Автоматизированная система управления технологическим процессом

Автоматизированная система управления технологическим процессом

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) — группа решений технических и программных средств, предназначенных для автоматизации управления Технологическим Процессом. Может иметь связь с более общей автоматизированной системой управления предприятием [1] (АСУП).

Под АСУ ТП обычно понимается целостное решение, обеспечивающее автоматизацию технологических процессов. Частным случаем может быть автоматизация на производстве в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершённое изделие. АСУ ТП как и технологический процесс не привязаны к производству каких либо изделий и могут представлять собой представление услуги, к примеру Технологический процесс подготовки воздуха в здании, Технологический процесс очистки воды или сточных вод

Понятие «автоматизированный», в отличие от понятия «автоматический», подчёркивает необходимость участия человека в отдельных операциях, как в целях сохранения контроля над процессом, так и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации отдельных операций.

Составными частями АСУ ТП могут быть отдельные системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Такие как системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA), распределенные системы управления (DCS), системы противоаварийной защиты (ESD) и другие более мелкие системы управления (например, системы на программируемых логических контроллерах [2] (PLC)). Как правило, АСУ ТП 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, устройства управления, исполнительные устройства. Главной особенностью АСУ ТП является периодическое либо регулярное участие человека-оператора в ее работе. Роль оператора состоит в периодическом либо регулярном контроле за системой операторского управления. [3] Для информационной связи всех подсистем используются промышленные сети. Поскольку в промышленной автоматизации сетевые интерфейсы могут быть неотъемлемой частью соединяемых устройств, а сетевое программное обеспечение прикладного уровня модели OSI исполняется на основном процессоре промышленного контроллера, то отделить сетевую часть от устройств, объединяемых в сеть, иногда физически невозможно. [4]

В развитии АСУ ТП наблюдалось последовательное усложнение задач, стоящих перед системами управления от управления отдельными установками и параметрами, к автоматизации процессом в целом, автоматизации систем управления. Использование современных АСУ ТП позволяет не только эффективно осуществлять управление и контроль в производственной сфере, но и частично исключить влияние человеческого фактора в управлении, что позволяет избежать ошибок. В настоящее время актуальными являются вопросы повышения автономности АСУ ТП, перераспределения функций в направлении увеличения нагрузки в принятии решений на АСУ. Актуальными в данном случае выступают вопросы развития интеллектуальной составляющей АСУ ТП в направлении создания алгоритмов реагирования в режиме реального времени на возникающие критические ситуации. Активное использование в АСУ ТП беспроводных технологий вызывает повышенные требования к обеспечению безопасности от несанкционированного доступа. [5]

Распределённая система управления [ править | править код ]

Распределённая система управления, РСУ (англ.  Distributed Control System, DCS ) — система управления технологическим процессом, отличающаяся построением распределённой системы ввода вывода [6] и децентрализацией обработки данных [7] .

Программируемый логический контроллер [ править | править код ]

Программи́руемый логи́ческий контро́ллер (ПЛК) (англ.  Programmable Logic Controller, PLC ) или программируемый контроллер — электронная составляющая промышленного контроллера, специализированного (компьютеризированного) устройства, используемого для автоматизации технологических процессов.

Автоматизация котельных и котельного оборудования

Автоматизация котельных — это применение комплекса средств, используемых при организации технологических процессов и автономной работы компонентов различных систем, в частности, котельных, производства тепла и передачи тепловой энергии без участия оператора/персонала.

Процессы, протекающие в теплоэнергетических установках, непрерывны, и выработанная тепловая энергия должна соответствовать количеству потребляемой энергии; почти все процессы в котельных установках механизированы, и автоматика в современных условия работы становится необходимым элементом работы котельной.

Работа котельной оптимизируется в зависимости от меняющихся условий работы: соотносятся между собой температура воздуха на улице и внутри отапливаемого помещения, освещение изменяется в зависимости от времени суток и показаний датчиков.

Кроме того, автоматизация системы управления технологическими процессами для котельной значительно изменяет в лучшую сторону уровень безопасности работы отопительной системы: полный и регулярный контроль параметров системы снижает возможность возникновения аварийных ситуаций.

Большая часть АСУТП котельных оснащаются элементами, которые сигнализируют об ухудшении состояния определенного узла и необходимости сервисного обслуживания.

Автоматизация производственных технологических процессов позволяет уменьшить численность персонала и повысить долговечность работы котельной, и достигается европейский уровень техники безопасности, а благодаря автоматике для печей и котлов отопления, можно достичь существенной экономии топлива.

Полная автоматизация котельных требует наличия двух уровней архитектуры АСУТП:

• Уровень контроллеров (технологические блокировки, регулировка параметров, сбор и передача данных о системе: контроллеры, датчики).
• Уровень, включающий комплекс устройств, которые обеспечивают операторский контроль за работой компонентов системы (дистанционное управление: АРМ оператор соединен с офисной сетью Ethernet; радиомодемы; оптоволоконные каналы, GSM связь).

Программное обеспечение котельных установок обеспечивается вертикально интегрированным объектно ориентированным программным комплексом MasterSCADA. Связь с контроллерами, не поддерживающими вертикальную интеграцию, осуществляется OPC серверами как отечественного, так и зарубежного производства. Программное обеспечение АРМ оператора включает Windows XP, программный пакет MasterSCADA или TraceMode, OPC сервер NLopc (НИЛ АП).

Использование АСУТП для котельных позволяет осуществлять:

• экономию топлива
• автоматизацию розжига
• сокращение расходов на эксплуатацию
• надежную систему управления
• сокращение объема вредных выбросов

Система автоматизации котельной обеспечивает:

• автоматическое включение/остановку работы приборов
• управление котлами и горелкой, запорной арматурой, насосными агрегатами, процессом химводоподготовки; (ресурсосберегающие режимы)
• автоматическое регулирование питания водой, поддержание заданной температуры воды
• дистанционное управление всем оборудованием котельной
• технический учет топлива, потребленных электроэнергии, газа и воды
• контроль технологических параметров и параметров состояния оборудования
• технологические блокировки и сигнализацию (о нарушении параметров техпроцесса, в случаях аварии)
• поддержание заданного давления и перепада давления
• возможность ввода нестандартного температурного графика и его корректировки
• диагностику состояния системы.

Система автоматизации котельной установки собирает и передает информацию о:

• температуре воды на входе в котел после запорной арматуры и на выходе из котла до запорной арматуры; t воздуха до и после воздухоподогревателя; t уходящих газов;
• давлении воды на входе в котел после запорной арматуры и на выходе из котла до запорной арматуры; давлении воздуха после дутьевого вентилятора; давлении жидкого и газообразного топлива перед горелками после регулирующего органа;
• разрежении в топке; разрежении перед дымососом;
• расходе воды через котел; расходе жидкого и газообразного топлива;
• содержании кислорода в уходящих газах

Мы предлагаем следующие средства котельной автоматики:

• приборы контроля пламени и управления розжигом. Это приборы котельной автоматики обеспечивающие безопасность работы котлов. Например: Ф34, ФДЧ, ФСП 1, ФЭСП 2
• специализированные датчики измерения тяги в топках котлов — тягомеры, напоромеры, тягонапоромеры
• графические панели управления
• контрольные электроды КЭ
• шкафы управления котлами.

Специалисты ЗАО "Нефтехиммонтаж" осуществляет следующие работы:

• предпроектный анализ объектов теплоснабжения
• консультации
• разрабатывает технические задания
• выполняет эскизный проект и технический проект
• готовят рабочую документацию
• поставка оборудования и программного обеспечения
• изготовление и поставка шкафов автоматики
• технологическое программирование
• шеф-монтаж
• пусконаладка
• сдача в эксплуатацию
• обучение персонала Заказчика
• техническое обслуживание
• сервисная поддержка введенных в эксплуатацию АСУ

Для заказа автоматизированной системы управления котельными установками, звоните по телефону 8-800-555-3797 или пишите на электронную почту [email protected].

© 2007–2021 «ГК «Газовик». Все права защищены.
Использование материалов сайта без разрешения владельца запрещено и будет преследоваться по закону.

Автоматизированная система управления технологическими процессами для котельной установки ст. № 4 ТЭЦ-7 ОАО «ТГК-1»

Сегодня внедрение автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУ ТП) является одним из способов повышения эффективности работы энергетического оборудования. Так, в рамках инвестиционной программы по модернизации энергетического оборудования станций ОАО «ТГК-1» НПФ «Ракурс» осуществил поставку и внедрение современной системы управления для котельной установки ст. №4 Василе­островской ТЭЦ-7, которая позволила повысить надежность, безопасность и технико-экономические показатели работы.

ООО «НПФ «Ракурс», г. Санкт-Петербург

Объектом автоматизации является котельная установка барабанного типа, построенная на ТЭС с поперечными связями – ТЭЦ-7 ОАО «ТГК-1» г. Санкт-Петербург. Котел – однобарабанный, вертикаль­но-водотрубный, с естественной циркуляцией, газоплотный, с мембранными экранами. Поставлен АО «Сибэнергомаш».

Рис. 1. Автоматизированное рабочее место оператора

Одним из основных требований к автоматизированной системе управления технологическим процессом (АСУ ТП) котла ст. № 4 явилось ее проектирование как части интегрированной системы автоматизированного управления ТЭЦ-7, в которую в дальнейшем составными частями должны войти АСУ ТП котлов К-5 – К-9, турбогенераторов ТГ-З – ТГ-5, АСУ ТП «Вспомогательные системы», а также другие общестанционные системы управления.

Разработанная АСУ ТП гарантирует достоверность и бесперебойность получения информации о состоянии технологического процесса, надежность работы технологического оборудования. Для обеспечения указанных выше свойств были применены схемы резервирования на всех уровнях сбора и обработки данных, резервирования коммуникации уровней между собой, резервирования питания оборудования.

