книги / Технические средства автоматизации химических производств

дой, формируемой оператором с помощью соответствующей кнопки вызова агрегата (ВА). Стойка „Ритм-2” содержит также блок регулиро­ вания Б1 и блок контроля предельных отклонений Б2 (на рис. 8.9,6 блоки Б1 и Б2 не показаны). В остальном работа установки „Ритм-2” аналогична работе установки „Ритм-1”.

По внешнему виду установка „Ритм-2” отличается от „Ритм-1” наличием станций управления регуляторами и прибора ППМ-20П на приставном пульте. Внешнее оформление стойки Ритм-2 аналогично оформлению установки „Номинал-2а”.

*Субкомплекс „Ритм-3”. Установки „Ритм-3” используют для цент­ рализованного контроля и управления группой однотипных агрегатов периодического действия. Его структура аналогична третьему вариан­ ту структуры ПАК „Центр-Логика” (см. рис. 8.5,в). Техническая струк­ тура субкомплекса „Ритм-3” представлена на рис. 8.9,в. Он содержит установку „Ритм-3” (стойка операторская) и несколько (в зависимости от числа агрегатов в группе) установок „Ритм-За” (стойки функцио­ нальные). Поскольку в данном варианте структуры программное управление производят на агрегатах группы поочередно, то блок операций Б6 и блок постоянной памяти Б9 входят в общую для группы агрегатов стойку „Ритм-3”. В установках „Ритм-3” размещены блоки Б5 контроля и управления ИМ и блоки режимов Б8, с помощью кото­ рых задают стационарные режимы работы на тех агрегатах, на которых в данный момент не производится программное управление ТОУ.

Для подключения блока Б6 к конкретному агрегату оператор нажимает вначале кнопку вызова агрегата ВА, а затем кнопку „Пуск”. При этом выходы блока Бб соединяются через Б9 со входами блока Б5 стойки „Ритм-За”, относящейся к данному агрегату, и по заложенному в блоке Б9 алгоритму начинается программное управление его ИМ. По окончании цикла блок Бб выдает через Б9 сигнал в блок Б8 на запоми­ нание стационарного режима; последний обеспечивает с помощью Б5 установку всех ИМ агрегата в соответствующие положения и отключе­ ние блока Б5 от Бб и Б9. ‘При необходимости оператор с помощью кнопок задания режима (КР) переводит агрегат из одного стационар­ ного режима в другой или в режим „программа”. Заданный режим индицируется сигнализаторами режима (СР).

Внешний вид установок „Ритм-3” и „Ритм-За” аналогичен внешнему виду „Ритм-2” и „Ритм-2а” соответственно; основным их отличием является размещение в верхней части лицевой панели „Ритм-3” группы сигнализаторов, указывающих режимы работы агрегатов (программный и стационарный).

8 .6 . Комплекс программно-технических средств РЕАСТР

Пневмоэлектронный комплекс программно-технических средств РЕАСТР [36] предназначен для централизованного контроля и управ­ ления ТОУ, оснащенными преимущественно пневматическими датчи­ ками и исполнительными механизмами. Он имеет две модификации (субкомплекса): РЕАСТР-1 и РЕАСТР-2.

221

ЛИИС-2

а

Рис. 8.10. Технические структуры комплекса РЕАСТР:

а- РЕАСТР-1; б- РЕАСТР-2

Субкомплекс РЕАСТР-1. Техническая структура субкомплекса РЕ- АСТР-1 представлена на рис. 8.10, с. В его состав входит одна или несколько установок управляющих пневматических типа „Режим-1” и локальная информационно-измерительная станция (ЛИИС), реализо­ ванная на базе электронных устройств. Установки „Режим-1” осущест­ вляют функции контроля и регулирования. При этом сигналы от датчиков пневматических (ДП) вводят в установки „Режим-1” непос­ редственно, а сигналы от датчиков электрических (ДЭ) предваритель­

но преобразовывают в пневматические сигналы стандартного диапазо­ на с помощью индивидуальных ЭПП. Станция ЛИИС содержит блок

222

вычислительный (БВ), выполненный на базе микроЭВМ „Электрони­ ка-60” (или „Электроника МС 1211”). Блок БВ связан с дисплейным модулем (ДМ) и алфавитно-цифровым печатающим устройством (АЦПУ). ЛИИС реализует функции сбора, обработки и представления информации. Пневматические сигналы от ДП вводят в ЛИИС через субкомплекс АСТРА-01А, а электрические сигналы от ДЭ через суб­ комплекс АСТРА-ОЗА. РЕАСТР-1 по каналу связи КС-2 может быть соединен с другими локальными и центральными субкомплексами, образующими распределенную систему управления ТОУ.

