Особенности управления пожаро и взрывоопасными технологическими процессами

Среди большого числа технологических процессов можно выделить группу пожаро- и взрывоопасных, которые при определённых условиях, возникающих вследствие нарушения требований регламента, выходят в аварийные режимы с последующими взрывами и пожарами. Такие техно­логические процессы являются пожаро- и взрывоопасными и могут проте­кать в двух различных режимах:

I - нормальном функционировании;

II - предаварийном состоянии.

В режиме нормального функционирования технологического процес­са различают три состояния (рис. 7.1):

нормальное протекание процесса, когда все определяющие параметры соответствуют заданным (рис. 7.1; I6);

отклонение определяющих параметров в сторону уменьшения опасно­сти (рис. 7.1; Ia;);

отклонение определяющих параметров в сторону увеличения опасно­сти (рис. 7.1; Ib).

При этом все отклонения в режиме I находятся в заданных пределах, обусловленных необходимой точностью поддержания определяющих па­раметров. При нарушении технологического режима процесс переходит в предаварийное состояние (II), характеризующееся значительными откло­нениями параметров от заданных пределов в сторону увеличения опасно­сти. В предаварийном состоянии, характерном для процессов, можно вы­делить две фазы: в первой фазе (рис. 7.1, IIa) возможен возврат процесса к нормальному режиму, во второй (рис. 7.1, II6) развитие аварийной ситуа­ции становится необратимым. В последнем случае необходимо прекратить ведение процесса (III). Если не принять мер, способствующих прекраще­нию развития аварийной ситуации и возвращению процесса к режиму нормального функционирования, то возникает авария (IV), имеющая раз­личные последствия (загазованность помещения и территории объекта, взрыв, пожар и т.п.). Особенность протекания пожаро- и взрывоопасных технологических процессов предопределяет требования к АСУ такими процессами.

Для обеспечения управления технологическими процессами в пред- аварийном режиме АСУТП должны включать, кроме систем автоматиче­ского контроля (АСК), регулирования (АСР), систем сигнализации (АСС), системы автоматической защиты (АСЗ) (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Схема управления потенциально пожаро- и взрывоопасным технологическим процессом: АСР - автоматическая система регулирования; АСК - автоматическая система контроля; АСЗ - автоматическая система защиты; АСС - автоматическая система сигнализации: 1 - режим работы АСЗ на предотвращение аварии; 2 - режим работы АСЗ по ликвидации аварии

В предаварийном режиме, который наступает, когда АСР не может справиться с возвратом процесса к нормальному режиму или вследствие отказа АСР, процесс управляется АСЗ. Она должна обеспечить безаварий­ное ведение процесса либо путём его возврата в нормальный режим 1, ли­бо путём его остановки 2. Если входные параметры АСР выбираются ис­ходя из условий оптимизации производства, то входные параметры АСЗ (параметры защиты) должны характеризовать нахождение объекта в предаварийном режиме.

Таким образом, АСУ пожаро- и взрывоопасными технологическими процессами может быть реализована путём создания автономных АСР, АСК, АСС, и АСЗ (см. рис. 7.2) или применением автономных АСР, АСЗ и управляющей вычислительной машины (УВМ).

7.1. Общие принципы построения систем автоматической защиты

Системы автоматической аварийной защиты представляют собой со­вокупность элементов и устройств, с помощью которых контролируются параметры процессов, протекающих в защищаемом объекте, и выдача сиг­налов в критических ситуациях и использование их для предотвращения аварий, взрывов и пожаров путём переключения режима работы объекта, остановки оборудования, проведения аварийного стравливания или слива горючего вещества, вызова обслуживающего персонала и выдачи ему не­обходимой информации о причинах и обстоятельствах возникновения от­клонений от нормальной работы.

В функции АСЗ входит анализ предаварийного состояния и степени развития аварийной ситуации, а также выбор управляющих защитных воз­действий.

