IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Для построения систем автоматизации различного назначения в мире создано большое разнообразие средств разработки, которые предоставляют большую свободу программирования.

Однако некоторые технологические процессы на предприятиях находятся под техническим контролем специальных надзорных органов, для обеспечения безопасного функционирования предприятий, которые квалифицируются, как опасные производственные объекты (ОПО). К таким объектам предъявляются требования безопасности, которые изложены в Технических регламентах (ТР) и Правилах безопасности (ПБ). Для разных технологических процессов созданы разные ПБ и выполнение требований ТР и ПБ обязательны для ОПО.

При создании проектов для ОПО, функции выполнения требований ТР и ПБ возложены на проектную организацию, а качество их выполнения подтверждается государственной экспертизой проекта. Выполнение требований ТР и ПБ в управляющих программах АСУ ТП подтверждается только «Протоколом» между хозяйственными субъектами по методике испытаний АСУ ТП, которую они сами же и составляют.

Таким образом, возникает задача создания моделей и средств, позволяющих провести автоматизацию ОПО строго по проекту (автоматически) и провести тестирование (без объекта). При таком подходе требования ТР и ПБ будут выполняться всегда, не зависимо от человеческого фактора при разработке, внедрении или модернизации АСУТП.

Указанная задача была решена, путем создания соответствующей математической модели и программно-технического комплекса (рис.1).

Рис.1 – Структурная схема ПТК

Все задачи, решаемые в процессе проектирования математического и программного обеспечения, классифицированы по выделенным классам структуры (первичные средства ввода данных, физические устройства, технологическое оборудование и технологический процесс) и уровням описания структур (технологический, математический и физический) (см. табл.1). А ПТК имеет удобный интерфейс (рис.2-4) для специалиста-технолога, который может не знать языки программирования.

Рис.2 – Страница конфигуратора

Рис.3 – Страница контроллера

Рис.4 – Страница WinCC

Таблица 1.

Классификация задач проектирования математического и программного обеспечения

Класс структур	Уровни описания структур
	технологический	математический и программный	физический
Первичные средства ввода данных	Приведение к технологическому типу, классификация для использования следующим уровнем обработки данных.	Первичная обработка входного сигнала (подавление дребезга, интерполяция, фильтрация)	Преобразование электрических значений в физические величины
Устройства	Приведение к технологическому назначению для использования следующим уровнем обработки.	Математическое описание поведения устройства, разработка математического обеспечения, алгоритмов и функций, программного обеспечения контроля и управления устройством	Компоновка необходимых параметров и данных из общего числа контролируемых параметров для функционирования устройства.
Оборудование	Приведение к технологическому назначению для использования в технологическом процессе.	Распределение полномочий между устройствами в составе оборудования. Моделирование и оптимизация структуры и параметров, разработка алгоритмов и функций.	Выбор необходимых устройств, для полного контроля и управления технологическим оборудованием.
Технологический процесс	Количественно-качественный учет технологических параметров.	Взаимодействие технологического оборудования для выполнения процессов.	Выполнение требований ПБ

Имитатор использует ту же математическую модель объекта автоматизации (ОА), но отличается тем, что вместо физических параметров ОА, принимает цифровые сигналы воздействия на множество элементов ОА и с помощью алгоритма естественного поведения ОА, меняет контролируемые параметры и значения «датчиков и устройств» в соответствующих массивах состояний и событий ОА. Некоторые значения меняются с помощью генераторов случайных чисел. Проверка «аварийных ситуаций» формируется вручную, путем введения с клавиатуры соответствующих кодов. При этом в «проверяемой АСУТП» визуализируются (рис.5) «реальные» физические параметры (вес, скорость, объем, температура и т.д.).

Рис.5 – Мнемосхема ОА

Список литературы

1. Белозеров В.В., Любавский А.Ю., Белозеров В.В. ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО И ПОЖАРОБЕЗОПАСНОГО РЕСУРСА СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ В АСУ //Современные наукоемкие технологии - 2015.- № 7, С. 7-12.

2. Белозеров В.В., Назаренко А.А., Белозеров В.В. МОДЕЛЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ОБЪЕКТА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ //«Приоритетные задачи и стратегии развития технических наук: сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции – Тольятти: «Эвенсис», 2016, С. 28-31.

Код для цитирования: Скопировать