Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 43
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Производство аммиака характеризуется следующими опасными производственными факторами:
· наличие больших объемов газов, которые с кислородом воздуха образуют чрезвычайно взрывоопасные смеси (технологические блоки 1-ой категории);
· наличие горючих веществ и материалов;
· возможность попадания на тело человека высокотемпературных сред;
· эксплуатация оборудования под высоким давлением (до 300 атм.);
· возможность воздействия на человека химикатов (жидкий аммиак, аммиачная вода, каустик, едкий калий, диэтаноламин, гидразингидрат);
· наличие токсичных веществ (аммиак, оксид углерода, диоксид углерода, природный газ, пятиокись ванадия, гидразингидрат, соединения никеля, катализаторная пыль) и удушающих (азот, азото-водородная смесь).
Данное производство требует применения надежной AСУ с выделенной подсистемой противоаварийной защиты, гарантирующей защиту персонала и оборудования даже в случае выхода из строя какого-либо отдельного элемента ПАЗ.
AСУ цеха первоначально была реализована в основном на приборах локальной автоматики фирмы Ya
matake-Honeywell. По мере выработки ресурса наблюдался рост частоты отказов приборов и, соответственно, производственных неполадок.Новая AСУ построена на базе технических и программных средств фирмы GE Fanuc, специально разработанных для использования в системах критического управления.
Компания GE Fanuc обладает широким спектром программных и технических средств, архитектурных решений для построения систем, удовлетворяющих самым жестким требованиям безопасности. Использованная в рассматриваемом проекте система GMR применима для требований безопасности от SIL 1 до SIL 3 согласно IEC 61508, или классов с 1 по 6 DIN VDE 0801.
ПЛК Series 90TM-70 - наиболее мощные и быстродействующие из всей номенклатуры ПЛК Series 90TM. Они применяются в наиболее сложных и ответственных приложениях, требующих быстрой обработки большого количества сигналов.
ПЛК Series 90TM-30 - наиболее распространенные среди выпускаемой продукции. Они отличаются наибольшим ассортиментом модулей (свыше 100) и умеренной ценой при возможностях, достаточных для решения большинства задач, что сделало их базовым семейством для построения систем управления в большинстве отраслей.
АСУ цеха построена на двух контроллерах Ge Fanuc Series 90-30, каждый из которых имеет дублированную архитектуру с горячим резервированием (Hot Standby). В этой архитектуре используются два комплекта ПЛК (шасси,
центральный процессор, блок питания, контроллер шины) - основной и резервный, и общая подсистема ввода/вывода, подключенная по полевой шине Genius®. Один из указанных контроллеров является основным («мастером»), а второй резервным («слэйвом»). Оба этих контроллера расположены на информационной шине Genius®, имеют одинаковую конфигурацию и исполняют одну и ту же пользовательскую программу.
Основной ПЛК (программируемый логический контроллер) («мастер») осуществляет функции управления, работает с входными и выходными модулями и обменивается данными со SCADA. Резервный контролер («слэйв») тоже получает значения с входных модулей и от SCADA. В случае выхода из строя ведущего контроллера подключенные к полевой шине модули ввода/вывода обнаруживают его отказ и переходят на управление от резервного контроллера без сбоев в управлении технологическим процессом.
Система ввода/вывода в АСУ реализована на станциях VersaMax, имеющих интерфейс с шиной Genius. Семейство VersaMax имеет в своем составе большой ассортимент модулей ввода/вывода, центральных процессоров и модулей интерфейса полевой шины, что позволяет использовать его для построения как подсистем ввода/вывода, подключаемых к сетям и контроллерам различных типов, так и контроллеров.
Рисунок 5 – Структура системы АСУ
ПАЗ цеха реализована в сертифицированной TUV для подобных задач архитектуре GMR с использованием выпускаемых именно для данной архитектуры комплектующих GE Fanuc и Silvertech. GMR - Genius Modular Redundancy - это масштабируемая система для построения сертифицированных решений ПАЗ и пожаротушения, включающая в себя от одного до трех контроллеров работающих параллельно и независимо.
Входная система позволяет подключать одиночные, дублированные и троированные датчики, а выходная система позволяет подключать нагрузку по различным схемам (в том числе I, T, H). Для рассматриваемого проекта выбрана дублированная система.
Систему, построенную в архитектуре GMR, можно условно разделить на три части:
· подсистема ввода;
· подсистема контроллеров;
· подсистема вывода.
Рисунок 5 – Различные схемы подключения выходных модулей подсистемы ввода вывода GMR
С полевых датчиков значения поступают в подсистему ввода, состоящую из модулей Genius. Подсистема ввода передает полученные значения в подсистему контроллеров. Контроллеры обрабатывают данные и отсылают значения в подсистему вывода, которая выдает управляющие сигналы на исполнительные устройства.
Рисунок 6 – Структура системы GMR выполняющей функцию ПАС
В подсистеме ввода используются дублированные модули Genius. Входные данные с полевых датчиков приходят к группам, состоящим из двух модулей Genius. Есть группы дискретных модулей на 32 канала, группы аналоговых токовых модулей на 6 каналов и группы термопарных модулей на 6 каналов. Оба модуля группы передают по шине входные данные всем контроллерам системы GMR. В свою очередь они проводят голосование по заложенной заранее стратегии.