АСУ ТП «Котел 4» построена на базе средств комплексной автоматизации PCS7 фирмы Siemens в виде двухуровневой распределенной системы управления (верхнего и нижнего уровней), в соответствии с технологической структурой объекта управления и декомпозицией технологического процесса по агрегатному, функционально-групповому и иерархическому принципу.

Верхний уровень реализован в виде двух автоматизированных рабочих мест оператора котла и инженерной станции (рис. 1). На пульте оператора размещены мониторы, клавиатуры и «мышки» АРМов оператора. ПТК обеспечивает обновление информации на экранах мониторов на рабочих местах с интервалом не более 2 сек. для аналоговых и рассчитываемых величин.

— два коммуникационных модуля для связи с Industrial Ethernet.

Для дублирования функции аварийного останова котла по защитам предусмотрено резервирование входных и выходных каналов симметричной установкой двух одинаковых модулей в две станции ET200M двухканальной системы распределенного ввода-вывода программируемого контроллера S7‑400H Siemens. При такой конфигурации обеспечивается дублированное управление оборудованием, участвующим в аварийном останове котла, и сохранение возможности останова даже в случае выхода из строя одного их модулей или каналов.

Управление силовым оборудованием и прием сигналов, не участвующих в защитах, реализовано с применением двухканальной переключаемой конфигурации. Такая конфигурация строится на основе резервированной сети PROFIBUS-DP и станций распределенного ввода-вывода ET200M. Каждая линия резервированной сети PROFIBUS-DP имеет одноканальную конфигурацию и подключается к одной из двух подсистем S7-400H. В активном состоянии находится линия, подключенная к ведущей системе S7-400H.

Связь верхнего и нижнего уровней осуществляется с помощью двух независимых дублированных сетей Ethernet через дублированный PCS-сервер. Для этого в каждой «корзине» дублированного контроллера установлено по два сетевых модуля.

Таким образом, АСУ ТП «Котел 4» предусматривает необходимое резервирование технических и программных средств, обеспечивающих безаварийное управление котлом, что гарантирует выполнение функций АСУ ТП без капитальных ремонтов и модернизации не менее 10 лет.

Факультет автоматизированных систем управления технологическими процессами (ФАСУТП)

Декан факультета Автоматизированных систем управления технологическими процессами Черникова Анна Владимировна к.т.н. доцент

Факультет был основан в 1985 году в результате выделения специальности автоматизация технологических процессов и производств из состава механического факультета, где подготовка специалистов велась по кафедре автоматизации производственных процессов, которую основал в 1959 г. канд. техн. наук, доцент Иван Степанович Подбелло. Затем с 1974 – 1982 гг. кафедру возглавлял канд. техн. наук, впоследствии доктор технических наук Иван Елизарович Вьюков.

В связи с необходимостью подготовки специалистов по автоматизации теплоэнергетических процессов для целлюлозно-бумажной промышленности и предприятий энергетики, кафедра была разделена на две кафедры: кафедру автоматизации химико-технологических процессов, которую возглавила профессор, доктор технических наук Галина Анатольевна Кондрашкова; кафедру автоматизации теплоэнергетических процессов возглавил доцент, кандидат технических наук Валентин Алексеевич Доронин. Он же был назначен деканом вновь созданного факультета автоматизированных систем управления технологическими процессами.

В состав новых кафедр вошли доценты Г.П. Буйлов, В.Н. Суриков, М.А. Соминин, В.В. Пожитков, старшие преподаватели И.И. Яковлев, М.И. Щагина, В.Н. Остроумов, приглашены специалисты по автоматизации процессов ЦБП доценты М.Р. Сафонова, Ю.С. Жукова, В.Н. Леонтьев, Л.Б. Глазов, Л.Н. Селянинова и молодой специалист, выпускница аспирантуры университета И.В. Бондаренкова.

Одновременно была открыта специализация по кафедре автоматизации теплоэнергетических процессов на вечернем факультете. Кроме выпускающих, в состав факультета вошли кафедры процессов и аппаратов химической технологии, высшей математики, прикладной и вычислительной математики, электротехники.

На факультете в 1993 году была открыта специальность «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» со специализацией «Электропривод и автоматизация общепромышленных установок и технологических комплексов». В настоящее время специальность переименована в «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов».

Сферой деятельности специалистов факультета АСУ ТП являются государственные и частные предприятия не только целлюлозно-бумажной промышленности, но и практически всех отраслей. В настоящее время специальности факультета «Автоматизация технологических процессов и производств» и «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» имеют рейтинг самых востребованных среди технических специальностей.

Качество подготовки на факультете является высоким, о чем говорит тот факт, что каждый второй дипломный проект рекомендован Государственной аттестационной комиссией к внедрению.

С 2004 года на факультете ведется двухуровневая система подготовки, открыт бакалавриат по направлению «Автоматизация и управление».