POČÍTAČOVÉ ŘÍZENÍ TECHNOLOGICKÝCH PROCESŮ

Měřicí a řídicí technika – přednášky Praha - ZS 2010/11

POČÍTAČOVÉ ŘÍZENÍ TECHNOLOGICKÝCH PROCESŮ • • • • •

účel a funkce základní struktury technické a programové vybavení komunikace s operátorem zavádění a provoz počítačového řízení

Počítačový řídicí systém

Hierarchická struktura řídicího systému podniku

ERP MES SCADA HMI

strategické řízení a plánování řízení výroby dohlížecí řízení

ekonomické řízení sběr dat, optimalizace, inteligentní řízení ...

komunikace s operátorem

DCS řídicí smyčky

distribuované řízení technologie

polní instrumentace TECHNOLOGICKÉ ZAŘÍZENÍ

>

Funkce počítačového řídicího systému • • • • •

měření veličin v technologickém procesu a jejich kontrola stabilizace hodnot technologických parametrů (regulace) logické řízení procesu archivace informací o průběhu procesu analýza procesu za účelem předcházení mezním a havarijním situacím

• informování operátora o průběhu procesu a příjem a zpracování jeho povelů

• realizace vyšších řídicích algoritmů

(řízení podle modelu, optimalizace, inteligentní řízení, ...)

• poskytování dat do informačních databází

>

FTOP-10P-Počítačové řízení

1/8


Přínosy počítačového řízení • • • • • • •

zvýšení produktivity procesu zvýšení kvality výrobků zvýšení bezpečnosti procesu maximální eliminace chyb obsluhy zdokonalení informačního systému úspora pracovních sil zvýšení kultury práce

>

Struktury počítačových řídicích systémů

Způsoby připojení procesního počítače k technologii

PROCESNÍ POČÍTAČ

w REG.

TECHNOLOGICKÝ PROCES

přímé číslicové řízení DDC

dohlížecí řízení DSC

(Direct Digital Control)

(Digital Supervisory Control)

>

Klasické schéma distribuovaného hierarchického řízení

technologie část 1

MÍSTNÍ ŘÍDICÍ POČÍTAČ 1





NADŘAZENÝ ŘÍDICÍ POČÍTAČ

pult operátora technologie

>


2/8


Technické vybavení počítačového řídicího systému

Hardwarová struktura řídicího počítače komunikace A/D A/D

analogové vstupy

D/A

POČÍTAČ

D/A

aritmet. procesor

A/D

analogové výstupy

D/A

logický procesor operační paměť

IČ inteligentní IČ čidla IČ

časovače, čítače

pulzní převodníky

hodiny sekvenč. registry

pulzní výstupy

regulátory

binární vstupy

spec. funkce

galv. odd.

binární výstupy

galv. odd.

servisní kanál

vstupní část

procesní část

výstupní část >

Hardwarová struktura moderních řídicích systémů ostatní pracovní stanice

pracovní stanice operátorů

intranet

digitální komunikační sběrnice (Fieldbus®, Profibus®)

komunikační server

procesní počítače standardní signály

servis MaR

polní instrumentace (standardní i inteligentní)

inteligentní polní instrumentace (vybavená mikroprocesorem) (podle podkladů firmy Emerson Process Management)

>

Možnosti inteligentní polní instrumentace Příklad: informace o regulačním ventilu po sběrnici Fieldbus® výběr konkrétního přístroje připojeného ke sběrnici konfigurace, nastavení hodnot parametrů pracovní charakteristika, diagnostika poruch

(podle podkladů firmy Emerson Process Management)


>

3/8


Programové vybavení počítačového řídicího systému

Programové vybavení řídicího počítače A) Procesní počítač (advanced PLC)

• princip činnosti: skenování uživatelského programu • možnost využití reálného času v řídicím algoritmu • zpracování alarmových signálů z procesu součástí řídicích algoritmů

>

Programové vybavení řídicího počítače B) Řídicí počítač na principu PC (průmyslové PC) Operační systém reálného času s přerušením

• spouštění úloh je řízeno hodinami (spouštění v určitém čase nebo s určitou periodou)

