Программное обеспечение.

Базовым средством интегрирования контроллеров GE Fanuc в систему управления технологическим процессом является пакет программ Logicmaster. Модули GE Fanuc не имеют конфигурационных переключателей и перемычек, все конфигурирование контроллера выполняется при помощи Logicmaster. Это же средство используется для программирования контроллеров, диагностики их технического состояния и отладки программ.

Для программирования контроллеров GE Fanuc обычно используется язык релейно-контактной логики. Logicmaster поддерживает структурированное написание программ с использованием процедур, присвоение символьных имен входам, выходам и ячейкам памяти, комментарии к строкам программы. Если задача управления требует выполнения сложных логических операций или расчетов, возможно программирование на языках C и State Logic.

При работе с контроллерами в качестве устройства программирования используется портативный компьютер - Notebook с Logicmaster, подключаемый к контроллеру через последовательный порт.

SCADA - система Cimplicity.

Cimplicity- один из старейших HMI- продуктов на мировом рынке. Этот программный продукт работает в среде операционных систем UNIX, VMS, HP UX на компьютерных платформах IBM, VAX, DEC.

Графика Cimplicityпозволяет создавать динамические экраны, представляющие технологический процесс. Панели инструментов предоставляют возможность разработчику выравнивать, вращать, изменять контуры, рисовать и создавать группы объектов, редактировать копировать и стирать, передвигать объекты по экрану. В системе имеется библиотека графических объектов для различных отраслей промышленности.

Графика Cimplicityподдерживает стандарты Microsoft OLE и. Это позволяет включать в графические экраны таблицы или графики из Excel, рапорты из баз данных SQL и Access, картинки bitmap, видео- и аудиокдипы, графики, алармы и т. д. из других приложений пакета.

В пакете Cimplicityпредусмотрена система генерации и управления алармами. Окна алармов можно настраивать и встраивать в графический экран. Имеется возможность изменять шрифты, размеры окна, стили и тексты алармов.

Тренды также могут встраиваться в графический экран (стандарт OCX). Количество графиков на один объект трендов не ограничено. Причем тренд может иметь сразу несколько источников поступления данных, включая текущую информацию и информацию, сохраненную в файле. Для каждого графика возможен свой масштаб. Предусмотрена возможность конфигурирования трендов в режиме исполнения.

В качестве языка для написания собственных программных модулей может быть использован Visual Basic. Пользователю предоставлена возможность создавать программные блоки, базирующиеся на системных событиях, алармах, переменных из базы данных или конкретных действий оператора.

Для поддержания обмена с внешними базами данных используется механизм ODBC.

Cimplicityпредоставляет возможность горячего резервирования, которая обеспечивает автоматическое переключение с первичной системы на вторичную в случае отказа. Переменные, алармы и другие параметры сохраняются синхронно в двух системах, уменьшая тем самым время реакции и восстановления. Для OS Windows NT время перехода на резервный сервер составляет 10 миллисекунд.

Панель управления переменными обеспечивает пользователя списком переменных в системе. С помощью этой панели можно организовать фильтрацию переменных, сортировку в зависимости от имени, устройства поступления, ресурсов.

На рис. 2.4.5 приведена архитектура автоматизированной системы управления технологическими процессами установки комплексной подготовки газа (АСУТП УКПГ) “Промысел-1”. Эта система, обеспечивающая очистку газа от примесей и его осушку триэтиленгликолем (ТЭГ), введена в эксплуатацию в конце 2000 года на газовом месторождении "Юбилейное" ООО "Надымгазпром". АСУТП “Промысел-1” разработана специалистами ОАО "Газавтоматика" при участии ООО "Advantek Engineering".

Информационная мощность объекта управления: 436 AI, 75 AO, 1498 DI и 687 DO. АСУ ТП "Промысел-1" территориально распределена по площадке технологического объекта и имеет два уровня управления:

· уровень систем автоматического управления (САУ);

· уровень оперативно-диспетчерского управления.

Уровень САУ построен с использованием ПЛК серии 90-30 фирмы GE Fanuc на базе процессорного модуля IC693CPU364, имеющего встроенный интерфейс Ethernet 10Base-T. Кроме процессорного модуля на базовой плате контроллера размещены:

- коммуникационные модули - для связи с интеллектуальными датчиками и внешними микропроцессорными системами;

- контроллеры шины Genius - для связи с УСО Field Control и верхним уровнем.

