ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ
advertisement
1 МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ (Технический Университет) Кафедра ИТАС ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к дипломному проекту На тему: Разработка технических и программных средств системы предсказания прорывов корочки сляба_____________________________________________________ Студент ___________________________________________________________ Руководитель проекта _______________________________________________ Допущен к защите _________________________ 201__ г. КОНСУЛЬТАНТЫ ПРОЕКТА: Специальная часть __________________________________________________ Конструкторско-технологическая часть ________________________________ Экологическая часть_________________________________________________ Охрана труда_______________________________________________________ Зав. кафедрой ________________________ МОСКВА 2013 2 Аннотация В настоящее время процесс получения заготовок из жидкой стали осуществляется на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Затвердевание стали, образование на внешней поверхности слитка корочки, осуществляется в кристаллизаторе. Для контроля процесса необходима автоматизированная система, позволяющая предсказать возможность прорыва корочки сляба. Дипломный проект посвящен разработке такой системы. В качестве датчиков используются термопары, установленные на медных стенках кристаллизатора. Блок сбора данных осуществляет прием информации от термопар и передает эти данные в контроллер обработки. Программное обеспечение контроллера обрабатывает данные в соответствии с разработанным в рамках дипломного проекта алгоритмом. На рабочей станции системы осуществляется визуализация хода процесса и архивация данных. В дипломном пректк произведен выбор технических и программных средств для решения поставленной задачи. Разработана структурная схема системы. Разработан алгоритм и программа обработки данных. 3 1. Введение................................................................................................................................................... 5 2.1 Постановка задачи. ............................................................................................................................... 6 2.1.1 Назначение и структура комплекса .......................................................................................... 6 2.1.2 Назначение комплекса «Кристаллизатор» ............................................................................... 6 2.1.3 Цели создания комплекса .......................................................................................................... 6 3 Система «Термовизор» ............................................................................................................................ 6 3.1 Описание системы ........................................................................................................................... 6 3.1.1 Назначение .................................................................................................................................. 6 3.1.2 Технические характеристики ................................................................................................... 7 3.1.3 Устройство и работа ................................................................................................................... 7 3.1.4 Структурная схема системы и назначение основных модулей .............................................. 8 3.2 Выбор технических средств .......................................................................................................... 11 3.2.1 Технология PAC........................................................................................................................ 11 3.2.2 Описание модулей сбора данных I-8000................................................................................ 13 3.2.3 Выбор термопар для контроля температур стенок кристаллизатора. ................................. 14 3.2.4 Описание протокола обмена данными DCON....................................................................... 17 3.3 Выбор системного и инструментального ПО ............................................................................... 20 3.3.1 LabVIEW фирмы National Instruments ................................................................................... 20 3.3.2 Установка приоритетов в Виртуальных Инструментах (ВИ) .......................................... 21 3.3.3 Распределение ВИ в системе исполнения ........................................................................ 22 3.3.4. Совместная работа ВИ, критичных по времени. ............................................................ 23 3.3.4.1 Глобальные переменные ............................................................................................... 23 3.3.4.2 Функциональные глобальные переменные ................................................................ 23 3.4 Разработка ПО ................................................................................................................................. 25 3.4.1 Требования к ПО системы «Термовизор».............................................................................. 25 3.4.1.1 Требования к управляющей программу (УП) ................................................................ 25 3.4.1.2 Требования к программе сбора и обработки первичной информации (ППИ). (Размещается в контроллере - блок УФО-П7) ............................................................................ 26 3.4.1.3 Требования к программе настроек (ПН). (Размещается в РСД) ................................... 26 3.4.1.4 Требования к программе диагностики (ПД). (Должна размещаться в РСД) ............... 30 3.4.1.5 Требования к программе штатной работы (ПШР). (Размещается в РСД) ................... 31 3.4.1.6 Требования к программе архивирования (ПА). (Размещается в РСД) ........................ 33 3.4.1.7 Программа просмотра архивов (ППА). (Размещается в РСД) ...................................... 33 3.4.1.8 Программа работы в сети (ПС). (Размещается в РСД) .................................................. 33 3.4.1.9 Программа создания протокола (ППР). (Размещается в РСД)...................................... 34 3.4.1.10 Программа анимации (ПАН) (Размещается на отдельном компьютере) ................... 35 4 3.4.1.11 Требования и вычислительные алгоритмы к программе вычислений (ПВ).............. 35 3.4.2 Разработка алгоритмов. ........................................................................................................... 36 3.4.2.1 Алгоритмы вычисления признака «Подвисание» .......................................................... 36 3.5 Описание программы...................................................................................................................... 39 3.5.1 Вкладка Индикация ............................................................................................................... 39 3.5.1.1 Ячейки данных .................................................................................................................. 40 3.5.1.2 Индикаторы состояния Системы ..................................................................................... 41 3.5.2 Панель тестов сигналов ........................................................................................................... 42 3.5.3 Настройка отображения........................................................................................................... 42 3.5.4 Временные развертки тепловых полей трех слоев термопар .............................................. 43 3.5.5 Вкладка «Тренды» .................................................................................................................... 46 3.5.6 Тепловой портрет рабочей поверхности сляба ..................................................................... 47 3.5.6.1 Транспаранты предупреждения о аварийной ситуации и вероятность подвисания .. 48 3.5.7 Лог работы ............................................................................................................................ 49 3.5.8 Вкладка «Состояние» .............................................................................................................. 50 3.5.9 Вкладка «Настройки» .............................................................................................................. 51 3.5.10 Вкладка «Настройка кристаллизатора» ............................................................................... 52 3.5.11 Вкладка «Дата и время»......................................................................................................... 54 3.5.12 Вкладка «Интерфейс пульта ПРТ» ....................................................................................... 55 3.5.13 Панель настойки термопар .................................................................................................... 56 3.6 Работа с программой....................................................................................................................... 58 3.6.1 Первое включение программы ............................................................................................... 58 3.6.2 Первичная настройка программы........................................................................................... 58 3.7 Тестирование и отладка .................................................................................................................. 58 4.2 Анализ влияния опасных и вредных факторов на пользователя ................................................ 61 4.3 Методы и средства защиты от поражения электрическим током............................................... 63 4.4 Расчет защитного зануления на рабочем месте............................................................................ 63 4.5 Методы и средства защиты от ультрафиолетового излучения ................................................... 65 4.6 Пожарная безопасность .................................................................................................................. 65 4.7 Выводы ............................................................................................................................................. 66 5 Экологическая часть .............................................................................................................................. 67 5.1 Микроклимат в рабочей зоне ......................................................................................................... 67 5.2 Защита от шума ............................................................................................................................... 68 5.3 Методы и средства защиты от электромагнитных полей низкой частоты. ............................... 70 5.4 Методы и средства защиты от статического электричества ....................................................... 70 5.5 Выводы ............................................................................................................................................. 71 6 Заключение……………………………………………………………………………………………72 5 7 Список литературы……………………………………………………………………………..72 1. Введение. Разливка стали на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) является самым современным и широко распространенным методом получения стальных заготовок. При разливке если нарушены некоторые технологические параметры (скорость разливки, количество и качество шлакообразующей смеси в кристаллизаторе) возможно возникновение аварийной ситуации, когда из-за нарушения целостности корочки слитка жидкий металл прилипает к медной стенке кристаллизатора. В этом случае сталь выдавливается из кристаллизатора и может привести к аварийной ситуации. Таким образом, создание системы, позволяющей заранее предупреждать о возможных прорывах корочки сляба является крайне важной и актуальной задачей. В дипломном проекте требовалось разработать подсистему сбора и обработки данных в реальном масштабе времени системы предупреждения прорывов «Термовизор», входящей в состав комплекса «Кристаллизатор». 6 2.1 Постановка задачи. 2.1.1 Назначение и структура комплекса В дипломном проекте решается задача разработки подсистемы сбора и обработки данных в реальном масштабе времени системы «Термовизор» входящей в состав комплекса «Кристаллизатор» 2.1.2 Назначение комплекса «Кристаллизатор» Комплекс предназначен для получения объективной и оперативной информации о ходе процесса разливки, о возникших отклонениях и позволяющий своевременно принять необходимые корректирующие воздействия и не допустить появления брака. 2.1.3 Цели создания комплекса Увеличение выхода годного металла; Достижение надлежащего качества проката; Улучшение условий труда обслуживающего персонала; Обеспечение специалистов цеха текущей информацией о технологическом процессе и режимах работы оборудования. 3 Система «Термовизор» 3.1 Описание системы Разрабатываемая система предназначена для автоматического контроля процесса формирования твердой корочки слитка в кристаллизаторе машины непрерывной разливки стали и обнаружения нарушений ее однородности. 