

В данном разделе необходимо определить оптимальные настройки регулятора в одноконтурной системе и оценить качество регулирования дискретной системы.

Настройки регулятора определяются методом комплексных частотных характеристик при ограничении на частотный показатель колебательности.

По перерегулированию (  и времени регулирования (  определяется по номограммам Солодовникова частотный показатель колебательности (М).

Частотный показатель колебательности – это отношение максимального значения амплитудно-частотной характеристики замкнутой системы (при резонансной частоте) к ее значению при

                        (3.4)

где АФЧХ замкнутой системы.

                         (3.5)

где АФЧХ разомкнутой системы.

Показатель колебательности характеризует склонность системы к колебаниям, чем больше показатель колебательности, тем менее качественная система.

Допустимый частотный показатель колебательности будет равен М_доп=1,1.

Строится окружность по заданному М_доп. Радиус этой окружности вычисляется по формуле:

Центр имеет координаты:

Так как частотный показатель колебательной не должен превышать допустимого значения, то АФЧХ разомкнутой системы не должен заходить в область, ограниченную окружностью, построенной для М, а должно только касаться ее. На этом построен алгоритм подбора настроек регулятора.

Далее выбирается период дискретизации. Период дискретизации – это наибольший общий делитель постоянной объекта и времени запаздывания. Таким образом, период дискретизации равен 10 с.

Находится z-передаточная функция приведенной непрерывной части.

               (3.6)

где

Полученная z-передаточная функция приведенной непрерывной части:

Передаточная функция разомкнутой системы с дискретным регулятором

                     (3.7)

где z-передаточная функция приведенной непрерывной части;

z-передаточная функция регулятора.

По заданию необходимо рассчитать настройки для П регулятора. Тип регулятора выбирается на основе анализа свойств объекта, а именно отношения постоянной запаздывания и постоянной времени объекта

В данном случае что удовлетворяет условию  исходя из этого предпочтительным является ПИ регулятор.

Z-передаточная функция дискретного ПИ регулятора равна:

                         (3.8)

где Т – период дискретизации (Т=7).

Передаточная функция разомкнутой системы будет иметь вид:

Определяется интервал варьирования постоянной интегрирования .

Строится на одной координатной плоскости запретная зона и АФЧХ разомкнутой системы. Затем выбирается коэффициент пропорциональности регулятора, так чтобы комплексная частотная характеристика разомкнутой системы не заходила в запретную зону, а только касалась ее. На основании

Таблица 2.1 – Значение настроек ПИ-регулятора

Таким образом, оптимальными настройками являются К_р= 1,658, T_и = 30.

На рисунке приведен случай, когда настройки регулятора подобраны удачно:

Рисунок 3.3 –АФЧХ разомкнутой САР

Передаточная функция регулятора с найденными настройками имеет вид:

Для того чтобы убедиться в оптимальности полученных настроек, нужно рассчитать прямые и косвенные показатели качества замкнутой системы.

Передаточная функция замкнутой системы находится по формуле:

Определение показателей качества.

Строится график переходной характеристики замкнутой системы с найденными параметрами. График представлен на рисунке 3.4.

По данному графику определяются прямые показатели качества:

Рисунок 3.4 –График переходной характеристики

Перерегулирование определяется по формуле:

где максимальное отклонение регулируемой величины от установившегося значения;

установившееся значение регулируемой величины.

Время регулирования объекта: