RU2698627C1 - Software and hardware complex for monitoring and controlling technological processes in ore mining and processing industry - Google Patents
Software and hardware complex for monitoring and controlling technological processes in ore mining and processing industry Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698627C1 RU2698627C1 RU2018145557A RU2018145557A RU2698627C1 RU 2698627 C1 RU2698627 C1 RU 2698627C1 RU 2018145557 A RU2018145557 A RU 2018145557A RU 2018145557 A RU2018145557 A RU 2018145557A RU 2698627 C1 RU2698627 C1 RU 2698627C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- technological
- software
- blocks
- digital
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 48
- 230000004224 protection Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000012774 diagnostic algorithm Methods 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002633 protecting effect Effects 0.000 claims 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- XXCCGRRUBBGZRE-UHFFFAOYSA-N 4-[1-hydroxy-2-(propan-2-ylamino)ethyl]-2-methoxyphenol Chemical compound COC1=CC(C(O)CNC(C)C)=CC=C1O XXCCGRRUBBGZRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
Description
Техническое решение относится к автоматизированным системам контроля, диагностики и управления технологическими процессами промышленного назначения, а именно – к системам автоматизации и управления технологическими процессами в горно – обогатительном производстве горнодобывающей отрасли промышленности, и могут быть использованы как для управления технологическими процессами горно – обогатительных предприятий, так и для проектирования автоматизированных систем управления любой сложности проектными организациями. The technical solution relates to automated systems for monitoring, diagnostics and control of technological processes for industrial purposes, namely, to automation systems and process control in the mining and processing industry of the mining industry, and can be used both for controlling technological processes of mining and processing enterprises, and for the design of automated control systems of any complexity by design organizations.
Известен комплекс аппаратно – программных средств автоматизации диагностирования и контроля устройств и управления технологическими процессами по патенту РФ на полезную модель № 61438, МПК G05B 15/00, G05B 19/4063, B61L 27/04, опубл. 27.02.2007, Бюл.№6, который содержит объединенные через локальную вычислительную сеть Ethernet (ЛВС) рабочие станции, автоматизированные рабочие места (АРМ) и серверы на базе персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ) и также объединенные через ЛВС контроллеры на базе промышленных компьютеров, предназначенные для сбора и обработки информации от контролируемых устройств через функциональные модули ввода, решения диагностических задач, выдачи управляющих команд функциональным модулям вывода.A well-known complex of hardware and software automation of diagnosis and control of devices and process control according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 61438,
Общими признаками предлагаемого технического решения и аналога являются: микропроцессорный контроллер, модули ввода - вывода дискретных и аналоговых сигналов, с использованием блоков дополнительных реле для дискретных сигналов и нормирующие преобразователи для аналоговых сигналов (в аналоге - контроллеры на базе промышленных компьютеров, предназначенные для сбора и обработки информации от контролируемых устройств через функциональные модули ввода, решения диагностических задач, выдачи управляющих команд функциональным модулям вывода).Common features of the proposed technical solution and the analogue are: a microprocessor controller, input / output modules of discrete and analog signals, using blocks of additional relays for discrete signals and normalizing converters for analog signals (in analogy, controllers based on industrial computers designed for collection and processing information from controlled devices through functional input modules, solving diagnostic problems, issuing control commands to functional output modules Oh yeah).
Недостатком такого комплекса является ограничение его функциональных возможностей по числу контролируемых и управляемых параметров, так как контролируемые устройства подключаются к контроллеру через концентраторы связи посредством стандартного последовательного интерфейса, как правило, не обладающего достаточной пропускной способностью и помехоустойчивостью. Кроме того, этот комплекс не обладает достаточной надёжностью в тяжёлых условиях промышленной эксплуатации, так как контроллер реализован в виде промышленного компьютера и, соответственно, содержит все недостатки этих компьютеров (отсутствие операционной системы реального времени, возможность зависания и т.д.). The disadvantage of this complex is the limitation of its functionality in terms of the number of monitored and controllable parameters, since monitored devices are connected to the controller via communication hubs using a standard serial interface, which as a rule does not have sufficient bandwidth and noise immunity. In addition, this complex does not have sufficient reliability in difficult conditions of industrial operation, since the controller is implemented as an industrial computer and, accordingly, contains all the shortcomings of these computers (lack of a real-time operating system, the possibility of freezing, etc.).
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению по технической сущности и совокупности существенных признаков является автоматизированная система управления и регулирования технологическими параметрами по патенту РФ на полезную модель № 75 482, МПК G05B 15/00, G05B 19/00, опубл. 10.08.2008, Бюл. № 22, взятая в качестве прототипа и содержащая микропроцессорный контроллер, модули ввода – вывода дискретных и аналоговых сигналов с использованием блоков дополнительных реле для дискретных сигналов и нормирующих преобразователей для аналоговых сигналов. Closest to the claimed technical solution for the technical essence and the set of essential features is an automated control system and regulation of technological parameters according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 75 482,
Общими признаками предлагаемого технического решения и прототипа являются: микропроцессорный контроллер, модули ввода - вывода дискретных и аналоговых сигналов, с использованием блоков дополнительных реле для дискретных сигналов и нормирующих преобразователей для аналоговых сигналов. Common features of the proposed technical solution and prototype are: a microprocessor controller, input / output modules of discrete and analog signals, using blocks of additional relays for discrete signals and normalizing converters for analog signals.
Недостатком такой системы является стандартный подход к измерению, контролю и регулированию различных технологических параметров и к алгоритмам управления, так как в таких системах применяют только стандартные технические устройства и стандартное программное обеспечение, что ведёт к значительному снижению эффективности и надёжности управления технологическими процессами в тяжёлых условиях эксплуатации, применительно к горнодобывающей отрасли промышленности. Кроме того, применение стандартных технических устройств и стандартного программного обеспечения, существенно снижающих функциональные возможности работы системы в тяжёлых условиях эксплуатации в горнодобывающей отрасли промышленности, ведёт к снижению защиты от несанкционированного доступа, не обеспечивая безопасной работы производства, а значит, также снижает эффективность контроля и управления технологическими процессами. Наконец, стандартный подход ведет к неизбежной избыточности всех компонентов системы, отсутствию отраслевых технологических алгоритмов и как следствие, невозможности эффективного и надёжного контроля и управления технологическими процессами в тяжёлых условиях эксплуатации в горнодобывающей отрасли промышленности. The disadvantage of such a system is a standard approach to measuring, monitoring and regulating various technological parameters and to control algorithms, since in such systems only standard technical devices and standard software are used, which leads to a significant decrease in the efficiency and reliability of process control in severe operating conditions in relation to the mining industry. In addition, the use of standard technical devices and standard software, which significantly reduces the functionality of the system in harsh operating conditions in the mining industry, reduces the protection against unauthorized access, not ensuring the safe operation of the production, and therefore also reduces the effectiveness of monitoring and control technological processes. Finally, the standard approach leads to the inevitable redundancy of all components of the system, the absence of industry-specific technological algorithms and, as a consequence, the inability to effectively and reliably monitor and control technological processes in difficult operating conditions in the mining industry.
Решаемая проблема заключается в повышении эффективности и надёжности работы программно – технического комплекса контроля и управления технологическими процессами в горно – обогатительном производстве за счёт повышения точности, подробности и наглядности представляемой информации для анализа о состоянии технологического процесса и выработки чётких управляющих воздействий для предотвращения аварийных ситуаций, а также оперативности доступа и управления в режиме реального времени технологическими объектами управления горнодобывающего предприятия по цифровым каналам связи, снижения зависимости от человеческого фактора по управлению технологическим процессом. The problem to be solved is to increase the efficiency and reliability of the software and hardware complex for the control and management of technological processes in the mining and processing industry by increasing the accuracy, detail and visibility of the information provided for analysis of the state of the technological process and the development of clear control actions to prevent emergency situations, and also real-time access and control of technological facilities for mining management the average company through digital communication channels, reducing the dependence on the human factor for process control.
Проблема решается тем, что в программно – техническом комплексе контроля и управления технологическими процессами в горно – обогатительном производстве, содержащем соединённые через цифровые каналы связи микропроцессорный контроллер, модули ввода – вывода дискретных и аналоговых сигналов с использованием блоков дополнительных реле для дискретных сигналов и нормирующих преобразователей для аналоговых сигналов, согласно техническому решению указанные микропроцессорный контроллер и модули ввода – вывода дискретных и аналоговых сигналов выполнены в виде последовательно соединённых между собой посредством программных логических каналов связи интерфейсной подсистемы ввода, преобразования, обработки сигналов от технологических объектов управления, интерфейсной подсистемы исполнения алгоритмов регулирования, управления, защиты и диагностики технологических объектов управления и интерфейсной подсистемы выдачи управляющих сигналов на технологические объекты управления. Интерфейсная подсистема ввода, преобразования, обработки сигналов от технологических объектов управления включает аппаратные модули ввода дискретных и аналоговых сигналов, цифровые выходы которых соединены с соответствующими цифровыми входами программных блоков – драйверов, и коммуникационные процессоры, цифровые выходы которых соединены с соответствующими цифровыми входами программных коммуникационных блоков приема и считывания технологических данных, причём цифровые выходы программных блоков – драйверов и программных коммуникационных блоков приема и считывания технологических данных соединены посредством программных логических связей с соответствующими цифровыми входами программных блоков мониторинга технологических параметров интерфейсной подсистемы исполнения алгоритмов регулирования, управления, защиты и диагностики технологических объектов управления, а аппаратные модули ввода дискретных и аналоговых сигналов и коммуникационные процессоры имеют соответственно аналоговые и цифровые входы для связи с технологическими объектами управления посредством физических и цифровых каналов связи. Интерфейсная подсистема исполнения алгоритмов регулирования, управления, защиты и диагностики технологических объектов управления содержит блок обмена данными, связанный посредством программных логических связей в программе микропроцессорного контроллера с блоком исполнения алгоритмов общей координации и взаимосвязанного управления технологическими участками, блоком исполнения алгоритмов технологических защит, блоком алгоритмов диагностики технологических данных, блоком исполнения локальных алгоритмов управления технологическими участками, цифровые входы и выходы которых связаны соответственно между собой посредством программных логических связей в программе микропроцессорного контроллера и с программными блоками управления технологическими объектами управления, а также программными блоками мониторинга технологических параметров, цифровые выходы которых связаны посредством программных логических связей в программе микропроцессорного контроллера с соответствующими входами блока исполнения алгоритмов технологических защит, блока алгоритмов диагностики технологических данных, блока исполнения локальных алгоритмов управления технологическими участками, причём блок обмена данными посредством коммуникационного процессора имеет цифровые выходы для связи с сервером автоматизированной системы управления технологическими процессами в горно – обогатительном производстве посредством цифровых каналов связи. Интерфейсная подсистема выдачи управляющих сигналов на технологические объекты управления включает программные блоки – драйверы, цифровые выходы которых соединены с соответствующими цифровыми входами аппаратных модулей вывода дискретных и аналоговых управляющих сигналов, а также программные коммуникационные блоки, цифровые выходы которых связаны с соответствующими цифровыми входами коммуникационных процессоров, при этом цифровые выходы программных блоков управления технологическими объектами управления интерфейсной подсистемы исполнения алгоритмов регулирования, управления, защиты и диагностики технологических объектов управления связаны посредством программных логических связей в программе микропроцессорного контроллера с соответствующими цифровыми входами программных блоков – драйверов и программных коммуникационных блоков, а аппаратные модули вывода дискретных и аналоговых управляющих сигналов и коммуникационные процессоры имеют соответственно аналоговые и цифровые выходы для связи с технологическими объектами управления посредством физических и цифровых каналов связи соответственно.The problem is solved by the fact that in the software and hardware complex for monitoring and controlling technological processes in the mining and processing plant, which contains a microprocessor controller connected via digital communication channels, input / output modules of discrete and analog signals using additional relay blocks for discrete signals and normalizing converters for analog signals, according to the technical solution, the indicated microprocessor controller and discrete and analog input / output modules with the signals are made in the form of series-interconnected via software logical communication channels of the interface subsystem for input, conversion, processing of signals from technological control objects, the interface subsystem for the execution of algorithms for regulation, control, protection and diagnostics of technological control objects and the interface subsystem for issuing control signals to technological control objects . The interface subsystem for inputting, converting, processing signals from technological control objects includes hardware modules for inputting discrete and analog signals, the digital outputs of which are connected to the corresponding digital inputs of software blocks - drivers, and communication processors whose digital outputs are connected to the corresponding digital inputs of software receiving communication blocks and reading technological data, and digital outputs of software blocks - drivers and software commu ikation units for receiving and reading technological data are connected via software logical connections to the corresponding digital inputs of software units for monitoring technological parameters of the interface subsystem for the execution of control, control, protection, and diagnostics algorithms for technological control objects, while the hardware input modules for discrete and analog signals and communication processors have analog ones and digital inputs for communication with technological control objects means of physical and digital communication channels. The interface subsystem for the execution of the algorithms of regulation, control, protection, and diagnostics of technological control objects contains a data exchange unit, connected via program logic links in the microprocessor controller program, with a block for the execution of general coordination algorithms and interconnected control of technological sections, a block for the execution of technological protection algorithms, a block for diagnostic technology algorithms data block execution of local control algorithms technolog sections, the digital inputs and outputs of which are connected respectively through software logical connections in the program of the microprocessor controller and with software blocks for controlling technological objects of management, as well as software blocks for monitoring technological parameters, digital outputs of which are connected through software logical links in the program of the microprocessor controller with the corresponding inputs of the block of execution of the algorithms of technological protections, the block of algorithms of dia Gnostics of technological data, the block of execution of local algorithms for managing technological sections, and the data exchange unit through the communication processor has digital outputs for communication with the server of the automated process control system in the mining and processing plant via digital communication channels. The interface subsystem for issuing control signals to technological control objects includes program blocks - drivers, the digital outputs of which are connected to the corresponding digital inputs of the hardware modules for outputting discrete and analog control signals, as well as software communication blocks whose digital outputs are connected to the corresponding digital inputs of communication processors, digital outputs of program blocks for controlling technological objects for controlling an interface subsystem We execute control, control, protection and diagnostics algorithms of technological control objects through software logical connections in the microprocessor controller program with the corresponding digital inputs of software blocks - drivers and software communication blocks, and the hardware modules for outputting discrete and analog control signals and communication processors have respectively analog and digital outputs for communication with technological control objects by means of physical FIR and digital communication channels, respectively.
Указанная совокупность признаков позволяет повысить эффективность и надёжность контроля и управления технологическими процессами за счёт повышения оперативности и достоверности полученной информации в режиме реального времени, на основе которой принимается решение по дальнейшему управлению технологическим процессом в тяжёлых условиях эксплуатации в горнодобывающей отрасли промышленности. Кроме того, указанная совокупность признаков позволяет повысить эффективность и надёжность работы автоматизированной системы управления технологическими процессами в горно – обогатительном производстве (АСУ) за счёт повышения точности и достоверности получаемых технологических данных, оперативности доступа и управления в режиме реального времени технологическими объектами управления в горно – обогатительном производстве по цифровым и программным логическим каналам связи, а также повысить надёжность работы АСУ путём снижения зависимости от человеческого фактора по управлению технологическим процессом за счёт использования интерфейсных подсистем программно-модульного исполнения, разделения на функциональные блоки и организации взаимосвязей между ними, что позволяет повысить точность, подробность и наглядность представляемой информации для анализа состояния технологического процесса и вырабатывать чёткие управляющие воздействия для предотвращения аварийных ситуаций, тем самым повышая безопасность эксплуатации промышленного оборудования горнодобывающей отрасли промышленности. Также указанная совокупность признаков позволяет автоматически получать в режиме реального времени в месте контроля и измерения технологических параметров необходимую информацию для дальнейшего ведения технологического процесса, что позволяет оперативно и достоверно оценивать качество ведения технологического процесса и своевременно принять решение о его прекращении или вносить изменения в параметры технологического процесса, как не соответствующего принятым технологическим регламентам и нормам выдерживания технологических параметров процессов обогащения руд, и тем самым снизить производственные затраты для дальнейшего ведения технологического процесса, а значит – повысить эффективность выполняемых работ в горно – обогатительном производстве горнодобывающей отрасли промышленности.The specified set of features allows you to increase the efficiency and reliability of the control and management of technological processes by increasing the efficiency and reliability of the information received in real time, on the basis of which a decision is made on further control of the technological process in difficult operating conditions in the mining industry. In addition, this set of features allows you to increase the efficiency and reliability of the automated process control system in the mining and processing industry (ACS) by increasing the accuracy and reliability of the obtained technological data, the speed of access and real-time control of technological objects of management in the mining and processing production through digital and software logical communication channels, as well as to increase the reliability of ACS by reducing depending on the human factor for controlling the process through the use of interface subsystems of program-modular execution, dividing into functional blocks and organizing the relationships between them, which allows to increase the accuracy, detail and visibility of the information presented to analyze the state of the process and to produce clear control actions to prevent emergency situations, thereby increasing the safety of mining equipment her industry. Also, the specified set of features allows you to automatically receive in real time in the place of control and measurement of technological parameters the necessary information for further process management, which allows you to quickly and reliably evaluate the quality of the process and make a timely decision on its termination or make changes to the parameters of the process , as it does not comply with accepted technological regulations and standards for maintaining technological parameters of ore dressing processes, and thereby reduce production costs for further process management, which means to increase the efficiency of work performed in the mining and processing production of the mining industry.
