OpenSCADAWiki: Using/ Bagley Boiler1
 
English (1 Kb) English
Ukrainian (1 Kb) Українська


Система сбора и визуализации котла №1 цеха ТЭЦ

Начат: 07(июль) 2012г
Завершён: 08(август) 2012г
Расположение: г.Каменское, котлоагрегат "ТП-35–39 М №1"
Заказчик: ПАО «ЕВРАЗ БАГЛЕЙКОКС», Денис Аученков
Участники: ООО НИП "ДІЯ", Роман Савоченко
Описание: Замена ранее созданной системы диспетчеризации котла и ПЛК №1, по причине её неподдерживаемости и общего критического состояния, на окружение с OpenSCADA.
Котёл (42 Kb)


Contents

Объект автоматизации

Объектом выполнения работ выступает коксохимическое производство г.Днепродзержинск ПАО «ЕВРАЗ БАГЛЕЙКОКС», в составе которого содержится котлоагрегат "ТП-35–39 М №1" с повышением производительности до 50 т/ч. Данный котлоаграгат работает на коксовом газе (основной) и природном (вспомогательный). Производимый котлоагрегатом пар используется для ряда технологических и энергетических целей.

На котле №1 в 2002 году фирмой АО НТП "Укрпромэнерго" была установлена система централизованной диспетчеризации в составе ПЛК сбора технологических параметров и АРМ-оператора. ПЛК выполнен на основе промышленного персонального компьютера (Industrial PC) PCA-6753 фирмы Advantech. АРМ-операторы выполнен на офисном ПК. К моменту данной работы у эксплуатации возникли серьёзные проблемы с работой и поддержкой АРМ-оператора, а именно проблемы с общей "замусоренностью" операционной системы (MS Windows® 2000) и программы визуализации, запуск которой мог продолжаться часами. При этом восстановление с резервной копии не помогало и нужна была установка с начала, для чего не было дистрибутива среды визуализации. Кроме того эксплуатация жаловалась на полную закрытость и отсутствия инструментария редактирования конфигурации ПЛК и среды визуализации, что нужно для решения вопросов технологических изменений.

ПЛК, построенный на плате индустриального ПК PCA-6753, и ряд модулей расширения на ISA-шине суммарно имеют следующие характеристики:
2: CPU (PCA-6753)
Центральный процессор: Мало-потребляющий NS GXm-200 МГц (безвентиляторный)
Оперативная память: 64 МБ DIMM SDRAM
Постоянная память: SSD DiskOnChip® 2000 (16MB, DOS), IDE (40 pin, UDMA 33)
Видео подсистема: CX5530 VGA/LCD и 18-бит LCD TFT
Аудио подсистема: нет
Интерфейсы/порты: 10/100Mbps Ethernet (RTL-8139); RS-232 + RS-232/422/485 последовательные порты; 2 x USB 1.1 (хост), IR порт; LPT; Floppy
Источник питания: +5VDC ±10% @ 1.54A
Рабочие условия: 0 ... 60°C
Платы расширения
4,6: DIO-144 144DIO (ICP DAS)
7: PCL-745 2 x RS-422/485 (Advantech)
8: ACL-8113 32AI (ADLink)

Суммарно ПЛК содержит четыре последовательных порта, к которым подключены:
  1. АРМ-оператора — опрос данных ПЛК из АРМ;
  2. группа регуляторов "MiniTerm400" — реально опрос не работал и цепь интерфейса была разорвана, поскольку разработчикам исходной системы не удалось запустить обмен с ними по токовой петле.
  3. блок сигнализации БС332С — опрос, по словам эксплуатации, шёл, но явно этого не было видно;
  4. пара температурных блоков TM5103 — были просто подключены, но не опрашивались поскольку подключались после сдачи системы, а доступа к ней нет.

Программное окружение ПЛК выполнено на операционной системе DOS, в виде некоторой задачи опроса и предоставления данных на ARM.

АРМ-оператора построен на офисном ПК, класса Pentium 3 с оперативной памятью 256Мб. Программное окружение основано на операционной системе "MS Windows® 2000" и среды визуализации, написанной прямо в RAD Boralnd Delphi или C++ Builder.

Система диспетчеризации

В процессе работы была получена исходная конфигурация ПЛК и АРМ-оператора, из которых сформирована результирующая таблица параметров, их свойства и назначения на физические каналы. Суммарно система содержит 37 (из 64) аналоговых и 98 (из 288) дискретных сигналов.

На основе существующей архитектуры и оборудования была создана система диспетчеризации с архитектурой, изображённой на рисунке 1.

Структурная схема системы диспетчеризации. (170 Kb)
Рис. 1. Структурная схема АСУ ТП.


На структурной диаграмме отчётливо видно оборудование:

ПЛК

ПЛК (рис.2) конструктивно выполнен в системном блоке MiniTower (IPC-6608), где модули устанавливаются в шасси на ISA-шине. Кроме модулей непосредственно в шасси контроллер может расширяться дополнительными приборами на шинах RS-232 (COM1) и RS-485 (COM2). На данный момент к COM1 подключены два многоканальных термометра Элемер TM-5103. Состав модулей ПЛК был фактически сохранён, кроме модуля "PCL-745", который был удалён за ненадобностью:
Слот Модуль Замечание
1 PCA-6753F Процессорная плата от Advantech.
2 ACL-8113 32-каналов AI общего назначения от ADLink.
3, 4, 5 Свободен
6 DIO-144 144 каналов DIO общего назначения от ICP_DAS.
7 Свободен
8 DIO-144 144 каналов DIO общего назначения от ICP_DAS.

ПЛК PCA-6753F в системном блоке IPC-6608. (68 Kb)
Рис. 2. ПЛК PCA-6753F в системном блоке IPC-6608.


В качестве среды исполнения контроллера использована система OpenSCADA. Для добавления поддержки работы с платами фирмы Advantech в системе OpenSCADA был добавлен модуль DAQ.Comedi, использующий набор драйверов DAQ-плат Comedi. Для поддержки работы с ISA-платами фирмы "ICP DAS" к существующему модулю DAQ.ICP_DAS были добавлены заголовки структур управляющих запросов к модулям устройств в ядре Linux и непосредственная реализация поддержки этих плат.

Программное окружение контроллера основано на дистрибутива Linux "ALTLinux 5.1", ядре "Linux 2.6.29-rt-up" и "OpenSCADA 0.8.1". Выбранное ядро удовлетворяет всем предъявленным требованиям реального времени, а дистрибутив ALTLinux 5.1 позволяет собирать компактные прошивки под поставленную задачу. Окружение контроллера строилось на основе прошивки, согласно руководству здесь: http://wiki.oscada.org/Using/PLC#h802-2. К этой прошивке были отдельно собраны модули ядра Linux для платы ACL-8113 и DIO-144.

Прошивка программного окружения контроллера выполняет функции:

АРМ-оператора

Автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора выполнено на основе персонального компьютера P4-3000 и сенсорной панели PPC-L126 фирмы Advantech. Сенсорная панель врезана в шкаф контроллера.

Сенсорная панель PPC-L126. (94 Kb)
Рис. 3. Сенсорная панель PPC-L126.


Сенсорная панель PPC-L126 имеет следующие основные характеристики:
Центральный процессор: VIA Eden 667 MHz
Оперативная память: Два 168-pin DIMM сокет (128 МБ)
Постоянная память: CompactFlash типа I/II, IDE (44 pin, UDMA 33/66/100)
Видео подсистема: VIA Savage4 2D/3D/Video, сенсорный экран 12.1", фронтальная панель: IP65/NEMA4
Аудио подсистема: AC97 Ver. 2.0
Интерфейсы/порты: 10/100Mbps Ethernet (RTL-8139); 3 x RS-232 + RS-232/422/485 последовательные порты; 2 x USB 1.1 (хост); PS/2 клавиатура и мышь; LPT
Источник питания: 19VDC @ 3.3A
Рабочие условия: 0 ... 40°C

Панельный ПК имеет достаточно скромные, по современным меркам, ресурсы. Поэтому была осуществлена оптимизация программного окружения, после установки. В целом на панельном ПК отдельное внимание уделялось:

На ПК АРМ-оператора установка программного окружения производилась прямо с установочного диска, подготовленного специально для данного объекта, без специфических настроек.

Для уведомления о нарушениях на АРМ-оператора был настроен синтез речи из текста и подготовлены сообщения о нарушениях.

Конфигурация и БД проекта визуализации OpenSCADA на АРМ-оператора и панельном ПК идентичны.

Алгоритмы

Из алгоритмов на контроллере присутствуют следующие вычисление:

На стороне АРМ-оператора и панельного ПК используются стандартные шаблоны параметров.

Интерфейс пользователя

Интерфейс пользователя, по просьбе заказчика, был сохранён, для мнемосхемы, которую они чаще всего используют (использовано оригинальное статическое изображение). Остальные кадры были предложены стандартного вида для OpenSCADA и они были приняты.

На экранах дисплеев оператора, при помощи программы отображения, выводятся:

С рабочих мест оператор выполняет:

Мнемосхема. (255 Kb)
Рис. 4. Мнемосхема.


Графики. (43 Kb)
Рис. 5. Графики.


Протокол нарушений. (133 Kb)
Рис. 6. Протокол нарушений.


Протокол технико-экономических показателей. (116 Kb)
Рис. 7. Протокол технико-экономических показателей.

Результаты

Для заказчика подготовлена и передана документация в составе:

Также подготовлен оптический диск (DVD), который включает:

Работа выполнена и принята заказчиком.

Фото объекта

АРМ-оператора. (278 Kb)
Рис. 8. АРМ-оператора.


АРМ-оператора, ближе. (261 Kb)
Рис. 9. АРМ-оператора, ближе.


Панельный ПК в двери шкафа. (158 Kb)
Рис. 10. Панельный ПК в двери шкафа.

Ссылки

Referring pages: HomePageEn/Using/PLC/firmware
HomePageEn/Works/ToDo
HomePageUk/Using/PLC/firmware
Using/BagleyBoiler1
Using/PLC/firmware