3.1.1 Назначение ▪ Диагностика состояния оборудования аппаратной части системы с индикацией неисправных элементов. ▪ Контроль и индикация температурных режимов в кристаллизаторе в процессе разливки. ▪ Выработка предупреждающих и аварийных сигналов при нарушениях температурных и тепловых режимов процесса разливки. 7 ▪ Прием необходимых данных из АСУ ТП цеха разливки. ▪ Хранение и отображение вычисляемых данных с возможностью их передачи в смежные системы, работа в сети. ▪ Выпуск ежесуточных протоколов разливки. 3.1.2 Технические характеристики Основные технические характеристики системы «Термовизор» приведены в таблице 1.1. Погрешность измерения температуры в контрольной точке стенки кристаллизатора не более±3 °С Диапазон измеряемых температур в контрольных точках медных плит от 0 до 400 °С Сигнал о прилипании корочки слитка должен выдаваться на монитор оператора до выхода точки прилипания корочки слитка из кристаллизатора за время, не менее 20 сек(при скорости разливки 1,2 - 1,8 м/мин) 30 сек (при скорости разливки 1,2 м/мин) Допустимое количество прилипаний корочки, не предсказанных системой (в расчете на один кристаллизатор) на этапе промышленной эксплуатации Не более 1-го в год Система должна обеспечивать выдачу 3х (по одной в каждом ряду) сигнала о прилипании корочки при выходе из строя в процессе разливки любых несоседних термопар в количестве, не более Срок службы блока термодатчиков в составе кристаллизаторов не менее срока службы комплекта медных плит Потребляемая мощность, не более 100 ВА Таблица 1.1 - Технические характеристики системы «Термовизор» 3.1.3 Устройство и работа Система надежно обнаруживает: места прилипания корочки слитка к стенке кристаллизатора, грубые неметаллические включения, газовые пузыри, возникающие между стенкой кристаллизатора и формирующимся слитком, ужимины. 8 Система ТЕРМОВИЗОР обеспечивает: автоматическую диагностику и контроль функционирования оборудования при включении системы; автоматическое измерение распределения температуры по стенкам кристаллизатора МНЛЗ во всех режимах работы; отображение на экране пульта разливщика ПР и на мониторе оператора основных показателей работы системы; автоматическую генерацию предупредительных звуковых сигналов разливщику и оператору МНЛЗ при отклонении условий разливки от нормы; отображение на мониторах оператора и разливщика положения точки прилипания корочки слитка к стенке кристаллизатора; автоматическую идентификацию заводского номера кристаллизатора; автоматический учет наработки кристаллизатора и медных плит; отображение на экране монитора настраиваемых параметров кристаллизатора и системы. Преимущества: Высокая надежность работы системы, число ложных срабатываний составляет менее 5% "Мозгом" системы является современный производительный процессор, а не PLC контроллер, обслуживающий несколько процессов. Такое решение позволяет процессору выполнять очень сложные функции, которые недоступны для PLC контроллера в системах, построенных по традиционной схеме. Система может функционировать автономно. Она может устанавливаться на машины, не имеющие других систем автоматизации. 3.1.4 Структурная схема системы и назначение основных модулей до 108 датчиков температуры - термопар типа «хромель-алюмель» (К); до 8 низкоомных датчиков температуры холодных спаев – терморезисторов; датчик скорости разливки; контроллер перенапряжений, (блок аналоговую УФО-П7), фильтрацию, обеспечивающий аналого-цифровое опторазвязку, защиту преобразование от (АЦП), 9 поступающей информации и передачу цифровой информации к вычислителю (блок УФО-Т7) по выбранному в процессе разработки протокола обмена; вычислитель (блок УФО-Т7), осуществляющий прием цифровой информации от контроллера, прием команд управления от рабочей станции диагностики (РСД), вычисление параметров температурных и тепловых режимов кристаллизатора и их нарушений по заданным алгоритмам, передачу цифровой информации в РСД по выбранному в процессе разработки протокола обмена. Вычислитель включает в себя промышленный компьютер с операционной системой Labview-RT или Windows-XP/HT последних версий; РСД, реализующая ПО режимов работы системы «Термовизор» по заданным требованиям и алгоритмам; рабочая станция визуализации (РСВ), включающая монитор и динамик для визуализации и звукового сопровождения штатного режима работы системы по заданным требованиям. 10 Рис. 1 Структурная схема системы 11 3.2 Выбор технических средств 3.2.1 Технология PAC Сегодня на рынке систем автоматизации управления технологическими процессами (АСУ ТП) наличествуют две основные архитектуры: классическая «закрытая» PLC (Programmable Logic Controller, то есть основанная на программируемых логических контролерах) и более «открытая», использующая технологии персональных компьютеров (PC-based). Как правило, небольшие системы управления или системы, которые должны исполнять только функции управления, реализуются на базе гибко программируемых контроллеров (PLC). Подобные устройства отличаются высокой надежностью, живучестью и быстродействием. Контроллеры данного класса чаще всего имеют десятки входов/выходов от датчиков и исполнительных механизмов, небольшую или среднюю вычислительную мощность. Они реализуют простейшие типовые функции обработки измерительной информации, блокировок, регулирования. Многие из них имеют один или несколько физических портов для передачи информации на другие системы автоматизации. Для решения таких задач, как обработка данных, визуализация технологических процессов или работа в информационной сети, рентабельнее применение системы на базе PC. Так как в последнее время появились многочисленные модификации персональных компьютеров в промышленном исполнении с повышенной надежностью работы, PC стали активно применятся для автоматизации производственных объектов. К важным достоинствам РС следует отнести открытую архитектуру, легкость подключения любых блоков ввода/вывода, выпускаемых сторонними производителями, возможности по использованию широкой номенклатуры наработанного программного обеспечения (операционных систем реального времени, баз данных, пакетов прикладных программ контроля и управления). Контроллеры на базе РС, как правило, управляют сравнительно небольшими замкнутыми объектами. Общее число входов/выходов контроллера на базе РС обычно не превосходит нескольких десятков соединений, а набор функций предусматривает либо сложную обработку измерительной информации с расчетом нескольких управляющих команд, либо вычисления по специализированным формулам, аргументами которых выступают измеряемые величины. PLC-системы, продолжающие еще доминировать на рынке, начинают меняться, используя технологии, свойственные открытым системам: интерфейсы Ethernet, порты VGA и USB, флэш карты и т. п. Кроме того, программируемые контроллеры, становясь все более открытыми, все 12 чаще поставляются с общедоступными операционными системами, что позволяет независимым производителям программного обеспечения разрабатывать свои системы программирования контроллеров. С другой стороны, и промышленные персональные компьютеры, использующиеся в управлении процессами, начинают приобретать больше свойств и функций PLC. Так, современные PC-based контроллеры имеют встроенное устройство сопряжения с объектами, сторожевые таймеры, выпускаются в форм-факторах, характерных для PLC, а в некоторых из них есть аппаратные средства обеспечения горячего резервирования. Очевидным достоинством такого решения является снижение стоимости за счет использования известных, хорошо проработанных технологий, значительная гибкость, сокращение сроков внедрения систем управления и упрощение процедуры их эксплуатации. Результатом такой конвергенции технологий, стал переход управляющих приборов к технологии под названием PAC (Programmable Automation Controller — программируемый контроллер для автоматики). Данное решение сочетает в себе лучшие черты PLC и PC, среди которых: жесткое реальное время, многопоточность, наличие микроядра, большая вычислительной мощность, графический интерфейс пользователя, улучшенные функциональные возможности, расширенный набор интерфейсов, развитые инструментальные средства и умеренную цену. Все это позволяет объединить компоненты управления, сбора и обработки данных, коммуникации и визуализации на основе единой аппаратной и программной платформе – платформе промышленного компьютера. Повышение функциональности и реализация функций жесткого реального времени достигается за счет использования операционных систем реального времени. Встраиваемые операционные системы (embedded operating systems) являются наиболее эффективным решением с точки зрения производительности, надежности и функциональности для использования при автоматизации технологических процессов и создании встраиваемого и тиражируемого оборудования. Встраиваемые операционные системы обладают таким достоинством как полноценная стандартная платформа, что делает возможным использование стандартного программного обеспечения. При автоматизации технологических процессов незаменимой является такая дополнительная возможность как поддержка таймера реального времени и возможность работы без файла подкачки – загрузка из flash-памяти или с оптического носителя, что особенно важно в помещениях с повышенной вибрацией и запыленностью. Учитывая то, что предприятие приняло концепцию перехода на единую аппаратную и программную платформу для решения различных задач автоматизации, наиболее приемлемой является вышеописанная технология PAC. 13 3.2.2 Описание модулей сбора данных I-8000 В качестве PAC для системы сбора данных с термопар мною выбран контроллер серии I8000 фирмы ICPDAS. 14 В качестве модулей ввода сигнала с термопар выбраны модули I-87018RW Основные характеристики I-87018RW: Количество аналоговых входов: 8 Тип термопары: J, K, T, E, R, S, B, N, C, L, M Входной диапазон по напряжению: +/-15 мВ, +/-50 мВ, +/-100 мВ, +/-500 мВ, +/-1 В, +/-2.5 В Входной диапазон по току: -20 ~ +20 мА (необходим внешний шунт 125 Ом) Разрешение аналоговых входов: 16 бит Точность аналогового ввода: ±0.25 % Потребляемая мощность: 1.2 Вт Рабочая температура: -25 ~ +75°C Описание I-87018RW: I-87018RW - 8-канальный модуль аналогового ввода от термопар с защитой от перенапряжения, высокий профиль. I-87018RW предназначен для ввода показаний температуры от термопар градуировки J, K, T, E, R, S, B, N, C, L, M, LDIN43710. [5] 3.2.3 Выбор термопар для контроля температур стенок кристаллизатора. Термопары применяют для измерения температуры различных объектов, а также в автоматизированных системах управления и контроля. Измерение температур с помощью термопар получило широкое распространение из-за надежной конструкции датчика, возможности работать в широком диапазоне температур и дешевизны. Широкому применению термопары обязаны в первую очередь своей простоте, удобству монтажа, возможности измерения локальной температуры. Они гораздо более линейны, чем многие другие датчики, а их нелинейность на сегодняшний день хорошо изучена и описана в специальной литературе. К числу достоинств термопар относятся также малая инерционность, возможность измерения малых разностей температур. Термопары незаменимы при измерении высоких температур (вплоть до 2200°С) в 15 агрессивных средах. Термопары могут обеспечивать высокую точность измерения температуры на уровне ±0,01°С. Они вырабатывают на выходе термоЭДС в диапазоне от микровольт до милливольт, однако требуют стабильного усиления для последующей обработки. Тип Букве- Материал термоэлектродов Коэффициент Диапазон Предельна термо- нное Положительног отрицательног термоЭДС, рабочих я темпе- пары обозна о о мкв/°С (в температур, ° ратура при - диапазоне С кратко- чение температур, °С временном НСХ* ) применении, °С ТЖК J Железо (Fe) Сплав 50-64 (0-800) константен ОТ -200 до 900 +750 (45% Сu + 45% Ni, Mn, Fe) ТХА K Сплав хромель Сплав (90,5% Ni алюмель +9,5% Сr) (94,5% Ni + 35-42 (0-1300) от -200 до 1300 +1200 5,5% Al, Si, Mn, Co) ТМК T Медь (Сu) Сплав 40-60 (0-400) константан от -200 до 400 +350 (55% Си + 45% Ni, Mn, Fe) ТХКн E Сплав хромель (90,5% Ni + 9,5% Сr) Сплав 59-81 (0-600) от-200 до+700 900 от -200 до 800 константан (55% Сu + 45% Ni, Mn, Fe) ТХК L Сплав хромель Сплав копель 64-88 (0-600) 16 ТНН N (90,5% Ni + (56% Си + 9,5% Сr) 44% Ni} Сплав никросил Сплав нисил (83,49% Ni (94,98% Ni + +13,7% Сr + 0,02% Сr + 1,2% Si+ 0,15% 4,2% Si + Fe + 0,05% С + 0,15% Fe + 0,01% Mg) 0,05% С + +600 26-36 (0-1300) от -270 до 1300 +1300 0,05% Mg) ТПП1 R Сплав платина- платина (Pt) родий (87%Pt + 3 10-14 (600- от 0 до +1300 1600 от 0 до +1300 1600 от 600 1800 1600) 13%Rh) ТПП1 S Сплав платина- платина (Pt) родий (87% Pt 0 10-14 (6001600) — 13% Rh) ТПР ТВР ТСС Сплав платина- Сплав 10-14(1000- родий (70% Pt - платина-родий 1800) 30% Rh} (94% Pt-6%Rh) A-1 Сплав Сплав 14-7 (1300- от 0 до +2200 A-2 вольфрам- вольфрам- 2500) от 0 до +1800 A-3 рений (95% W - рений (80% W- 5% Re) 20% Re) B I Сплав Сплав силин до+1700 2500 от 0 до +1800 от 0 до + 800 900 Таблица 1.2 «Типы термопар» Примечание: НСХ — номинальные статические характеристики преобразования по международной классификации ТСС сопровождается изменением направления тока. При выборе термопары для производства замеров температуры в некотором диапазоне следует выбирать ту термопару, коэффициент линейности которой изменяется менее других в рамках этого 17 диапазона. Для достижения высокой точности измерений термопарного термометра во всем диапазоне рабочих температур необходима его калибровка. Исходя из требований к системе термовизор я выбрал 2 типа термопар: К – хромель-алюмель 3.2.4 Описание протокола обмена данными DCON. Протокол DCON, использованный в модулях фирмы ICP DAS не относится к стандартным, однако очень широко распространен в России благодаря популярности модулей RealLab! серии NL фирмы НИЛ АП и усилиям фирм, продвигающих на Российский рынок изделия Тайваньских производителей ICP DAS и Advantech. Этот протокол использует только физический и прикладной уровень модели OSI. На физическом уровне используется прямое двоичное кодирование, когда логический ноль представлен низким уровнем напряжения в шине RS-485, логическая единица - высоким уровнем. Требования к среде передачи (витая пара) определяются стандартом на интерфейс RS-485. Широкая популярность протокола DCON обусловлена отсутствием необходимости в специализированных микросхемах для реализации стека протоколов, что существенно снижает себестоимость устройств, а, следовательно, цену для конечного потребителя. С другой стороны, у системного интегратора уменьшаются затраты на обучение, поскольку применение протокола предельно простое. Протокол DCON используется в архитектуре "ведущий - ведомый". В сети может быть 255 ведомых устройств, но только одно ведущее, что в принципе исключает возможность конфликтов. Для увеличения надежности передачи информации на физическом уровне используется простейший способ - вычисление контрольной суммы. Канального уровня в протоколе нет и поэтому ошибки передачи могут быть выявлены только на прикладном уровне, непосредственно граничащем с программой пользователя. 18 Рис. 2. Формат кадра протокола DCON Кадры протокола DCON имеют структуру, показанную на рис. 2.. Каждый кадр начинается с разделителя, в качестве которого могут быть использованы знаки: $, #, %, @, *, в ответах ведомого устройства используются символы ~, !, ?, >. За некоторыми командами следуют данные, но их может и не быть. Контрольная сумма, состоящая из двух символов, может отсутствовать. Каждый кадр должен оканчиваться символом возврата каретки cr (ASCII код 0Dh). Контрольная сумма (CHK) состоит из двух символов (в нее не включается код символа возврата каретки) и позволяет обнаружить ошибки в командах, посланных из ведущего устройства, а также в ответах ведомого. Вся информация, содержащаяся в кадре, включая адрес модуля и данные, передается в ASCII кодах. Контрольная сумма представляется двумя ASCII символами шестнадцатеричного формата и передается непосредственно перед "возвратом каретки" (cr). Она должна быть равна сумме кодовых значений всех ASCII символов команды и быть представлена в шестнадцатеричной системе счисления. Если сумма больше FFh, то в качестве контрольной суммы используется только ее младший байт. Например, если нужно переслать ведомому устройству команду $012(cr), то сумма ASCII кодов символов команды (символ возврата каретки не считается) равна “$”+”0”+”1”+”2” = 24h+30h+31h+32h=B7h, контрольная сумма равна B7h, т.е. перед символом (cr) в команде надо указать ”B7”, и команда $012(cr) будет выглядеть как $012B7(cr). Если ответ модуля на эту команду без контрольной суммы получен в виде, например, !01400600(cr), то сумма ASCII кодов символов этой команды равна: “!”+”0”+”1”+”4”+”0”+”0”+”6”+”0”+”0”=21h+30h+31h+34h+30h+30h+36h +30h +30h =1AСh, и контрольная сумма для этого случая равна ACh, т.е. ответ модуля при работе с контрольной суммой будет, например, !014006С0AC(cr), где предпоследний байт С0 означает, что установлен режим обмена с контрольной суммой. 19 При написании программы прикладного уровня используется набор команд, примеры которых приведены в табл. 2.1. Команда Ответ Описание Устанавливает адрес, диапазон входных напряжений, %AANNTTCCFF !AA скорость обмена, формат данных, контрольную сумму #AA >(Data) Возвращает все входные значения для заданного модуля #AAN >(Data) Возвращает входное значение в канале номер N для модуля с заранее заданным адресом $AA0 Выполняет калибровку аналогового модуля для !AA компенсации погрешности коэффициента передачи $AA1 Выполняет калибровку аналогового модуля для !AA компенсации погрешности смещения нуля $AA2 Возвращает параметры конфигурации модуля с !AATTCCFF указанным адресом $AA8 !AAV Читает конфигурацию светодиодного индикатора $AA8V !AA Устанавливает конфигурацию светодиодного индикатора Табл. 2.1. Примеры команд протокола DCON Команды протокола DCON делятся на 4 типа: • команды модулей аналогового ввода; • команды модулей аналогового вывода; • команды дискретного ввода-вывода; • команды счетчиков/таймеров. Рассмотрим пример применения команды #AA (см. табл. 2.1) для получения данных из модуля аналогового ввода. Синтаксис команды: #AA[CHK](cr), где AA - адрес модуля (от 00 до FF). Ответ модуля на эту команду имеет вид >(Data)[CHK](cr), если команда выполнена. Здесь > символ-разделитель при выполненной команде; (Data) - измеренные данные. Если имели место синтаксические ошибки или ошибки связи, то ответа нет. Например, для опроса модуля с адресом 01 рассматриваемая команда примет вид #01(cr). Ответ на 20 нее может выглядеть следующим образом: >+1.2345+0.3456+0.0001+2.5000+1.2345+0.3456+0.0001+2.5000 В ответе представлены 8 значений напряжений на 8 входах модуля ввода. 3.3 Выбор системного и инструментального ПО Так как для сбора и генерации сигналов были выбраны специальные платы фирмы National Instruments, то лучше всего для написания программного обеспечения подходит среда разработки LabVIEW предлагаемая этой же фирмой. Помимо поддержки выбранных устройств сбора и генерации сигналов LabVIEW обладает радом преимуществ и функциональных возможностей, о которых будет рассказано ниже. 3.3.1 LabVIEW фирмы National Instruments LabVIEW - система графического программирования, основанная на языке программирования G, для ввода/вывода, обработки, анализа и визуализации сигналов, систем контроля и управления. Составление программы происходит из графических объектов, именуемых виртуальными инструментами (VI - virtual instruments), взамен традиционного написания большого текста программы. Среда разработки LabVIEW позволяет создавать удобные, надежные и легко тестируемые программы для ведения контроля над процессом выполнения широко спектра задач направленного на измерение физических величин. В основе создания приложения в среде LabVIEW лежит графическое программирование. Новый концептуальный подход позволяет оперировать графическими представлениями команд, которые заменяют более сложные вычислительные операции интуитивно понятными иконками. В LabView можно легко работать с различными устройствами ввода/вывода, получать и передавать сигналы по самым разнообразным интерфейсам. LabView открыто для модификаций и усовершенствований – если не хватает какой-нибудь функции или драйвера устройства, то их всегда можно написать на любом языке программирования, позволяющем создавать динамически загружаемые библиотеки. Сочетание графического языка программирования и современного компилятора позволяет значительно сократить время разработки сложных систем при сохранении высокой скорости выполнения программ. Библиотеки современных алгоритмов обработки и анализа данных превращают LabVIEW в универсальный инструмент создания интегрированных систем на базе IBM PC совместимых компьютеров, Macintosh, рабочих станций SUN SparcStation и Hewlett Packard. 21 Во многих средах разработки, быстродействие выполнение критично. LabVIEW является единственной графической системой программирования с компилятором, генерирующим оптимизированный код со скоростью быстродействия сравнимой с кодом, получаемым С компилятором. Модуль LabVIEW RT расширяет возможности пакета LabVIEW и позволяет создавать детерминированные приложения, исполняемые в реальном времени. Можно разрабатывать и отлаживать приложения в хорошо знакомой среде LabVIEW под Windows и затем загружать программу, время исполнения которой критично, в RT контроллер, компьютер или специализированную плату. Разработка LabVIEW RT приложений для измерений и управления полностью идентична процедуре разработки в стандартной среде LabVIEW для Windows (рис. 3.1): 1. Разработка приложения (программы) 2. Загрузка приложения в автоматическом режиме или с помощью меню 3. Отладка приложения. Процедура отладки приложения в LabVIEW RT аналогична процедуре в обычной среде LabVIEW, включая точки останова выполнения программы, пошаговое исполнение, мониторинг данных из любой точки программы. Коммуникация между средой разработки RT и RT модулем, установленным например, в контроллер, происходит автоматически. 4. Развертывание приложения. Большинство приложений реального времени разработанных с помощью LabVIEW RT используют программу реального времени как часть более большой программы. Не обязательно чтобы все части большой программы исполнялись в реальном времени. При такой архитектуре, в хост-компьютер загружается часть программы, время исполнения которой не должно быть жестко детерминированным. Такими частями программы могут быть пользовательский интерфейс, управление другими устройствами , запись данных на диск и доступ к сети. Задача реального времени исполняется в контроллере или специализированной плате. Фактически реализуется модель распределенных (distributed) вычислений. Коммуникация между встроенным в контроллер или плату приложением и главной частью программы может быть через общий раздел памяти, TCP/IP или VI сервер. 3.3.2 Установка приоритетов в Виртуальных Инструментах (ВИ) Приоритеты в системе делятся на следующие (по возрастанию): Фоновый; Нормальный; выше нормы; 22 высокий; критичный по времени. Нити с более высшим приоритетом, приостанавливают выполнение нитей с более низшим. По умолчанию всем нитям устанавливается нормальных приоритет. Приоритет «критичный по времени» является наивысшим, и приостанавливает выполнение нитей с боле низким приоритетом. ПодВИ наследуют приоритет ВИ, их вызывающего. В дополнение к пяти уровням приоритета можно установить приоритет подпрограммы. ВИ с таким приоритетом не делится процессорным временем с остальными. Когда ВИ с приоритетом подпрограммы поступает на исполнение, он фактически обретает полный контроль над нитью, в которой находится. Ни один другой ВИ не может быть запущен в этой нити, пока ВИ с приоритетом подпрограммы не будет выполнен, даже если другой ВИ так же имеет приоритет подпрограммы. 3.3.3 Распределение ВИ в системе исполнения Программа LabView имеет шесть систем исполнения: интерфейс пользователя; стандартная; инструментальный ввод/вывод; сбор данных. Сами названия систем исполнения – это подсказка, какого типа ВИ следует располагать внутри их. По умолчанию все ВИ работают в стандартной системе исполнения с нормальным приоритетом. Система исполнения «интерфейс пользователя» отвечает за все задачи связанные с оным. В дополнение к 6 системам исполнения любому ВИ можно присвоить систему исполнения «такую же, как вызывающий ВИ». Это позволяет запускать подВИ в той же системе исполнения, что и ВИ, его вызывающий. Все системы исполнения, исключая интерфейс пользователя имеют очередь нитей. Для примера: если у нас есть три нити, назначенные к одной системе исполнения, то в любой момент времени выполняется только одна из нитей, в то время, как другие ожидают в очереди. Все нити исполняются некоторое равное фиксированное время, при условии, что они имеют равные приоритеты. При выполнении нити она помещается в конец очереди, а следующая за ней приступает к выполнению. По окончанию действия, система исполнения убирает отработавшую нить из очереди. Кроме системы исполнения «интерфейс пользователя», ни одна из систем не может влиять непосредственно на интерфейс с пользователем. Если в ходе выполнения программы требуется 23 ответ от пользователя, то система исполнения, в которой выполнялась данная нить, передаёт управление системе исполнения «интерфейс пользователя». 3.3.4. Совместная работа ВИ, критичных по времени. Из-за того, что приоритет «критичный по времени» является наивысшим, ВИ с таким приоритетом могут монополизировать процессорное время, поэтому инструменты с меньшим приоритетом не получают возможности приступить к исполнению. Поэтому при создании ВИ критичного по времени, необходимо предусмотреть паузы в его работе, для того, чтобы инструменты с меньшим приоритетом получили возможность выполнится. После разделения заданий по отдельным ВИ с различными приоритетами, будет необходимо наладить связи между ними. Для этой цели служат глобальные переменные, функциональные глобальные переменные, а так же FIFO реального времени. 3.3.4.1 Глобальные переменные Глобальные переменные используются для передачи небольшого количества данных между ВИ, например между ВИ критичным по времени и ВИ с низким приоритетом. При такой передаче возможна потеря некоторых данных, из-за того, что данные в глобальной переменной могут быть перезаписаны более новыми до того, как программа произведёт чтение. Здания в ВИ с более низким приоритетом просто не будут получать достаточное количество процессорного времени, чтобы прочитать данные до того, как другие задания в ВИ с более высоки приоритетом их перезапишут. Использовать глобальные переменные в критичных по времени задачах следует с осторожностью. Например следует убедиться, что ВИ с более низким приоритетом успевают считать данные из неё, до того, как критичный по времени ВИ запишет туда новое значение. Глобальные переменные – хорошее решение для передачи данных, размер которых меньше 32 бит, например скалярные величины. При передачи больших объёмов данных следует использовать функциональные глобальные переменные, или же FIFO реального времени. 3.3.4.2 Функциональные глобальные переменные Используются для передачи данных между ВИ. Функциональная глобальная переменная – это по сути подВИ, установленный на подпрограммный приоритет. Этот подВИ содержит цикл while, внутри которого находится оператор Case для открытия доступа на чтение или запись (рис 3). 24 Рис 3: структура функциональной глобальной переменной Цикл содержит регистры сдвига (shit registers), в которых хранятся данные. Функциональная глобальная переменная получает на вход данные о том, какое задание этот ВИ будет выполнять (параметр Mode). Любые последующие обращения к функциональной глобальной переменной получают доступ к новым данным. Функциональные глобальные переменные имеют сходство с очередями, т.к. пользователь всегда может добавить ещё регистры сдвига, для хранения большей истории о значениях. В отличие от глобальных переменных, функциональные глобальные переменные можно использовать так, как если бы они не были общедоступны. Если щёлкнуть правой кнопкой по подВИ, установленным на подпрограммный приоритет, и выбрать Skip subroutine Call if busy, то программа будет пропускать исполнение этого подВИ, если он уже выполняется в какой-то другой нити. Такой приём очень полезен в ВИ, критичных по времени, потому, что ВИ не простаивает в ожидании результата работы подВИ. Если выполнение подВИ пропущено, то он вернёт значение по умолчанию для этого типа данных, а не какое-либо стандартное значение. Для примера: стандартным значением для численных величин является ноль, для строк и массивов стандартным значением является пустая строка, а для булевых переменных – ложь. При использовании функциональных глобальных переменных может возникнуть потеря данных в том случае, если ВИ перезаписывает данные в этой переменной до того момента, пока другой ВИ успевает её считать. коммуникационных протокол передней панели и сетевой коммуникационный протокол. 25 3.4 Разработка ПО В зависимости от выполняемых системой функций программная часть комплекса должна обеспечивать работу системы в различных режимах и содержать не менее 10 (уточняется в процессе разработки) независимых программ, связанных между собой по информации на входе и выходе в соответствии с заданными требованиями и алгоритмами: управляющая программа (УП); программа настроек (ПН); программа диагностики (ПД); программа штатной работы (ПШР); программа вычислений (ПВ); программа сбора и обработки первичной информации (ППИ); программа просмотра архивов (ППА); программа архивирования (ПА); программа создания протокола (ППР); программа работы в сети (ПС); программа анимации (ПАН). 3.4.1 Требования к ПО системы «Термовизор» 3.4.1.1 Требования к управляющей программу (УП) 3.1.1. УП должна обеспечивать переключение режимов работы системы с помощью команд, внесенных в соответствующее меню УП. 3.1.2. При работе с УП можно использовать как клавиатуру РСД, так и манипулятор «мышь». 3.1.3. Меню должно отображаться в верхней горизонтальной строке экрана монитора РСД и содержать названия следующих режимов работы системы настройка; диагностика; штатная работа; архив; протокол; сеть; 26 анимация («прогон»). При переключении режимов программа штатной работы и архивирования не должна прерываться за исключением остановок при изменении параметров в режиме настроек. 3.4.1.2 Требования к программе сбора и обработки первичной информации (ППИ). (Размещается в контроллере - блок УФО-П7) ППИ должна обеспечивать управление работой АЦП и передачу данных, выбранных в процессе разработки протокола обмена. Данные должны представлять собой температуры в сек термопар (до 108) и всех датчиков холодных спаев (до 8-ми) в С, одно или 2 значения скорости разливки в м/мин или ед. АЦП и номера каналов неисправных (обрыв или КЗ) термопар, датчиков холодных спаев и датчиков скорости разливки. 3.4.1.3 Требования к программе настроек (ПН). (Размещается в РСД) 3.3.1. ПН должна обеспечивать ввод и изменение параметров с последующей их передачей в вычислитель - блок УФО-Т7 или РСД. 3.3.2. Параметры настройки должны вводится и изменяться с помощью мыши и клавиатуры с одновременным их отображением на экране монитора РСД в соответствии с вызываемыми из меню таблицами при включении режима НАСТРОЙКА. Размещение таблиц на экране – произвольное, обеспечивающее максимальное удобство для пользователя. 3.3.2.1 Таблица 1 Таблица 1 должна содержать размеры всех известных на настоящий момент сечений отливаемых слитков и номера термопар, не выходящих за границы сечений для каждого слитка. Термопары должны быть пронумерованы по периметру кристаллизатора, начиная с левой боковой стенки, если смотреть со стороны ручья, с переходом на дальнюю стенку (базовую), правую боковую и на ближнюю (небазовую). Должна быть произведена сквозная нумерация термопар от 1 до n в каждом слое. Термопарам, не входящим в сечение слитка – присвоить номера: 1 пр., 2 пр., … n1 пр. (термопары за правой стенкой) и 1 лев., 2 лев., … n1 лев. (термопары за левой стенкой). Должна быть предусмотрена возможность введения размеров неизвестных до настоящего момента слитков. Также должны содержаться сведения о количестве слитков в кристаллизаторе, как правило 1 или 2, и о площади рабочих стенок 27 кристаллизатора (в м2) Данные Таблицы 1 передаются в УФО-Т7 в программу вычислений (ПВ) и в программу просмотра архивов (ППА). 3.3.2.2 Таблица 2 Таблица 2 должна содержать перечень команд, выдаваемых на РСД с возможностью их отключения. Перечень команд должен содержать: 3.3.2.3 команду о наличии подвисания, без идентификации стенок; команду о нарушении теплообмена; команду о нормированном или ненормированном тепловом поцессе; команду о нестабильном теплообмене; команду о наличии подвисания, с идентификацией стенки. Таблица 3 Таблица 3 должна содержать пороговое значение для вычисления признака наличия подвисания. Значения из Таблицы 3 должны поступать в программу вычислений (ПВ) и в программу просмотра архивов (ППА). Кроме возможности ручного изменения значений должна быть предусмотрена возможность замены файла Таблицы 3 целиком. Таблица 3 должна содержать следующие пороговые значения: 1) количество строк в l средн 0 l ср 100 ; ц матрицах 1в , 2 в 0 1в 20 , 0 2 в 20 ; 2) границы температур 1с , 2 с 0 1с 20 , 0 2 с 20 ; знак после запятой 3) превышение среднего F хс 0 F хс 100 ; 1 знак 4) минимальная сумма СД min с 0 СД min с 300 ; ц квадратов 5) максимальная сумма квадратов 6) отношение (-/+) 7) сумма квадратов нижнего / 0 / 1 ; 3 знака 28 слоя 8) количество критичных столбцов нижнего слоя 9) наклон верхнего слоя 10) наклон среднего слоя К min с 20 К min с 0,05 ; 3 знака К mах с 20 К mах с 0,05 ; 3 знака 11) коэффициент корреляции верхнего слоя 12) коэффициент Rmах в 0 Rmах в 1 ; 3 знака корреляции среднего слоя Rmin с 0 Rmin с 1 ; 3 знака Rmах с 0 Rmах с 1 ; 3 знака 13) окно наклонов л 14) отношение ц в в в л л ц 0 10 ; 3 знака min ц в в л л 0 10 ; 3 знака ц mах ц п 15) отношение ц в л 16) отношение ц с с с л л ц 0 10 ; 3 знака min ц с с л л 0 10 ; 3 знака ц mах ц п 17) отношение ц с с с п п ц 0 10 ; 3 знака min ц с с п п 0 10 ; 3 знака ц mах ц 29 с 18) отношение в л л с с 10 ; 3 знака 0 в min в л л л с с 0 10 ; 3 знака в mах в с 19) отношение в п в 20) СКЗ в 0 в 50 ; 1 знак с 21) СКЗ с 0 с 50 ; 1 знак н 22) СКЗ н 0 н 50 ; 1 знак 23) предельная скорость разливки 24) сумма признаков 6 15 ; целое 25) коэффициент децимации К д 1 К д 5 ; целое 26) инверсия с 27) отношение в ц ц с с 10 ; 3 знака 0 в min в min ц ц ц с с 0 10 ; 3 знака в mах в mах 3.3.2.4 Таблица 4 Данные из Таблицы 4 должны поступать в программу вычислений (ПВ). Таблица 4 должна содержать следующие данные: 1) частота опроса АЦП f s 1 f з 5 Гц ; 3 знака после запятой 2) крутизна разливки, скорости КVр ___ К Vр ___ ; 3 знака (м/мин)/ед.АЦП или ? (м/мин)/В 3) постоянная разливки скорости V0 0 V0 10 ; 3 знака 30 4) температура датчиков Т пр.с холодных спаев Т б.с 0 Т 100 ; целое Т нб.с Т л.с 3.3.2.5 Таблица 5 Данные из Таблицы 5 должны поступать в программу вычислений (ПВ). Таблица 5 должна содержать следующие пороговые значения: 1) стандартное отклонение с 1 с 50 3 знака среднего слоя 2) стандартное отклонение нижнего слоя 3) количество термопар m с 1 m с 40 целое термопар m н 1 m н 40 целое среднего слоя 4) количество нижнего слоя 5) верхний - средний 6) средний - нижний 1 1 1 100 1 знак 3.4.1.4 Требования к программе диагностики (ПД). (Должна размещаться в РСД) 3.4.1. ПД должна обеспечивать выдачу сообщений о неисправных термопарах (обрыв или КЗ) с номерами термопар их расположения по периметру кристаллизатора. Номера каналов неисправных термопар поступают в ПД из программы сбора и обработки первичной информации (ППИ). Также ПД должна обеспечивать выдачу сообщений о неисправных датчиках холодных спаев с указанием стенки кристаллизатора и о неисправном датчике скорости разливки, сведения о которых поступают из программы ППИ. 3.4.2. Сообщения о неисправностях должны поступать в программу штатной работы и в программу вычислений, а также отображаться на экране монитора РСД при включении режима ДИАГНОСТИКА. 3.4.3. На экране монитора РСД в режиме ДИАГНОСТИКА должен также отображаться развернутый по периметру вид рабочих стенок кристаллизатора, как указано в 31 п. 3.3.2.1 с температурами пронумерованных в каждом слое термопар в виде столбиков с возможностью отображения тренда любой выбранной термопары. Должна быть предусмотрена возможность ручного отключения любой термопары и датчика холодных спаев с помощью мыши с последующей передачей информации в программу штатной работы и вычислений. При отключении датчика холодных спаев ему присваивается значение из из Таблицы 4 программы настроек (ПН). 3.4.1.5 Требования к программе штатной работы (ПШР). (Размещается в РСД) 3.5.1. ПШР не должна прерываться при переключении режимов за исключением перерывов при изменении параметров в режиме настроек. 3.5.2. На вход ПШР должны поступать данные: 1) температура в верхнем, среднем и нижнем слоях из программы вычислений (ПВ) Т in в , Т in с , Т in н , С , где i – номер такта; n - номер термопары 2) медианы средних значений температур из ПВ для каждого слоя 3) скорость разливки Vр 4) значение средней плотности теплового Рср потока (м/мин) из ПВ (МВТ/м2) из ПВ 5) сигнал «Подвисание» из ПВ 6) сигнал «Нарушение теплообмена» из ПВ 7) сигнал «Теплообмен нестабилен» из ПВ 8) количество из ПД и номера неисправных термопар и отключенных термопар 9) №плавки, начало разливки, конец из ПС разливки, марка стали, сечение слитка 10) сообщения о неисправных датчиках из ПД холодных спаев и скорости разливки 3.5.3. ПШР должна обеспечивать изображение на экране монитора РСД и РСВ температурных и тепловых режимов кристаллизатора в процессе разливки в виде: 1) трех, расположенных одно под другим, начиная с верхнего слоя, температурных полей в виде прямоугольников одинакового сечения, независимо от числа термопар в сечении 32 слитка. По горизонтальной оси должны откладываться температуры (из ПВ) в последовательности, указанной в п. 3.3.2.1, через выбранный из соображений наглядности интервал. Значения температур внутри интервала вычисляются методом линейной интерполяции. Значения температур изображаются с помощью цветовой шкалы в диапазоне 0 – 300 С с плавным переходом цветов: фиолетовый – синий – голубой – зеленый – красный - оранжевый от 0 до 300 С. Должна быть предусмотрена возможность изменения температурного масштаба с помощью мыши; По вертикальной оси откладываются эти же температуры со сдвигом по времени на один такт опроса. Количество тактов должно обеспечивать изображение 180 сек процесса, обновляемое через каждый такт, при этом допускается соответствующее прямоугольника, снабженные прореживание соответствующими информации. заготовками Три должны размещаться в левой части экрана, слева от верхнего прямоугольника должен изображаться столбик значений разливки. Должно быть предусмотрено изображение 3-х мерных температурных полей (температура в цвете, время, пространство по развернутому периметру кристаллизатора). Переключение двухмерного поля на трехмерное должно осуществляться с помощью мыши. Также должна быть предусмотрена нормализованных температурных полей ( ( 2) температур Т i Т хс возможность переключения ) на абсолютное ), поступающие из ППИ. в правой части экрана должны отображаться тренды медианных значений - на одном графике, тренды скорости разливки и плотности теплового потока, обновляемые через каждый такт опроса: справа – текущее значение, слева – история; 3) в правой верхней части экрана должен отображаться транспарант с изменяющимися надписями: нормальный процесс разливки (зеленый фон), теплообмен нестабилен (желтый фон), подвисание (красный мигающий фон + пищалка); 4) в нижней части экрана должны отображаться: дата, время, номер плавки, сечение слитка, номера неисправных термопар, марка стали, сообщения: начало разливки, конец разливки, сообщения о неисправных датчиках ХС и скорости разливки. Может уточняться и дополняться. 33 3.4.1.6 Требования к программе архивирования (ПА). (Размещается в РСД) 5.6.1. ПА не должна прерываться при переключении режимов за исключением перерывов при изменении параметров в режиме настроек. 5.6.2. На вход ПА должны поступать те же данные, что и на вход ПШР – см. п.3.5.2, а также значения температур всех термопар и датчиков ХС из программы сбора и обработки первичной информации (ППИ). 5.6.3. ПА должна обеспечивать формирование ежесуточных файлов с указанием года, месяца, числа, содержащих: 1) значения температур всех термопар и датчиков ХС из ППИ на каждом такте опроса; 2) значения температур ( ) на каждом такте опроса (из ПШР); 3) данные из п. 3.5.2 на каждом такте опроса для подпунктов 3) – 10). 3.4.1.7 Программа просмотра архивов (ППА). (Размещается в РСД) 3.7.1. ППА работает с файлами, созданными программой архивирования (ПА), с возможностью их просмотра в виде графиков и таблиц. 3.7.2. Графики изменения во времени температур должны быть 2-х типов: абсолютные ( Т i Т хс ) и нормализованные ( ). Переключение с одного типа на другой должно осуществляться с помощью мыши. 3.7.3. Просмотр графиков температур, Vр , Р должен иметь стандартный вид: перемещение вправо и влево по времени, сжатие по времени, установка и перемещение курсора с выводом времени и всех значений п. 3.5.2 подпунктов 3) – 10) в точке курсора, а также всех значений из ПВ. 3.7.4. В точке курсора должна также быть предусмотрена возможность вывода изображений трехмерных и двухмерных температурных полей, описанных в п. 3.5.31), на 180 сек справа от курсора. 3.7.5. ППА должна обеспечивать создание укороченных файлов, соответствующих выбранному участку архива. 3.4.1.8 Программа работы в сети (ПС). (Размещается в РСД) 3.8.1. ПС должна обеспечивать прием по сети по согласованному с цехом протоколу обмена следующих данных из АСУ ТП цеха с последующей их передачей в ПВ, ПШР и ПА: 34 1) номер плавки; 2) сечение слитка; 3) начало разливки; 4) конец разливки; 5) марка стали; 6) температура солидуса; 7) температура ликвидуса; 8) температура воды на входе кристаллизатора (Твх С); 9) температура воды на выходе кристаллизатора (Твых С); 10) расход воды Qв (м3/час – уточняется); 11) скорость разливки (м/мин). 3.8.2. ПС должна обеспечивать вывод на монитор удаленного компьютера иображение температурных и скоростных режимов разливки (п. 3.5.3) всех ручьев цеха). 3.8.3. ПС должна обеспечивать передачу на удаленный компьютер протоколов разливки, а также архивных файлов (суточных и укороченных) любого ручья. 3.4.1.9 Программа создания протокола (ППР). (Размещается в РСД) 3.9.1. ПС должна обеспечивать создание ежесуточных протоколов разливки для технологов, службы автоматизации и руководства цеха. 3.9.2. Протокол разливки должен быть составлен в виде таблицы, содержащей: 1) дату разливки; 2) номера плавок и марок разливаемых смесей из ПШР; 3) сечение слитков из ПШР; 4) количество неисправных термопар; 5) время сигнала «Теплообмен вычисляется по сигналам из ПВ нестабилен» в % 6) время сигнала «Нарушение вычисляется по сигналам из ПВ теплообмена» в % 7) количество подвисаний вычисляется по сигналам из ПВ 8) скорость разливки Vmin (м/мин и %), Vmax (м/мин и %) - вычисляется по Vср (м/мин и %), 35 данным из ПВ для диапазона V >0,4 м/мин 9) плотность теплового потока Pmin (мВТ/м2 и %), Pср (мВТ/м2 и %), Pmax (мВТ/м2 и %) - вычисляется по данным из ПВ 10) время сигнала «Нормальный вычисляется по сигналам из ПВ процесс» в % 3.4.1.10 Программа анимации (ПАН) (Размещается на отдельном компьютере) 3.10.1. ПАН должна работать с ежесуточными или укороченными архивными файлами. 3.10.2. ПАН должна содержать программу вычислений (ПВ), программу настроек (ПН), программу штатной работы (ПШР), программу архивирования (ПА), и программу просмотра архивов (ППА). 3.10.3. При работе в штатном режиме ПАН обеспечивать ускорение записанного в архивных файлах процесса в n раз. Значение n – уточняется в процессе разработки и отладки программы. 3.4.1.11 Требования и вычислительные алгоритмы к программе вычислений (ПВ) 3.11.1. Программа вычислений размещается в вычислителе (блок УФО-Т7). 3.11.2. На вход ПВ поступает 3хn температур с термопар, не выходящих за границы слитка, по n в каждом из 3-х слоев (верхний слой, средний слой, нижний слой), до 8-ми температур Т Т ,Т Т холодных спаев ( л.с, б.с пр.с, нб.с для одного слитка в кристаллизаторе), 3х2n1 температур с термопар, не входящих в сечение слитка, значения температур поступают масштабируемыми в V (С). Также на вход ПВ поступают одно или два значения скорости разливки в ЦАП ( АЦП ). Эти 1 fs f данные поступают из контроллера (блок УФО-П7) с тактом . Значения n, n1 и s поступают из ПН (Таблица 1 и Таблица 4). 3.11.3. Из Таблицы 1 ПН на вход ПВ поступают номера термопар, не выходящих за границы слитка, от 1 до n в каждом слое и номера термопар, не входящих в сечение слитка (от 1пр до n1пр и от 1л до n1л), сведения о количестве слитков (1 или 2) и о площадях рабочих стенок кристаллизатора (1 или 2) в м2. 3.11.4. На вход ПВ поступают также данные из Таблиц 3 и 4 программы настроек (ПН). 3.11.5. Из программы диагностики (ПД) на вход ПВ поступают номера неисправных термопар и номера отключенных вручную термопар, сообщения о неисправных и отключенных вручную датчиках холодных спаев с указанием стенки, сообщение о неисправных датчиках скорости разливки. 3.11.6. Из программы работы в сети (ПС) на вход ПВ поступают данные п. 3.8.1. 36 3.4.2 Разработка алгоритмов. 3.4.2.1 Алгоритмы вычисления признака «Подвисание» 1 шаг. Неисправным и отключенных вручную термопарам присваиваются средние значения температур двух неисправных термопар, расположенных в слое справа и слева от неисправной (отключенной) термопары или группы неисправных термопар, расположенных подряд. 2 шаг. На каждом такте опроса (с учетом комплекта децимации с выбором среднего значения из пропущенных тактов) формируются три матрицы-строки размерностью 1х(n+4): Т i в Т i1вТ i 2 в Т i n 4 в ; Т i с Т i1сТ i 2 с Т i n 4 с ; Т i с Т i1нТ i 2 н Т i n 4 н , где Т n 1 Т1 ; Т n 2 Т 2 ; Т n 3 Т 4 ; Т n 4 Т 4 , n 4 N 3 шаг. В буферном запоминающем устройстве (стек) каждом такте вычислений (опроса) в ср н формируются три матрицы размерностью l N , l N , l N вида: Т i *в Т i в Т i с Т i н в *с с *н н Т i 1 ; Т i Т i 1 ; Т i Т i 1 Т в Т с Т н i l 1 i l 1 i l 1 , где i=0, 1, 2, … l 1 - номер такта вычислений (опроса) Т * Т *i 2 Т *i l 1 Т *0 При i=0 i 1 . * Т* Элементы матриц Т обозначаются kj , где k - номер строки, j - номер столбца. Т * Т *в , Т i *с , Т i *н , 4 шаг. Матрицы i i на каждом такте умножаются слева на единичные в с н в с н матрицы-строки М , М , М размерностью 1 l , 1 l , 1 l , в результате чего получаются матрицы-строки МОi * МОi *в , МОi *с , МОi *н размерностью 1 N : 1 МОi МОi * l , после чего вычисляются матрицы 5 шаг. Производится вычитание матриц-строк: Т i - МОi Т in 1 N Т i1 Т i 2 Т i 3 Т iN М T * МОi1* , МОi 2* , МОiN * 6 шаг. Вычисляются меридианы элементов матриц-строк в с н значения МОмi , МОмi , МО мi . МОi в результате чего получаются 7 шаг. На каждом такте вычислений формируются матрицы-строки B если 2 Т in 1 , то in =0 Т in 1 B если , то in =1 Т in 2 B если , то in =-1 1в , 2 в ; 1c , 2 c ; 1н , 2 н из Таблиц 3 программы настроек (ПН). Bi в , Bi с , Bi н по типу: 8 шаг. В буферном запоминающем устройстве (стек) каждом такте вычислений (опроса) формируются три матрицы размерностью l N вида: Bi в B в B вi 1 ; Bв c н i l 1 B l N ; B l N ; , где 37 i=0, 1, 2, … l 1 B Bi 2 При i=0 i 1 Bi l 1 B0 . T T 9 шаг. Вычисляются матрицы C N N по формуле: C B B , где B - транспонированная матрица В. 10 шаг. Вычисляются матрицы Д 1 N по формуле: Д М B , где М –см. 4 шаг. 11 шаг. Строятся матрицы-строки диагональных элементов матриц С, т.е.: Ск С33 , С44 , С55 С N 2 N 2 размерностью 1 N 4 , состоящие из 12 шаг. Вычисляются значения по формуле: , где M 11 1 - матрица-строка размерностью 1 N 4 , Ск транспонированная матрица Ск . Т к размерностью 1 N 4 , т.е.: 13 шаг. Строятся матрицы-строки М Т к = = (см. 5 шаг) и вычисляются значения по формуле: T * 1 M *Т к T N 4 , после чего * Вычисляются матрицы-строки F и F размерностью 1 N 4 по формулам: F = Ск MСк , = - 38 39 3.5 Описание программы Далее приведено описание пользовательского интерфейса программы. Наиболее информативной является вкладка «Индикация» с вкладкой «Тренды». На экране отображена динамика теплообмена на стенках кристаллизатора при разливке металла. Теплообмен представлен для одного ручья в виде теплового поля стенок кристаллизатора и в виде трендов температуры каждой термопары за последние 2 мин до текущего времени. Тепловое поле представлено рисунком, где на развертке стенок кристаллизатора каждая температура изображена своим цветом, что позволяет наглядно представить текущее состояние теплообмена, его динамику и оценить качество слитка. Тренды температуры каждой термопары представлены на графиках по столбцам термопар. Графики позволяют следить за изменениями теплообмена во времени и по высоте кристаллизатора (и слитка). Период обновления экрана равен периоду опроса данных - 1 с. Кроме того, и на рисунке теплового поля, и на графиках при нарушении теплообмена и возникновении «подвисания» появляется соответственно желтая или красная прямая линия. Об этих нарушениях сигнализируют и индикаторы, расположенные на вкладке «Индикация». Возникновение нарушений сопровождается и звуковым сигналом. Помимо этого, на вкладке «Индикация» представлены данные кристаллизатора и индикаторы состояния системы и разливки. 3.5.1 Вкладка Индикация Основная вкладка, используется в штатном режиме, выводит информацию по разливке для одного ручья. 40 рис 4 вкладка «индикация» Вкладка Индикация (Рис. 4) отображает в динамике данные разливки, при нарушении штатного режима выводит световые сообщения. Вкладку условно можно разделить на две части: в верхней части располагаются три транспаранта, ячейки данных, индикаторы состояния готовности Системы к работе; в нижней части располагаются вкладки временных разверток тепловых полей трех слоев термопар, тренды средних температур, тепловой портрет рабочей поверхности медных плит кристаллизатора, лог работы Системы, работа динаскопа, панель тестов сигналов и настройка отображения теплового портрета. 3.5.1.1 Ячейки данных Вкладка Индикация содержит ячейки данных (Рис. 5), в которых содержится информация о настройке Системы и кристаллизатора. Пользователю предоставляется информация о: 1. скорости слитка в метрах в минуту в поле Vсл, м/мин, 2. сечение слитка в поле Сечение, 3. уровень в миллиметрах в поле Уровень,мм, 4. номер плавки в поле N плавки, 41 5. информации о текущем времени и дате УФОТ в поле Время УФО-Т8 в формате «час:мин:с число.месяц.год; 6. настройки (вкладка Настройки с вкладкой Дата и время), 7. длине слитка в метрах в поле Длина слитка, м, 8. количество неисправных/отключенных термопар в поле Неиспр/Откл. Рисунок 5 – Ячейки даннных Дополнительно имеются десять пустых информационных полей (Рис.6), в которых можно выводить любые данные о процессах кристаллизатора и Системы. Рисунок 6 – Дополнительные информационные панели На Рис.6 в первой дополнительной информационной панели выводится информация о скорость слитка в мм/сек. 3.5.1.2 Индикаторы состояния Системы Индикаторы состояний представлены на Рис. 7. Рисунок 7 – Индикаторы состояний Системы Индикаторы сигнализируют нам о следующем (они светятся зеленым цветом): 1) Разливка - через данный кристаллизатор происходит разливка металла; 2) Готовность системы - готовность Системы к разливке металла; 3) Автомат (Уровень) - система поддержания уровня металла в кристаллизаторе находится в автоматическом режиме; 4) Связь с УФО-Т8 - связь Системы с УФО; 5) Точка кратности - сигнал момента реза сляба на газорезке. Если один из индикаторов Разливка и Автомат (Уровень) светится, то Система работает в штатном режиме. Если ни один не светится, то Система не функционирует. Это сделано 42 для защиты транспарантов системы от ложных срабатываний. 3.5.2 Панель тестов сигналов Для проведения теста аварийной звуковой сигнализации на системе «МСИ» и пульте разливщика необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши по кнопке (см. Рис. 4). После этого появляется окно (Рис. 8) с непосредственными клавишами для проведение теста сигналов, доступ к которым возможен после соглашения с предупреждением (см. Рис. 9), которое появляется по нажатию на клавишу-индикатор Разрешение. В этом окне возможен переход на ручное управление сигналами «Подвисание», «Внимание», «Нарушение ТО» для проверки прохождения сигналов о подвисании корочки слитка. Красные кнопки принудительно включают соответствующий сигнал, желтые – принудительно отключают. Рисунок 8 – Панель теста такта работы Системы Рисунок 9 – Окно режима тестирования оборудования 3.5.3 Настройка отображения Кнопка открывает окно (см. Рис. 4) настройки отображения индикатора теплового поля и индикатора слитка, которое позволяет производить настройку обработки каналов. Настройка индикатора теплового поля производится посредством изменения типа показываемых данных «Вид индикатора теплового поля» и цветового диапазона ползунками «Цветовой диапазон теплового поля». Вид индикатора теплового поля меняется в зависимости 43 от выбора типа параметра отображения: «Температуры» – текущие температуры (оС), «Скорость изм. температур» - скорость изменения температур (оС/с), «Признаки» – наличие признака «подвисания» и «Без обработки» – текущая температура без обработки неисправных или отключенных термопар (оС). Рисунок 10 – Окно режима тестирования оборудования Положение ползунков на шкале задает цветовую палитру для отображения теплового поля на рисунке Тепловое поле, диапазон регулирования: для температуры - от 0 до 250 оС, для скорости - от -5 до +5 оС/с, для наличия признака – от -2 до +2 Настройка слитка производится посредством изменения типа показываемых данных на индикаторе «Вид индикатора слитка»и цветового диапазона Цветовой диапазон слитка». Вид индикатора слитка меняется в зависимости от выбора типа параметра отображения: «Теплообмен» – текущий теплообмен и «Признаки» – наличие признака «подвисания». Диапазон регулирования слитка от -80 до +140. Установив флажок Разрешать настройку обработки каналов и Сохранять настройку обработки каналов (вкл)/Применять (выкл) соответственно можно производить настройку обработки каналов. Установленный флажок на Тренды слева на право меняет отображение горизонтальной оси на графиках «Тренды температур и других данных» на вкладке «Тренды» и на графическом отображение средних температур на вкладке Тепловое поле. 3.5.4 Временные развертки тепловых полей трех слоев термопар Для отображения временных разверток тепловых полей трех слоев термопар (Рис. 11) нужно выбрать вкладку Тепловое поле, которое иллюстрирует развитие процесса разливки на трех слоях термопар. Типичное расположение - 150 мм от верхней границы медных плит, 300 мм от верхней границы медных плит, 450 мм от верхней границы медных плит. Интервал времени отображения трендов составляет 5 мин. Система координат (развертка периметра кристаллизатора) аналогична системе координат теплового портрета слитка. 44 При наведении курсора мышки на любую из термопар под временной разверткой тепловых полей термопар появляется информация о этой термопаре, так же эта информация дублируется в появляющемся всплывающем окне. Чтобы отключить термопару, необходимо: 3. нажать кнопку «Изменить настройки отображения»; 4. поставить флажок напротив «Разрешить настройку обработки каналов»; нажать правой клавишей мышки на термопару и выбрать в появившемся контекстном меню команду «Вкл/Отключить», после этого термопара поменяет значок « »(на зеленом фоне) на знак «М» (на сером фоне). Термопара, которая неисправна, отображается желтым цветом и имеет знак «I» или «M» (на желтом фоне), в зависимости от того, какая обработка включена для неисправной термопары. Рисунок 11 – Временные развертки тепловых полей трех слоев термопар Под временной разверткой тепловых полей термопар находится графическое отображение средних температур: ось справа – скорость сляба (от 0 до 1,5 м/мин), ось слева - температура (от 0 до 200 ˚С), ось снизу – время (от 0 до 300 сек.). Отображение производится согласно тому, что пожелает увидеть пользователь: средние температуры по слоям, по стенкам, по столбцам термопар. Для этого надо щелкнуть левой клавишей мышки на нужный столбец и на графике отобразятся средние температуры. Что бы посмотреть средние температуры по слоям, по стенкам нужно нажать на столбец средних температур термопар. Между временной разверткой тепловых полей термопар и Рисунок 12 – Термошкала 45 графическим отображением средних температур располагается легенда графического отображения средних температур (, где: 1, 2 и т.д. - температуры (оС) исправной термопары в столбце 1, 2, и т.д. стенки (по номерам в кристаллизаторе); 1(х), 2(х), и т.д. - температуры (оС) неисправной термопары в столбце 1, 2, и т.д. стенки (по номерам в кристаллизаторе); Vсл – скорость сляба; Уров – уровень металла в кристаллизаторе; Угроза и Подв – наличие угрозы «подвисания» и «подвисания» по стенкам, ТО – наличие нарушения теплообмена, Авто - наличие автоматического режима разливки. Слева от временной разверткой тепловых полей термопар (Рис. 19) находится термошкала, показывающая условное обозначение по цвету для температуры на рисунке Тепловое поле. Температуры от низкой до высокой обозначаются цветами от синего до красного, при изменении данных диапазон температур (оС) автоматически подстраивается. Над временной разверткой отображается численные значения средних температур кристаллизатора (см. рис. 18) в настоящей момент времени: «Сред. Темп. По слоям» – показывает средние температуры (оС) слоев термопар на всех стенках кристаллизатора; «Лев» – показывает средние температуры (оС) слоев термопар на левой стенки кристаллизатора; «Базовая» – показывает средние температуры (оС) слоев термопар на базовой стенки кристаллизатора; «Небазовая» – показывает средние температуры (оС) слоев термопар на небазовой стенки кристаллизатора; «Пр» – показывает средние температуры (оС) слоев термопар на правой стенки кристаллизатора; Температуры слоев термопар в направлении сверху вниз расположены сверху вниз: 1-ая ячейка – 1-ый слой термопар, 2-я ячейка – 2-ой слой термопар, 3-я ячейка – 3-ий слой термопар. Рисунок 13 – Средние температуры кристаллизатора Между численными значениями средних температур кристаллизатора (см. рис. 13) отображено расположение стенок на кристаллизаторе: точка « » - это точка начала обхода стенок кристаллизатора; горизонтальная стрелка – это направление обхода стенок кристаллизатора; вертикальная стрелка – это направление движения сляба; «Лев» –левый торец кристаллизатора; 46 «Базовая» –базовый радиус кристаллизатора; «Небазовая» –небазовый радиус кристаллизатора; «Пр» –правый торец кристаллизатора. 3.5.5 Вкладка «Тренды» На панели трендов температур (Рис. 14), представлены тренды (вычисленных как средние по слою термопар) температур для: 5. периметра кристаллизатора (по слоям), 6. левого торца, 7. базового радиуса, 8. правого торца, 9. небазового радиуса. Тренды температур отображают динамику параметров теплообмена за последние 2 мин до текущего времени. Количество графиков автоматически подстраивается под число столбцов термопар, на каждом графике приведены параметры для одного столбца. Период обновления изображения и период опроса данных – 1 с. Текущее время указано в ячейке Время УФО-Т, на графиках оно обозначено 0. Условное обозначение столбца термопар указано над Трендом в формате «Стенка/номер термопары верхнего слоя/номер термопары следующего слоя/и т.д.». Температура указана по вертикали в оС, диапазон температур подстраивается автоматически, время – по горизонтали в диапазоне от 0 до 120 с, наличие нарушений изображается прямой линией. Температуры (оС) термопар в текущий момент времени указаны на поле Тренда столбцом в соответствии с расположением термопар по слоям. Тренды температур вместе с тепловым портретом иллюстрируют состояние теплоотвода как по периметру кристаллизатора, так и на каждой стенке. 47 Рисунок 14 – Вкладка Тренды Справа от «Тренды температур и других данных» расположена легенда (Рис. 14) для Трендов. В ней применяются условные обозначения по цвету для параметров на графиках Тренды, где: Слой 1, Слой 2, и т.д. - температуры (оС) исправной термопары в слое 1, 2, и т.д. (по номерам сверху вниз); Широкие – средние температуры (оС) по широким стенкам; Узкие – средние температуры (оС) по узким стенкам; Слой 1(х), Слой 2(х), и т.д. - температуры (оС) неисправной термопары слоя 1, 2, и т.д. (по номерам сверху вниз); Угроза и Подв – наличие угрозы «подвисания» и «подвисания» по стенкам, ТО – наличие нарушения теплообмена, Авто - наличие автоматического режима разливки. 3.5.6 Тепловой портрет рабочей поверхности сляба На тепловом портрете (Рис. 15) рабочей поверхности медных плит кристаллизатора, которую можно увидеть, нажав на вкладку «Поверхность слитка», находится: 3. в верхней части вкладки показаны графики распределений температур по слоям в каждом столбце термопар, где линия красного цвета – это текущее значения температуры, линия зеленого цвета – это средние значения температур за последние 2 минуты, а прерывистые и сплошные серые линии прямоугольников – это условное обозначение расположение столбца на узкой или широкой стенки кристаллизатора; справа от графиков указано числовая разница между температурами по периметру кристаллизатора: в верхнем поле разница между первым и вторым слоем термопар, в нижнем поле разница между вторым и третьим слоем термопар. 4. в нижней части вкладки изображено тепловое поле поверхности сляба в текущий 48 момент времени, созданного интерполированием численных значений показаний термопар Системы; справа от теплового поля указано числовая разница температурами между слоями на стенках кристаллизатора: в верхнем поле разница между первым и вторым слоем термопар, в нижнем поле разница между вторым и третьим слоем термопар, где «Лев» - левая стенка, «Базовая» - базовая стенка, «Небазовая» - небазовая стенка, «Пр» - правая стенка. На тепловом портрете периметр кристаллизатора представлен в виде развертки в следующей очередности стенок: Левый торец («Лев»), Базовый радиус («Базовая»), Правый торец («Пр»), Небазовый радиус («Небазовая»), Левый торец («Лев»). Рисунок 15 – Тепловой характеристики поверхности слитка 3.5.6.1 Транспаранты предупреждения о аварийной ситуации и вероятность подвисания Три транспаранта (см. Рис. 16) на панели состояния Системы предупреждают о нарушении: 1. Вероятность подв., % – вероятность «подвисания» в диапазоне от 50 до 100 % отображается на шкале синим цветом и числом (%); 2. Начало подв. – мигает желтый/красный цвет индикатора - есть угроза «подвисания» (при ≥90% вероятности «подвисания»); 3. Подвисание – Мигает желтый/красный цвет индикатора - есть «подвисание» (при ≥95% 49 вероятности «подвисания»); 4. Теплообмен - красный цвет индикатора - есть нарушение теплообмена по стенке (средняя температура нижнего слоя превышает среднюю температуру верхнего ≥4 оС). Рисунок 16 – Транспоранты 3.5.7 Лог работы Работу тепловых полей трех слоев термопар (Рис. 17) можно наблюдать, выбрав вкладку «Лог работы», который отображает события, отсортированные по времени, связанные с работой данного ручья. Лог разделен на четыре столбца: «Дата и время» – дата и время события; «Источник» – обозначение события; «Код – состояние события в численном виде; «Статус» – текстовое описание события. На Рис. 17 представлены «Готовности подсистем», которые включают в себя: наличие входных и выходных сигналов, готовность баз данных, готовность самой Системы и т.п. Рисунок 17 50 3.5.8 Вкладка «Состояние» Вспомогательный режим работы программы «Состояние» (Рис. 18) служит для просмотра состояния комплекса технических средств Системы, а так же выводит в хронологической последовательности информацию о состоянии технических средств. Для перехода работы программы в режим тестирования оборудования Системы необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши по вкладке «Состояние». Состояние комплекса технических средств Системы представлено в виде пяти столбцов: «Источник» – обозначение события; «Время» – время события; «Дата» – дата события; «Состояние» – состояние события: «Ок» или код ошибки; «Примечание» – текстовое описание события. Рисунок 18 – Вкладка Состояние 51 В этой вкладки можно как посмотреть, так и сохранить состояния комплекса технических средств системы в файл формата txt с помощью кнопки . 3.5.9 Вкладка «Настройки» Вкладка настройки параметров системы (см. Рис. 19) обеспечивает проверку и настройку основных параметров в обычном или расширенном режиме, содержит вкладки для настройки. Для перехода к настройкам кристаллизатора необходимо выбрать левой кнопкой мыши вкладки «Настройка». Вкладка «Настройка» содержит еще две вкладки: «Настройка кристаллизатора», «Дата и время» и «Интерфейс пульта ПРТ». Рисунок 19 – Окно режима настройки оборудования При необходимости тщательной настройки следует выбрать «Расширенный режим настроек», установив слева галочку, становится доступной вкладка Дополнительно. 52 3.5.10 Вкладка «Настройка кристаллизатора» Настройка кристаллизатора является одной из широкого спектра доступных настроек. Она обеспечивает настройку кристаллизатора на вкладке «Настройки» с вкладкой «Настройка кристаллизатора» (Рис. 20). На экране представлен рисунок расположения термопар и данные кристаллизатора. На рисунке развертки стенок кристаллизатора отображается расположение термопар и их состояние, при этом предоставляется возможность проверки и настройки режимов обработки сигналов с любой из термопар. Данные о параметрах стенок и рабочего сечения кристаллизатора представлены в виде регуляторов, что обеспечивает как проверку автоматически получаемых данных, так и их задание. Рисунок «Кристаллизатор» (см. Рис.20) отображает на развертке стенок кристаллизатора (Лев, Пр, Базовая, Небазовая) исправные (на синем фоне) или неисправные (на красном фоне (см. Рис.4.18)) термопары, а также нарушение теплообмена на стенках кристаллизатора (желтой полосой под нижним слоем термопар). Рисунок 20 – Вкладка «Настройка кристаллизатора» Поле «Сечение» (см. Рис. 27) отображает сечение кристаллизатора, которое заполняется автоматически и его можно изменить при перенастройк кристаллизатора. Изначально данные берутся из памяти УФОТ. Кнопка «Обновить» выполняет функцию обновления поля сечение кристаллизатора, то есть 53 прописываются значение записанные в памяти УФОТ. Кнопка «Применить» служит для использования в программе измененных значений сечение и ширина торцевой стенки кристаллизатора, до перезапуска УФОТ. Кнопка «Только сохранить» сохраняет настройки обработки термопар и сечения в энергонезависимой памяти УФОТ, не применяя их к текущим настройкам. Кнопка с индикатором «Показать обработку неисправных каналов» (Рис. 21) служит для проверки и настройки алгоритма обработки данных с неисправных термопар. Рисунок 21 – Обработка неисправных каналов Клавиша «Сброс отключенных каналов» позволяет одновременно включить ранее отключенные термопары. Кнопка с индикатором «Показать все термопары» (см. Рис. 22) можно посмотреть работу всех термопар установленные на кристаллизаторе. Установив слева галочку «Расширенный режим настроек» вкладка «Настройка кристаллизатора» приобретает вид, показанный на рисунке 29, где регуляторы: 3 «Ручей» – служит для выбора рабочего ручья из списка рабочих ручьев; 4 «Название ручья» – выводит на экран название рабочего ручья. Формат ручья содержит номер ручья и символы, заданные при настройке системы «Термовизор»; 5 «Сечение, мм» – позволяет проверить или задать ширину рабочего сечения кристаллизатора в миллиметрах; 6 «Длина базовой стенки, мм» – позволяет проверить или задать длину базового радиуса кристаллизатора в миллиметрах; 7 «Длина левой стенки, мм» – позволяет проверить или задать длину левого торца кристаллизатора в миллиметрах; 8 «Положение центра сечения, мм» – позволяет проверить или задать положение центра ширины рабочего сечения по длине базовой стенки кристаллизатора в миллиметрах. 54 Рисунок 22 – Вкладка «Настройка кристаллизатора» в расширенном режиме работы 3.5.11 Вкладка «Дата и время» Основная вкладка «Дата и время» (Рис. 23) обеспечивает настройку времени и даты таймера УФОТ, его синхронизацию с таймером системы, обеспечивает программный перезапуск УФОТ. Поле «Текущее время УФО-Т8» – это текущее время и дата по таймеру УФОТ в формате «час:мин:с, число.месяц,год». Именно по этому времени регистрируются все события, происходящие в системе. По ряду причин текущее время в системе – поле «Текущее время УФОТ8», определяемое по таймеру РСД (в правом нижнем углу экрана монитора), может отличаться от времени по таймеру УФОТ, и тогда должна быть проведена синхронизация таймеров, т.е. изменено время УФОТ. Синхронизацию следует проводить нажатием клавиши . 55 Рисунок 23 – Вкладка «Дата и время» Синхронизацию времени и даты можно осуществить по трем параметрам, которые выбираются в окне «Режим установки времени»: только дата, локальное время и время с учетом UTC, где UTC - Всемирное координированное время. Поставив флажок напротив «Автоматически синхронизировать» и указав интервал времени в поле «Интервал времени», синхронизация между «Текущее время» и «Текущее время УФО-8Т» будет проводиться автоматически с заданным интервалом, а в окне «Последняя синхронизация» будет отображаться время и дата последней синхронизации в формате «час:мин:с, число.месяц,год». После нажатия на кнопку , произойдет «горячая» перезагрузка контроллера. Для этого необходимо нажать кнопку «ОК» на выпадающем окне подтверждения перезагрузки. 3.5.12 Вкладка «Интерфейс пульта ПРТ» Эта вкладка используется, когда подключен пульт ПРТ и обеспечивает настройку интерфейса пульта ПРТ. 56 3.5.13 Панель настойки термопар Панель настройки термопар (Рис. 24) служит для индивидуальной настройки каждой термопары. На панели термопар изображены термопары, отключенные при настройке кристаллизатора или в случае их неисправности, запрошенные из УФОТ. Для обозначения включенных/выключенных термопар приняты следующие обозначения: – термопара включена и исправна Желтый фон: термопара неисправна, значок «I» или «M» означает автоматическое восстановление значения температуры по ближайшим исправным термопарам в этом слое. «I» интерполяция значения температуры по нескольким исправным (не менее 4) каналам с учетом их расположения на кристаллизаторе. «M» - среднее значение температуры между ближайшими исправными каналами, без учета их расположения на кристаллизаторе. «S» - значение температуры устанавливается заданной константой. Серый фон: термопара принудительно отключена, значение вычисляется либо через интерполяцию, либо осреднением значений ближайших исправных термопар (кодовые обозначения см. выше). «S» - к значению температуры исправной термопары добавляется заданная константа. – термопара выключена (виртуальное значение температуры вычисляется как среднее между ближайшими исправными термопарами слева и справа в одном ряду) Рисунок 24 – Панель проверки отключенных термопар Отключение термопары производится следующим образом: 1. Нажать левой кнопкой мыши на нужную термопару – появиться диалоговое окно (Рис. 25). 57 Рисунок 25 – Настройка обработки каналов 2. В окне «Принудительно» нажать левой кнопкой мыши на кнопку «Среднее», т.е. значение температуры термопары будет браться как среднее значение с двух соседних термопар по слою. 3. Затем нажать левой кнопкой мыши клавишу «Установить» или Enter на клавиатуре, далее «Выход» или Esc. Также в окне «Настройка обработки каналов» можно (см. Рис. 26): Принудительно задавать работу каждой термопаре: Значение (контроль неисправности), Интерполяция, Среднее, Заданное (Текущая температура + константа). Заданное значение (константа) определяется в окне чуть ниже. Задать обработку неисправной термопары: Нет обработки, Интерполяция, Среднее, Заданное. Заданное значение определяется в окне чуть ниже. Производить навигация по термопарам. Текущая термопара отображается в окне «Название». Для подтверждения каких-либо изменений нужно нажать клавишу Enter на клавиатуре или кнопку «Установить(Enter)» в окне «Настройка обработки каналов», затем Esc на клавиатуре или кнопку «Выход(Esc)» для закрытия данного окна. 58 Рисунок 26 – Окно «Настройка обработки каналов» 3.6 Работа с программой 3.6.1 Первое включение программы После установки программного обеспечения пользователь должен произвести настройки программного обеспечения Системы для привязки Системы к объекту. При первом включении программы пользователь должен произвести следующие действия: 1. Запустить программу 2. Произвести первичную настройку программы. 3.6.2 Первичная настройка программы При первом включении программного обеспечения пользователь должен настроить параметры привязки Системы к нужному контроллеру Системы: 1. Перейти на вкладку «Настройки» (см. Рис.4). 2. Установить флажок на «Расширенный режим настроек 3.7 Тестирование и отладка В данный момент система «Термовизор» находится в стадии разработки, поэтому аппаратное и программное обеспечение еще не прошло тестов в условиях предприятия. 59 4 Охрана труда 4.1 Опасные и вредные факторы, возникающие при эксплуатации ЭВМ Охрана труда: Система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационнотехнические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. (ст. 209 ТК РФ) Условия труда— совокупность факторов производственной среды и трудового процесса, оказывающих влияние на работоспособность и здоровье работника. (ст. 209 ТК РФ) Безопасные условия труда - Состояние условий труда, при которых воздействие на работающего опасных и вредных производственных факторов исключено или воздействие вредных производственных факторов не превышает предельно допустимых значений.(ст. 209 ТК РФ) Опасный производственный фактор- Производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме, острому отравлению или другому внезапному резкому ухудшению здоровья или смерти.(ст. 209 ТК РФ) Вредный производственный фактор- Производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях может привести к заболеванию, снижению работоспособности и (или) отрицательному влиянию на здоровье потомства. Основным источником проблем, связанных с охраной здоровья людей, использующих в своей работе информационные системы на основе персональных компьютеров, являются дисплеи (мониторы), особенно дисплеи с (ЭЛТ) электронно-лучевыми трубками. Они представляют собой источники наиболее вредных излучений, неблагоприятно влияющих на здоровье операторов и пользователей. Опасным называется фактор, воздействие которого на человека вызывает травму, то есть внезапное повреждение организма в результате воздействия внешних факторов. Вредным называется фактор, длительное воздействие которого на человека, приводит к профессиональным заболеваниям. 60 Типовая конфигурация компьютеризированного рабочего места: • ПК на основе процессора Intel Cjre 2 Duo c необходимым набором устройств ввода-вывода и хранения информации ( CD-RW, Floppy “3.5”); • струйный принтер Epson XP-33; • цветной монитор Samsung SyncMaster 783DF “17” (TCO''03): • разрешение по горизонтали (max) - 1280 пикселей; • разрешение по вертикали (max) - 1024 пикселей; • частота кадровой развертки при максимальном разрешении- 90 Гц; • частота строчной развертки при максимальном разрешении - 42 кГц; Рассмотрим, какие опасные и вредные факторы могут появиться при использовании указанных элементов. Питание ПК производится от сети 220В. Так как безопасным для человека напряжением является напряжение меньше или равное 40В, то при работе на ПК возникает опасность поражения электрическим током. В дисплее ПК высоковольтный блок строчной развертки и выходного строчного трансформатора вырабатывает высокое напряжение до 25кВ для второго анода электроннолучевой трубки. А при напряжении от 5 до 300 кВ возникает рентгеновское излучение различной жесткости, которое является вредным фактором при работе с ПК (при 15 - 25 кВ возникает мягкое рентгеновское излучение). Изображение на ЭЛТ создается благодаря кадрово-частотной развертке с частотой: 85 Гц (кадровая развертка); 42 кГц (строчная развертка). Следовательно, пользователь попадает в зону электромагнитного излучения низкой частоты, которое является вредным фактором. Во время работы компьютера дисплей излучает ультрафиолетовое излучение, при повышении плотности которого выше 10 Вт/м2, оно становиться для человека вредным фактором. Его воздействие особенно сказывается при длительной работе с компьютером. Таким образом, при эксплуатации перечисленных элементов вычислительной техники могут возникнуть следующие опасные и вредные факторы: Поражение электрическим током. Электромагнитное излучение. 61 Ультрафиолетовое излучение. Статическое электричество. 4.2 Анализ влияния опасных и вредных факторов на пользователя Электробезопасность - Система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества. (ГОСТ 12.1.009-76 (1999) Проходя через тело человека, электрический ток оказывает следующие воздействия: Термическое — нагрев тканей и биологической среды; Электролитическое — разложение крови и плазмы; Биологическое — способность тока возбуждать и раздражать живые ткани организма; Механическое — возникает опасность механического травмирования в результате судорожного сокращения мышц. Электрический ток, воздействуя на человека, приводит к травмам: 1. Общие травмы: 1 степень - судорожное сокращение мышц, без потери сознания; 2 степень - судорожное сокращение мышц, с потерей сознания; 3 степень - потеря сознания с нарушением работы органов дыхания и кровообращения; 4 степень – остановка сердца и состояние клинической смерти. 2. Местные травмы: Электрические ожоги; Электрический шок; Электроавтольмия. Тяжесть поражения электрическим током зависит от: Величины тока. Времени протекания. Пути протекания. Рода и частоты тока. Сопротивления человека. Окружающей среды. 62 Состояния человека. Пола и возраста человека. Наиболее опасным является переменный ток 20 - 100Гц. Так как компьютер питается от сети переменного тока частотой 50Гц, то этот ток является опасным для человека. Электромагнитное излучение воздействует на человека следующим образом: Вызывает заболевания кожи (угревая сыпь, розовый лешай); Воздействует на обмен веществ, состав крови, в результате чего возникают симптомы стресса; Вызывает нарушение репродуктивной функции и возникновение рака. Ультрафиолетовое излучение электромагнитное излучение в оптической области, которая примыкает со стороны коротких волн к видимому свету и лежит в диапазоне длин волн ~ 200 - 400 нм. Различают следующие спектральные области: 200 - 280 нм бактерицидная область спектра; 280 - 315 нм зрительная область спектра (самая вредная); 315 - 400 нм Оздоровительная область спектра. При длительном воздействии и больших дозах УФИ могут быть следующие последствия: Серьезные повреждения глаз (катаракта); Мелономный рак кожи; Изменения в функционировании лимфатических сосудов. Статическое электричество также оказывает вредное воздействие. Результаты медицинских исследований показывают, что электризованная пыль может вызвать воспаление кожи, привести к появлению угрей и даже испортить контактные линзы. Кожные заболевания лица связаны с тем, что наэлектризованный экран дисплея притягивает частицы из взвешенной в воздухе пыли, так, что вблизи него качество воздуха ухудшается и оператор вынужден работать в более запыленной атмосфере. Таким же воздухом он и дышит. Особенно стабильно электростатический эффект наблюдается у компьютеров, которые находятся в помещении с полами, покрытыми синтетическими коврами. При повышении напряженности поля Е>15 кВ/м, статическое электричество может вывести из строя компьютер. 