АСУЗ, АСУ ТП и КИП
Рассмотрим типичную АСУ ТП на примере опасного непрерывного производства.
Комплексная автоматизация:
- Автоматизация технологических процессов
- Автоматизация зданий (АСУЗ)
Автоматизация технологических процессов:
- АСУ ТП (системы управления)
- КИП (полевое оборудование)
Автоматизация зданий (АСУЗ):
- Автоматизация систем электроснабжения
- Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения
- Автоматизация систем отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC)
- Автоматизация систем пожаротушения
АСУ ТП:
- Аппаратное обеспечение АСУ ТП (hardware)
- Программное обеспечение АСУ ТП (software)
Аппаратное обеспечение АСУ ТП
Аппаратное обеспечение АСУ ТП:
- Шкафы АСУ ТП
- Автоматизированные рабочие места (АРМ)
- Сети
Шкафы АСУ ТП:
- Серверные шкафы (серверы, рабочие станции, KVM-консоли)
- Сетевые шкафы (патч-панели, коммутаторы и маршрутизаторы)
- Системные шкафы (контроллеры, корзины расширения ввода-вывода)
- Кроссовые шкафы (клеммники для подключения полевых устройств, реле, искробезопасные барьеры, терминальные платы для связи полевых устройств с модулям ввода-вывода)
Системные шкафы:
- Шкафы системы управления процессом (PCS)
- Шкафы систем безопасности (Safety)
Шкафы систем безопасности (ПАЗ):
- Шкафы системы останова процесса (PSD)
- Шкафы системы аварийного останова процесса (ESD)
- Шкафы системы обнаружения пожара и загазованности (F&G)
Кроссовые шкафы:
- Искробезопасные кроссовые шкафы (intrinsically safe marshalling cabinets)
- Неискробезопасные кроссовые шкафы
Автоматизированные рабочие места (workstations):
- АРМ операторов
- АРМ инженеров-программистов системы управления процессом
- АРМ инженеров-программистов систем безопасности
- АРМ технологов
- АРМ КИП
АРМ:
- Мониторы
- Клавиатура
- Мышь
- KVM-коммутатор
Сети:
- Промышленные сети
- Компьютерные сети
Сети | Что связывают |
---|---|
Сеть управления (control network) | Контроллеры и станции управления |
Сеть безопасности (safety network) | Контроллеры и станции ПАЗ |
Заводская компьютерная сеть | Серверы и рабочие станции |
Сети KVM | KVM-коммутаторы и рабочие станции |
Сети связи систем управления и систем безопасности | Контроллеры управления и контроллеры ПАЗ |
Сеть связи системы управления с подсистемами | Контроллеры управления процессом и контроллеры управления инженерными системами здания (BMS) |
Волоконно-оптическая сеть (ВОЛС) | Здания между собой |
Шкафы АСУ ТП
Общее для всех шкафов:
- Шина защитного заземления
- Изолированная шина инструментального заземления
- Концевые выключатели контроля открытия дверей
- Лампа внутреннего освещения шкафа с розеткой ~220В
- Термостат для управления нагревателем
- Нагреватель
- Датчик температуры в шкафу
- Датчик контроля дыма
- Замок с ключом
Общее для всех шкафов кроме кроссовых:
- Термостат для управления вентиляторами
- Вентиляторы
- Датчики потока для контроля работы вентиляторов
Общее для всех искробезопасных кроссовых шкафов:
- Изолированная шина искробезопасного заземления
Программное обеспечение АСУ ТП
Программное обеспечение АСУ ТП:
- Системное ПО
- Прикладное программное обеспечение АСУ ТП
Прикладное программное обеспечение АСУ ТП:
- Среда разработки и среда исполнения РСУ
- Программа РСУ (программы контроллеров управления и программы операторских станций)
- Среда разработки ПАЗ
- Программы контроллеров безопасности
Системное ПО:
- Операционные системы
- Антивирусное ПО
- ПО резервного копирования
РСУ | Задачи |
---|---|
Контроллер РСУ | Управляет технологическим процессом в реальном времени, обменивается данными с другими контроллерами, серверами и станциями оператора. |
Операторская станция РСУ | Предоставляет оператору графический интерфейс (HMI) для присмотра за технологическим процессом. |
Если выключить станцию оператора, то процесс не остановится.
Три основные функции HMI
- Визуализация технологических процессов
- Аварийные сообщения
- Графики переходных процессов
Логика контроллеров РСУ и ПАЗ
Контроллеры | Логика | Сигнал Trip | Тип кнопок |
---|---|---|---|
PCS | Положительная | 1 | нормально открытые |
PSD | Отрицательная | 0 | нормально закрытые |
ESD | Отрицательная | 0 | нормально закрытые |
F&G | Положительная | 1 | нормально открытые |
Сигнал Trip
Сигнал Trip - сигнал аварийного останова, который переводит оборудование в безопасное состояние.
В системах управления с положительной логикой триповый сигнал - логическая единица (TRUE), в системах управления с отрицательной логикой - логический ноль (FALSE).
Сравнение работы нормально открытых и нормально закрытых электропневматических отсечных клапанов
В аварийной ситуации (по сигналу Trip, при отключении питания или сжатого воздуха) нормально открытый клапан открывается, а нормально закрытый клапан закрывается.
(продолжение следует)