Дипломдық жобаның тақырыбы «scada программалар қолдануымен авв контроллер оқу стендін құрастыру»
жүктеу/скачать 2,6 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 2.3 Оқу-зертханалық стендті суреттеу 2.3.1 Құрылымдық сұлба
- 2.3.2 Функционалдық сұлба
- 2.4 Control Builder F программалау ортасымен танысу. Программа листингі
- 3.1 Бизнес – жоспар
- 3.3 Маркетинг жоспары
39
2.3.1 Құрылымдық сұлба Автоматтық басқару жүйесінің құрылымдық сұлбасы - жүйені автоматтық басқаруды өзара байланысқан динамикалык буындардан тұратын сұлба түрінде ұсыну; буындардың әркайсысы өзінің берілістік қызметімен сипатталады (2.5 сурет).
2.5 сурет – Стендтің құрылымдық сұлбасы
40
процессті түсiндiретiн құжат немесе (қондыру) бұйым негiзiнен. Функционалды сұлба жеке түрлi бiртұтас функционалдық блок ағатын процестердi (түсiндiретiн материалмен) экспликацияны болып көрiнедi және құрылғы шынжырлары (2.6 сурет).
2.6 сурет – Стендтің функционалдық сұлбасы
41
Электрлік сұлба - бұл шартты график түрiнде қызмет ететiн (үлгi) график түрiнде бейне және электр құрылғы элементтердiң арасындағы байланыстардың (таңбашалар ) әрiптiк - цифрлы белгiлерi (2.7 сурет).
2.7 сурет – Электрлік сұлбасы 42
листингі Стандартты ПК конфигурация үшін инженерлік станция, ал портативті үшін - орнату және орны бойынша қолданылуы мүмкін. Control Builder F бағдарламалық пакеті – автоматты конфигурация функциясының көмекші құралы ғана емес және (DigiVis) интерфейсінің операторы. Сонымен қатар жоғары әсерлі орнату үрдісінің құралы. Control Builder F – бағдарламаның конфигурация және компиляция үшін өте ыңғайлы, МЭК 61131-3 стандартына негізделіп, арасындағы графикалық бағдарламалау әдістерін анықтайды. Freelance барлық жүйені интерактивті (Freelance 800F жүйесінің қосылған режімінде),немесе автономды (жүйе қосылмаған) конфигурациялауға болады. Автономды конфигурация үшін ешқандай үрдісті станцияның қажеті жоқ. Жасалған қолданбалы бағдарлама барлық уақытта берілген жүйемен жүктелуі мүмкін. Жоғарыдағы сипаттама FOUNDATION Fieldbus конфигурация шинасына кіреді. Control Builder F қосымша тарату құрылғыларымен тіпті бұл құрылғыларсыз да қолданылуы мүмкін. Control Builder F келесі төмендегі параметрлердің конфигурациясы көрсетілген: 1. Шина автоматтандыру функциялары мен параметрлерін конфигурац- иялау үшін бірыңғай бағдарламалық қамтамасыз ету құралы, көрсетілімдер мен журналдар бар оператор интерфейс. 2. Графикалық конфигурация МЭК 61131-3 стандарты бойынша қуатты реакторлар арасында мынадай кез келген тілде: функционалдық сұлба блогы (FBD), команда тізімі (IL), тізбек сұлбасы (LD), тізбектей басқарылатын сұлба (SFC - ПЛУ), структуралық мәтін (ST) түрінде болады. 3. Функционалдық
блок кітапханасы, базаның көлемін әлдеқайда жоғар- ылатып, МЭК 61131-3 блогын, 220-дан астам сыналған және тексерілген функцияларды қамтиды. 4. Жалпы макрос кітапханасы, қолданушымен толтырылған 200 астам графикалық символдардан тұрады. 5. Автоматты функция тексерісі арқылы қателерді жеңіл әрі тез табады. 6.
Ыңғайлы анықтамалық, жеңіл айнымалы және кез келген редакторда графикалық жұмыс жасауға мүмкіндік беретін функция. 7. Импорт және экспорттық бағдарлама, қызметтер, айнымалы, үрдіс нүктесі және жоба бөлігі болып табылады.
2.4.1 Айнымалылар кестесі. Айнымалылар кестесі Control Builder F программа комплексінің бір бөлігі болып келеді. Айнымалылар кестесі олардың абсолютті адресін құрайтын салыстырмалы айнымалылардың адрестерін көрсетеді. Кесте бағдарламаны ыңғайлы оқу үшін құрылған. Айнымалылар кестеде жалпы бағдарламаға қажетті барлық параметрлер көрсетілген және оның қысқаша түрде түсініктемесі берілген. Айнымалылар кестесі кіріс айнымалыларының 43
басқаруға және шығыс айнымалыларын бақылауға негізделген. Кестені ең қажет деген кіріс және шығыс адрестерінен, символдардан толтырып бастау керек. Айнымалылар кестесі 2.8 суретте келтірілген.
2.8 сурет – Айнымалылар кестесі 2.9 сурет - Control Builder F программалау ортасының бағдарламалау ортасы
44
2.10 сурет - Стенд жұмысын басқару алгоритмі
2.4.2 Программа листингі. Программа листингінде көрсетілгендей, айнымалыларды енгізіп алып, ары қарай СВF ортасында LD тілінде процестің программасын жазамыз. Мұнда автоматты түрде стендті өшіріп-қосу амалдары жасалған. Аналогтан келген датчиктер мәнін маштабтау жасалды. Маштабтау мәні арнайы Control Builder F блогында жасалған. Шыққан мәндер кесте түрінде көрсетілген.
45
2.11 сурет - Программа листингі. Аналогты сигнал маштабы .
Builder F өз жеке қолданбалы стандарттарын қалыптастыруға мүмкіндік беретін соншалықты жетілдірілген шешім, ол түрліше қосымшаларда қайтадан қолдану ісін жеңілдетіп сапа мен өнімділікті жақсартады. Control Builder F бағдарламалық қамтамасыз етудің негізінде жобаның басқа бағдарламалық қамсыздандырумен нәтижелі және қарапайым өзара әрекеттесуін мүмкін қылатын ашықтық принципі жатыр. Қолданылуы: өндірісті басқару. Өндірістік машиналар мен желілер. Ғимараттарды атоматтандыру.
SCADA-ның салыстырмалы анализі. GENESIS32 скада жүйесінің сипаттамасы және визуализация көрінісі SCADA - бұл «Supervisory Control And Data Acquisition» - диспетчерлік басқару және мәліметтер қоры болып табылады. Яғни SCADA жүйесінде адам мен компьютер арасындағы байланыс интерфейсі көрсетіледі, онда негізгі параметрлерінің орындалуы, көптеген компоненттердің бір бірімен байланысы, программалық жабдықтамада жазылған жүйенің басқару 46
блоктары мен жұмыс жасауы көрсетіледі. SCADA жүйесі өзінің бірнеше программалық жабдықтамадан тұратын өнімдерін шығарған: Genesis , Master Scada, Trase Mode, Wincc, т.б 2.5.1 DigiVis SCADA жүйесі. DigiVis – бұл программалық пакет, Freelance 800F жүйесінде жұмыс істейтін ПК операторлық станция болып келеді. DigiVis MS-Windows стандартына сәйкес қолданушыға қолайлы интерфейс графикамен қамтамасыз етеді. Freelance 800F жүйесінде 100-ге жуық операторлық станцияны басқарып және визуализациясын қолдануға болады.
2.12 сурет - DigiVis орталығы
/SCADA бүкіл пакетін қамтамасыз етып және кез-келген өндірістік орындарында, мұнай саласында, газ, химиялық өндірістерінде, энергетикада кеңінен қолданысқа ие болатын программалық пакет.
47
2.3 кесте – SCADA-ның салыстырмалы анализі. SCADA Артықшылықтары Кемшіліктері
DigiVis SCADA жүйесі 1. 100-ге жуық операторлық станцияны басқара алады. 2. Тag оңай байланысады. 3. Кез-келген басқару батырмаларын жасап шығуға болады. Windows ХР пакетте ғана жұмыс жасайды. Кітапхана жабдықтары өте аз.
GENESIS32 SCADA жүйесі
1.ОРС серверді оңай және
қиындықсыз байланысады. 2.Кітапхананың жабдықтары өте көп. 3.Операторлық станцияны басқару өте қолайлы. 4.Web
арқылы байланыс жасау мүмкіндігі бар. Windows7 максималды пакетте жұмыс
жасайды.
2.3 кестедегі салыстырмалы сипаттамаларға сәйкес жұмыс жасауға GENESIS32 SCADA жүйесі қолайлы деп танылды. 2.5.2 Визуализация көрінісі. Бағдарламада жазылған нәтижені графикалық түрінде шығару үшін диспечерлік пункті жобалау бағдарламалық өнімдердің бірі GENESIS32 SCADA жүйесі жүйесін құрамыз. Ол үшін OPC тармақшасынан “ОРС-S” объектін таңдап аламыз. Бағдарлама визуализациясын жасауға қажетті терезені таңдап алғаннан соң, осы ортада қажетті графикалық пішіндерін қолдана отырып, оқу-лабораториялық стендінің үлгісін GENESIS32 SCADA жасаймыз. Осы терезе арқылы орнатылған датчиктердің мәндерін көруге мүмкіндік аламыз (2.13 сурет).
48
2.13 сурет - GENESIS32 SCADA жүйесіндегі визуализация көрінісі 2.6 Тегеуірінің идентификациялық сипаттамасын есептеу Трубопроводті жүйесін модельдеудің бір есептеу бөлігі ретінде сораптың модельдеуі қарастырылады. Сорапты модельдеу кезінде ең басты тегеуірін сипаттамасы қолданылады (Н тегеуірін Q шығынға тәуелділігі). Осыған орай сораптың тарихи параметріне сәйкес тегеуірінің-идентификация сипаттамасын есептеуге болады. Сораптың ең қарапайым жұмыс режимін – ағын бөлігіндегі кавитациондық құбылыссыз аламыз. Сораптың кірісіндегі кавитация сұйықтықтың тербелiстерiн даңғыл жолда өзiндiк жиiлiкте айтады, ал кейде сораптың күшейту коэффицентіне, былайша айтқанда сораптың шығысындағы қысымның амплитудалық тербелісінің кірісіндегі амплитуда қарым-қатынасын айтады. Сорапта сұйық ағыны математикалық модельдiң қалыптастыруында сұйықтық сығымдылықты асыра отырып, өйткенi көнгiштiкпен ағын бөлiкте
49
сұйықтықтың жылдамдығы әжептәуiр үлкен боп келеді. Және сораптың ең қарапайым жұмыс режимін – ағын бөлігіндегі кавитациондық құбылыссыз аламыз. Мұндай жорамал кезінде қысым құламасының сорап арқылы жасалған көпмүше арқылы анықталады:
, (2.1) 2.14 сурет - Ортадан тепкіш сорап сұлбасы
мұнда А
1, А 2, А 3 — Сораптың тегеуірін сипаттамасының коэффиценті; Q – Сорап арқылы мөлшер шығыны; N – 1 минуттағы айналу саны; р
1, р 2 — кіріс пен шығыстағы сораптың қысымы. Біздің жұмыста үш белгісізі бар сызықты теңдеулер жүйесін матрица әдісімен (кері матрица әдісі) шешу:
, (2.2) мұнда H — тегеуірін; Q — шығын м 3 /ч; a 0,
a 1,
a 2,
a 3 — тұрақты коэффициенттер. Зерттеулер нәтижелері келесі 2.15 суретте көрсетілген.
51
Дипломдық жұмыста сұйықтықтардың динамикалық қасиеттерін өлшеуге арналған автоматтандырылған зертханалық стендті қарастырылады.
Қоршаған орта сипаттамасы бойынша мұндай қондырғылар бөлмелері жоғарғы ылғалды бөлме болып келеді. Қазіргі заман талабына сай барлық кәсіпорын мекемелері автоматты басқару жүйесіне көшіп келеді. Соған байланысты бардық технологияны автоматтандыру, өндірісті жобалау, жұмыс деңгейін жоғарлату ең маңызды мәселенің бірі болып отыр.
