- •Автоматизированные информационно-управляющие системы Учебное пособие
- •Оглавление
- •Часть I. Автоматизированные информационно-управляющие системы Основные понятия
- •Глава 1. Информационно-управляющие системы реального времени §1.1. Особенности информационно-управляющих систем реального времени
- •1.1.1. Определение и основные характеристики информационно-управляющих систем реального времени
- •1.1.2. Операционные системы реального времени
- •1.1.3. Обзор систем реального времени
- •§1.2. Построение информационно-управляющих систем реального времени на базе операционной системы qnx
- •§1.3. Scada – системы
- •§1.4. Scada – система trace mode
- •1.4.1. Обзор системы trace mode
- •1.4.2. Функциональная структура пакета
- •1.4.3. Обзор внедрения системы trace mode
- •§1.5. Программно-технический комплекс DeltaV
- •1.5.1. Обзор системы DeltaV
- •1.5.2. Концепции системы DeltaV
- •1.5.3. Программные приложения DeltaV
- •§1.6. Программно-технический комплекс Квинт
- •1.6.1. Описание
- •1.6.2. Структура программно-технического комплекса Квинт
- •1.6.3. Архитектура
- •1.6.4. Контроллеры
- •1.6.5. Рабочие станции
- •1.6.6. Сети
- •1.6.7. Система автоматизированного проектирования асу тп
- •1.6.8. Примеры внедрения
- •§1.7. Системы автоматизации фирмы Siemens8
- •1.7.1. Состав программно-технического комплекса Totally Integrated Automation
- •1.7.2. Примеры автоматизации технологических процессов9
- •§1.8. Системы автоматизации фирмы авв10
- •1.8.1. Основные направления деятельности
- •1.8.2. Системы управления, предлагаемые авв Автоматизация в России
- •Глава 2. Обеспечивающие подсистемы информационно-управляющих систем и их характеристики §2.1. Программное обеспечение управления процессами
- •2.1.1. Реализация языков программирования стандарта мэк 6-1131/3 в системе trace mode
- •2.1.2. Описание языков программирования
- •2.1.3. Реализация регуляторов и объектов управления в scada-системе TraceMode
- •§2.2. Программное обеспечение секвенциально-логического управления
- •2.2.1. Программируемые логические контроллеры
- •2.2.2. Языки программирования логических контроллеров
- •2.2.3. Пример реализации секвенциально-логических алгоритмов в trace mode
- •§2.3. Средства идентификации и оптимизации
- •2.3.1. Идентификация характеристик технологических объектов
- •2.3.2. Идентификация характеристик технологических объектов с использованием стандартных методов Excel
- •2.3.3. Решение задачи оптимизация технологических объектов
- •§2.4. Средства интеллектуального анализа данных
- •2.4.1. Общие представления о Data Mining13
- •2.4.2. Задачи Data Mining
- •2.4.3. Классы систем Data Mining
- •2.4.4. Основные этапы Data Mining
- •Глава 3. Проектирование информационно-управляющих систем §3.1. Основные проблемы, системный подход и последовательность разработки
- •§3.2. Адаптация информационно-управляющих систем к области применения
- •§3.3. Информационные технологии проектирования иус
- •§3.4. Концепции информационного моделирования
- •Часть II. Примеры автоматизированных информационно-управляющих систем в управлении энергетической эффективностью технологических процессов
- •1. Оперативное управление технологическими процессами с прогнозом показателей энергетической эффективности16
- •2. Оперативное управление потоками энергетических ресурсов в производственных сетях с учетом динамики их аккумулирования19
- •3. Автоматизированная система диспетчерского управления теплоснабжением зданий на основе полевых технологий20
- •4. Паспортизация промышленных потребителей топливно-энергетических ресурсов с использованием средств автоматизации21
- •5. Оперативное управление экономичностью водяных тепловых сетей на основе макромоделирования22
- •Подсистема автоматизированного анализа режимов теплоснабжения
- •Методика анализа режимов тепловых сетей на основе макромоделирования
- •Программное обеспечение анализа режимов тепловых сетей на основе макромоделирования
- •6. Оперативное регулирование экономичности горения в энергетических котлах24
- •7. Автоматизированный мониторинг тепловой экономичности оборудования электрических станций 27
- •Резервы тепловой экономичности котлов
- •Показатели энергетических ресурсов турбоагрегатов
- •Резервы тепловой экономичности турбоагрегатов
- •Оптимальное использование пара
- •8. Оптимизация нагрузки параллельно работающих турбоагрегатов по данным эксплуатации при неполных исходных данных28
- •Постановка задачи оптимизации
- •Решение задачи оптимизации
- •Программа «тг-пар»
- •Пример работы программы
- •9. Автоматизированная информационная система мониторинга остаточного ресурса энергетического оборудования30
- •Методика оценки обобщенного остаточного ресурса энергетического оборудования
- •Алгоритм оперативной оценки обобщенного остаточного ресурса энергооборудования с учетом состояния металла
- •Программное обеспечение аис «Ресурс»
- •10. Автоматизированное управление процессами в охладительных установках электрических станций35
- •Факторы, влияющие на охлаждение
- •Устройство и основные характеристики градирен
- •Оптимизация работы башенных градирен
- •11. Автоматизированная компрессорная установка41
- •Математическое описание объекта управления
- •Анализ вариантов установки пароструйного компрессора для подачи пара в деаэраторы энергокорпуса
- •Автоматизированная система управления пароструйным компрессором
- •12. Лингвистический подход к оптимизации управления вельц-процессом45
- •Алгоритм выделения области Парето-оптимальных режимов в информационной базе данных
- •Нечеткие зависимости (лингвистические правила) в управлении процессом вельцевания
- •13. Энергетический менеджмент производства огнеупоров48
- •Приложение. Обзор промышленных сетей
- •1. Протокол передачи данных modbus50
- •2. Протокол передачи данных bitbus
- •3. Протокол передачи данных anbus
- •4. Протокол передачи данных hart
- •5. Протокол передачи данных profibus52
- •5.1. Независимые от поставщика взаимодействия между промышленными объектами (Fieldbus Communication).
- •5.2. Семейство profibus
- •5.3. Основные характеристики profibus-fms и profibus-dp
- •5.3.1. Архитектура протокола profibus
- •5.3.2. Физический Уровень (1) протокола profibus
- •5.4.1. Прикладной Уровень (7)
- •5.4.2. Коммуникационная модель
- •5.4.3. Объекты коммуникации
- •5.4.4. Сервисные функции fms
- •6. Полевая шина foundation Fieldbus53
§1.7. Системы автоматизации фирмы Siemens8
Торговая марка SIMATIC широко известна во всем мире, как синоним программируемых логических контроллеров. Сегодня под именем SIMATIC представляются системы комплексной автоматизации (Totally Integrated Automation - TIA), позволяющие создавать управляющие комплексы любой степени сложности на базе стандартных компонентов. В основу построения таких систем положены следующие принципы:
1. Единые способы хранения и обработки данных. Все данные вводятся один раз и хранятся в единой базе данных проекта. База данных проекта доступна на всех уровнях управления любым инструментальным средствам SIMATIC.
2. Единые способы конфигурирования и программирования, диагностики и отладки. Все компоненты и системы конфигурируются, программируются, запускаются, тестируются и обслуживаются с использованием простых стандартных блоков, встроенных в систему разработки. Все операции выполняются с использованием единого интерфейса и единых инструментальных средств.
3. Единые способы организации промышленной связи. Соединения могут быть легко модифицированы в любое время в любом месте. Различные сетевые решения конфигурируются просто и единообразно.
1.7.1. Состав программно-технического комплекса Totally Integrated Automation
SIMATIC Totally Integrated Automation объединяет в своем составе:
1. Микросистемы автоматизации (Микросистемы LOGO!, S7-200, SITOP).
