Комплекс технических средств автоматизации

Введение

Технические средства (ТС) определяют реально достижимые характеристики систем автоматизации и управления. Повышение требований к функциональным возможностям систем управления стимулирует разработку и производство новых поколений датчиков, контроллеров, исполнительных устройств. Современные тенденции в развитии технической базы проявляются в повсеместном внедрении «интеллектуальных» устройств автоматики на основе интегральных микропроцессорных устройств. Использование периферийных устройств с развитыми функциями в системах супервизорного контроля, сбора данных и управления привело к появлению «роботизированных» технических систем. В настоящее время распространены интеграция отдельных функций сбора, промежуточная обработка и преобразование информации в единых устройствах, построенных на базе цифровых сигнальных процессоров, программируемых логических интегральных схем, многопроцессорных модулей и модулей удаленного ввода-вывода сигналов. Развиваются быстродействующие средства сетевого сбора и обработки данных на основе последовательных протоколов передачи кодированных сигналов RS-482/485, CAN, AS и др. Совершенствование систем автоматического управления неразрывно связано с повышением надежности их функционирования, надежности входящих в них технических устройств. Становятся обязательными функции диагностики и протоколирования состояния системы управления, резервирования каналов передачи данных, распределения функций обработки информации между устройствами.
Управление каким-либо объектом – процесс воздействия на него с целью обеспечения требуемого течения процесса в объекте или требуемого изменения его состояния. Управление без участия человека называется автоматическим управлением.
Техническое устройство, с помощью которого осуществляется автоматическое управление объекта, называется управляющим устройством, а система управления совместно с объектом образует автоматическую систему управления.
Автоматизация является важнейшим фактором роста производительности труда в промышленном производстве.
К техническим средствам автоматизации относятся все устройства, входящие в систему контроля и управления, предназначенные для получения информации, ее передачи, хранения и преобразования, а также для осуществления управляющих и регулирующих воздействий на технологический объект управления.
Развитие технических средств автоматизации (ТСА) является сложным процессом, в основе которого лежат интересы автоматизированных производств потребителей с одной стороны и возможностей предприятия производителя с другой. Стимулом является повышение эффективности работы производств потребителей за счет внедрения новой техники автоматизации.
Развитие ТСА можно разделить на три характерных периода:
начальный этап;
этап комплексной автоматизации и механизации;
этап автоматических систем управления.
Назначение комплекса технических средств автоматизации
Комплекс технических средств автоматизации (КТСА) необходим для автоматизации технологических процессов (ТП) с целью оперативного контроля и управления оборудованием объекта, регулирования заданных параметров, обеспечения ПАЗ и ТЗиБ, отображения и архивирования значений параметров ТП и информации о действиях обслуживающего персонала, защиты от несанкционированного доступа [3].
КТСА обеспечивает измерение физических величин (давления, перепада давления, температуры, параметров вибрации, концентрации газа, уровня жидкости, силы, напряжения и мощности переменного тока) с помощью датчиков, установленных на технологическом оборудовании и имеющих выход в виде сигнала постоянного тока с диапазоном 0-5, 0-20, 4-20 мА или напряжения 0-5 В, от термометров сопротивления, в т.ч

. расположенных во взрывоопасных зонах. КТСА обеспечивает выдачу управляющих непрерывных электрических сигналов постоянного тока 4-20 мА на регулирующие устройства объекта управления.
Также КТСА обеспечивает выполнение [2]:
взаимодействия с другими информационно-измерительными, управляющими и смежными системами и оборудованием объекта по проводным и ВОЛС;
автоматического и дистанционного (ручного) управления технологическим оборудованием и исполнительными механизмами;
выявления отклонений технологического процесса от заданных режимов и аварийных ситуаций;
реализации ПАЗ, ТЗиБ;
управления световой и звуковой сигнализацией;
отображения необходимой информации о ходе ТП и состоянии оборудования;
формирования трендов заданных технологических параметров;
архивирования заданных технологических параметров, событий и действий оперативно-диспетчерского персонала;
защиты от НСД;
диагностики каналов связи и оборудования;
автоматического включения резервного оборудования;
сохранения настроек при отказе и отключении электропитания;
является открытой системой с гибкой архитектурой и позволяет реализовывать СА, предназначенные для выполнения широкого круга задач в составе АСУ для объектов различных отраслей промышленности.

Состав и структура КТСА
В состав КТСА входят автоматизированные рабочие места (АРМ) на базе компьютеров, шкафы с оборудованием среднего уровня и комплект оборудования нижнего уровня в соответствии спецификации поставки.
КТСА имеет трехуровневую структуру (рис. 1) [4]:
нижний уровень;
средний уровень;
верхний уровень.

Рис. 1 – Структура КТСА
Оборудование среднего уровня устанавливается в шкафы, являющиеся собранной металлической каркасной конструкцией с установленными боковыми стенками, передней и тыльной дверью. В нижней части шкафа горизонтально установлена шина защитного заземления и С-образная шина с хомутами крепления внешних кабелей, которые подводятся снизу через установленные средства уплотнения. В шкафу устанавливается лампа освещения, которая автоматически включается при открытии двери. Конструкция шкафа обеспечивает максимальные удобства для обслуживающего персонала.
Шкаф «ЦП» содержит дублированный процессор программируемого логического контроллера (ПЛК), дублированное оборудование связи с шасси ввода-вывода, дублированное оборудование Ethernet каналов связи.
Шкафы «УСО» содержат шасси ввода вывода центрального процессора