В зависимости от конкретных условий применения АСЗ должны обеспечить:

возможность обнаружения любых опасных ситуаций в объекте защи­ты по контролируемой совокупности параметров;

прекращение хода контролируемого процесса в опасном направлении для любой возможной аварийной ситуации в объекте защиты;

высокое быстродействие, создающее возможность своевременного выполнения противоаварийных действий;

высокую чувствительность к контролируемому параметру;

стабильность характеристик во времени, т.е. сведение к минимуму влияния таких явлений, как старение и утомляемость отдельных элемен­тов;

минимальное влияние внешних факторов (температуры, влажности, атмосферного давления, ударов, операций, электрических помех и т.п.);

минимальное обратное влияние на объект защиты при нормальных значениях контролируемого параметра;

безотказность в условиях длительной непрерывной работы (устройст­ва защиты должны обладать более высокой надёжностью, чем объект за­щиты);

высокую перегрузочную способность;

взаимозаменяемость (повторимость характеристик), обеспечивающую возможность замены вышедших из строя элементов без существенной пе­рестройки системы защиты;

возможность использования стандартных и унифицированных эле­ментов;

взрывонепроницаемость;

удобство и простоту монтажа, настройки и обслуживания; минимальное потребление энергии в дежурном режиме.

Несмотря на большое разнообразие устройств защиты, применяемых в различных областях техники, они строятся по общим законам и в них почти всегда удаётся выявить следующие основные элементы; ИАС - ин­дикаторы аварийных ситуаций; ИП - измерительные преобразователи; УС- устройства сравнения; УПУ - усилительно-преобразующие устройст­ва; ЛУ - логические устройства; ИМ - исполнительные механизмы; ЗУ- задающие устройства.

На рис. 7.3 приведена блочная схема устройства защиты. В индикато­ре аварийных ситуаций текущее значение контролируемого параметра, воспринимаемого ИП, сравнивается в УС с заданием, которое задаётся за­датчиком и определяет допустимые граничные значения.

В устройствах защиты систем программного управления задание мо­жет автоматически изменяться от этапа к этапу программы. Для этого ис­пользуются либо команды программного устройства системы управления, либо собственное программное устройство систем защиты. В устройства

происходит обнаружение признаков аварийной ситуации и формируется сигнал о наступлении этого события. При этом признаком аварийной си­туации может быть не только выход параметра за определённые пределы, но и сохранение величины сигнала на выходе датчика в течение заданного интервала времени, закономерность чередования различных сигналов, экс­тремальное значение одного сигнала из некоторой совокупности и т.д.

Сигнал, полученный на выходе схемы сравнения, чаще всего не может непосредственно воздействовать на исполнительные органы. В этих случа­ях сигнал предварительно подаётся на усилительно-преобразующие уст- ройства, в которых в зависимости от необходимости могут осуществляться усиление или преобразование сигнала, стабилизация отдельных парамет­ров схемы и т.п. Решение математических и логических задач, запомина­ние обнаруженных признаков событий, распределение сигнала от одного индикатора аварийных ситуаций к нескольким исполнительным органам или от нескольких индикаторов к одному исполнительному органу осуще­ствляется управляющим логическим устройством УЛУ.

Сигналы индикатора аварийных ситуаций после усиления и преобра­зования приводят в действие исполнительные механизмы, которые в об­щем случае выполняют следующие функции:

предотвращают возможность аварии, взрыва или пожара путём вы­ключения источника энергии, остановки оборудования, изменения режима его работы и т.п.;

оповещают обслуживающий персонал о достижении контролируемы­ми параметрами предельных значений (максимальных или минимальных), происходящих переменах в ходе производственного процесса, возникно­вении опасных режимов работы или состояний объектов защиты, причи­нах и характере аварийных ситуаций;

регистрируют предаварийные и аварийные режимы для последующего выяснения обстоятельств, приводящих к нарушению нормального хода процесса.

В результате срабатывания отключающих, переключающих и других исполнительных органов контролируемый параметр приобретает нормаль­ное значение. После этого исполнительные органы выключаются. Однако если причина аварийной ситуации не была устранена, то вскоре контроли­руемый параметр опять приобретает недопустимое значение и защита сра­батывает вновь и т.д.