Модули ввода/вывода Genius - это интеллектуальные модули, обладающие обширными возможностями, такими как мощная диагностика (в том числе обрыв входных и выходных цепей), высокая скорость работы и передачи данных, а также высокой надежностью. Некоторые датчики ПАЗ не дублированы, для их подключения к дублированным каналам ввода используются разветвители сигналов Silvertech.
Подсистема контроллеров включает в себя два контроллера GE Fanuc Series 90-70. Они полностью идентичны, т.е. одинакова конфигурация и пользовательская программа. В отличие от контроллеров в Hot Standby АСУ они не делятся на ведущий и резервный. Оба контроллера равноправны и работают параллельно. Каждый контроллер получает данные со входов, проводит голосование и использует проголосованное значение, а затем отправляет обработанные данные на выхода. Совместная работа контроллеров и голосование обеспечиваются использованием системного ПО GMR (Genius Modular Redundancy), поставляемого GE Fanuc. Разработчик ПАЗ программирует только реакцию системы на события, вопросы резервирования решены на сиcтемном уровне и аттестованы TUV.
Подсистема вывода состоит из групп дискретных модулей вывода Genius. Существуют различные типы групп модулей вывода. В данном случае использовалась схема - Т. По этой схеме два модуля параллельно подключаются к одной стороне нагрузки, а с другой стороны к нагрузке подключается общий обратный провод. Такая схема подключения обеспечивает «гарантированное включение». Здесь, в отличие от подсистемы ввода, где голосование проводится в контроллерах, голосование осуществляется самими модулями группы. Каждый модуль группы получает значение от обоих ПЛК и проводит голосование 2 из 3, используя в качестве третьего значения установленное заранее значения по умолчанию (Duplex Default).
4. Изучение принципа работы микроконтроллеров управления (микропроцессорного блока управления).
Рисунок 6 - Операторский интерфейс (панели оператора)
Операторский интерфейс (панели оператора) и архив событий реализованы в SCADA среде Proficy (Cimplicity) PE. Для обеспечения надежной непрерывной работы АСУ SCADA-сервер выполнен дублированным. К дублированному серверу по сети Ethernet подключены 6 операторских станций. Для архивирования параметров ТП, записи событий и регистрации действий операторов применяется БД SQL Server. Дополнительно операторная оснащена двумя плазменными панелями, на которых отображаются мнемосхемы, оперативно информирующие о первопричинах нештатных ситуаций.
Операторские станции разделены по производственным стадиям: риформинг - 2 станции, синтез -1, очистка - 1, компрессия - 1. Каждый оператор имеет доступ только к своему участку ТП. Весь ТП доступен только с рабочей станции начальника смены.
« 03 » мая 2023 г.
| Обучающийся | | | Т.А.Романова |
| | (подпись) | | И.О. Фамилия |
3. Основные результаты выполнения задания учебную практику
| № п/п | Результаты выполнения задания по практике |
| 1 | Составлено описание объекта исследования – ООО «КОНЦЕРН СТИРОЛ», расположенное г. Челябинск, ул. Ледяная, д.7. Описаны собственник, статус, направления деятельности. Составлен перечень выпускаемой продукции, оказываемых услуг предприятия, включающий системы автоматизации (шкафы управления, системы телемеханики). Составлен перечень нормативной документации предприятия по охране труда, требования пожарной безопасности, правила внутреннего распорядка. Составлена укрупненная схема технологического процесса предприятия на примере автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии. |
| 2 | Определены характеристики АСУ ТП, функционирующей в ООО «КОНЦЕРН СТИРОЛ»: уровень автоматизации, управления, классификационные признаки АСУ ТП, назначение. Составлена схема функциональной структуры АСУ ТП ООО «КОНЦЕРН СТИРОЛ», имеющая различные функциональные подсистемы, каждая из которых решает свой комплекс задач. Составлена схема организационной структуры АСУ ООО «КОНЦЕРН СТИРОЛ», включающая различные подразделения предприятия. |
| 3 | Проанализирована архитектура АСУ ТП ООО «КОНЦЕРН СТИРОЛ». Составлена схема автоматизации АСУ ТП. Составлена укрупненная схема комплекса технических средств АСУ ТП, включающая контроллеры, средства вычислительной техники. |
| 4 | Изучены и описано назначение, внешний вид, принцип работы и характеристики КС и ПЛК. Выявлены аналоги ТС. Изучены требования и составлен перечень нормативных документов, содержащих методы выполнения наладки измерительных и управляющих средств и комплексов, систем и средств контроля, автоматизации и управления, методы осуществления их регламентного обслуживания ТС. |
4. Заключение руководителя от Института
Руководитель от Института дает оценку работе обучающегося исходя из анализа отчета о прохождении учебной практики, выставляя балл от 0 до 20 (где 20 указывает на полное соответствие критерию, 0 – полное несоответствие) по каждому критерию. В случае выставления балла ниже пяти, руководителю рекомендуется сделать комментарий.
Итоговый балл представляет собой сумму баллов, выставленных руководителем от Института.
| № п/п | Критерии | Балл (0…20) | Комментарии (при необходимости) |
| 1 | Понимание цели и задач задания на учебную практику. | | |
| 2 | Полнота и качество индивидуального плана и отчетных материалов. | | |
| 3 | Владение профессиональной терминологией при составлении отчета. | | |
| 4 | Соответствие требованиям оформления отчетных документов. | | |
| 5 | Использование источников информации, документов, библиотечного фонда. | | |
| | Итоговый балл: | | |
Особое мнение руководителя от Института (при необходимости):
| |
| |
| |
| |
| |
| |