Автоматизация контроля и управления технологическими процессами

Система управления технологическими процессами

Автоматизированная система дистанционного контроля и управления
технологическими процессами

Сфера применения автоматизированной системы дистанционного контроля и управления технологическими процессами:
Автоматизированная система дистанционного контроля и управления технологическими процессами может использоваться в системах мониторинга инженерных конструкций зданий и сооружений, системах «Умный дом», а также системах управления технологическими процессами.

Для чего предназначена автоматизированная система дистанционного контроля и управления технологическими процессами:
Автоматизированная система дистанционного контроля и управления технологическими процессами предназначена для удалённого мониторинга широкого спектра разнообразных объектов с возможностью дистанционного управления ими.
В роли контролируемых объектов автоматизированной системы управления технологическими процессами могут выступать:

• всевозможные технологические машины, аппараты и установки:

– варочные котлы,
– системы подогрева,
– холодильные устройства,
– сушильные установки,
– коптильные термокамеры,
– перегонные аппараты,
– бродильные танки и т.п.;

• здания;
• инженерные сооружения;
• системы освещения;
• системы кондиционирования.

Пример использования автоматизированной системы дистанционного контроля и управления технологическими процессами для дистанционного контроля и управления производственным технологическим процессом приведён на рисунке 1.

Рис. 1 – Дистанционный контроль и управление производственным
технологическим процессом

Пример использования автоматизированной системы дистанционного контроля и управления технологическими процессами для дистанционного контроля и мониторинга здания или инженерного сооружения приведён на рисунке 2.

Рис. 2 – Применение автоматизированной системы дистанционного контроля и управления технологическими процессами для мониторинга
инженерных конструкций зданий и сооружений

В роли устройства связи с объектом управления (мониторинга) выступает прибор «Точка А».
Прибор имеет восемь аналоговых входов (входы напряжения 0…5 В), и один вход для цифровой шины, поддерживающей до 250 шт. цифровых датчиков температуры.
Полученные в результате измерений данные передаются на Сервер через Интернет по каналу проводной сети LAN-Ethernet (или беспроводной сети в случае применения WiFi-адаптера). В локальной сети Ethernet устройство «Точка А» ведёт себя полностью аналогично ПК (поддерживает все основные стандартные сетевые протоколы, может работать через роутеры, маршрутизаторы и т.п.)
Данные (температура) также могут отображаться на ЖКИ самого устройства.
На Сервере полученные значения архивируются в файлах. Просмотреть архивы можно посредством клиентского ПО, которое подключается к серверу через Интернет. Также есть возможность наблюдения за контролируемыми параметрами объекта в реальном времени. Кроме того, Сервер поддерживает WEB-интерфейс, позволяющий организовывать доступ к данным через стандартный Интернет-браузер (в том числе со смартфона или КПК).
Предусмотрены функции сигнализации (звуковой и визуальной) выхода параметра за заданный диапазон индивидуально для каждого из каналов измерения.

Клиентское ПО автоматизированной системы дистанционного контроля и управления технологическими процессами обеспечивает:

• отображение показаний датчиков в графическом виде на экране ПК;
• архивирование данных и воспроизведение ретроспективное воспроизведение за определенный период времени;
• сигнализацию выхода показаний датчиков за регламентные границы;
• конвертацию файлов архива в текстовый формат и формирование отчета;
• коррекцию «нулей» датчиков;
• полное конфигурирование прибора с ПК (установка частот опроса каналов, порогов регламентных границ контролируемого параметра, изменение сетевых настроек прибора, а также его внутренней программы (перепрошивка).

Для аналоговых датчиков существует возможность с помощью несложной утилиты создать тарировочный файл (таблицу) для любого типа датчика, выходной сигнал которого лежит в диапазоне 0…5 В. Тарировочная таблица используется Сервером, она ставит в соответствие напряжение на аналоговом входе «Точки А» и реальное значение измеряемой величины в физических единицах измерения. Таким образом, достигается высокая гибкость и универсальность прибора и системы в целом.
В комплект поставки уже входят готовые тарировки для аналоговых полупроводниковых датчиков температуры и акселерометров, позволяющие использовать акселерометры не только в качестве датчиков ускорения (вибраций, при частоте опроса 250…1000 изм./сек.), но и в качестве датчиков углов (инклинометров) при более низкой частоте опроса.

Отличительными особенностями прибора является
– очень широкий диапазон настройки частоты опроса индивидуально по каждому из восьми аналоговых входов. Частота опроса может быть от 1000 (!) измерений в секунду до 1 измерения раз в 10 минут.
– возможность при помощи несложной утилиты создавать тарировочные таблицы для любых типов датчиков с выходным сигналом 0…5 В.
– передача данных по стандартной сети LAN Ethernet.

С каким оборудованием может работать прибор:
В качестве датчиков, подключаемых к прибору и измеряющих физические величины контролируемых параметров объекта, используются:

• аналоговые датчики температуры;
• цифровые датчики температуры;
• аналоговые датчики ускорений (акселерометры), они также могут быть использованы в качестве датчиков углов (инклинометров).

Кроме того, имеется возможность тарировки прибора для работы с любым другим произвольным типом датчиков, имеющих аналоговый выход напряжения 0…5 В.
В качестве внешних исполнительных устройств, подключаемых к прибору, могут применяться устройства, питающиеся напряжением до

250 В, с током коммутации до 10 А различного промышленного и бытового назначения: световые и звуковые оповещатели, регуляторы температуры, кондиционеры, нагреватели, вентили и т п.
Питание прибора:
От стабилизированного источника электропитания с номинальным напряжением 12 В. Отклонения напряжения должны лежать в пределах от минус 15 % до плюс 10 % от номинального значения.
Прибор может эксплуатироваться круглосуточно в закрытых отапливаемых и неотапливаемых помещениях, исключающих прямое воздействие на него атмосферных осадков.
Климатическое исполнение прибора: У, категория размещения 4, в соот-ветствии с требованиями ГОСТ 15150-69, для работы при температурах от ми-нус 10°С до плюс 45°С.
Код ОКП 437241 в соответствии с ГОСТ 26342-84.

1.2 Технические характеристики прибора

Основные технические характеристики прибора приведены в таблице 1.1.

Таблица 1 – Основные технические характеристики прибора

№
п/п

Наименование характеристики,
единицы измерения

Значение
характеристики

Автоматизированная система управления. 5

Автоматизация — одно из направлений научно-технического прогресса, применение саморегулирующих технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации, существенно уменьшающих степень этого участия или трудоёмкость выполняемых операций. Требует дополнительного применения датчиков (сенсоров), устройств ввода, управляющих устройств (контроллеров), исполнительных устройств, устройств вывода, использующих электронную технику и методы вычислений, иногда копирующие нервные и мыслительные функции человека. Наряду с термином автоматический, используется понятие автоматизированный, подчеркивающий относительно большую степень участия человека в процессе.

· организация, планирование и управление;

Цель автоматизации — повышение производительности труда, улучшение качества продукции, оптимизация управления, устранение человека от производств, опасных для здоровья, повышение надежности и точности производства, увеличение конвертируемости и уменьшение времени обработки данных.

Автоматизация, за исключением простейших случаев, требует комплексного, системного подхода к решению задачи, поэтому решения стоящих перед автоматизацией задач обычно называются системами, например:

· система автоматического управления (САУ);

· система автоматизации проектных работ (САПР);

· автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП).

Автоматизация обладает рядом преимуществ и недостатков в сравнении с предыдущим этапом технического развития.

К основным преимуществам можно отнести:

· Замена человека в задачах, включающих тяжелый физический или монотонный труд.

· Замена человека при выполнении задач в опасных условиях (а именно: пожар, космос, извержения вулканов, ядерные объекты, под водой и т.д.)

· Выполнение задач, которые выходят за рамки человеческих возможностей по весу, скорости, выносливости и т.д.

· Экономика улучшения. Автоматизация может вносить улучшения в экономику предприятия, общества или большей части человечества.

Основными недостатками автоматизации являются:

· Рост уровня безработицы из-за высвобождения людей в результате замены их труда машинным.

· Угрозы безопасности / Уязвимость.

· Непредсказуемые затраты на разработку.

· Высокая начальная стоимость.

Автоматизация технологического процесса — совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.

Основа автоматизации технологических процессов — это перераспределение материальных, энергетических и информационных потоков в соответствии с принятым критерием управления (оптимальности).

Основными целями автоматизации технологических процессов являются:

· Повышение эффективности производственного процесса.

Достижение целей осуществляется посредством решения следующих задач:

· Улучшение качества регулирования

· Повышение коэффициента готовности оборудования

· Улучшение эргономики труда операторов процесса

· Обеспечение достоверности информации о материальных компонентах, применяемых в производстве (в т.ч. с помощью управления каталогом)

· Хранение информации о ходе технологического процесса и аварийных ситуациях

Автоматизация технологических процессов в рамках одного производственного процесса позволяет организовать основу для внедрения систем управления производством и систем управления предприятием.

Как правило, в результате автоматизации технологического процесса создаётся АСУ ТП.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) — комплекс программных и технических средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на предприятиях. Может иметь связь с более глобальной Автоматизированной системой управления предприятием (АСУП).

Под АСУТП обычно понимается комплексное решение, обеспечивающее автоматизацию основных технологических операций технологического процесса на производстве, в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершенный продукт.

Термин «автоматизированный» в отличие от термина «автоматический» подчеркивает возможность участия человека в отдельных операциях, как в целях сохранения человеческого контроля над процессом, так и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации отдельных операций.

Составными частями АСУТП могут быть отдельные системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Как правило АСУТП имеет единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, контроллеры, исполнительные устройства. Для информационной связи всех подсистем используются промышленные сети.

В связи с различностью подходов различают автоматизацию следующих технологических процессов:

· Автоматизация непрерывных технологических процессов (Process Automation)

· Автоматизация дискретных технологических процессов (Factory Automation)

· Автоматизация гибридных технологических процессов (Hybrid Automation)

Автоматизированная система управления или АСУ — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин автоматизированная, в отличие от термина автоматическая подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации.

· Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) — решает задачи оперативного управления и контроля техническими объектами в промышленности, энергетике, на транспорте

· Автоматизированная система управления производством (АСУ П) — решает задачи организации производства, включая основные производственные процессы, входящую и исходящую логистику. Осуществляет краткосрочное планирование выпуска с учётом производственных мощностей, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса. Для решения этих задач применяются MIS и MES-системы, а также LIMS-системы.

автоматизация система управление технологический

1. Электронный ресурс: [http://ru.wikipedia.org]

2. Электронный ресурс: [http://en.wikipedia.org]

3. Капустин, Н. М. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: Учеб. для втузов / Под ред. Н. М. Капустина. — М.: Высшая школа, 2004. — 415 с.

4. Юревич, Е. И. Основы робототехники. — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 416 с.

5. Воройский, Ф. С. Информатика. Энциклопедический систематизированный словарь-справочник. (Введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах). — М.: Физматлит, 2007. — 760 с.

6. Цыпкин Я. З. Основы теории автоматических систем. М., Наука, 1977

Свяжитесь со специалистом

Вячеслав Максимов

Заместитель директора департамента информационных технологий, директор по промышленным решениям

+7 (495) 974-22-74 доб.6556

Компания КРОК предлагает группу решений, технических и программных средств, предназначенных для автоматизации, диспетчеризации и построения систем учета производства в целом или определенного его участка. КРОК обладает всеми необходимыми ресурсами для создания современных высокотехнологичных и высоконадежных автоматизированных систему управления (АСУ) и систем учета любой категории сложности или модернизации уже существующих приложений заказчика.

Предлагаемые КРОК решения позволяют вывести управление предприятием на новый уровень: отслеживать происходящие процессы, анализировать текущую ситуацию, предсказывать ее развитие, осуществлять своевременное и рациональное управление.

Преимущества решений

1. Снижение влияния человеческого фактора на производственные процессы;
2. Экономия электроэнергии, сырья и расходных материалов;
3. Увеличение эффективности технологических процессов на производстве;
4. Повышение качества выпускаемой продукции;
5. Снижение технологических и экологических рисков.