Субкомплекс РЕАСТР-2. Техническая структура субкомплекса РЕАСТР-2 представлена на рис. 8.10,6. Пульт контроля и управления ПКУ оператора содержит функциональную клавиатуру (ФК), два дисплейных модуля ДМ, два блока приборов (БП) с 4 приборами ППМ-20П в каждом, вычислительное: устройство (БВ), реализованное на базе микроЭВМ „Электроника-60”, коммутатор (БК) и мнемосхему (МС).

Устройство БВ соединено каналом связи КС-1 с пневматическими блоками контроля и управления (БКУ) непрерывными ТОУ с блоками памяти дискретной (БПД), используемыми для управления периоди­ ческими ТОУ. БКУ содержит пневматические регуляторы, дистанци­ онно-управляемые пневматические задатчики, коммутаторы и анали­ заторы отклонений координат за заданные границы; блок БПД состоит из узлов памяти дискретных сигналов и модулей связи с ИМ.

По каналу связи КС-1 к задатчикам блоков БКУ передают команды заданий регуляторам в супервизорном режиме или командных сигна­ лов к ИМ (в режимах ручного управления или НЦУ). Эти команды формирует оператор с помощью клавиатуры ФК или устройство БВ при решении определенных задач управления. Вывод информации на дисплеи ДМ или АЦПУ производит оператор путем воздействия на ФК, либо устройство БВ.

Сигналы от датчиков ДП вводят в блок БКУ непосредственно, а в БВ - через субкомплекс АСТРА-01А. Сигналы от датчиков ДЭ поступа­ ют в БКУ через индивидуальные электропневмопреобразователи ЭПП, а в БВ - через субкомплекс АСТРА-03. Сигналы от датчиков дискрет­ ных ДД (типа „сухой контакт”), установленных на ТОУ, а также от анализаторов отклонений координат расположенных в блоке БКУ, передают на устройство аварийной сигнализации (УАС), выходные сигналы которого включают соответствующие аварийные табло на мнемосхеме МС. При отключении вычислительного устройства клави­ атуру ФК подсоединяют через коммутатор БК непосредственно к каналу КС-1 и оператор может воздействовать на дистанционно управ­ ляемые задатчики блоков БКУ помимо БВ. При этом информация о значениях координат ТОУ и состоянии АСР отображается приборами ППМ-20П блока БП.

Такое дублирование основных функций контроля и управления повышает надежность и живучесть системы РЕАСТР в целом.

При управлении периодическим ТОУ вычислительное устройство БВ в соответствии с хранящейся в его памяти циклограммой и сигналами

223

Рис. 8.11. Функциональная клавиатура субкомплекса РЕАСТР-2

датчиков ДЦ, ДП, ДЭ формирует электрические команды на дискрет­ ные ИМ. Преобразование электрических сигналов в пневматические осуществляют блоки БПД. В них установлены также следящие пере­ ключатели, обеспечивающие запоминание значений командных

сигналов.

Расположенная на пульте ПКУ функциональная клавиатура (ФК) позволяет оператору отображать с помощью дисплея информацию о состоянии всего ТОУ, отдельных агрегатов, участков и т.д. Внешний вид ФК показан на рис. 8.11. Кнопки модуля „Вызов агрегата” пред­ назначены для вызова на дисплей технологического агрегата, содер­ жащего до 64 контролируемых координат. При этом информация на экране дисплея представляется в виде группы из 8 показателей, отнесенных к определенному участку агрегата. Для каждой координа­ ты показана величина ее относительного отклонения от задания.

Группа клавиш „Вызов участка” служит для вызова на экран дисплея технологического участка, входящего в вызванный ранее агрегат и содержащего до восьми координат. При этом оператору представляется более подробная информация: абсолютные и относи­ тельные значения координаты и номинала, командный сигнал к ИМ, режим управления АСР и др. При вызове участка к его контурам регулирования одновременно подключаются восемь станций управле­ ния (УПР). С их помощью оператор,воздействуя на кнопки станции УПР, может установить требуемый режим управления АСР (Р - ручной, А - автоматический, С - супервизорный, НЦУ), изменить кнопками !, 1 сигнал задатчика дистанционного управления; вызвать на экран дисплея график изменения координаты за определенное время (кноп­ ки „ПР” и „График”).

При работающем вычислительном устройстве БВ безударность перехода с одного режима управления на другой обеспечивается автоматически. Так, при переходе с режима автоматического управле­ ния на ручное БВ сначала формирует сигнал, устанавливающий про-

224

межуточный режим, по которому в камере задания регулятора блока БКУ запоминается сигнал задания. После этого в дистанционно-управ­ ляемый задатчик блока БКУ вводят команду, по которой его выход устанавливается равным выходному сигналу регулятора и затем поступает сигнал на перевод АСР в режим ручного управления. При отключенном БВ необходимое выравнивание сигналов при переводе с одного режима управления на другой производит оператор путем нажатия кнопки П станции управления УПР.

Функциональная клавиатура содержит группу кнопок „Вызов документа” для вызова на дисплей определенного типа документа (режимный лист, отчет об имевшихся отклонениях координат и др.). При нажатии на кнопку „Копия” этот документ распечатывается на АЦПУ.

При нажатии на кнопки „Мнемосхема” на дисплей вызывается фрагмент мнемосхемы ТОУ. Кнопки „Дисплей” служат для выбора дисплея, на которой должна быть выведена информация.

С помощью кнопки „Акт” формируют разрешение на вывод из устройства БВ управляющих сигналов. Наличие этой кнопки позволя­ ет оператору предварительно ввести в БВ требуемые задания, а затем одновременно передать их на регуляторы.

Система РЕАСТР может функционировать в режиме автоматическо­ го и ручного управления и при отключенной ЭВМ. Это достигается тем, что в каждом блоке БКУ установлены автономные узлы регулирова­ ния, связанные с датчиками и ИМ, а также с функциональной клавиа­ турой и приборами пульта.

Схема типового узла управления, входящего в состав блока БКУ, представлена на рис. 8.12,а. Пневматический регулятор (ПР) подклю­ чают к пульту контроля и управления (ПКУ) адресными сигналами; вызов агрегата (ВА), вызов участка (ВУ), вызов параметра (ВП). После этого к дистанционно управляемому задатчику (ДУЗ) проходят от ПКУ команды „больше” Б и „меньше” М, вызывающие соответствующее изменение его выгодного сигнала. Когда АСР находится в режиме автоматического управления, на выходе триггера (ТР) установлен сигнал „О” и выходной сигнал ДУЗ через коммутатор К2 и клапан КЗ подается в камеру задания ПР.

Для перевода АСР в режим ручного управления вначале подают сигнал промежуточного положения П, закрывающий клапаны КЗ и К4. При этом в камере задания ПР запоминается выходной сигнал ДУЗ. После этого сигнал задатчика устанавливают равным сигналу на выходе ПР и только затем подают сигнал „Р” задания ручного режима управления, включающий триггер. При этом открываются клапаны К4 и К5 и сигнал ДУЗ вводится через коммутатор К2 и указанные клапа­ ны в линию РИМ, ведущую к ИМ. Перевод контура с ручного на авто­ матический режим производят аналогично.

Значения координаты у , командных сигналов регулятора в РИМ и задатчика ДУЗ подключают коммутатором К1 для контроля к бло­ кам КП, КИМ, КДУЗ приборов БП. Контролируют также выходной сигнал'триггера ТР, индицирующий режим управления АСР. Этот

2 2 5

Рис. 8.12. Схемы типовых узлов управления „РЕАСТР-2” :

в —блок управления регулятором; б —блок управления двухпоэиционным исполнительным механизмом

сигнал с помощью элемента И5 подключают к шине, соединенной с сигнализаторами режима управления, расположенными над клавиша­ ми „А” и „Р” соответствующих станций управления. В одном блоке БКУ установлено 16 узлов регулирования. Входные клеммы каждого из них подключены к внешнему клеммнику блока БКУ. Это позволяет назначить для каждого узла регулирования любой адрес, подключая его выходные клеммы „ВО”, „ВУ” и „ВП” к соответствующим линиям канала КС-1, соединенного с ПКУ.

Схема типового узла управления двухпозиционным ИМ, входящего в состав блока БПД, представлена на рис. 8.12,6. Так же, как в блоке БКУ, этот узел подключают к ПКУ адресными сигналами: вызов агре­ гата ВА, вызов участка ВУ и вызов исполнительного механизма ВИМ. После этого к триггеру ТР начинают проходить от ПКУ сигналы типа „включить” (ВКЛ) и „отключить” (ОТКЛ), вызывающие соответствую­ щие изменения его выходного сигнала. Перед подачей в линию управ­ ления этот электрический сигнал преобразуется дискретным ЭПП в пневматический и проходит через следящий переключатель СП,

226

который обеспечивает возможность управления ИМ с помощью коман­ ды „наладочное управление” (НУ). В режиме автоматического управ­ ления сигнал НУ имеет значение „О” и СП работает как повторитель. При переходе в режим „наладка” сигнал НУ принимает значение „1”, а выходной сигнал СП фиксируется таким, каким он был в момент перехода. После этого можно производить переключение ИМ вручную, воздействуя на ручку переключателя СП.

В этом же узле производится контроль правильности работы ИМ. Контроль осуществляет анализатор (А), в который вводят сигнал РИМ и сигналы от конечных выключателей открытого (КВО) и закрытого (КВЗ) положений ИМ. На выходе анализатора формируется сигнал НИМ, равный „1” („неисправность ИМ”) когда его положение не соответствует поданной к нему команде. Информация о значениях команды на исполнительный механизм поступает по вызову к индика­ торам функциональной клавиатуры. Вызов производят с помощью логических элементов И5 и И7.

Глава 9

ОПЕРАТОРСКИЕ ПУНКТЫ УПРАВЛЕНИЯ

9.1.Операторские пункты в АСУТП

Всостав АСУТП централизованной и распределенной структур входят операторские пункты управления (ОПУ), представляющие собой комплекс помещений для работы оператора системы управления ТОУ и размещения операторского оборудования (щиты, пульты, панели управления и т.п.).

Помещение ОПУ условно подразделяют на операторский и аппарат­ ный залы. Операторский зал представляет собой зону активной работы оператора по управлению ТОУ. В этом зале располагается основная часть операторского оборудования. В аппаратном зале сосредоточены технические средства АСУТП: УВК, УСО, внешние запоминающие устройства, алфавитно-цифровые печатающие устройства и т.п.

Территориально ОПУ располагают в производственном помещении автоматизируемого ТОУ, либо в помещении, непосредственно примы­ кающем к ТОУ, либо в специальном здании, не имеющем прямых контактов с ТОУ.

При размещении ОПУ в непосредственной близости к ТОУ необхо­ димы изоляция операторского и аппаратного залов и создание ком­ фортных условий (по освещенности, температуре, влажности, вентиля­ ции и т.д.) для работы оператора, отличающихся от производственных условий. При таком расположении ОПУ относительно ТОУ уменьшает­ ся длина линий связи системы управления.

Достаточно часто ОПУ располагают в помещениях, примыкающих к основным производственным зданиям. При этом размеры и конструк­ ция ОПУоказываются зависимыми от конструктивной схемы производ­ ственного здания, в частности от высоты помещений, шага колонн,

227

9 .2 . • Оборудование операторских пунктов

Операторские пункты управления оснащают наборами операторско­ го обрудования, основу которого составляют щиты, пульты и прибор­ ные панели. Это оборудование изготовляют серийно, характеристи­ ки основных типов щитов и пультов приведены в табл. 9.1. Наряду с этим малыми сериями выпускаетя операторское оборудование, разра­ ботанное ЦНИИ комплексной автоматизации (г. Москва); основные блоки его показаны на рис. 9.1.*

Характерной особенностью этого операторского оборудования, разработанного в 80-е годы, является уменьшение размеров сенсорно­ моторных полей рабочих мест операторе, минимизация количества и качества размеров используемых ТСА, сокращение или полное исчез­ новение щитовых панелей и щитовых приборов. Указанная тенденция объясняется заметной интеллектуализацией ТСА и всей АСУТП в целом. Так, широкое применение микроЭВМ и микропроцессоров позволило во многом заменить щитовые приборы в ОПУ на электрон­ но-лучевые индикаторы или дисплеи. Появление в составе АСУТП достаточно надежных УВК и внешних запоминающих устройств при­ вело к сокращению в ОПУ аналоговых регуляторов .и самопишущих приборов. Все эти факторы способствовали разработку новых видов операторского оборудования.

Блочное операторское оборудование. Такое оборудование констру­ ируют с помощью комплекта типовых конструктивов блочного типа (КБТ). В состав комплекта КБТ входит 15 элементов: пультовые секции для размещения органов контроля и управления, пультовые секции вспомогательного назначения, стойки и тумбы. Каждый эле­ мент имеет несколько модификаций, различающихся габаритами и внешним оформлением. Вместе с тем все элементы и их модификации имеют унифицированные установочные и монтажные размеры, обла­ дают стилевым и оформительским единством, допускают сравнительно быструю сборку в единое целое. Это позволяет компоновать из этих элементов законченные блочные конструктивы, наиболее часто используемые при создании рабочего места оператора АСУТП.

Основные блочные конструктивы, собранные из КБТ, изображены на рис. 9.1. Конструктив ”Пультовая секция контроля и управления” (рис. 9.1, а) служит для размещения органов контроля и управления, оргтехники, телефонов; секция имеет пять модификаций, различаю­ щихся линейными размерами. Малогабаритная секция (рис. 9.1, б) предназначена для размещения органов управления; в частности предметной клавиатуры. Пультовая секция (рис. 9.1, в) позволяет размещать на вертикальной плоскости приборы контроля, на наклон­ ной - органы управления. Изображенный на рис. 9.1, г блочный конст­ руктив ориентирован на размещение средств оргтехники и создание комфортных условий труда оператору. Малогабаритная секция (рис. 9.1, д) предназначена для размещения дисплеев. Блочный конструктив (рис. 9.1, е) служит для размещения большого числа приборов, при конструировании рабочего места оператора рассматривается как

2 2 9