ВВЕДЕНИЕ. Ведущие разработчики средств для построения АСУ ТП все больше внимания уделяют открытости систем, возможности ее взаимодействия не только с внешним миром

Ведущие разработчики средств для построения АСУ ТП все больше внимания уделяют открытости систем, возможности ее взаимодействия не только с внешним миром, но и тесной интеграции с другими системами. Как правило, эти задачи решаются на уровне ПО, и особую роль здесь играет поддержка наиболее распространенных стандартов и технологий.

Среди доступных на рынке программных пакетов для построения АСУ ТП наибольшим авторитетом пользуются SCADA-пакеты американской компании Intellution. В частности, такие из них, как: FIX32, FIX DMACS, iFIX. Огромный объем внедрения — более 190 тыс. инсталляций — является хорошим подтверждением качества и развитой функциональности этого программного продукта. В настоящее время компания предлагает семейство программных средств, позволяющих решать и смежные задачи.

Так, последняя версия SCADA-пакета iFIX 3.0 выделяется на общем фоне использованием передовых информационных технологий от Microsoft, а также собственными специализированными разработками. Пакет поддерживает распределенную архитектуру клиент-сервер и такие технологии, как Visual Basic for Application (VBA) 6.3, OLE for Process Control (OPC) 2.0, Component Object Model (COM), ActiveX, Secure Containment и др.. Intellution имеет значительный опыт разработок, превышающий 20 лет, и последовательно развивает свои программные продукты на платформе Microsoft. Сегодня это Windows NT/00/XP.

На базе программных продуктов компании Intellution создано большое количество систем диспетчерского управления для ведущих мировых компаний добычи, транспорта и переработки нефти. К их числу относятся: West Shore Pipelines — управление нефтяным трубопроводом длиной 283 мили в США, Trapil — транспорт нефти, Marathon Pipeline — транспорт нефти и нефтепродуктов во Франции, PDVSA — нефтеперерабатывающий завод в Венесуэле, BPX Alaska — добыча нефти (США), ESSO — нефтеналивные терминалы (Великобритания), корпорация Chevron — управление нефтяными платформами в Тихом океане (Калифорния, США) и многие другие.

В России программные средства компании Intellution также хорошо известны специалистам АСУ ТП нефтегазовых предприятий. Среди пользователей FIX в нашей стране такие крупные компании, как «Транснефть», «ЮКОС», «ЛУКОЙЛ», «Надымгазпром», «Сургутгазпром», «Уренгойгазпром», «Ямбургаздобыча», «Волготрансгаз», «Лентрансгаз», «Киевтрансгаз» и т.д.

 

ВВЕДЕНИЕ

В курсе рассматриваются основные принципы организации и технической реализации систем автоматического управления технологическими установками и процессами, конструкции и использование устройств и элементов, входящих в системы регулирования и предназначенные для получения передачи, хранения и преобразования информации, а также реализации управляющих воздействий на объект.

Для управления процессами во многих сферах человеческой деятельности используются специальные устройства или целые системы автоматического регулирования.

Автоматика – древнегреческое слово, означающее «самодействие». Первые механизмы появились у египтян во II в до н.э., первые автоматы – у арабов на рубеже нашей эры 2000 лет назад. Первый поплавковый регулятор применил Ктесибиос в Греции за 300 лет до н.э. в водяных часах. В масляном фонаре 250 г н.э. поплавковый регулятор поддерживал уровень масла, играющего роль горючего. Херон из Александрии в 1 в. н.э. написал книгу «Пневматика», где привел несколько чертежей поплавкового регулятора. Однако, в то время преобладал ручной труд и принципиального значения на техническое развитие это не оказало.

Задачу управления технологическим процессом на начальном этапе развития техники и производства решал человек, который, подавая определенные количества вещества или энергии, воздействовал на объект управления, одновременно «на глаз» оценивал ход процесса, при необходимости корректировал его и устанавливал момент его завершения (кузнец, выделка кож). По мере усложнения техники потребовалось более развитое и точное управление при необходимости существенного увеличения информации о процессе, в таких условиях ограниченность способностей человека регулировать «на глаз», «на ощупь» и «по наитию» стало тормозом для дальнейшего развития производства. Первыми помощниками в управлении стали измерительные приборы, человек вел процесс по стрелкам вблизи оборудования и в непосредственном контакте с потоками массы и энергии (тяжелые условия работы, но много дешевой рабочей силы, невысокая точность ведения процесса, малая ответственность).

Создание специализированных автоматических устройств началось в эпоху промышленной революции. (Ползунов 1765 – р-р уровня котловой воды, Уатт 1784 центробежный р-р скорости вращения. 3 примера) Указанные приборы являлись механическими (регуляторами прямого действия), были жестко встроены в машины и их невозможно было использовать в других агрегатах, но имели простую конструкцию и обеспечивали высокую надежность функционирования. (3 примера).

Т.о. для управления технологическими процессами со времен зарождения этой области техники в древности и до начала XX века применялись, в основном, простейшие механические, пневматические, электрические р-ры, расчет которых основывается на линейных одномерных моделях.

Широкое внедрение локальных р-ров и систем управления связано с индустриализацией: увеличение мощности агрегатов, повышение критичности технологических параметров (T, P, взрывоопасность), удорожание рабочей силы. К этому времени относится появление электромеханических и электрогидравлических р-ров, им на смену (в СССР в 50-е годы) пришли электрические и пневматические р-ры.

Важным техническим достижением явилось создание измерительных и исполнительных устройств с внешним источником энергии (пневмо, электро, гидро). Это позволило наряду с развитием р-ров организовать посты контроля и дистанционного воздействия и централизованные щиты управления (более комфортно).

В развитии элементов, устройств и систем автоматики можно выделить несколько этапов:

1. На начальном этапе развития производства человек непосредственно управлял процессом сам, без специальных устройств регулирования. Дешевая рабочая сила, низкий уровень развития техники и производительности труда, малая единичная мощность агрегатов. Экономически целесообразен ручной труд и для регулирования процесса.

2. По мере усложнения производства требовалось более развитое и точное управление. Механизации и автоматизации подвергаются операции, которые человек не может выполнить в силу своих психофизических возможностей либо стабилизация параметров повышенной аварийной опасности. Используются регуляторы прямого действия, жестко встроенные в технологический объект. Стали появляться различные контрольно-измерительные устройства. Человек вел технологический процесс, находясь возле местных измерительных устройств, установленных непосредственно на оборудовании и работающих в прямом контакте с материальными потоками.

3. Дальнейший рост мощностей и размеров оборудования ужесточил требования к управлению. Важным техническим достижением явилось создание измерительных, регулирующих и исполнительных устройств с внешним источником энергии, в том числе с пневматическим и электрическим приводом. Развитие элементов систем управления косвенного действия. Это позволило организовать посты контроля и дистанционного управления и широко применить автоматические регуляторы. В результате значительно улучшились условия работы обслуживающего персонала: уменьшилась физическая нагрузка, более удобным стало рабочее место, благоприятнее стала и внешняя среда. Но пока специализация, отсутствие унификации, взаимозаменяемости. Перенести регулятор от одного объекта к другому зачастую невозможно.

4. Разрабатываются и используются непрерывные аналоговые регуляторы. С введением унифицированных измерительных и управляющих сигналов, передаваемых на расстояние, переработка информации была территориально отделена от технологического процесса. Схема регулирования собирается из отдельных элементов, они обычно заменяемы. Появилась возможность объединять местные посты в центральные щиты управления.

5. Цифровые локальные регуляторы и системы управления. Верхний уровень полностью «обезличен», унификация, взаимозаменяемость. Отличие в каналах информации, схемах управления.

ТАР основные понятия