Проектирование АСУ ТП в Тольятти — автоматизация технологических процессов

Автоматизация технологического процесса начинается не с программирования контроллера, а с понимания самого процесса.

Необходимо определить, что именно требуется контролировать и управлять, какие параметры измерять, какое оборудование использовать и каким должен быть алгоритм работы системы.

АСУ ТП позволяет объединить технологическое оборудование, средства измерения, исполнительные механизмы и программное обеспечение в единую систему управления.

Проектирование системы автоматизации может потребоваться при:

• строительстве нового производственного объекта;
• создании новой технологической линии;
• модернизации существующего оборудования;
• замене устаревшей системы управления;
• автоматизации отдельных технологических установок;
• подключении нового оборудования;
• необходимости централизованного контроля процесса;
• снижении количества ручных операций;
• необходимости сбора и хранения технологических данных.

Автоматизация может охватывать всю технологическую линию или отдельную установку.

Состав проекта зависит от технологического процесса и поставленной задачи. Обычно работа начинается с анализа объекта и разработки общей архитектуры системы.

Анализ технологического процесса
Перед проектированием необходимо понять:

• как работает оборудование;
• какие параметры необходимо контролировать;
• какие операции выполняются автоматически;
• какие действия выполняет оператор;
• какие аварийные ситуации возможны;
• какие данные необходимо получать и хранить.

На этом этапе формируется логика будущей системы.

Архитектура системы автоматизации
Определяется, как отдельные элементы системы будут взаимодействовать между собой.
В зависимости от задачи архитектура может включать:

Полевое оборудование → КИПиА → Шкафы управления → ПЛК → Сеть передачи данных → SCADA/АРМ оператора.

Также могут предусматриваться связи с другими системами предприятия.

ПЛК и контроллерное оборудование
Программируемый логический контроллер получает информацию от датчиков, обрабатывает ее и формирует команды исполнительным механизмам.
В зависимости от задачи контроллер может управлять:

• насосами;
• вентиляционными установками;
• компрессорами;
• клапанами;
• электроприводами;
• технологическими установками;
• другим оборудованием.

При выборе оборудования учитываются количество сигналов, требования к надежности, интерфейсы связи, условия эксплуатации и возможность дальнейшего расширения системы.

КИПиА
Контрольно-измерительные приборы позволяют получать информацию о состоянии технологического процесса.
В зависимости от объекта могут контролироваться:

• температура;
• давление;
• расход;
• уровень;
• влажность;
• концентрация;
• положение исполнительных механизмов;
• другие технологические параметры.

На основании этих данных система автоматизации может принимать решения и формировать управляющие воздействия.

Шкафы управления
Для размещения контроллеров, коммутационного оборудования, источников питания и других компонентов проектируются шкафы управления.
В зависимости от задачи могут использоваться:

• шкафы управления;
• шкафы автоматики;
• шкафы КИПиА;
• шкафы питания;
• локальные панели управления.

В проекте определяются состав оборудования шкафа, схема подключения и необходимые элементы защиты и коммутации.

Программирование ПЛК
После определения архитектуры и алгоритмов разрабатывается программное обеспечение контроллера.
Программа может отвечать за:

• автоматический запуск и остановку оборудования;
• поддержание заданных параметров;
• управление технологическими режимами;
• обработку сигналов датчиков;
• аварийные блокировки;
• защиту оборудования;
• взаимодействие между отдельными установками.

Алгоритмы управления разрабатываются исходя из реальной логики технологического процесса, а не только перечня оборудования.

SCADA и АРМ оператора
Для визуализации технологического процесса может использоваться SCADA-система.
Оператор получает возможность видеть:

• текущее состояние оборудования;
• технологические параметры;
• аварийные сообщения;
• состояние исполнительных механизмов;
• графики изменения параметров;
• архивы данных;
• историю событий.

В зависимости от задачи система может обеспечивать управление оборудованием непосредственно с рабочего места оператора.

Сети и обмен данными
Современная система автоматизации объединяет большое количество устройств.
При проектировании необходимо определить:

• используемые интерфейсы;
• структуру сети;
• протоколы обмена;
• состав сетевого оборудования;
• точки подключения;
• взаимодействие между контроллерами и верхним уровнем.

При необходимости АСУ ТП может обмениваться данными с другими информационными и производственными системами предприятия.

Что получает заказчик в результате проектирования
В зависимости от состава работ проект может включать:

• структурную схему автоматизации;
• схемы автоматизации;
• перечень сигналов;
• спецификации оборудования;
• схемы электрических подключений;
• схемы шкафов управления;
• описание алгоритмов работы;
• программу ПЛК;
• проект SCADA;
• документацию на оборудование;
• материалы для монтажа и пусконаладки.

Конкретный состав документации определяется задачей и стадией проектирования.

Не всегда необходимо полностью менять систему автоматизации.
При модернизации сначала анализируется существующее оборудование и программное обеспечение.
Определяется:

• что можно сохранить;
• что необходимо заменить;
• какие элементы устарели;
• какие функции необходимо добавить;
• как выполнить переход на новую систему.

АСУ ТП может применяться не только непосредственно для производственной линии.
Автоматизировать можно, например:

• насосные станции;
• системы водоснабжения;
• вентиляционные установки;
• компрессорные станции;
• системы подготовки воды;
• отдельные инженерные установки.

В этом случае автоматизация позволяет контролировать работу оборудования, управлять режимами и получать информацию о состоянии системы.

Для предварительной оценки проекта желательно предоставить:

• описание технологического процесса;
• технологическую схему;
• перечень оборудования;
• существующие схемы автоматизации;
• перечень контролируемых параметров;
• информацию о датчиках и исполнительных механизмах;
• требования к управлению;
• требования к SCADA;
• информацию о существующей системе автоматизации;
• планы помещений и расположение оборудования.

Если готового ТЗ нет, можно начать с описания задачи в свободной форме.

«ИР-ИНЖИНИРИНГ» занимается проектированием и реализацией систем автоматизации технологических процессов.
В рамках направления выполняем:

• проектирование АСУ ТП;
• проектирование КИПиА;
• разработку алгоритмов управления;
• программирование ПЛК;
• разработку SCADA;
• проектирование шкафов управления;
• подбор и поставку оборудования;
• монтаж;
• пусконаладочные работы;
• модернизацию существующих систем.