Сущность технического решения поясняется примером конструктивного исполнения программно – технического комплекса контроля и управления технологическими процессами в горно – обогатительном производстве (далее – ПТК) и чертежами фиг. 1, 2, где на фиг. 1 представлена общая структурная схема ПТК, на фиг. 2 – общая структурная схема АСУ технологическими процессами с использованием ПТК на примере работы горно – обогатительного предприятия. The essence of the technical solution is illustrated by an example of the design of the software and hardware complex for monitoring and control of technological processes in the mining and processing industry (hereinafter - PTK) and the drawings of FIG. 1, 2, where in FIG. 1 shows a general block diagram of the PTC; in FIG. 2 - a general structural diagram of the automatic control system by technological processes using PTC on the example of the operation of a mining and processing enterprise.
ПТК (см. Фиг.1) содержит соединённые через цифровые каналы связи микропроцессорный контроллер, модули ввода – вывода дискретных и аналоговых сигналов с использованием блоков дополнительных реле для дискретных сигналов и нормирующих преобразователей для аналоговых сигналов, которые выполнены в виде последовательно соединённых между собой посредством программных логических каналов связи интерфейсной подсистемы 1 ввода, преобразования, обработки сигналов от технологических объектов управления (далее – интерфейсная подсистема 1), интерфейсной подсистемы 2 исполнения алгоритмов регулирования, управления, защиты и диагностики технологических объектов управления (далее – интерфейсная подсистема 2) и интерфейсной подсистемы 3 выдачи управляющих сигналов на технологические объекты управления (далее – интерфейсная подсистема 3). PTC (see Figure 1) contains a microprocessor controller connected via digital communication channels, input / output modules of discrete and analog signals using blocks of additional relays for discrete signals and normalizing converters for analog signals, which are made in the form of series-connected via software logical communication channels of the
Интерфейсная подсистема 1 включает (см. Фиг.1) аппаратные модули 4 ввода дискретных и аналоговых сигналов (далее – модули 4), цифровые выходы которых соединены с соответствующими цифровыми входами программных блоков – драйверов 5 (далее – блоки – драйверы 5), и коммуникационные процессоры 6 (далее – процессоры 6), цифровые выходы которых соединены с соответствующими цифровыми входами программных коммуникационных блоков 7 приема и считывания технологических данных (далее – блоки 7). Цифровые выходы блоков – драйверов 5 и блоков 7 соединены посредством программных логических связей с соответствующими цифровыми входами программных блоков 8 мониторинга технологических параметров (далее – блоки 8 мониторинга) интерфейсной подсистемы 2, реализующих базовые алгоритмы обработки, сигнализирующие состояние, контроль достоверности, формирование сообщений, организацию человеко – машинного интерфейса, и выполняемых в среде операционной системы микропроцессорного контроллера. Модули 4 и процессоры 6 имеют соответственно аналоговые и цифровые входы для связи с технологическими объектами управления посредством физических и цифровых каналов связи, например, Ethernet, Profibus, Modbus, соответственно. The
Интерфейсная подсистема 2 содержит (см. Фиг.1) блок 9 обмена данными (далее – блок 9), связанный посредством программных логических связей в программе микропроцессорного контроллера с блоком 10 исполнения алгоритмов общей координации и взаимосвязанного управления технологическими участками (далее – блок 10), блоком 11 исполнения алгоритмов технологических защит (далее – блок 11), блоком 12 алгоритмов диагностики технологических данных (далее – блок 12), блоком 13 исполнения локальных алгоритмов управления технологическими участками (далее – блок 13), цифровые входы и выходы которых связаны соответственно между собой посредством программных логических связей в программе микропроцессорного контроллера и с программными блоками 14 управления технологическими объектами управления (далее – блоки 14), а также программными блоками 8 мониторинга, цифровые выходы которых связаны посредством программных логических связей в программе микропроцессорного контроллера с соответствующими входами блока 11, блока 12, блока 13, причём блок 9 посредством коммуникационного процессора 15 (далее – процессор 15) имеет цифровые выходы для связи с сервером АСУ посредством цифровых каналов связи.
