Современное эффективное производство невозможно представить без автоматизированных систем управления технологическими процессами и систем контроля качества выпускаемой продукции, на верхнем уровне которых  применяют системы типа SCADA (от Supervisory Control And Data Acquisition – «супервизорный контроль и сбор данных»), обеспечивающие получение и визуализацию информации от программируемых контроллеров распределенных систем управления.

Ввиду всевозрастающей потребности в комплексной автоматизации производств, насущной проблемой является анализ технологического процесса с целью выявления целесообразности внедрения средств контроля и управления, осуществления оптимального выбора технических средств контроля и управления, а так же расчета оптимальных параметров регулирования. Решить эти сложные задачи позволяет имитационное моделирование технологических процессов. Современные SCADA-пакеты позволяют, используя мощные инструментальные средства, построить имитационные модели, максимально точно описывающие реальные процессы. Впоследствии имитационная модель допускает перенастройку параметров для совместной работы с устройствами нижнего уровня (логическими контроллерами, датчикам, исполнительными механизмами) и становится пригодной для внедрения в производство в качестве рабочей системы диспетчерского контроля и сбора данных.

Ввиду вышесказанного опыт создания имитационных моделей технологических процессов становится все более востребованным.

Система супервизорного управления класса SCADA – «Vijeo Look» позволяет продемонстрировать принцип имитационного моделирования процесса  сушки зерна.

Имитационные модели систем контроля и управления процессами находят следующее применение:

·                   изучение поведения как объекта управления, так и системы контроля и управления, что позволяет выявить целесообразность инвестиций средств в создание реальной системы контроля и управления;

·                   применение имитационных моделей в методических целях, для изучения динамических и статических характеристик объекта управления и обучения персонала работе на автоматизированном рабочем месте (АРМ);

·                   демонстрация функциональных возможностей инструментальной среды разработки системы контроля и управления SCADA.

Задача автоматизации технологического процесса

 В большинстве агропромышленных районов зерно заготавливают с избыточной влажностью. Обеспечить сохранность зерна – важная задача  работников агропрома. Сохранить качество заготавливаемого зерна позволяет своевременная сушка с правильно выбранными режимами, при этом очень важно обеспечить контроль за технологическими параметрами и состоянием оборудования, а так же управление процессом сушки.

Рециркуляционный метод сушки, при котором процесс сушки повторяется циклически, - наиболее гибкий и поддается автоматизации, а также позволяет сушить зерно различной начальной влажности.

Рассмотрим принцип работы рециркуляционной зерносушилки типа А1-УЗМ. Автоматизация зерносушилок данного типа является наиболее насущной проблемой. Кроме того, разработка системы управления технологическим процессом  сушки позволит более полно отразить возможности SCADA-системы «Vijeo Look».    

Наиболее важной и сложной задачей является автоматическое управление режимом сушки. Поэтому рассмотрим систему автоматизации, которая должна решить эту задачу.

Выбор источников получения импульсов, регулируемых параметров и управляющих воздействий целе­сообразно проводить на основе исследования статических и дина­мических характеристик сушилки как объекта управления. Процесс регулирования корректируется по влагосодержанию материала на выходе, что обеспечивает его стабилизацию на   заданном уровне. В качестве регулирующего параметра в данном проекте выбрано изменение количества теплоты, подводимой к су­шильной установке.

Структуры данных и переменных

Работающая в супервизорном режиме система SCADA должна получать необходимые значения технологических параметров: начальная влажность зерна, температура в сушильных шахтах, влажность на выходах из первой и второй сушильных шахт, максимальная температура нагрева шахты, зависящая от вида зерна. В случае если влажность зерна после сушки в первой шахте выше требуемого значения, то температура нагрева второй шахты регулируется в зависимости от влажности.

Первым этапом разработки имитационной модели является определение тэгов (переменных), каждый из которых соответствует одному из реальных параметров технологического процесса.

Тэги описываются в  Конфигураторе системы, где задаются все необходимые параметры, после чего становятся доступны для отображения в реальном времени и для обработки их значений в алгоритмах управления.

Описание алгоритма управления

Основой имитационной модели служит алгоритм управления, реализованный средствами встроенного в систему Vijeo Look языка программирования Visual Basic, функциональных возможностей которого достаточно для математического описания процесса сушки.

В режиме эмуляции (рабочий режим имитационной модели) величина регулируемого параметра (влажность зерна) может быть рассчитана исходя из любой произвольной  зависимости  от величины регулирующего воздействии (поскольку имеем дело с  имитационной моделью). При необходимости возможно так же осуществление регулирования по PID и другим законам регулирования.

evrakylon ©