Интегрированные системы проектирования и управления реферат

Обновлено: 08.07.2024

Блок ТЭГ Данный блок предназначен для установления связи между элементами управления Редактора форм отображения, а также виртуальными тэгами и функциональными блоками Редактора задач. Значение, связанное с элементом управления, входящим в окно формы отображения, может быть передано функциональным блокам задач посредством блока Тэг. Модули серии ADAM-4000 предназначены для построения… Читать ещё >

Интегрированная система проектирования и управления SCADA ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Министерство образования и науки РФ Рязанский государственный радиотехнический университет Кафедра АИТП

Выполнил: Рыбаков А.А.

Проверил: Морозов А.С.

1. Системный этап

1.1 Описание технологического процесса

1.2 Функциональная схема объекта

1.3 Требования, предъявляемые к SCADAсистеме

1.4 Структурная схема регулирования

2. Технический этап

3. Создание блок-схемы стратегии в редакторе задач Task

АСУ ТП в большинстве случаев являются системами организационно-техническими, что означает наличие функций, выполняемых человеком (оператором). Взаимодействие между оператором и технологическим процессом осуществляется с помощью программного обеспечения, получившего общее назначение SCADA.

— сбор данных о контролируемом технологическом процессе;

— управление технологическим процессом.

Функции, которые возлагаются на любую SCADA — систему, независимо от того, является она широко тиражируемым продуктом известной компании или создана специалистами отдела АСУ ТП предприятия для своих конкретных нужд, следующие:

— прием информации о контролируемых технологических параметрах от контроллеров нижних уровней и датчиков;

— сохранение принятой информации в архивах;

— вторичная обработка принятой информации;

— графическое представление хода технологического процесса, а также принятой и архивной информации в удобной для восприятия форме;

— прием команд оператора и передача их в адрес контроллеров нижних уровней и исполнительных механизмов;

— регистрация событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и действиями персонала ответственного за эксплуатацию и обслуживание системы;

— оповещение эксплуатационного и обслуживающего персонала об обнаруженных аварийных событиях, связанных с контролируемым технологическим процессом и функционированием программно-аппаратных средств АСУ ТП с регистрацией действий персонала в аварийных ситуациях;

— формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной информации;

— обмен информацией с автоматизированной системой управления предприятием или с так называемой, комплексной автоматизированной системой (КАС);

— непосредственное автоматическое управление технологическим процессом в соответствии с заданными алгоритмами.

Таким образом, SCADA-система собирает информацию о технологическом процессе, обеспечивает интерфейс с оператором, сохраняет историю процесса и осуществляет автоматическое управление процессом в том объеме, в котором это необходимо.

1. Системный этап

1.1 Описание технологического процесса

Объект представляет собой ректификационную колонну (Рис. 1).

Рис 1. Схема регулирования состава дистиллята с помощью двухсвязной САР Часто в процессе ректификации требуется регулировать состав дистиллята. Регулирование состава дистиллята выполняется путем изменения расхода хладоносителя. При этом в качестве вспомогательного параметра может быть выбрана температура.

— значение регулируемого параметра: Q = 2/5;

— предельные значения параметра: ?Q = ± 5%;

— тип регулятора: ПИ (К=7, T=1,3)

1.2 Функциональная схема объекта

Для удержания состава дистиллята в заданных пределах нужно постоянно измерять его величину, так же нам необходимо измерять температуру в ректификационной колонне, с помощью датчиков состава остатка и температуры. Сигналы от датчиков поступают на УСО — устройство согласования с объектом управления (аналого-цифровой преобразователь), которое преобразует его в цифровой код. После этого полученный код подается на АРМ диспетчера. В соответствии с заложенной программой и опорным значением, АРМ диспетчера выдает сигнал на УСО, (цифро-аналоговый преобразователь). В соответствии с величиной этого сигнала регулирующий орган осуществляет поворот вентиля крана.