• úlohám jsou přiřazeny priority podle jejich důležitosti • programový přerušovací systém (lze přerušit úlohu nižší priority úlohou vyšší priority)

• hardwarové přerušení (spouštění určité úlohy vyvoláno signálem z procesu)

>

Programové vybavení řídicího počítače B) Řídicí počítač na principu PC (průmyslové PC) Úlohy (uživatelské programy)

• • • •

systémové (řízení základních funkcí počítače) měřicí (řízení snímání hodnot vstupů a zpracování informace) řídicí (regulace, vyšší řídicí algoritmy, nastavování hodnot výstupů) dohlížecí (sledování stavu a trendů procesu, indikace a ošetření mezních stavů)

• komunikační (komunikace s operátorem technologie, komunikace s nadřazenými a podřazenými články řídicího systému

• archivační (periodické archivace, archivace událostí, protokoly,…) • testovací (kontrola funkcí všech částí řídicího systému)

>


4/8


Práce počítače v reálném čase s přerušením Z

úloha 1

K

Z

K

Z

T1

T1

Z

úloha 2

K

K

Z

T2

úloha 3

K

Z

T3 pořadí priorit úloh:

1>2>3

Z

čas

Ti ... perioda spouštění úlohy i úloha aktivní

úloha přerušena

>

Komunikace počítačového řídicího systému s operátorem

Typy komunikace s operátorem A) informativní

• přehledová zobrazení základních a nejdůležitějších informací o celém procesu

• detailní

zobrazení podrobných informací o určité (vybrané) části procesu

B)

ovládací

• základní

určena obsluze při běžném provozu procesu

• privilegovaná

přístupná pouze vybraným pracovníkům pro nastavování parametrů procesu a řídicího systému, přístup je chráněn hesly

>

Technické zabezpečení komunikace s operátorem panel s ovládacími prvky a kontrolkami

>


5/8


Technické zabezpečení komunikace s operátorem panel s displejem a speciální klávesnicí

>

Technické zabezpečení komunikace s operátorem barevný obrazovkový displej s klávesnicí a myší

>

Ukázka přehledové komunikace

výrobní blok krystalizace cukru – krystalizátory a zásobní nádrže


>

6/8


Ukázka detailní komunikace

výrobní blok krystalizace cukru – jeden krystalizátor

>

Ukázka privilegované komunikace

řízení krystalizace cukru – parametry pro jeden krystalizátor

>

Zavádění a provoz počítačového řízení

Zavádění počítačového řídicího systému Etapy: 1.

vymezení cílů řízení

2.

volba řídicí struktury

3.

výběr technických prostředků

4.

určení koncepce programového vybavení a jeho vývoj

5.

projektová příprava instalace

6.

školení obsluhy

7.

instalace systému a zkušební provoz

8.

předání do trvalého provozu

>


7/8


Zavádění počítačového řídicího systému Personální zabezpečení:

• vedoucí týmu

(absolvent VŠCHT ÚPŘT - specialista na řízení procesů)

• technolog

(absolvent VŠCHT - specialista v příslušném oboru )

• specialista na hardware (absolvent ČVUT-FEL)

• specialista na software pro řízení

(absolvent ČVUT-FEL nebo VŠCHT - ÚPŘT)

• specialista na ekonomické řízení výroby (absolvent VŠE nebo VŠCHT - ÚEŘ)

• projektant řídicích systémů a elektro (absolvent ČVUT-FEL)

• zástupce dodavatelů komponent řídicího systému popřípadě technologického zařízení

>

Provoz počítačového řídicího systému Provozní činnosti:

• běžné řízení technologie

ovládání procesu, komunikace s operátorem, archivace, protokoly, ...

• profylaxe a technická údržba systému • programová údržba systému, popřípadě další vývoj algoritmů řízení

Personální zabezpečení provozu:

• operátor technologie podle náročnosti obsluhy buď zaškolený pracovník, nebo specialista technolog

• technik

odborník MaR, specialista elektronik (lze řešit i smluvním servisem)

• systémový programátor

specialista na programování řídicích systémů (lze řešit zakázkou) >


8/8

POČÍTAČOVÉ ŘÍZENÍ TECHNOLOGICKÝCH PROCESŮ

Recommend Documents