Микроконтроллеры SIMATIC S7-200 и универсальные логические модули LOGO! Позволяют создавать автоматизированные системы начального уровня. Их можно использовать в общей системе, включая сети Ethernet и Profibus (SIMATIC S7-200), а также через AS-Interface (LOGO!).
2. Программируемые контроллеры SIMATIC S7.
SIMATIC отражает современный уровень развития техники ПЛК. Наличие структурированного программирования вместе со стандартными функциональными блоками для создания библиотек программного обеспечения предоставили функциональную гибкость и расширение спектра использования.
3. Быстрое цифровое управление SIMATIC TDC.
4. Распределенная периферия SIMATIC ET200.
Программируемые контроллеры SIMATIC позволяют создавать распределенные системы автоматического управления, в которых широко используются станции распределенного ввода-вывода ET 200. В SIMATIC S7/C7 реализована технология построения распределенных систем ввода-вывода. Для построения распределенных конфигураций ввода-вывода используются станции распределенного ввода-вывода ЕТ 200, а также различные приборы полевого уровня.
5. Программируемы контроллеры SIMATIC S5.
SIMATIC S5 – название, под которым уже много лет подразумевается: управление, программаторы, интеллектуальные переферийные модули, системы для управления и контроля и каждая линейка предлагает целый ряд вариантов для индивидуальных решений. Эта градация возможностей является сильной стороной семейства SIMATIC S5.
6. Программное обеспечение SIMATIC.
Промышленное программное обеспечение SIMATIC – это система тесно связанных инструментальных средств для программирования и обслуживания систем автоматизации SIMATIC S7/C7, а также систем компьютерного управления SIMATIC WinAC. Эти инструментальные средства содержат исчерпывающий набор функций, необходимых для всех этапов разработки и эксплуатации систем автоматического управления.
7. Системы визуализации SIMATIC HMI.
SIMATIC HMI - это широкий спектр аппаратуры и программного обеспечения, позволяющий создавать эффективные системы человеко-машинного интерфейса.
8. Программное обеспечение SIMATIC HMI
Программное обеспечение систем человеко-машинного интерфейса включает в свой состав программное обеспечение конфигурирования панелей оператора и текстовых дисплеев, программное обеспечение визуализации, SCADA систему SIMATIC WinCC, программное обеспечение для построения систем технической диагностики.
9. Промышленные сети SIMATIC NET
Сетевые решения систем автоматизации SIMATIC базируются на использовании общепризнанных международных стандартов организации обмена данными и обслуживания устройств децентрализованной периферии:
Industrial Ethernet (IEEE 802-3 и IEEE 802.3u) – международный стандарт организации обмена данными на верхних уровнях управления через локальные или глобальные информационные сети.
PROFINET (IEC 61158) – новый открытый коммуникационный стандарт, который существенно расширяет функциональные возможности обмена данными и охватывает широкий спектр требований по использованию Ethernet в системах автоматизации.
PROFIBUS (IEC 61158/EN 50170) – международный стандарт построения сетей полевого уровня.
AS-Interface (EN 50295) – международный стандарт организации связи с датчиками и приводами.
EIB (EN 50090, ANSI EIA 776) – сеть для автоматизации технических систем зданий и сооружений.
SINAUT ST7 – организация распределенных систем мониторинга и управления технологическим процессом в распределенных конфигурациях на основе станций управления SIMATIC S7 с использованием сети WAN (Wide Area Network)
10. Система управления процессами SIMATIC PCS7.
SIMATIC PCS 7 – это система управления производственными процессами, полностью отвечающая требованиям концепции Totally Integrated Automation. SIMATIC PCS 7 создает уникальную открытую платформу для внедрения современных, экономически выгодных, ориентированных на перспективу решений в области автоматизации производственных предприятий.
11. Производственные сенсоры SIMATIC Sensors.