1.3 Требования, предъявляемые к SCADA-системе

Разрабатываемая система должна удовлетворять следующим требованиям:

1) Обеспечить стабилизацию параметра Q = 2/5 в пределах Q=5%.

2)Фиксировать состав дистиллята и отображать текущее значение на пульте оператора в виде индикаторов и графиков;

3)В случае, когда состав дистиллята находится не в пределах нормы, по заданию 2/5±5%, выдавать сигнал тревоги, для принятия решения о повышении или понижении состава; возможность остановить цикл ТП

4)Обеспечить возможность оперативного регулирования состава дистиллята с пульта оператора, путем изменения установки Q=2/5 с помощью движкового регулятора.

5)Архивировать данные, поступающие с датчика, измеряющего состав дистиллята;

6)Выдавать годовой отчет;

1.4 Составление структуры САУ

xвходная величина, в нашем случае это состав дистиллята;

y — регулируемая (выходная) величина, состав дистиллята, которая имеет значение 2/5;

е — ошибка рассогласования, отклонение регулируемой величины от заданной, имеет значение ±5%;

Wp1(p), Wp2(p) — передаточные функции регуляторов;

Wpо(p) — передаточная функция регулирующего органа;

Wоб(p) — передаточная функция объекта регулирования.

Определение параметров.

ПИ-регулятор описывается следующей передаточной функцией

2. Технический этап

оператор технический диспетчерский программный Аппаратное обеспечение КСУ состоит из датчиков, регулирующего клапана и устройств согласования ЭВМ с объектом управления ["https://referat.bookap.info", 5].

В качестве устройства ввода-вывода выбирается контроллер серии ADAM — 4000. Для преобразования аналогового сигнала с датчиков состава остатка и температуры (входные сигналы) в цифровой вид выберем контроллеры:

Модули серии ADAM-4000 предназначены для построения распределенных систем сбора данных и управления. Они представляют собой компактные и интеллектуальные устройства обработки сигналов датчиков и формирования сигналов управления исполнительными органами, специально разработанные для применения в промышленности.

ADAM-4014D (модуль аналогового ввода):

· 1 аналоговый вход (диапазон входного напряжения от -10 В до +10В);

· 1 дискретный вход или один канал счетчика событий;

· 2 дискретных выхода или 2 выхода-защелки сигнала аварийного дискретного управления по верхней и нижней границам входного сигнала;

· 1 дискретный светодиодный дисплей.

УСО, связывающее регулирующий орган с ЭВМ.

2. Для преобразования цифрового сигнала с выхода регулятора (выходной сигнал) в аналоговый будем использовать контроллер ADAM-4021.

ADAM-4021 (модуль цифрового вывода):

· 12 разрядный ЦАП;

· программная настройка вывода 0…10В;

· контроль состояния выхода;

· программируемая скорость изменения сигнала на выходе;

· гальваническая развязка 500 В.

3. Для преобразования цифрового сигнала от кнопки аварийного отключения (выходной сигнал) будем использовать контроллер ADAM-4050.

ADAM-4050 (Модуль дискретного ввода/вывода):

· 7 дискретных входов;

· входное напряжение от 0 до 30 В;

· предусмотрена возможность работы с электронными реле.

ADAM-4520.Модуль-преобразователь RS-232 в RS-485:

· скорость передачи до 38,4 кбит/с;

· автоматический контроль направления передачи;

· гальваническая изоляция 500В;

· длина сегмента линии до 1200 м;

· напряжение питания 10…30 В.

3. Создание блок-схемы стратегии в редакторе задач Task

В редакторе задач Task необходимо создать блок-схему стратегии, которая состоит из функциональных блоков, выполняющих определенные функции. Для передачи данных от одного функционального блока к другому нужно определить связи.

Используем следующие блоки:

Блоки аналогового ввода Блоки аналогового ввода AI1 и AI2 предназначены для приема информации от внешних устройств (датчиков давления и расхода).