Рис. 2.4.5. Архитектура АСУТП УКПГ “Промысел-1”.

Ввод/вывод системы построен на базе УСО Field Control. Каждая станция УСО Field Control состоит из:

- интерфейсного блока шины Genius, обеспечивающего связь с контроллером и возможность конфигурирования модулей ввода/вывода, подключаемых к нему;

- 4 базовых плат ввода/вывода, на каждой из которых может размещаться по 2 модуля ввода/вывода;

- модулей ввода/вывода.

Связь станций Field Control с контроллерами осуществляется с использованием не резервированной шины Genius. Для автоматизации наиболее ответственных технологических участков УКПГ применена система с горячим резервированием контроллеров. Реализованы алгоритмы синхронизации контроллеров и безударного перехода с основного контроллера на резервный и обратно.

На уровне САУ система управления "Промысел-1" обеспечивает выполнение следующих функций:

· сбор и контроль технологической информации с основных и вспомогательных технологических объектов УКПГ;

· сбор и контроль технологической информации от внешних систем управления;

· формирование и ведение базы данных значений параметров;

· реализация законов автоматического регулирования (ПИД);

· выполнение алгоритмов автоматического управления, технологических блокировок;

· выполнение алгоритмов противоаварийной защиты;

· отработку команд дистанционного управления (выдачу управляющих воздействий на ИМ в соответствии с командами, принятыми с верхнего уровня);

· связь с верхним уровнем управления УКПГ (передача технологической информации, прием команд);

· непрерывный контроль работоспособности технических средств и определение отказавших устройств.

В состав уровня оперативно-диспетчерского управления входят:

- резервированный SCADA-сервер на базе пакета HMI iFIX;

- две двухмониторные станциями операторов, станция инженера-

технолога на базе пакетов iClient iFIX;

- станция системного инженера с установленными пакетами iClient iFIX

и Versa Pro.

Операционной системой основного и резервного серверов является Windows NT 4.0 Server, операционной системой рабочих станций — Windows NT 4.0 Workstation.

На верхнем уровне АСУ ТП "Промысел-1" обеспечивает реализацию следующих функций:

· сбор и контроль технологической информации от технических средств

САУ основных и вспомогательных объектов (служб) УКПГ;

· сигнализацию отклонений технологических параметров от регламентных норм;

· ведение базы данных реального времени;

· формирование и отображение мнемосхем, трендов;

· формирование и отображение сводок и режимных листов;

· формирование и отображение протокола событий;

· формирование и выдачу выходных документов и протоколов событий

на печать;

· протоколирование действий оперативного персонала;

· вычисление суммарных (интегральных) и средних (час/два часа) расходов газа;

· учет расхода газа по узлам входа шлейфов и технологическим линиям;

· учет расхода газа на собственные нужды и воды;

· учет расхода химреагентов;

· формирование и выдачу команд дистанционного управления;

· контроль выполнения команд управления;

· выдачу уставок регуляторам;

· интерфейс "человек – машина";

· связь с нижним уровнем системы (прием технологической информации с уровня САУ, передача команд управления на уровень САУ);

· обмен информацией с уровнем диспетчерского управления.

· назначение (разграничение) прав для различных групп пользователей на доступ к информации и к функциям управления;

· регистрацию пользователей в системе по индивидуальному идентификатору пользователя с введением пароля;

· ведение протокола регистрации пользователей и их наиболее ответственных действий с указанием реального времени и информации об этих действиях;

· ведение и вывод по запросу протоколов событий, происходящих в системе (действия по управлению, изменение конфигурации, системные события);

· непрерывный контроль работоспособности технических средств и обеспечение обнаружения отказа и причины отказа, с выдачей звуковой и визуальной сигнализации оператору ОПС и занесением информации об отказе в протокол событий.

Коммуникационная подсистема состоит из:

· Резервированной системной шины Genius для связи цеховых контроллеров уровня САУ с резервированным контроллером-концентратором на основе ПЛК серии 90-30;

· Сети Fast Ethernet для связи SCADA-серверов с коммуникационным контроллером и станциями операторов, обеспечивающей обмен 10/100 Мбит/с в зависимости от типа подключаемого к сети порта Ethernet. Кроме того, по этой сети осуществляется удалённое конфигурирование контроллеров уровня САУ. Сеть строится на базе коммутатора, позволяющего исключить влияние недетерминированности сети Ethetnet на надёжность доставки технологической информации в режиме реального времени.