Для исключения возможности многократного включения и отключе­ния защиты вблизи заданного предельного значения параметра исполни­тельные органы после срабатывания обычно блокируются, например, пу­тём самоблокировки реле, включающего исполнительные органы, с помо­щью механических защёлок или введением обратной связи, которая при­водит к скачкообразному приближению значения задания к норме. После устранения причины возникновения опасных режимов блокировки снима­ются или вручную, например кратковременным нажатием кнопки, отклю­чающей питание, или автоматически по сигналам реле времени, про­граммных устройств и т.д.

Для обеспечения высокой надёжности системы защиты часто снаб­жаются постоянно или периодически действующими цепями проверки ра­ботоспособности отдельных элементов и защитных устройств в целом. При защите сложных объектов контролируется несколько параметров. При этом контроль может быть непрерывный или последовательный.

В случае непрерывного контроля система защиты может состоять из нескольких (по числу контролируемых параметров) постоянно включён­ных автономных устройств защиты, построенных по схеме(см. рис. 7.3), причём общими у них могут быть только выключающие, переключающие и другие исполнительные органы, а также сигнализаторы, привлекающие внимание обслуживающего персонала. Сигнализация характера и причины аварийной ситуации обычно производится отдельными для каждого кон­тролируемого параметра элементами.

При последовательном контроле в одних и тех же задающих, сравни­вающих, усилительных, логических, преобразующих и других элементах производится поочередная обработка исходной информации, получаемой от большого числа датчиков контролируемых параметров. Для того чтобы сигналы разнородных датчиков можно было обрабатывать в общих узлах, их предварительно унифицируют. Поочерёдно подключение датчиков к входу, а исполнительных органов - к выходу общих узлов производится с помощью синхронно работающих входного и выходного переключателей. Конструктивно эти переключатели нередко объединяются в один обегаю­щий переключатель, который одновременно коммутирует ряд цепей в схе­мах, программных устройствах и т.д.

Системы защиты с последовательным (обегающим) контролем имеют меньший объём аппаратуры по сравнению с системами непрерывного кон­троля, однако они не всегда удовлетворяют требованиям быстродействия и надёжности.

Существует три вида АСЗ в зависимости от алгоритма защиты, опре­деляемого сложностью процесса, многообразием аварийных ситуаций и т.д.: простые АСЗ, АСЗ с развитой логической частью и адаптивные АСЗ.

Простые АСЗ построены так, что повышение или понижение пара­метра, по которому ведётся защита, до предельного значения вызывает управляющее исполнительное воздействие (см. рис. 7.3).

Структурная схема АСЗ с развитой логической частью, реализующая сложный алгоритм защиты, приведена на рис. 7.4.

В функции логического устройства (ЛУ) входит приведение в дейст­вие исполнительных устройств по определенному алгоритму. Это устрой­ство может реализовать различные функции ИЛИ, НЕ, И, "ЗАПРЕТ" и т.д., а в общем виде следящее логическое устройство должно реализовать функцию:

где x₁, x₂, x₃, ..., x_n - состояние системы измерительных преобразователей, принимающих после прохождения устройств сравнения значения 0 или 1; y₁, y₂, y₃, ..., y_m - состояние системы исполнительных механизмов, которые также могут принимать значения 0 или 1.

Рис. 7.4. Блочная схема АСЗ с развитой логической частью

Приведенные уравнения описывают алгоритм защиты потенциально опасного процесса от аварии. Следует иметь в виду, что составлению каж­дой логической функции предшествует исследование технологического процесса, а характерное отличие АСЗ, реализующих такие функции, - на­личие двух ступеней защитных воздействий (см. рис. 7.2). Как видно из схемы, АСЗ на первой ступени принимает меры к возврату процесса в ре­жим нормального функционирования, а в случае усложнения обстановки, невзирая на принятые меры, когда возврат уже неосуществим, АСЗ второй ступени останавливает процесс.