Бизнес – жоспардың мақсаты құрылған автоматты басқару жүйесінің құрылыстық-пайдалану шығындарын есептеу мен экономикалық тиімділігін анықтау. а) Автоматтандыру жүйесін құру және ендіру үшін 1519096 тенге ақша қажет.
б) Автоматтандыру жүйесін эсплуатациялау үшін 313020,208 теңге ақша қажет. 3.2 Өнім Автоматты басқару жүйесі сорғы көмегімен сұйықтықтарды бір жерден екінші жерге тасымалдау үшін құрылған. Автоматтандыру жүйесін құру үшін келесідей қондырғылар таңдалған: 1.
2.
Түрлендіргіш қысым датчигі 2600т моделі 264DC; 3.
CONTROL VZF 50 типті су шығыны датчигі; 4.
Қысым датчигі; 5.
PO25-14DK сорғы; 6.
СВУ-15И типті счетчигі; 3.3 Маркетинг жоспары Құрылған зертханалық стенд автоматтандырылған өндіріс орындарында кеңінен қолдануға арналған. Басты маркетинг жоспарына бұл стендті АСУТП мамандығында оқитын студенттерге жұмыс жасауға арналған.
52
3.4.1 Автоматтандыру жүйесін құруға кеткен капиталдық шығындар Автоматтандыру жүйесін құруға кеткен капиталдық шығындар келесіден тұрады: а) оқытушылардың еңбек ақысы (әлеуметтік қажеттілікке кеткен шығындарды қосқанда); б) автоматтандыру құралдарына кеткен шығындар; в) монтажға кеткен шығындар. Автоматтандыру жүйесін құру және үйрену үшін келесі жұмысшылар қажет:
Оқытушының пәндерінің аты Саны, адам
Енгізу мерзімі, ай
Айлық еңбекақысы, теңге Барлығы, теңге Инженер-жобалаушы
СТжБМК
БЖМК
1
1 1 2 1
1 180 000
110 000
90 000
360 000
110 000 90 000
Барлығы жалпы C : 560 000 Аударылымдарды есептегендегі еңбекақы келесіні құрайды:
100 ) 100
каж. леу а
оры к зейн. жалпы , (3.1)
мұндағы С жалпы. – оқытушылардың еңбек ақысы, тенге; Н зейн.қоры – зейнетақы қорына кететін шығын нормасы, %; Н әлеу.қаж. – әлеуметтік қажеттілікке кететін шығын нормасы, %. Зейнетақы қорына кететін шығын нормасы – 10%, әлеуметтік қажеттілікке кететін шығын нормасы – 11%.
өңд.е.а. = (560000 – 56000)*0,11+560000=615440 тг. Ескерілмеген құрылғыларға кеткен капиталдық шығындарды жалпы құнының 5%-не тең деп аламыз:
ескерілм.құр. =С құр. *0,05 (3.2) С ескерілм.құр. = 688500*0,05 = 34425 тг. 53
3.2 кесте - Автоматтандыру жүйесінің құралдарына кететін шығындар Жабдық түрі Жабдық аты Мөлшері, дана
Бір дананың
ө.қ,тг. Жалпы
ө.қ,тг. Контроллерлер және комплектілері Орталық процессор ABB – AC 800F 1 90 000
90 000 Бағдарламалаушы контроллер ABB
FieldController 800 1 70 000 70 000 Аналогты кіріс/шығыс модулі EthernetIEEE802.1 1 50 000
50 000 Жады микрокартасы 512 Кбайт 1 30 000
30 000 USB адаптері 2.0--RS-232/485 1 50 000 50 000 Қорек көзі PS 307 2A 1 50 500 50 500 Бағдарламамен қамтамасыздандыру
GENESIS
1 15 000
15 000 Компьютерлер және комплектілері: компьютер Pentium IV 1 80 000
80 000 принтер
Hp 1100 1 40 000 40 000 Барлығы есептеу техникасына кеткен шығындар (С ет ) :
475 500 Түрлендіргіш қысым датчигі 2600т 264DC 1 90 000
90 000 Су шығыны датчигі CONTROL VZF
50 1 40 000 40 000 Қысым датчигі 1 20 000
33000 Айналмалы сорғы PO25-14DK 1 40 000 40 000 Счетчик
СВУ-15И 1 10 000 10 000 Автоматтандыру құралдарына кеткен шығын қорытындысы (С құр.