Возможности решения

• сбор, обработка, хранение и отображение информации о состоянии технологического оборудования и выполняемых технологических операциях;
• автоматическая защита технологического оборудования по аварийным и предельным значениям контролируемых параметров, а также при отказах вспомогательных систем;
• обеспечение дистанционного управления технологическими процессами и отдельными единицами оборудования;
• управление и поддержка установленных режимов работы технологического оборудования и нормативных условий его эксплуатации;
• исполнение и контроль технологических алгоритмов для запуска, поддержки (контроля) и остановки (штатной и аварийной) технологических процессов;

• обнаружение отказов оборудования при его работе, а также при переключениях;
• отображение и регистрация основных контролируемых технологических параметров и параметров, характеризующих состояние оборудования;
• диагностика и мониторинг состояния технических средств системы автоматики;
• взаимодействие (обмен данными) со смежными системами различных производителей;
• формирование отчетов и сводок на основании оперативных и исторических данных;
• ведение истории изменения технологических параметров, событий и действий оператора.

Решения имеют иерархическую структуру, которая формируется в соответствии с требованиями проекта. Они включают в себя первичные средства измерения и датчики технологических параметров; вторичные приборы; исполнительные механизмы; аппаратуру местного управления, сигнализации и защиты; шкафы контроля и управления, построенные на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК); SCADA-систему.

Участвующие в работе специалисты КРОК обладают высокой квалификацией и сертификатами ключевых производителей оборудования и программного обеспечения в сфере ИТ, АСУ и систем учета. Они не только внедряют программное обеспечение на стандартных платформах, но и разрабатывают собственное ПО для реализации в системе всех функций, необходимых заказчику.

В рамках проектов по внедрению АСУ и систем учета КРОК выполняет как комплексные работы в режиме под ключ — от создания концепции до обучения персонала, так и на отдельных его этапах, предлагая техническое обслуживание эксплуатируемых систем. Выбор оборудования и программного обеспечения для построения решения, а также его архитектура зависят от количества сигналов и требований к системе, сложности решаемых ею задач и определяются на этапе проектирования по согласованию с заказчиком. При этом все используемые программно-аппаратные средства и оборудование сертифицированы для работы в условиях опасных производств.

Продукты, используемые в решении

КРОК предлагает АСУ и системы учета, реализованные на основе продуктов и решений ведущих мировых производителей: Allen Bradley — Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, General Electric, Beckhoff Automation, Phoenix Technologies, Emerson, Honeywell, Rittal, Areva, Wonderware, Iconics, Системы и Технологии, RTSoft, Elster, ЭлеСи, Энергоавтоматика, ABB, Microsoft, Oracle, Dell, HP, APC, Cisco, D-Link и других.

Отзывы клиентов

Работы по проекту АСУТД позволили создать распределенную систему управления нормативной технической документацией Концерна, производственно-технической документацией АЭС. Хотелось бы отметить высокий профессионализм сотрудников ЗАО «КРОК инкорпорейтед», глубокое знание программных платформ и их усердную работу над проектами.

П.В. Поваров, директор Департамента информационных технологий

Закрытое акционерное общество «Инспекция по контролю технического состояния объектов электроэнергетики» выражает благодарность коллективу компании ЗАО «КРОК инкорпорейтед» за высокий профессионализм, слаженную работу, добросовестное отношение, проявленные при выполнении научно-исследовательской работы «Разработка общих технических требований и типовых технических решений к автоматизированной системе мониторинга и диагностики оборудования подстанции ОАО «МОЭСК».

П.В. Илюшин, главный инспектор, заместитель Генерального директора

С июля 2014 года по настоящее время ЗАО «КРОК инкорпорейтед» выполняет работы по внедрению и развитию систем DMS на программном обеспечении компании «PSI AG» в 9-ти филиалах ОАО «МРСК Центра и Приволжья». В ходе выполнения работ сотрудники ЗАО «КРОК инкорпорейтед» продемонстрировали профессиональный подход при решении технических вопросов, ответственное отношение по выполнению договорных обязательств, конструктивное взаимодействие с персоналом Заказчика.

В.И. Коровин, директор по ИТ, начальник департамента ИТ