Наиболее сложным типом системы автоматической защиты являются адаптивные АСЗ, созданные для решения сложных, развитых алгоритмов, основывающихся на строгом математическом описании технологического процесса. При этом математическое описание его должно включать как описание самого процесса с учётом его кинетики, теплового баланса и т.п. в условиях аварийной ситуации, так и состояния после оказания защитного воздействия.

В структурную схему адаптивной АСЗ входят информационные уст­ройства, состоящие из измерительных преобразователей и усилительно- преобразующих устройств, управляющего логического устройства и блока исполнительных устройств.

В функции блока ЛУ такой АСЗ входит обработка информации от ИП по определённому алгоритму, результатом чего является оценка степени развития аварийной ситуации, выбор вида защитного воздействия, соот­ветствующего данной степени развития аварийной ситуации и обеспечи­вающего безаварийность процесса, и выдача управляющего защитного воздействия на блок ИМ. Разработка адаптивного алгоритма защиты для пожаро- и взрывоопасных технологических процессов по комплексу пара­метров - сложная задача, требующая затраты больших усилий и услож­няющая его реализацию. Нашли применение упрощённые алгоритмы за­щиты, использующие экстраполяцию функции изменения параметра защи­ты по первой и второй производной. Так, если за определяющий параметр защиты выбрано давление в реакторе, то при составлении алгоритма защи­ты "аварийный сброс" и при допущении, что уменьшение реакционной массы не оказывает существенного влияния на изменение давления при сбросе, этот алгоритм можно записать:

Схема АСЗ, реализующая такой алгоритм, показана на рис. 7.5.

Рис. 7.5. Блочная схема, реализующая адаптивный алгоритмзащиты

7.2. Элементы теории логики устройств защиты

Логические устройства (ЛУ) АСЗ классифицируются по виду алгоритмов. ЛУ для реализации простых алгоритмов защиты пред­ставляют собой типовой преобразователь сигнала в сочетании с элементом сравнения. Для реализации простого алгоритма по результатам сравнения текущего значения параметра и заданного значения разносный сигнал пре­образуется в команду на исполнительный механизм.

ЛУ для реализации сложных ал г оритм о в решают две за­дачи: возврат процесса из предаварийного в режим нормального функцио­нирования и остановку процесса. Логические устройства такого типа срав­нивают значения параметров с заранее рассчитанными.

ЛУ с адаптивным алгоритмом защиты обязательно включает специальное вычислительное устройство или работает в комплекте с ЭВМ. Такие ЛУ имеют изменяющиеся во времени вместе с развитием техноло­гического процесса задания.

ЛУ делятся на однофункционалъные (выдают команду на одну противоаварийную операцию) и многофункциональные (выдают ко­манду на несколько противоаварийных операций).

Разработке логики, реализующей алгоритм защиты, предшествует большая аналитическая работа по анализу статистики аварий, причин их возникновения, физико-химической сущности процесса, выявлению воз­мущающих воздействий, приводящих к аварии, особенностей развития её во времени, учёту факторных связей и разработке математической модели аварийной ситуации, т.е. построению "дерева отказов" технологической системы.

После изучения и анализа объекта разрабатываются оптимальный ал­горитм защиты и структура логического устройства:

определяется значение предаварийных и аварийных параметров, при которых должна срабатывать АСЗ;

выбираются устройства сравнения;

определяются защитные воздействия и вид команд на исполнительные механизмы для их осуществления;

определяется характер и физическая природа командного сигнала; рассчитывается быстродействие системы, подсчитывается минимум потерь продукта на каждом аппарате при его остановке или отключении;

определяются надёжностные характеристики используемых техниче­ских средств.

Появление аварийных и предупредительных сигналов в ЛУ от датчи­ков системы во время функционирования технологического процесса но­сит случайный характер. Следовательно, построение АСЗ может базиро­ваться на теории массового обслуживания, так как АСЗ обладает всеми признаками системы массового обслуживания.