Блок вычисления с одним оператором Данный блок предназначен для выполнения одной математической операции, такой как сложение, вычитание, умножение, деление и т. д. По крайней мере один функциональный блок стратегии должен быть присоединен ко входу блока вычисления с единственным оператором. Значение на выходе присоединенного блока будет являться первым операндом в производимой математической операции. Вторым оператором может быть константа, заданная в соответствующем поле диалоговой панели настройки параметров блока, либо значение на выходе другого присоединенного функционального блока стратегии.

— выше верхнего предельного значения;

— между максимальным и верхним предельным значениями;

— между максимальным и минимальным значениями;

— между минимальным и нижним предельным значениями;

— ниже нижнего предельного значения.

Блок ТЭГ Данный блок предназначен для установления связи между элементами управления Редактора форм отображения, а также виртуальными тэгами и функциональными блоками Редактора задач. Значение, связанное с элементом управления, входящим в окно формы отображения, может быть передано функциональным блокам задач посредством блока Тэг.


Лекции


Лабораторные


Справочники


Эссе


Вопросы


Стандарты


Программы


Дипломные


Курсовые


Помогалки


Графические

Доступные файлы (1):

2.1. Функциональная схема объекта автоматизации

2.2. Составление структуры САУ и определение параметров регулятора

3. Требования, предъявляемые к SCADA -системе

4. Разработка концепции SCADA -системы

4.1. Выбор и конфигурирование контроллеров ввода-вывода

4.2. Создание блок-схемы стратегии в редакторе задач Task

4.3. Создание графического интерфейса оператора

5. Проверка работоспособности созданной системы

АСУ ТП в большинстве случаев являются системами организационно-техническими, что означает наличие функций, выполняемых человеком (оператором). Взаимодействие между оператором и технологическим процессом осуществляется с помощью программного обеспечения, получившего общее назначение SCADA.


  • сбор данных о контролируемом технологическом процессе;

  • управление технологическим процессом.

  • прием информации о контролируемых технологических параметрах от контроллеров нижних уровней и датчиков;

  • сохранение принятой информации в архивах;

  • вторичная обработка принятой информации;

  • графическое представление хода технологического процесса, а также принятой и архивной информации в удобной для восприятия форме;

  • прием команд оператора и передача их в адрес контроллеров нижних уровней и исполнительных механизмов;

  • регистрация событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и действиями персонала, ответственного за эксплуатацию и обслуживание системы;

  • оповещение эксплуатационного и обслуживающего персонала об обнаруженных аварийных событиях, связанных с контролируемым технологическим процессом и функционированием программно-аппаратных средств АСУ ТП с регистрацией действий персонала в аварийных ситуациях;

  • формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной информации;

  • обмен информацией с автоматизированной системой управления предприятием или с так называемой комплексной автоматизированной системой (КАС);

  • непосредственное автоматическое управление технологическим процессом в соответствии с заданными алгоритмами.

Перечисленные ранее функции могут выполняться набором прикладных программ, разработанных на практически любом языке высокого уровня общего назначения. Причем, по быстродействию, ресурсоемкости и другим показателям эффективности программного обеспечения такие программы могут даже опережать аналогичное ПО, созданное с помощью специализированных инструментальных SCADA-систем. Но инструментальные SCADA-системы позволяют значительно ускорить процесс создания ПО верхнего уровня АСУ ТП, не требуя при этом от разработчика знаний современных процедурных языков программирования общего назначения.

Помимо этого SCADA-системы имеют набор специфических механизмов обмена данными с аппаратурой ввода-вывода и встроенную поддержку устройств ввода-вывода, что упрощает реализацию поддержки как имеющихся на объекте, так и вновь появившихся контроллеров и устройств связи с объектом (УСО).

2. Описание объекта автоматизации

2.1. Функциональная схема объекта

Объект представляет собой ректификационную колону:


Значение регулируемого параметра (состав дистиллята) : Q=25,5% , t=195

Предельные значения параметра: ∆Q=0,5% , ∆t=±10 C

Тип регулятора: ПИ, ПИ

Схема регулирования объекта:


Для удержания состава дистиллята в заданных пределах нужно постоянно измерять его величину и величину расхода хладоносителя с помощью датчика состава дистиллята и датчика температуры. Сигналы от датчиков поступают на УСО – устройство согласования с объектом управления (аналого-цифровой преобразователь), которое преобразует его в цифровой код. После этого полученный код подается на АРМ диспетчера. В соответствии с заложенной программой и опорным значением, АРМ диспетчера выдает сигнал на УСО, (цифро-аналоговый преобразователь). В соответствии с величиной этого сигнала регулирующий орган осуществляет поворот вентиля крана.

^ 2.2. Составление структуры САУ и определение параметров регулятора

В общем виде структура системы автоматического регулирования выглядит так:



  1. регулятор 1, регулятор 2 – динамическая система, целенаправленно вводимая в контур, чтобы придать замкнутой системе желаемые свойства (в нашем случае ПИ-регуляторы).

  2. объект управления – это физическая система, подлежащая управлению.

  3. регулирующий орган – клапан, который регулирует подачу продукта.

Структурная схема регулирования в общем виде:


Q (состав дистиллята) –входная величина;

дистиллят - регулируемая (выходная) величина;

ε - ошибка рассогласования, отклонение регулируемой величины от заданной;

Wp1(p), Wp2(p) – передаточные функции регуляторов;

Wpо(p) – передаточная функция регулирующего органа;

Wоб(p) – передаточная функция объекта регулирования.

Определение параметров:

1. Передаточная функция регулирующего органа:

2. Передаточные функции регуляторов:

Чтобы обеспечить отклонение регулируемой величины ∆Q=±0,5% и ∆t=±10 C вычислим коэффициент передачи регуляторов:

^ T – постоянная времени;

k р – коэффициент регулятора.

ε=1/k, отсюда Крассогл≈1/ε

По заданию допустимое отклонение ±5%, следовательно, коэффициенты регуляторов найдем как:

К2 =195/10 = 19,5

^ 3.Требования, предъявляемые к SCADA-системе.


  • прием информации о контролируемых технологических параметрах (состав дистиллята, расход хладоносителя);

  • непосредственное автоматическое управление технологическим процессом.

  • оперативное управление ходом технологического процесса (изменение параметров регулятора);

  • сохранение принятой информации для дальнейшей обработки и формирования сводных данных (месячного отчета);

  • графическое представление хода технологического процесса (мнемосхема объекта), принятой и архивной информации в удобной для восприятия форме (индикаторы, графики);

  • оповещение персонала об обнаруженных аварийных событиях (индикация аварии);

  • ведение журнала аварий, тревог;

^ 4.Разработка концепции SCADA-системы.


  • с помощью данного пакета можно реализовать все требования предъявляемые к системе;

  • SCADA система, созданная на базе пакета Genie 3.0, не требует большой вычислительной;

  • в качестве УСО данное программное обеспечение поддерживает контроллеры серии ADAM-4000.

4.1.Выбор и конфигурирование контроллеров ввода-вывода.

В качестве УСО будем использовать контроллеры серии ADAM-4000.

1. Для преобразования аналогового сигнала с датчиков состава остатка и расхода теплоносителя (входные сигналы) в цифровой вид выберем контроллеры ADAM-4014D со следующими характеристиками.


  • 1 аналоговый вход (диапазон входного напряжения от -10В до +10В);

  • 1 дискретный вход или один канал счетчика событий;

  • 2 дискретных выхода или 2 выхода-защелки сигнала аварийного дискретного управления по верхней и нижней границам входного сигнала;

  • 1 дискретный светодиодный дисплей.

2. Для преобразования цифрового сигнала с выхода регулятора (выходной сигнал) в аналоговый будем использовать контроллер ADAM-4021.