): 688 500
Автоматтандыру құралдарына және құрылғыларына кеткен капиталдық шығындардың жалпы құны:
жалпы =С ескерілм.құр.. +С құр. (3.3) С жалпы = 34425+688500 =722925 тг. Құрылғылардың монтажына кеткен шығындар капиталдық шығындардың 25%-ін құрайды:
С монт. = С жалпы * 0,25 (3.4) С монт. = 722925* 0,25= 180731 тг. 54
Автоматтандыру жүйесін құруға және ендіруге кеткен капиталдық шығындар:
Автоматтандыру жүйесін эксплуатациялауға кеткен шығындар ABB фирмасының есептеу техникасының амортизациялық норма көлемі 20% көлемінде орнатылды:
ет. = С ет. *0,2 = 475500*0,2 = 95100 тг. (3.6)
а) Өлшеу құрылғыларының амортизациялық норма көлемі 21% құрайды, яғни
А өлшеу құр. = (С түр. қыс.датч. +С су шығ.датч. +С қысым дат. )*0,21, (3.7)
мұндағы С түр. қыс.датч. – түр. қысым датчигінің жалпы өзіндік құны; С cу шығ.датч. – cу шығыны датчигінің жалпы өзіндік құны; С қысым дат. – қысым датчигінің жалпы өзіндік құны.
өлшеу құр. = (90000+40000+20000)*0,21 = 31500 тг.
б) Құрылғылардың амортизациялық норма көлемі 15,5% құрайды: А құр. = (40000+10000)*0,155=7750 тг.
Бақылау-өлшеу құрылғыларына кеткен амортизациялық аударылымдар суммасы келесіні құрайды:
бөқ = А өлшеу құр.. + А құр.
(3.8)
А бөқ = 31500 + 7750 = 39250 тг.
Есептеу техникасы және төменгі автоматика құрылғыларына кеткен жалпы амортизациялық аударылымдар көлемі келесіні құрайды:
жалп. = А ет + А бөқ
(3.9)
жалп. = 95100 + 39250 = 134350тг. 55
Автоматтандыру құралдарының және есептеу техникасының ағымдық жөндеу жұмыстарына кеткен шығыны автоматтандыру жүйесін құруға кеткен капиталдық шығын көлемінің 2,5%-ын құрайды.
(3.10)
С
Автоматтандыру жүйесінің құрылғыларын жабдықтауға кеткен шығын көлемі автоматтандыру жүйесін құруға кеткен капиталдық шығын көлемінің 2,3%-ын құрайды.
С құр.ж. = 1519096* 0,023 = 34939,208 тг.
Электроэнергияға кеткен шығын келесіні құрайды: Р эл =
Мұндағы
W – автоматтандыру құралдары мен есептеу техникасының тұтынатын қуаты. Төлқұжаттық деректер бойынша анықталады және 1,2 Квт/сағ-қа тең; t –тәулік ішіндегі жұмыс сағатының көлемі – 24 сағат; k –қуатты қолдану коэффициенті – 0,85; n –басқарушы кешендердің саны – 1; m –1 жыл ішіндегі жұмыс күндерінің саны – 360.
1 КВт/сағ қуаттың құны 12 тенге, онда 1 жыл ішінде электроэнергияға кеткен шығын мынаған тең:
эл.э. = Р эл. *12
(3.13) С эл.э. = 8812,8 * 12 = 105753,6 тг.
Автоматтандыру жүйесін эсплуатациялауға кеткен қорытынды шығындар мынаған тең:
эк. =А жалп. + С ағым.ж.ж.. + С құр.ж. + С эл.э.
(3.14)
|