Теория массового обслуживания изучает системы, предназначенные для обработки случайного потока требований, поступающих в систему из­вне, а так как длительность обработки одного требования также носит слу­чайный характер, то задачи системы массового обслуживания решаются с использованием теории вероятностей. Входящий в систему поток требова­ний может быть конечным или бесконечным, в соответствии с чем систе­мы называют замкнутыми или разомкнутыми. Обслуживаемый в системе поток всегда характеризуется его интенсивностью. Поток требований об­разует вероятностный процесс, который представляет собой последова­тельность однородных событий, поступающих через случайные интервалы времени. При однородном поступлении группы требований образуется очередь на обслуживание. Процесс обслуживания может характеризовать­ся его интенсивностью. Эта величина будет определять и длительность ожидания перед обслуживанием и пропускную способность системы.

Особые условия в системе массового обслуживания возникают тогда, когда требования имеют различную важность и некоторые из них должны обслуживаться раньше, чем другие. По формулам теории массового об­служивания можно вычислить такое число обслуживающих аппаратов, ко­торое обеспечит минимальные очереди и минимальное количество неза­груженных обслуживающих аппаратов при максимальной пропускной способности системы. Теория массового обслуживания позволяет осуще­ствлять расчёты, связанные с синтезом систем защиты и с учётом характе­ристик потока информации и технических возможностей исполнительных устройств и человека-оператора (если он задействован в системе), пра­вильно выбрать число каналов и число приемных устройств АСЗ.

Для пожаро- и взрывоопасных технологических процессов химиче­ской промышленности и ряда других характерны три приоритетных груп­пы сигналов от датчиков: аварийные, предаварийные и предупредитель­ные. Для интенсивностей потока сигналов всех трёх групп характерно по­казательное распределение

(7.3)

а плотность распределения длительностей обработки сигналов оператором хорошо совпадает с теоретической кривой распределения вида:

(7.4)

При расчёте вероятностных характеристик АСЗ важно знать закон распределения входящего потока сигналов и его свойства.

Теория массового обслуживания доказывает, что обслуживаемая сис­тема рассчитывается наиболее просто, если входящий поток - рекуррент­ный, т.е. обладает тремя свойствами: ординарностью, ограниченностью последействия и стационарностью. Поток сигналов о нарушении техно­логических параметров обладает тремя вышеназванными свойствами.

В АСЗ невозможно совмещение двух или более сигналов в один и тот же момент времени (ординарность потока), так как один датчик может вы­давать не более одного сигнала, а сигналы различных датчиков одновре­ менно поступают на разные устройства сравнения. Ограниченность по­следствия, т.е. взаимная независимость интервалов между моментами по­ступления сигналов и стационарность потока, как свойство потока сигна­лов о нарушении технологических параметров не так очевидна.

При разработке АСЗ к ней предъявляются требования:

АСЗ должна быть недорогой и состоять из небольшого числа индика­торов;

число индикаторов должно быть достаточно велико, чтобы оператор или логическое устройство могли правильно оценить состояние контроли­руемой системы.

Удовлетворение двух противоречивых требований достигается реше­нием задачи оптимизации, результатом которого является получение фор­мулы для расчёта оптимального значения индикаторов массива:

, при i = 1,2,3, (7.5)

где Qi - надёжность отображения реальной ситуации; р_г- - вероятность, что требование i-й группы датчиков застанет в стационарном режиме все n мест своего или более высокого приоритета.

Из теории массового обслуживания получены и другие характеристи­ки АСЗ.

Среднее число сигналов i-й группы, находящихся в системе, равно:

Логические устройства АСЗ, реализующие простые и сложные алго­ритмы защиты, представляют собой устройства релейного действия, по­этому они синтезируются по законам теории релейно-контактных схем.

Управляющие и исполнительные элементы автоматических защит имеют только два состояния: включено - выключено, открыто - закрыто, замкнуто - разомкнуто и т.п.

Устройство защиты в целом характеризуется бинарным состоянием, реализует двоичную функцию некоторого числа двойных аргументов. Ма­тематические операции с двоичными аргументами исследуются с помо­щью аппарата алгебры логики, или булевой алгебры, названной по имени английского математика Д. Буля.

Операции, выполняемые в различных автоматических системах защи­ты, обычно носят логический характер. Это означает, что выполнение той или иной операции требует наличия или отсутствия условий в определён­ный момент времени. Логические переменные величины отражают сужде­ние по тому или иному действию, процессу. Элемент, реализующий логи­ческую зависимость между входным и выходным сигналами, называется логическим.

На основе логических функций строятся логические схемы действия промышленных систем автоматических защит, в том числе и аварийно воздействующих на технологический объект управления в соответствии с алгоритмом защиты. Сопряжение логических элементов автоматических защит с объектом защиты осуществляется посредством промежуточных реле, играющих роль усилителей мощности. Обычно выходной сигнал промежуточного реле заводится в цепь управления силового коммутаци­онного устройства электропривода агрегата или исполнительного меха­низма АСУТП.

7.3. Системы аварийной сигнализации и защиты

На объектах химии, нефтехимии, нефтепереработки и т.д. использу­ются унифицированные системы аварийной защиты производств от ава­рий, взрывов и пожаров. Основой таких систем автоматической защиты являются унифицированные приборы-датчики, предназначенные для изме­рения концентраций горючих или токсичных паров и газов в воздухе про­изводственных помещений, а также для измерения таких параметров, как температура, давление, уровень и т.п., отклонение которых от заданного значения по регламенту может привести к аварии, взрыву, пожару. Ин­формация о результатах измерения в виде аналогового или дискретного электрического сигнала от приборов-датчиков через коммутирующие сиг­налы поступает в приемно-логические устройства, в которых по опреде­ленному алгоритму вырабатываются командные сигналы на сигнализи­рующие и исполнительные устройства.

Устройство аварийной сигнализации представляет собой многока­нальный автоматический стационарный прибор непрерывного действия нормального исполнения с искробезопасными входными цепями, предна­значенный для приема сигналов от датчиков аварийности и представления их оператору на световом табло. Устройство работает в комплекте с кон­тактными датчиками взрывозащищенного исполнения, а также с датчика­ми обычного исполнения, при условии, что эти датчики не имеют собст­венного источника питания. Входными параметрами устройства являются: замыкание нормально-открытого контакта датчика; размыкание нормально-закрытого контакта.

Устройство имеет ряд входов с выходами на световое табло по каж­дому каналу и звуковую сигнализацию. На табло информация представля­ется в виде цифр и символов. Принцип действия устройства основан на преобразовании неэлектрических параметров аварийных ситуаций техно­логических процессов в светозвуковые сигналы с помощью логических схем на полупроводниковых элементах.

Устройство аварийной и предупредительной сигнализации пред­ставляет собой автоматическое стационарное логическое устройство по­стоянного циклического действия нормального исполнения, предназна­ченное для приема сигналов от датчиков аварийного отклонения парамет­ров и представления их оператору на средствах цифровой и преобразова­тельной индикации.

Устройство выполняет следующие функции: циклический опрос датчиков аварийного отклонения параметров; дифференцирование поступивших сигналов по степени аварийности на три группы;

контроль положения исполнительных механизмов систем защиты; представление поступившей информации об аварийных отклонениях параметров на цифровом трехразрядном индикаторе с одновременным со­провождением ее акустическим сигналом определенной тональности, за­висящей от группы аварийности поступившего сигнала, и высвечиванием табло, указывающего номер группы;

представление поступившей информации на экране изобразительной индикации в виде высвечиваемого участка схемы с указанием на нем но­мера и места установки датчика, отметившего аварийное отклонение пара­метра, характера отклонения (завышение или занижение), группы важно­сти информации;

приоритетное представление информации более важных групп ава­рийности на средствах отображения независимо от занятости каналов ин­формацией менее важных групп аварийности;

хранение в памяти информации об аварийных ситуациях на производ­стве и воспроизведение ее на средствах отображения по вызову оператора;

задержку определенного вида сигналов с датчиков аварийного откло­нения параметров на время до одной минуты перед выдачей на средства отображения.