  • 12 разрядный ЦАП;

  • программная настройка вывода на В или мА;

  • контроль состояния выхода;

  • программируемая скорость изменения сигнала на выходе;

  • гальваническая развязка 500В.

  • скорость передачи до 38,4 кбит/с;

  • автоматический контроль направления передачи;

  • гальваническая изоляция 500 В;

  • длина сегмента линии до 1200 м;

  • напряжение питания 10…30 В.


Конфигурирование модулей производится с помощью программы Advantech ADAM API.

4.2.Создание блок-схемы стратегии в редакторе задач Task.

В редакторе задач Task необходимо создать блок-схему стратегии, которая состоит из функциональных блоков, выполняющих определенные функции. Для передачи данных от одного функционального блока к другому нужно определить связи.

Описание блоков.




В полях ^ Список опрашиваемых каналов: Первый в списке: Последний в списке должны быть установлены нулевые значения для того, чтобы при исполнении стратегии осуществлялся опрос только канала с номером 0 для ввода в блок аналогового ввода сигнала синусоидальной формы (канал 1 – для ввода сигнала прямоугольной формы, канал 2 – треугольной).





  • выше верхнего предельного значения;

  • между максимальным и верхним предельным значениями;

  • между максимальным и минимальным значениями;

  • между минимальным и нижним предельным значениями;

  • ниже нижнего предельного значения.


Блок подачи звукового сигнала (Sp1), предназначен для звуковой сигнализации при возникновении аварийной ситуации. Активизируется при подаче сигнала с блока архивации тревог.



Данный блок предназначен для записи в файл информации, поступающей от датчика состава дистиллята.






В данной курсовой работе была сконфигурирована следующая стратегия:


4.3.Создание графического интерфейса оператора.

Создание графического интерфейса оператора произведем с использованием встроенного в пакет Genie 3.0 редактора форм. Интерфейс диспетчера должен обязательно содержать упрощенную мнемосхему объекта технологического процесса, средства индикации и регистрации регулируемого параметра, средства аварийного оповещения и оперативного управления за ходом процесса.

Графический интерфейс диспетчера имеет вид:

1. Мнемосхема оператора вычерчивается с помощью графических примитивов.



,


Данные элементы отображения настраиваются на индикацию значений регулируемого параметра (состава дистиллята), поступающих с блока аналогового ввода (AI 1).



4. Для оповещения диспетчера об аварийной ситуации используется звуковая и визуальная сигнализация. При выходе регулируемого параметра за заданные пределы регулирования раздается звуковой сигнал и графические примитивы мнемосхемы меняют цвет на розовый. Также загорается сигнализатор аварии в виде розового круга. В качестве параметра сигнализации используется информация из блока архива тревог.


5. Возможность оперативного управления позволяет диспетчеру вносить коррективы в ход технологического процесса. С помощью Инкрементного регулятора задается уставка.



7. Для отображения статистической информации о ходе технологического процесса необходимо предусмотреть возможность просмотра этой информации за каждый месяц работы объекта. В отчет необходимо включить следующие сведения: максимальное, минимальное и среднее значение регулируемого параметра, дату и время составления отчета.

Создание отчета производится в редакторе отчетов Report Designer, где необходимо указать название отчета, файл отчета, дату и время печати отчета, произвести конфигурацию полей отчета. Ниже представлены меню редактора отчетов с введенными данными:

Отчет сконфигурирован следующим образом:

- отчет формируется и выводится на печать в 13 : 35 1-го числа месяца;

- на печать выводятся следующие поля:

Значения состава дистиллята:

- отчет хранится в файле noname00.frm

^ 5.Проверка работоспособности созданной системы.