63 Из анализа воздействий опасных и вредных факторов на организм человека видна необходимость защиты от них. 4.3 Методы и средства защиты от поражения электрическим током Для защиты от поражения электрическим током используется зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических токоведущих проводников, которые могут оказаться под напряжением. Зануление применяется в трехфазных сетях с глухо заземленной нейтралью, в установках до 1000В и является основным средством обеспечения электробезопасности. 4.4 Расчет защитного зануления на рабочем месте Принцип защиты пользователей при занулении заключается в отключении сети за счет тока короткого замыкания, который вызывает отключение ПЭВМ от сети. Рис. 27 Зануление 𝐼к.з. = 𝑟𝑚 3 𝑈ф +𝑅общ (1), где: Iк.з. - ток короткого замыкания [А]; Uф - фазовое напряжение [B]; rm - сопротивление катушек трансформатора [Ом]; rнзп - сопротивление нулевого защитного проводника [Ом]. 64 По заданным параметрам определим возможный Iк.з. Uф = 220 В rm =0,412 Ом (по паспорту ) (2), где: - удельное сопротивление материала проводника [Ом*м]; l - длина проводника [м]; s – площадь поперечного сечения проводника [мм2]. медь= 0,0175 Ом*м 𝑙1 = 400м; 𝑙2 = 150м; 𝑙3 = 50м; ; 𝑅общ = 𝑟1 + 𝑟2 + 𝑟3 ; 𝑙 𝑟1 = 𝑝1 𝑆1 = 0,028 400 1 2 𝑙 𝑟2 = 𝑝2 𝑆2 = 0,0175 150 1 2 𝑙 𝑟3 = 𝑝3 𝑆3 = 0,0175 50 3 𝑟𝑚 3 = 0,412 3 = 5,6Ом; 1 = 2,625Ом; = 0,875Ом;𝑅общ = 9,1Ом; = 0,137Ом; 𝑈ф 220 𝐼к.з. = 𝑟 = = 23,8А 𝑚 0,137 + 9,1 + 𝑅 общ 3 По величине 𝐼к.з. определим с каким 𝐼ном необходимо включить в цепь питания ПЭВМ автомат. 𝐼к.з. ⩾ 𝑘 ∗ 𝐼ном 𝐼ном = 𝐼к.з. 𝐾 , где K – качество автомата. К=3. 𝐼ном = 23,8 = 7,93А 3 Следовательно, для отключения ПЭВМ от сети в случае короткого замыкания или других неисправностей в цепь питания ПЭВМ необходимо ставить автомат с 𝐼ном = 16А 65 4.5 Методы и средства защиты от ультрафиолетового излучения Энергетической характеристикой УФИ является плотность потока мощности [Вт/м2]. Биологический эффект воздействия определяется внесистемной единицей эр. 1 эр - это поток (280 - 315 нм), который соответствует потоку мощностью 1 Вт. Воздействие ультрафиолетового излучения сказывается при длительной работе за компьютером. Максимальная доза облучения: 7.5 мэр*ч/ м2 за рабочую смену; 60 мэр*ч/м2 в сутки. Для защиты от ультрафиолетового излучения используется: защитный экран или специальные очки «Флинтглас» с добавлением свинца ; одежда из фланели; побелка стен и потолка (поглощает УФИ на 45-50%); противосолнечные экраны; мази, поглощающие УФИ. 4.6 Пожарная безопасность Возникновение пожара (загорания)- Совокупность процессов, приводящих к пожару (загоранию) Угроза пожара (загорания)- Ситуация, сложившаяся на объекте, которая характеризуется вероятностью возникновения пожара/ Причина пожара (загорания)- Явление или обстоятельство, непосредственно обуславливающее возникновение пожара (загорания) (ГОСТ 12.1.033-81 (2001)) Системы пожарной безопасности должны характеризоваться уровнем обеспечения пожарной безопасности людей и материальных ценностей, а также экономическими критериями эффективности этих систем, с учетом всех стадий (научная разработка, проектирование, строительство, эксплуатация) жизненного цикла объектов и выполнять одну из следующих задач: • исключать возникновение пожара; • обеспечивать пожарную безопасность людей; • обеспечивать пожарную безопасность материальных ценностей; • обеспечивать пожарную безопасность людей и материальных ценностей одновременно. 66 Объекты должны иметь системы пожарной безопасности, направленные на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара.. Требуемый уровень обеспечения пожарной безопасности людей с помощью указанных систем должен быть не менее 0,9 предотвращения воздействия опасных факторов в год в расчете на каждого человека, а допустимый уровень пожарной опасности для людей должен быть не более 106 воздействия опасных факторов пожара, превышающих предельно допустимые значения, в год в расчете на каждого человека. Объекты, отнесенные к соответствующим категориям по пожарной опасности должны иметь экономически эффективные системы пожарной безопасности, Опасными факторами, воздействующими на людей и материальные ценности, являются: • пламя и искры; • повышенная температура окружающей среды; • токсичные продукты горения и термического разложения; • дым; • пониженная концентрация кислорода. К вторичным проявлениям опасных факторов пожара, воздействующим на людей и матери- альные ценности, относятся: • осколки, части разрушившихся конструкций; • радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок; • электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов; 4.7 Выводы В процессе дипломного проектирования были рассчитано защитное зануление и даны рекомендаций оператору, работающему за ПК для обеспечения надлежащих условий работы. При расчёте защитного зануления стало известно, что для отключения ПК от сети в случае короткого замыкания или других неисправностей в цепь питания ПК необходимо ставить автомат с 𝐼ном = 16А. Во время использования здоровью, а иногда и жизни оператора угрожают различные вредные факторы . Типичными ощущениями, которые испытывают к концу дня люди, работающие за компьютером, являются: головная боль, резь в глазах, тянущие боли в мышцах 67 шеи, рук и спины, зуд кожи на лице и т.п. Испытываемые каждый день, они могут привести к мигреням, частичной потере зрения, сколиозу, кожным воспалениям и другим нежелательным явлениям. Меры охраны труда направлены на соблюдение безопасности на рабочем месте и безопасной работы людей. 5 Экологическая часть 5.1 Микроклимат в рабочей зоне Для защиты от вредных факторов, имеющих место при эксплуатации ПК, необходимо придерживаться следующих рекомендаций: правильно организовывать рабочие места; Особые требования к помещениям, в которых эксплуатируются компьютеры: Не допускается расположение рабочих мест в подвальных помещениях. Площадь на одно рабочее место должна быть не меньше 6 м2, а объем - не менее 20 м3. Рекомендуемый микроклимат в помещениях при работе с ПК: температура 19- 21°С; относительная влажность воздуха 55-62%. В помещениях, где размещены шумные агрегаты вычислительных машин (матричные принтеры и тому подобное), уровень шума не должен превышать 75дБА, в обычных же помещениях, где стоят персональные машины, допускается максимум 65 дБА. Рабочие места должны располагаться от стен с оконными проемами на расстоянии не менее 1,5 м, от стен без оконных проемов на расстоянии не менее 1,0 м. Поверхность пола в помещениях должна быть ровной, без выбоин, нескользкой, удобной для чистки и влажной уборки, обладать антистатическими свойствами. Освещенность на рабочем месте с ПК должна быть не менее: экрана - 200 лк; клавиатуры, документов и стола - 400 лк. Для подсветки документов допускается установка светильников местного освещения, которые не должны создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать его освещенность до уровня более 300 лк. Следует ограничивать прямые блики от источников освещения. Освещенность дисплейных классов, рекомендуемая отраслевыми нормами, лежит в пределах 400-700 лк и мощностью ламп до 40Вт. В качестве источников света при искусственном освещении необходимо применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ, цветовая 68 температура (Тцв) излучения которых находится в диапазоне 3500-4200°K. При установке рабочих мест нужно учитывать, что мониторы должны располагаться на расстоянии не менее 2 метров друг от друга, если брать длины от задней поверхности одного до экрана другого, и 1,2 метра между их боковыми поверхностями. При выполнении творческой работы, требующей значительного умственного напряжения или высокой концентрации внимания, между компьютерами должны быть установлены перегородки высотой 1,5-2,0 метра. 5.2 Защита от шума По характеру спектра шум следует подразделять на: широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы; тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона. Тональный характер шума для практических целей (при контроле его параметров на рабочих местах) устанавливают измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня звукового давления в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ. (ГОСТ 12.1.003-83 1999) Средства и методы защиты от шума по отношению к защищаемому объекту подразделяются на: • средства и методы коллективной защиты; • средства индивидуальной защиты. Средства коллективной защиты по отношению к источнику возбуждения шума подразделяются на: • средства, снижающие шум в источнике его возникновения; • средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объ- екта. Средства, снижающие шум в источнике его возникновения, в зависимости от характера воздействия подразделяются на: • средства, снижающие возбуждение шума; • средства, снижающие звукоизлучающую способность источника шума. Средства, снижающие шум на пути его распространения, в зависимости от среды подразде- ляются на: • средства, снижающие передачу воздушного шума; • средства, снижающие передачу структурного шума. Средства защиты от шума в зависимости от использования дополнительного источника энергии подразделяются на: 69 • пассивные, в которых не используется дополнительный источник энергии; • активные, в которых используется дополнительный источник энергии. Средства и методы коллективной защиты от шума в зависимости от способа реализации подразделяются на: • акустические; • архитектурно-планировочные; • организационно-технические. Средства звукоизоляции в зависимости от конструкции подразделяются на: • звукоизолирующие ограждения зданий и помещений; • звукоизолирующие кожухи; • звукоизолирующие кабины; • акустические экраны, выгородки. Средства звукопоглощения в зависимости от конструкции подразделяются на: • звукопоглощающие облицовки; • объемные (штучные) поглотители звука. Средства демпфирования в зависимости от вида демпфирования подразделяются на: • элементы с сухим трением; • элементы с вязким трением; • элементы с внутренним трением. Глушители шума в зависимости от принципа действия подразделяются на: • абсорбционные; • реактивные (рефлексные); • комбинированные. Архитектурно-планировочные методы защиты от шума включают в себя: • рациональные акустические решения планировок зданий и генеральных планов объектов; • рациональное размещение технологического оборудования, машин и механизмов; • рациональное размещение рабочих мест; • рациональное акустическое планирование зон и режима движения транспортных средств и транспортных потоков; • создание шумозащищенных зон в различных местах нахождения человека. Организационно-технические методы защиты от шума включают в себя: • применение малошумных технологических процессов (изменение технологии производ- ства, способа обработки и транспортирования материала и др.); 70 • оснащение шумных машин средствами дистанционного управления и автоматического кон- троля; • применение малошумных машин, изменение конструктивных элементов машин, их сбороч- ных единиц; Средства индивидуальной защиты от шума в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на: • противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи; • противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к нему; • противошумные шлемы и каски; 5.3 Методы и средства защиты от электромагнитных полей низкой частоты. Защита от электромагнитных излучений осуществляется следующими способами: Время работы - не более 4 часов; Расстояние - не менее 50 см от источника; Экранирование; Расстояние между ЭЛТ-мониторами - не менее 1,5 м; Не работать сбоку от ЭЛТ-монитора ближе 1.2 м. (СанПиН 2.2.4.1191-03) 5.4 Методы и средства защиты от статического электричества Защита от статического электричества и вызванных им явлений осуществляется следующими способами: Проветривание без присутствия пользователя. Влажная уборка. Отсутствие синтетических покрытий. Нейтрализаторы статического электричества. Для уменьшения влияния статического электричества необходимо пользоваться рабочей одеждой из малоэлектризующихся материалов, например халатами из хлопчатобумажной ткани, обувью на кожаной подошве. Не рекомендуется применять одежду из шелка, капрона, лавсана. В качестве напольного покрытия использовать антистатический линолеум. 71 5.5 Выводы Следует соблюдать перечисленные методы и способы защиты от опасных и вредных факторов, которые обеспечивают защиту пользователей, работающих с вычислительной техникой. 72 6 Заключение В дипломном проекте решалась задача создания системы раннего предсказания прорыва корочки сляба для машины непрерывного литья заготовок. Выбраны технические средства для сбора сигналов с термопарных датчиков. Разработан алгоритм обработки сигналов, для выявления начала «подвисания» слитка. Таким образом, все поставленные в техническом задании задачи решены. 7 Список литературы 1. Геращенко О. А. Тепловые и температурные измерения. Справочное руководство. К.: Накова думка, 1965, 304 с. 2. Data acquisition for breakout prediction systems - PC-Control www.pc-control.net/pdf/.../pcc_demag_e.pdf 3. pdf http://ftp.icpdas.com/pub/cd/8000cd/napdos/ipac8000/document/ipac_8000_user_manual_v1.0.2. 4. http://ftp.icpdas.com/pub/cd/8000cd/napdos/8000/8000manual.pdf 5. Таненбаум Э., Архитектура компьютера.5-е изд. – СПб:Питер, 2007 – 844с. 6. Гома Х. UML Проектирование систем реального времени, распределенных и параллельных приложений., М:ДМК Пресс, 2011. -700с. 7. Магда Ю., Labview. Практический курс для инженеров и разработчиков., ., М:ДМК Пресс, 2011. -208с.