Интерфейсная подсистема 3 включает (см. Фиг.1) программные блоки – драйверы 16 (далее – блоки – драйверы 16), цифровые выходы которых соединены с соответствующими цифровыми входами аппаратных модулей 17 вывода дискретных и аналоговых управляющих сигналов (далее – модули 17), а также программные коммуникационные блоки 18 (далее – блоки 18), цифровые выходы которых связаны с соответствующими цифровыми входами коммуникационных процессоров 19 (далее – процессоры 19). Цифровые выходы блоков 14 интерфейсной подсистемы 2 связаны посредством программных логических связей в программе микропроцессорного контроллера с соответствующими цифровыми входами блоков – драйверов 16 и блоков 18, Модули 17 и процессоры 19 имеют соответственно аналоговые и цифровые выходы для связи с технологическими объектами управления посредством физических и цифровых каналов связи например, Ethernet, Profibus, Modbus, соответственно.
АСУ с использованием ПТК работает следующим образом (см. Фиг. 2). Производится включение оборудования. Происходят запуски источников питания и инициализация электронных частей ПТК. Производится загрузка операционных систем и программного обеспечения интерфейсных подсистем 1,2,3 из энергонезависимой памяти в рабочую. Микропроцессорный контроллер ПТК переходит в режим RUN, запускается программное обеспечение на сервере 20 сбора, хранения и обновления технологических данных (далее – сервер 20) АСУ и на автоматизированных рабочих местах операторов – технологов (далее – АРМ 21). Начинается работа всех интерфейсных подсистем 1,2,3. Проверяется исправность всех технологических объектов управления – технологических исполнительных механизмов, вторичных преобразователей, первичных датчиков, нормирующих преобразователей, при этом непрерывное диагностирование и мониторинг позволяют выявлять отказы оборудования в режиме реального времени. Управление технологическими объектами осуществляется в следующих режимах: местный, местный деблокированный, ручной, автоматический. Выбор режима управления осуществляется на АРМ 21, расположенных в помещении операторной. АРМ 21 выполнены, например, в виде промышленных компьютеров (ПК) с системным и прикладным программным обеспечением с возможностью получения и отображения технологических данных и выдачи команд управления от оператора – технолога. ACS using PTC works as follows (see Fig. 2). The equipment is being turned on. Startups of power supplies and initialization of the electronic parts of the PTC. The operating systems and software of the interface subsystems 1,2,3 are loaded from non-volatile memory into the working one. The microprocessor controller of the PTK switches to RUN mode, the software is launched on the server 20 for collecting, storing and updating technological data (hereinafter referred to as server 20) of the automated control system and at automated workstations of operators-technologists (hereinafter referred to as AWP 21). The work of all
АСУ с использованием ПТК функционирует автоматически в режиме реального времени 24/7/365. В данном режиме управление технологическим процессом производится от интерфейсной подсистемы 2 и сервера 20 в соответствии с заданными алгоритмами управления, технологическими схемами последовательного запуска, останова и блокировочных зависимостей технологического процесса. При этом производится непрерывное считывание сигналов состояния технологического оборудования и мониторинг технологических параметров процесса. Аналоговые, дискретные и цифровые сигналы, полученные от технологических объектов управления (технологических исполнительных механизмов, вторичных преобразователей, первичных датчиков, локальных систем управления, нормирующих преобразователей для аналоговых сигналов, блоков дополнительных реле для дискретных сигналов), поступают в интерфейсную подсистему 1 (см. Фиг.2). ACS using PTC operates automatically in real time 24/7/365. In this mode, the process control is performed from the
В интерфейсной подсистеме 1 (см. Фиг.1) происходит считывание аналоговых и дискретных сигналов от модулей 4 и преобразование физических дискретных и аналоговых сигналов в логические, а также гальваническая развязка физических сигналов от внутренней цифровой шины микропроцессорного контроллера ПТК с помощью блоков 5 и передача преобразованных цифровых сигналов в интерфейсную подсистему 2. Процессоры 6 с соответствующими типами интерфейсов, поддерживаемых технологическими объектами управления, осуществляют обмен технологическими данными с технологическими объектами управления на аппаратном уровне посредством цифровых каналов связи, например, Ethernet, Profibus, Modbus. Цифровые выходы процессоров 6 соединены с блоками 7, которые выполнены, например, в виде функциональных программных блоков из библиотеки SINCOMM с возможностью приема и считывания технологических данных, полученных от технологических объектов управления, и связаны посредством программных логических связей в программе микропроцессорного контроллера ПТК с блоками 8 мониторинга интерфейсной подсистемой 2 (см. Фиг.1). Блоки 8 мониторинга выполнены, например, в виде функциональных программных блоков из программной библиотеки SINCHEM, реализующих базовые алгоритмы обработки, сигнализирующие состояние, контроль достоверности, формирование сообщений, организацию человеко – машинного интерфейса в среде операционной системы микропроцессорного контроллера ПТК. In the interface subsystem 1 (see Figure 1), the analog and discrete signals from the
В интерфейсной подсистеме 2 (см. Фиг.1) осуществляется циклическая обработка информации в режиме реального времени в блоках 8 мониторинга и в блоках 9 – 15. Посредством блока 9, выполненного, например, в виде функционального программного блока из программной библиотеки SINCHEM и коммуникационной части операционной системы микропроцессорного контроллера ПТК, обработанная информация о состоянии технологического процесса непрерывно передается в блоки 11, 13 и блок 12. Блоки 11, 13 выполнены, например, в виде функциональных программных блоков из программной библиотеки SINCHEM. Блок 12 выполнен, например, в виде функционального программного блока из программной библиотеки SINDIAG. В соответствии с заданными алгоритмами и полученной информацией от блоков 8 мониторинга, блоки 11 – 13 осуществляют выполнение функций технологических защит, диагностики и управления технологическим оборудованием и выработку команд управления, передаваемых на блоки 14. Блоки 14 реализуют базовые типовые алгоритмы управления с контролем обратной связи, диагностикой, управлением режимами работы, формированием сообщений, организацией человеко – машинного интерфейса и выполнены в среде операционной системы микропроцессорного контроллера ПТК. Блок 10 в соответствии с заданными алгоритмами осуществляет функцию общей координации и взаимосвязанного управления технологическими участками, получая информацию от блоков 11 – 13 и воздействуя на блок 13. Блок 9 получает информацию о работе всех блоков интерфейсной подсистемы 2 и посредством процессора 15 передает информацию на сервер 20 АСУ. Процессор 15 связан с блоком 9 посредством программных логических связей и с сервером 20, например, посредством цифрового канала связи Ethernet. In the interface subsystem 2 (see FIG. 1), real-time information is cyclically processed in the
В интерфейсной подсистеме 3 (см. Фиг.1) посредством блоков 16, выполненных в виде функциональных программных блоков - драйверов, происходит передача команд управления от блоков 14 интерфейсной подсистемы 2 на модули 17 дискретного и аналогового вывода управляющих сигналов, которые выполнены, например, в виде станций распределенного вывода на базе SIMATIC ET200SP, ET200M фирмы Siemens, в которых происходит преобразование логических значений управляющих сигналов в физические дискретные и аналоговые управляющие сигналы и гальваническая развязка физических сигналов от внутренней цифровой шины микропроцессорного контроллера ПТК. Блоки 18, выполненные, например, в виде функциональных программных блоков из программной библиотеки SINCOMM, передают команды управления от блоков 14 интерфейсной подсистемы 2 на процессоры 19 микропроцессорного контроллера ПТК, выполненные, например, на базе коммуникационных процессоров CP443-1, CP443-5, CP341, MOXA N-Port с соответствующими типами интерфейсов, поддерживаемыми технологическими объектами управления и осуществляющие обмен технологическими данными с последними на аппаратном уровне посредством цифрового канала связи, например, Ethernet, Profibus, Modbus (см. Фиг. 1). Оператор – технолог с помощью АРМ 21 (см. Фиг.2) и сервера 20 в интерактивном режиме выбирает на экране визуализации технологических данных требуемую мнемосхему, окно управления технологическим объектом управления и осуществляет необходимое управление технологическим процессом. In the interface subsystem 3 (see FIG. 1), through the
Предлагаемое техническое решение позволяет в режиме реального времени обеспечить:The proposed technical solution allows in real time to provide:
1. Быстрое достижение и поддержание заданной производительности и качества продукта.1. Fast achievement and maintenance of the set productivity and quality of a product.