Входными параметрами устройства являются: срабатывание контакта датчика (замыкание нормально-открытого или размыкание нормально­закрытого контакта).

На вход устройства могут поступать сигналы четырех групп:

первая группа - аварийные сигналы;

вторая группа - предварительные сигналы;

третья группа - предупредительные сигналы;

четвертая группа - контроль положения исполнительного механизма.

Сигналы первой группы имеют приоритет перед двумя другими - второй и третьей, а сигналы второй группы - только перед третьей груп­пой. Четвертая группа идет по самостоятельному каналу.

Сигналы от датчиков могут представляться по любому из десяти ка­налов вывода информации. Одиннадцатый канал предназначен для сигна­лов четвертой группы.

Конструктивно устройство выполняется в виде стола с пультом управления и индикации, в котором смонтирована логическая схема блока питания и экрана.

Система МЗС представляет собой комплекс унифицированных моду­лей защиты, сигнализации и мнемосхем.

Унифицированные модули предназначены для включения в проекты при разработке подсистем защиты и сигнализации, входящих в АСУТП с управляющей вычислительной машиной. Возможно и автономное исполь­зование комплекса. С использованием микромодульных схем и унифици­рованных типов конструкций разработка технических средств защиты пе­реведена на новую качественную основу. МЗС насчитывает около двух де­сятков модулей. Основными из них являются: модуль дискретных входов, модуль аналоговых входов, модуль логики сигнализации, модуль логики защиты, модуль временной задержки, модуль сигнальных табло, модули звуковой и световой сигнализации и модуль индикации.

Комплекс обеспечивает прием сигналов как от УВМ, так и непосред­ственно от датчиков. На исполнительные механизмы и сигнализацию мо­жет быть выдан любой унифицированный сигнал. Многофункциональ­ность модульной системы позволяет применить ее для разработки АСЗ любой сложности.

Микропроцессорные контроллеры (МК) относятся к классу про­граммно-аппаратных средств и ориентированы на решение конкретной за­дачи или набора однотипных задач. Их внедрение - основное направление повышения уровня автоматизации технологических процессов. По назна­чению они делятся на два типа: первый - МК, предназначен для реализа­ции алгоритмов регулирования и различного преобразования аналоговых и дискретных сигналов, которые заменят регуляторы; наиболее типичным представителем их является РЕМИКОНТ; второй - МК, предназначен для реализации задачи программно-логического управления; они должны за­менить релейные и логические схемы; представителем их является ЛОМИКОНТ.

В состав любого типа МК входят неизменный для данного типа базо­вый комплект, проектно-компонуемый комплект (ПКК), а также панель оператора. Базовый комплект включает процессор (ПР) и память: опера­тивную - для хранения числовых данных и постоянную - для хранения программ.

ПКК - это устройство ввода-вывода сигналов. Его состав определяет­ся числом каналов ввода-вывода и содержит блоки развязки для разделе­ния входов и выходов от нагрузки; мультиплексор для коммутации анало­говых сигналов, а также аналого-цифровые, цифроаналоговые, дискретно­цифровые и цифро-дискретные преобразователи.

Панель оператора (ПО) МК имеет органы управления (клавиши, кнопки) и устройство отображения информации в виде цифрового индика­тора (РЕМИКОНТ) или матричного экрана (ЛОМИКОНТ). Она позволяет выбрать режим работы, составить и реконфигурировать систему управле­ния, осуществить вызов программы.

В табл. 7.1 приведены возможный состав ПКК и характеристики мо­дулей различных типов.

Приведенные данные позволяют рассчитать максимальное число вхо­дов и выходов МК: аналоговых входов до 64, дискретных - до 126; анало­говых выходов - до 64, дискретных - до 126, импульсных - до 64.

Функциональные возможности МК определяются программами. РЕМИКОНТ располагает библиотекой программ, реализующей 24 алго­ритма: ПИД - аналоговое регулирование (4), ПИД - дискретное регулиро­вание (4), динамическое преобразование (5), статическое преобразование (5), нелинейное преобразование (5), стандартная логика (1).

Широкий набор программ и панель оператора позволяют легко созда­вать и изменять каналы регулирования с заданными динамическими свой­ствами.

Логический контроллер ЛОМИКОНТ. Модели этого типа МК анало­гичны моделям регулирующего МК, но базовый комплект состоит из 6 мо­дулей. Максимальное число входов и выходов ЛОМИКОНТА составляет: дискретных входов - до 512, аналоговых - до 123, импульсных - до 84, дискретных выходов - до 256, аналоговых - до 64, импульсных - до 32. Общее число входов-выходов ЛОМИКОНТА может достигать 900.

От зав ода-изготовителя ЛОМИКОНТ поставляется полностью гото­вым к работе и настраивается на решение требуемой задачи на объекте с помощью пульта оператора, имеющего экран и специализированную кла­виатуру. В процессе настройки, которая называется технологическим про­граммированием, оператор вводит в ЛОМИКОНТ логику управления кон­кретным объектом (программу пользователя), используя специально пред­назначенный для этого технологический язык МИКРОЛ. Программа поль­зователя, введенная оператором в ЛОМИКОНТ, а также информация о те­кущем состоянии объекта сохраняются при отключении питания.

МК ДИМИКОНТ - микропроцессорное устройство, предназначенное для контроля технологических процессов в составе распределенных АСУ, построенных с использованием регулирующих и логических микропроцес­сорных контроллеров. Связь как на нижнем уровне управления (с РЕМИ­КОНТ АМИ и ЛОМИКОНТ АМИ), так и на верхнем уровне (с УВМ) осу­ществляется интерфейсными каналами.

ДИМИКОНТ обеспечивает работу в оперативном и сервисном режи­мах, а также в режиме технологического программирования.

В оперативном режиме ДИМИКОНТ выполняет следующие функции: сбор и предварительную обработку данных о течении процесса в цик­ле до 2 - 10 с. Данные поступают с РЕМИКОНТОВ и ЛОМИКОНТОВ, управляющих процессом. Общее число принимаемых дискретных и анало­говых сигналов - до 1536;

отображение данных о течении процесса в виде статической инфор­мации (мнемосхем, таблиц, осей координат, информационных надписей и т.д.) и динамической (значений параметров, аварийной сигнализации, дан­ных, характеризующих течение процесса, и т.д.), совмещенной со статиче­ской информацией. Динамическая информация отображается в процентах и абсолютных значениях параметров в виде графиков, диаграмм, таблиц, изменяющихся фрагментов изображений и т.д.;

аварийную сигнализацию и сигнализацию об отклонениях параметров с подачей звукового сигнала, мерцанием и изменением цвета отображения параметра;

ведение истории процесса: данные по истории процесса записываются в ОЗУ и на кассетный накопитель на магнитной ленте для последующего просмотра и анализа, осуществляемого в сервисном режиме. Оперативно доступны данные не менее чем по 124 параметрам;

документирование информации по процессу, включающее автомати­ческий вывод на печать аварийной информации (дата, время наступления отклонения параметра, наименование параметра, код отклонения "меньше нормы", "больше нормы" и т.д.); распечатку по вызову оператора буквен­но-цифровой копии экрана; распечатку по вызову оператора протокола технического процесса основных параметров (в протокол входят выборки на программируемом интервале по основным параметрам, характеризую­щим течение процесса);

вывод изображений на большое информационное табло (БИТ); цикл обновления информации на БИТ - 5 с;

самодиагностику работы основных узлов оборудования в цикле ре­ального времени, формирование и отображение сообщений о неисправно­сти в контроллере и в линиях связи;

формирование и отображение сообщений о неправильных действиях операто