  • система осуществляет индикацию и регистрацию регулируемого параметра, аварийное оповещение, оперативное управление ходом технологического процесса, формирует и передает на печать статистические данные за месяц;

  • при возникновении аварийной ситуации включается звуковая и визуальная сигнализации;

  • регистрируемые данные хранятся в файле data.log., содержимое которого представляется в следующем виде:

  • оперативное изменение параметров регуляторов:


Введение 3
1 Теоретические основы интегрированной системы менеджмента 4
1.1 Понятие, сущность и основные составляющие интегрированной
системы менеджмента 4
1.2 Нормативное обеспечение функционирования интегрированной
системы менеджмента 8
1.2.1 Требования системы менеджмента качества по ISO 9001:2015 12
1.2.2 Требования системы менеджмента бизнеса по ISO/TS 22163:2017 16
2 Планирование работ по созданию интегрированной системы
менеджмента 19
3 Сертификация интегрированных систем менеджмента 24
4 Основные проблемы и риски при внедрении интегрированной системы
менеджмента 28
Заключение 31
Список использованных источников 33

Введение
Актуальность выбранной темы исследования заключается в том, что в настоящее время создание интегрированной системы менеджмента является одним из перспективных направлений в области совершенствования и развития деятельности предприятия.
Международные стандарты ISO 9001, ISO 50001, ISO 14001, OHSAS 18000 получили широкое применение в удовлетворении потребностей бизнеса и являются базой для создания интегрированной системы менеджмента.
В интегрированной системе менеджмента объединяются требования принятые различными отраслями и являющиеся составляющей системы общего менеджмента организации.
Целью работы является теоретический анализ интегрированной системы менеджмента.
Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы следующие задачи:
- раскрыть понятие, сущность и рассмотреть основные составляющие интегрированной системы менеджмента;
- произвести обзор нормативного обеспечения функционирования интегрированной системы менеджмента;
- выявить особенности планирования работ по созданию интегрированной системы менеджмента;
- определить порядок сертификации интегрированных систем менеджмента;
- проанализировать основные проблемы и риски при внедрении интегрированной системы менеджмента.

4 Основные проблемы и риски при внедрении интегрированной системы менеджмента
При внедрении интегрированной системы менеджмента могут возникнуть проблемы, связанные с непониманием создания и внедрения системы менеджмента из-за отсутствия необходимых знаний и опыта в этом направлении.
Проблемы внедрения интегрированной системы менеджмента наиболее часто выявляют при проведении сертификации или инспекционного контроля и среди них следует отметить:
- формальное внедрение интегрированной системы менеджмента для получения сертификата. В данном случае у предприятия существуют проблемы, связанные с несоответствием документации текущим процессам;
- отсутствие оценки результативности процессов интегрированной системы менеджмента в целом.
Основные проблемы и риски при внедрении интегрированной системы менеджмента приведены на рисунке 6.
Рисунок 6 – Основные проблемы и риски при внедрении интегрированной системы менеджмента
Когда руководство компании не учитывает принципы качества и не реализуют мероприятия по мотивации персонала, тогда это ведет к невозможности и эффективного использования интегрированной системы качества.
На этапе внедрения возникают проблемы документирование процессов из-за того, что сотрудники не систематизирует работу по управлению качеством.
Следует отметить, что многие руководители, не имея образования в сфере менеджмента и управления, воспринимают интегрированную систему качества как средство для наращивания доходов и не включают ее в стратегический план дальнейшего развития организации.
Низкий уровень мотивации персонала негативно отражается на эффективности работы интегрированной системы менеджмента. Для исключения данных рисков на базе предприятия должна быть разработана система мотивации и повышение уровня информированности в области качества работников.
В соответствии с положениями стандарта ISO 9001:2015 высшее руководство должно организовать коммуникативный обмен информацией в отношении оценки результативности системы менеджмента качества, а также персонал должен иметь необходимый уровень компетентности для выполнения требований к качеству продукции.
Многие компании при внедрение интегрированной системы менеджмента качества сталкиваются с проблемой организации отдела качества, который создает необходимость перестройки организационной структуры и создает дополнительные затраты. Поэтому руководство принимает решение не по созданию одела, а делегированию функции контроля качества работникам технического отдела или отдела технического ?

Нет нужной работы в каталоге?


Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Читайте также: