36
1.3. Анализ существующих разработок и выбор стратегии
автоматизации «КАК ДОЛЖНО БЫТЬ»
1.3.1. Анализ существующих разработок для автоматизации
задачи
Рассмотрим основные АСУ ТП, которые в настоящее время
применяются в ООО «Агробизнес».
Для хранения молочной продукции, которая закупается в населения, в
ООО «Агробизнес» применяется АСУ ТП для управления холодильным
оборудованием АСУ ТП «Холод-Т», для которых доступны такие функции
по поддержанию и стабильной работе производственной линии (рисунок 14):
Рисунок 14 – Возможности АСУ ТП «Холод-Т»
С рабочего места оператора АСУ ТП осуществляется ввод
определенного режима и управление всем оборудованием для хранения
молока (рисунок 15).
Возможности АСУ ТП «Холод-Т»
включение/отключение всех основных исполнительных
механизмов
сигнализация о протекании процесса охлаждения
поддержание влажностной и температурной среды по
зонам и кривым технологического регламента
поддержание аэродинамических показателей для заданной
кривой охлаждения
автоматический пуск технологического процесса
автоматическая остановка при срабатывании датчиков
автоматики безопасности
37
Рисунок 15 – Пульт АСУ «Холод-Т»
Стоит отметить, что рассматриваемая АСУ ТП имеет хорошие
возможности для масштабирования и расширения данной системы
управления.
Автоматизированное рабочее место (сокращенно АРМ) оператора
АСУ ТП комплектуется на основании современных ПЭВМ, что
предназначаются для реализации функций управления, отображения,
архивации сообщений внедренной АСУ ТП (рисунок 16).
Многочисленные предприниматели, которые ранее принимали
решение о том, чтобы заниматься складированием сельскохозяйственной
продукции, а также имеют в распоряжении собственный склад с
охладительным оборудованием, очень часто сталкиваются с проблемой
внедрения АСУ ТП и внедрением, хотя как-то справиться со всеми
случившимися трудностями самостоятельно силами ООО «Агробизнес»
будет вовсе не просто.
38
Рисунок 16 – АРМ оператора АСУ
Для осуществления производства продукции, которую выращивают в
теплицах, в ООО «Агробизнес» применяется АСУ ТП «Овощевод».
Объект управления – тепличный комплекс ООО «Агробизнес», что
состоит с двух бригад, из которых к одной относятся 4 теплицы, к второй –
пять.
Задача для управления каждой теплицы состоит в непосредственном
поддержании заданного показателя температуры воздуха в основных точках
теплицы.
Шкаф автоматики теплицы показан на рисунке 17:
39
Рисунок 17 – Шкаф автоматики теплицы
Рассматриваемая АСУ ТП включает в себя две между собой
объединенных диспетчерских, в соответствии с численностью
производственных бригад.
Стоит отметить, что каждая теплица может быть оснащена шкафом
управления с контроллером под названием Apex 10, а также дополненным
модулем ЕСА 101.
Непосредственная связь между диспетчерскими, а также удаленными
абонентами подразделений производства осуществляется по ЛВС Ethernet.
Обмен данными обеспечивается фирменным сервером Данфосс. Процесс
ведение архива, визуализация процесса, генерация диагностических
сообщений оператора согласно стандартам, обеспечивается системой
направления SCADA, адаптированной и поставленной компанией Данфосс.
На рисунке 18 показан интерфейс АСУ ПТ Данфосс.
40
Рисунок 18 – Интерфейс АСУ ТП Данфосс
Стоит отметить, что в АСУ применяются специальные обозначения
для определения нужных температур:
– черный – внутренняя температура;
– синий – наружная температура;
– желтый, красный, зеленый – локальная температура в
контрольных точках.
ПО VNS является полнофункциональным пакетом прикладных
программ для создания распределённых систем управления, диспетчеризации
в самых различных отраслях промышленности.
Главными функциями системы являются:
– Мониторинг оперативной информации при применении
мнемосхем.
Мнемосхемы в VNS могут компоноваться для создания более сложной
схемы такими элементами:
41
o Тренд.
o Поверхности.
o Линии.
o Символ элемента.
o Дата.
ПО имеет обширный арсенал инструментов для форматирования
данных.
– Проведение расчётов – результат выполнения одной из встроенных
библиотечных совокупностей функций и алгоритмических конструкций.
Библиотечные функции разделены на несколько категорий:
– арифметические;
– логические;
– математические и другие.
Существуют также возможности по созданию и использованию
пользовательских алгоритмов и функций.
– Формирование рапорта. Рапорт (или отчет) – это разрабатываемый
текстовый документ, для указанной пользователем формы содержит текущее
значение текста и переменных.
Разработанные отчеты сохраняться на диске, а также выводятся при
этом на принтер в заданное время или по какому-то событию (рисунок 19).
42
Рисунок 19 – Внешний вид ПО VNS
Trace Mode является пакетом от фирмы Astra Ltd – графическая
инструментальная система для проектирования АСУ ТП.
ПО дает возможность отлаживать и тестировать технические
программы, при этом не используя разные языки программирования.
Программное обеспечение поддерживает как отечественные, так и
зарубежные контроллеры.
Практически все программы программные модели, входящие в систему
Trace Mode делятся категории:
– инструментальные модели;
– исполнительные модули.
В системе применяются 3 редакторы (рисунок 20):
– представления информации;
– каналов;
– шаблонов.
Рисунок 20 – Внешний вид ПО Trace Mode
43
Заметим, что в инструментальной системе могут также быть
разработаны базы данных для хранения полученной информации.
1.3.2. Выбор и обоснование стратегии автоматизации задачи
Реализация стратегии по модернизации АСУТП проходит в несколько
стадий (рисунок 21)
Среди нескольких вариантов определения стратегии выполнения
автоматизации, а именно:
– общей автоматизации;
– прототипной автоматизации;
– минимальной стоимости;
– автоматизации по участкам,
будет выбрана последняя.
Рисунок 21 – Этапы модернизации
44
То есть, подразумевается автоматизация только отдельного участка.
При этом, нельзя исключать также автоматизацию полностью всей
фирмы, так как при определяемых показателях АСУТП будет крайне
целесообразным применение рассматриваемой системы полностью к всей
структуре ООО «Агробизнес».
1.3.3. Выбор и обоснование способа приобретения ИС для
автоматизации задачи
При модернизации АСУТП понадобятся следующие компоненты
программного обеспечения:
– операционная система (ОС) семейства Windows,
предназначенная для работы с автономными ПК;
– ОС Windows (предположительно, серверного типа), что
предназначена для обеспечения процесса функционирования ИС на серверах
ЛВС;
– ПО VNS для проектирования схем АСУТП;
– ПО Trace Mode для проектирования АСУТП.
Способы приобретения ИС – это описание последующих действий от
определения или формализации решения по необходимости АСУТП и до
момента пока АСУТП не будет внедряться в деятельность компании.
Существуют следующие методы приобретения АСУТП:
– разработка (заказная или самостоятельная);
– покупка самостоятельная и покупка зарубежной или
отечественной АСУТП;
– покупка и доработка;
– аренда АСУТП.
Заказ разработки АСУТП у сторонних разработчиков позволяет
получать информационную систему, которая удовлетворяет бизнес-правилам
рассматриваемой компании в настоящий момент. Но при изменении БП
45
возможно потребуется ее частичная переработка, что также выльется в
излишние затраты на процесс реинжененринга имеющейся АСУТП.
Покупка и доработка АСУТП возможна, если нужен небольшой объем
доработки, а данная доработка часто применяется в рамках модели АСУТП,
что часто вызывает значительные затруднения из-за полного отсутствия
развернутой документации к АСУТП.
При взятии АСУТП в аренду компания рискует вывести
непосредственно за свои пределы многие виды деятельности, а также
лишиться части собственных информационных ресурсов и возможностей.
Заметим, что в таких случаях компания может утратить многие виды
деятельности, что в течение длительного времени ранее обеспечивали ей
успех непосредственно на рынке производства оборудования.
Стоит отметить, что при покупке готового решения надо выбрать
такое решение, что полностью будет соответствовать разнообразным схемам
ведения бизнеса.
Это очень сложно, поскольку производители систем автоматизации
могут не всегда угодить всем клиентам и их АСУТП получаются
перегруженными функционалом, за который надо платить.
В результате модернизация АСУТП выполняться своими силами
(монтажные работы) с возможностью покупки составных частей АСУТП.
1.4. Обоснование проектных решений
1.4.1. Обоснование проектных решений по информационному
обеспечению
Для разработки информационного обеспечения необходимо
рассчитать количество и виды входных и выходных сигналов.
В состав информационного обеспечения АСУ ТП входит описание
входных и выходных сигналов, а также входных и выходных данных.
В состав описания входных сигналов входит: