Водозаборная станция города (стр. 4 из 6)

- расчет и выдача в виде электрических сигналов, управляющих воздействий для ИМ и технологических агрегатов, обеспечивающих реализацию программно - логического управления технологическим процессом и регулирование значений параметров;

- представление информации (сигнализация) по критичным значениям параметрам;

- передача данных между УСО и ПЛК, ПЛК и верхним уровнем АСУ ТП

- автоматическая самодиагностика и диагностика нижнего уровня.

· Верхний уровень АСУ ТП объекта автоматизации.

Основные компоненты:

· рабочая станция;

· аппаратные средства для обеспечения обмена данными с контроллерами

Решаемые задачи:

- диагностика подсистем среднего и верхнего уровней;

- конфигурирование и настройка контролеров, сети передачи данных, каналов измерения.

- ведение архивов изменения параметров СКУ;

- составление отчетов по запросу оператора.

Выбор КТС нижнего уровня АСУ ТП

Группы КТС в составе нижнего уровня:

системы измерения давления;

системы измерения расхода;

частотные преобразователи

1. Системы измерения давления

Основные критерии выбора:

диапазон измерений – 0…5,5 кг/см2 (0…550 кПа);

предел погрешности измерения – не более 1%;

выходной унифицированный сигнал – желательно 4-20мА;

средний срок службы.

Дополнительное условие: датчик должен быть предназначен для измерения избыточного давления.

Проведём сравнение датчиков давления трех фирм: ЗАО "Автоматика", ПГ "Метран", фирма "Элемер" (табл. 1.).

Таблица 1

Технические данные датчиков давления

Предел измерений, кПа	Предел Погрешности измерения, ±g, %	Выходной унифицированный сигнал, мА	Средний срок службы, лет
ЗАО "Автоматика" – ПД-1И
700	0,5	4-20	–
ПГ "Метран" – Метран-43-ДИ 3156-МП
700	0,64	4-20	12
Фирма "Элемер" – АИР-20-ДИ 130
1000	1	4-20	12

По приведенным техническим данным датчиков давления можно сразу исключить датчик АИР-20-ДИ 130 фирмы "Элемер", т.к. диапазон пределов его измерений значительно превышает измеряемый. Датчик ПД-1И ЗАО "Автоматика" по характеристикам соответствует датчику Метран-43-ДИ 3156-МП ПГ "Метран" и даже превосходит его по точности измерения, но у последнего оговорен средний срок службы в 12 лет и предел погрешности измерения не значительно уступает первому, что дает ему преимущество при выборе.

2. Системы измерения расхода

Основные критерии выбора:

диапазон измерений – 0…500 м3/ч;

предел погрешности измерения – не более 5%;

выходной унифицированный сигнал – желательно 4-20мА;

средний срок службы.

Сравним датчики расхода трех фирм: ЗАО "Взлет", ПГ "Метран", фирма "Теплоприбор" (табл. 2).

Таблица 2

Технические данные датчиков расхода

Диапазон пределов измерений, м3/ч	Предел погрешности измерения, ±g, %	Выходной унифицированный сигнал, мА	Средний срок службы, лет
ЗАО "Расход" – Расход 7
0…550	4	4-20	12
ПГ "Метран" – Метран-300-ПР-25
1…500	3	4-20	12
Фирма "Теплоприбор" – UFM 005-25
0…800	5	0-5	–

Следует отметить, что в устройствах ЗАО "Расход" и фирмы "Теплоприбор" применен ультразвуковой способ подсчета расхода жидкости, а в устройстве ПГ "Метран" – вихреакустический. У ультразвукового датчика явное преимущество: у него нет деталей расположенных поперек потока, а его внутренняя поверхность абсолютно гладкая по сравнению с вихреакустическим датчиком. В виду этого датчик Метран-300-ПР-25 исключается. По приведенным техническим данным датчиков расхода можно сразу исключить датчик "Теплоприбор" – UFM 005-25, т.к. диапазон пределов его измерений значительно превышает измеряемый. Выбираем датчик ЗАО "Расход" – Расход 7.

3. Частотные преобразователи

Основные критерии выбора:

диапазон пределов измерений – 0…200 кВт;

предел погрешности измерения – не более 1%;;

выходной унифицированный сигнал – желательно 4-20мА;

средний срок службы.

Сравним частотные преобразователи трех фирм: "Siemens", "Hitachi", "Keb" (табл. 3).

Таблица 3

Технические данные частотных преобразователей

Диапазон пределов измерений	Рабочая температура t,грС	Выходной унифицированный сигнал, мА	Средний срок службы, лет
"Siemens" – Micromaster 430
7,5…250	-10…+50	4-20	12
"Hitachi" – L300P
1,5…250	-10…+40	4-20	-
"Keb" - Combivert F5-M
0,37…315	-10…+45	4-20	10

Частотный преобразователь "Keb" - Combivert F5-M можно исключить, т.к. диапазон пределов его измерений значительно превышает измеряемый. У частотного преобразователя "Hitachi" – L300P характеристики соответствует частотному преобразователю "Siemens" – Micromaster 430, но у последнего оговорен средний срок службы в 12 лет, что дает ему преимущество при выборе.

Выбор КТС среднего уровня АСУ ТП

В состав КТС среднего уровня АСУ ТП входят модули УСО, ПЛК, ПО контроллера, технологические сети.

КТС должен управляться программно, имея предоставленный разработчиком пакет готовых процедур и функций, обладать достаточными для наших целей возможностями. Как правило, почти все предлагаемые рынком изделия, обладают одинаковыми возможностями. Различия заключаются, в основном, в количестве входных/выходных каналов, точности и разрядности АЦП, в архитектуре и конструктивном исполнении. КТС должен по возможности более просто и надежно сопрягаться с вычислительной машиной: надежное физическое соединение, простое и бесконфликтное ПО.

Выбор контроллера.

Рассмотрим два контроллера , двух разных фирм : SIMATIC S7-200 и DeCont-182.

Технические параметры этих контроллеров похожи , поэтому рассмотрим выбор с другой стороны :

Стоимость системы на базе DeCont-182 : 1800 евр.

Стоимость системы на базе SIMATIC S7-200 : 1330 евр.

В плане надёжности , контроллер SIMATIC S7-200 уступает Деконту .АСУ ТП обязательно должна быть надёжна , поэтому не следует экономить и разумнее взять DeCont-182.

Описание контроллера DeCont-182.

КТС, построенный на оборудовании фирмы "ДЕП", прост по конструкции. Для него не требуется подбирать дополнительное оборудование сторонних производителей. Благодаря наличию ПЛК система становится самостоятельной и независимой в работе от системы верхнего уровня АСУ ТП. Такой КТС имеет более наглядную сетевую архитектуру благодаря наличию ПЛК.

Сетевая архитектура модулей "ДЕП" с контроллером

Основные технические характеристики контроллера DeCont-182:

Рабочий диапазон температуры ………………….…. от - 40 до + 70 °С

Влажность ………………………………….………… 5 … 95 %

Питание: версия V6.1 и младше ……………………. 24 (22 … 26) В

версия V7.1 и старше ….……………………….…… 24 (9 … 30) В

Ток потребления при напряжении питания 24В

(без интерфейсных плат) (не более) ………………... 75 мА

Тактовая частота основного процессора …………… 30 МГц

Емкость ПЗУ (на основе FLASH) ……………..……. 512 К

Емкость ОЗУ ……………………………………..……512 К

При пропадании питания сохранение данных в ОЗУ и ведение времени, при нормальных условиях, суммарно (не менее) …….... 2 лет

Уход часов …………………………………….…….. 1 мин/месс

Масса ……………………………………………….… 0,5 кг

Подключение DeCont-182 к ПК осуществляется с помощью адаптера RS485 PC-I-RS485.

Представляет собой преобразователь сигналов интерфейса RS485 в сигнал RS232 и предназначен для подключения шлейфа сети SYNET к коммуникационному порту компьютера типа PC.Адаптер содержит встроенный источник питания , подключенный к сети 220в. , снабжён разъёмом RS232 типа DB9 , совместимым с разъёмом RS232 PC через кабель удлинитель и разъёмным клемником RS485.Протакол работы канального уровня (2) соответствует международному стандарту ISO/IEC 7809:1993(HDLC).

Модули ввода(AIN8-i20)-вывода(AOUT1-20) комплекса DECONT являются локальными микропроцессорными устройствами связи с объектом и осуществляют первичную обработку входных датчиков непрерывных и дискретных сигналов и выдачу управляющих воздействий на ИМ. Каждый модуль имеет выход в технологическую сеть на основе интерфейса RS-485. У модулей каждый канал (в том числе интерфейса RS-485) имеет индивидуальную гальваническую изоляцию. Питание модулей осуществляется нестабилизированным напряжением 9…30 В постоянного тока. Алгоритмическое управление осуществляется контроллером DeCont-182.

Для взаимодействия контроллера DeCont-182 с модулями УСО применяется локальная технологическая сеть SYBAS на физическом интерфейсе RS-485.Модули в сети пассивны, любой обмен данными инициируется мастером сети (DeCont-182).Мастер передаёт модулям настроечные параметры, команды управления и считывает текущие данные.

Основные технические характеристики модуля AIN8-i20 :

Кол-во каналов аналогового ввода ……………....……....… 8

Напряжение питания ………..………..…………………….. 24 (9 … 30) В

Ток потребления при напряжении питания 24В

(не более): ………………………………………………...… 80 мA

Основная приведенная допускаемая погрешность ………. 0,25 %

Дополнительная приведенная допускаемая

погрешность на 10 °С …………….................................… 0,1 %

Входное сопротивление для режимов: 0 - 10 V …. 100 кОм

0 - 5 мА …………………………………………………. 400 Ом

0 - 20мА ………………………………………………… 100 Ом

Предельные уровни сигналов: 0 - 10 V ……………….. ± 150 В