разработка и создание автоматизированной системы

РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПОДГОТОВКИ
И СОСТАВЛЕНИЯ БУМАЖНОЙ МАССЫ
И. А. Титовицкий, В. Г. Белкин, А. Ч. Белячиц, Л. Н. Василевич,
К. В. Говорун, В. Г. Кваченок, Н. И. Курило
НПООО "Аквар-систем", г. Минск
Стабильность основных характеристик (композиционного состава, концентрации,
степени помола, расхода по сухому веществу) бумажной массы, подаваемой на БДМ,
является необходимым условием для производства высококачественной бумаги.
Подготовку бумажной массы осуществляет размольно-подготовительное отделение
(РПО) фабрики, представляющее собой сложную технологическую систему с большим
количеством объектов регулирования, управления и контроля. Для нее характерны
высокая степень взаимовлияния регулировок по отдельным параметрам, необходимость
постоянного контроля состояния технологических объектов, большой объем
измерительной и статусной информации. Оптимизировать работу РПО возможно только
при постоянном автоматическом контроле и управлении ходом технологического
процесса с применением современных вычислительных средств.
Многопараметрическая автоматизированная система управления технологическим
процессом подготовки и составления композиции бумажной массы (АСУ ТП РПО)
разработана для применения на Борисовской бумажной фабрике Гознака РБ и решает
следующие задачи:
– автоматизация процесса управления концентрацией бумажной массы на выходе
из бассейнов – мешального, сгущенной целлюлозы, приемного, размолотой целлюлозы,
сгущенного брака, композиционного, машинного;
– автоматическое поддержание уровня в приемном, композиционном, машинном
бассейнах и бассейне сгущенного брака;
– контроль уровня в бассейнах – сгущенной целлюлозы, мешальном и размолотой
целлюлозы;автоматизация процесса составления композиции бумажной массы путем
регулирования расходов по абсолютно сухому волокну в потоках, смешиваемых в
композиционном бассейне по однопоточному и двухпоточному режимам размола
целлюлозы;
– автоматическое и ручное включение/выключение массных насосов с пульта
рабочей станции оператора;
– автоматический контроль нагрузки двигателей размольных мельниц;
– отображение на экране рабочей станции технологической схемы РПО с
указанием состояния технологических объектов и текущих параметров техпроцесса;
– отображение на экране гистограмм текущих параметров по группам однотипных
объектов (концентраций на выходе из бассейнов, уровней в бассейнах, нагрузки
двигателей дисковых мельниц);
– протоколирование всех событий в системе (изменения параметров, состояний
объектов, команд оператора и т. д.) с возможностью просмотра протокола на экране и
вывода его на печать по выбранному шаблону;
– просмотр на экране и вывод на печать временных зависимостей (трендов)
измеряемых параметров за требуемый промежуток времени;
– вывод на экран рабочей станции сообщений оператору о возникновении
аварийных и нештатных ситуаций в работе оборудования;
– блокировка недопустимых либо некорректных команд оператора;
– возможность обмена информацией с АСУ верхних уровней.
АСУ ТП РПО реализована на базе компьютера PC/Pentium с операционной системой
Windows NT, интерфейс пользователя – графический, многооконный.
АСУ ТП построена по классической трехуровневой схеме: рабочая станция с системным
компьютером – контроллеры крупных технологических объектов – датчики первичных
параметров и исполнительные устройства. Крупными технологическими объектами
являются массные бассейны, а также линия размольных мельниц, поэтому они оснащены
индивидуальными контроллерами на базе микропроцессоров семейства MCS-51. Связь
системного компьютера с контроллерами осуществляется в полудуплексном режиме по
многоточечному интерфейсу RS-485, для связи контроллеров с датчиками первичных
параметров используются интерфейсы RS-232, токовые сигналы 0 – 5мА и 4 – 20мА,
исполнительные механизмы связаны с контроллерами линиями типа "сухой контакт" и
силовыми цепями 220 В, 50Гц.
Контроллеры бассейнов с сопутствующими блоками управления и питания
периферийных узлов сосредоточены в шкафах управления бассейнами (ШУБА) и
выполняют ряд автономных функций регулирования и управления в рамках
технологической оснастки данного бассейна, а именно:
– поддержание заданной концентрации бумажной массы на выходе бассейна путем
управляемого по ПИД – закону разбавления водой с помощью регулируемой задвижки
воды;
– отсечка подачи разбавляющей воды при отключении массных насосов данного
бассейна;
– контроль уровня в бассейне и отключение подающих насосов при превышении
заданного предела по уровню.
Данная структура является автоматизированной подсистемой управления бассейном
(АПСУБ).
Подобный принцип построения распределенной АСУ ТП на базе однотипных подсистем
является наиболее оптимальным для автоматизации РПО, поскольку позволяет в
значительной мере унифицировать аппаратные средства контроля и управления,
программное обеспечение микроконтроллеров и структуру информационных связей
между узлами системы. Кроме того, обеспечивается возможность поэтапного ввода в
эксплуатацию подсистем управления отдельными бассейнами, простота модернизации и
расширения существующей системы за счет добавления новых объектов контроля и
управления, повышается эксплуатационная надежность системы в целом.
Рабочая станция оператора состоит из одного металлического шкафа PROLINE PC. Шкаф
разделен на три секции различного размера, закрывающиеся герметичными
металлическими дверцами. В первой секции, снабженной застекленным окном,
расположен 17-дюймовый дисплей типа SVGA. Во второй секции расположены
системный блок компьютера типа РС/"Pentium", блок бесперебойного питания, принтер
"Epson" и блок преобразователя интерфейса RS-232/RS-485. В третьей секции,
герметично отделенной от рабочей станции, находится откидной столик с клавиатурой и
мышью.
Разработанная АСУ ТП РПО установлена на Борисовской бумфабрике Гознака РБ и
введена в опытную эксплуатацию. В настоящее время ведутся работы по установке
аналогичной системы на Краснокамской фабрике Гознака РФ.