2. Оптимальное ведение технологического процесса, и за счет этого, достижение минимальных эксплуатационных расходов.2. Optimal process management, and due to this, the achievement of minimum operating costs.
3. Диагностику оборудования, раннее выявление и предотвращение аварийных ситуаций, защиту технологического оборудования.3. Equipment diagnostics, early detection and prevention of emergency situations, protection of technological equipment.
4. Минимизацию влияния человеческого фактора на процессы регулирования, управления, сбора и обработки информации о технологическом процессе.4. Minimizing the influence of the human factor on the processes of regulation, management, collection and processing of information about the technological process.
5. Формирование производственных отчетов, проведение анализа и сравнение с ранее полученными технологическими данными для внесения корректировок в настройки регуляторов для повышения точности, качества и безопасности ведения технологического процесса.5. Formation of production reports, analysis and comparison with previously obtained technological data to make adjustments to the settings of the regulators to improve the accuracy, quality and safety of the process.
6. Интерактивный режим работы АСУ с использованием ПТК реализован в виде интуитивно понятного интерфейса и наличия режима подсказок, что значительно упрощает работу оператора - технолога, а значит, повышает эффективность работы.6. The interactive operating mode of the automated control system using the PTC is implemented in the form of an intuitive interface and the presence of a hint mode, which greatly simplifies the work of the operator - the technologist, which means it increases work efficiency.
7. Подготовку исходных данных для расчета материальных и энергетических балансов по производству, расчетов расходных норм по сырью, реагентам, энергетике.7. Preparation of initial data for the calculation of material and energy balances for production, calculation of expenditure standards for raw materials, reagents, energy.
8. Автоматизированную передачу данных в общезаводскую сеть.8. Automated data transfer to the factory-wide network.
9. Защиту баз данных и программного обеспечения от несанкционированного доступа.9. Protection of databases and software from unauthorized access.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018145557A RU2698627C1 (en) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Software and hardware complex for monitoring and controlling technological processes in ore mining and processing industry |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018145557A RU2698627C1 (en) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Software and hardware complex for monitoring and controlling technological processes in ore mining and processing industry |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2698627C1 true RU2698627C1 (en) | 2019-08-28 |
Family
ID=67851323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018145557A RU2698627C1 (en) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Software and hardware complex for monitoring and controlling technological processes in ore mining and processing industry |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2698627C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2723773C1 (en) * | 2019-12-02 | 2020-06-17 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "КРУГ" | Measuring and computing system for determination of qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products |
RU2814090C1 (en) * | 2022-12-12 | 2024-02-22 | Александр Александрович Калашников | Method for determining metrological characteristics of measuring channel using software and hardware complex |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU61438U1 (en) * | 2006-09-18 | 2007-02-27 | Ооо "Нпп "Югпромавтоматизация" | COMPLEX OF HARDWARE AND SOFTWARE MEANS FOR AUTOMATION OF DIAGNOSTICS AND CONTROL OF DEVICES AND MANAGEMENT OF TECHNOLOGICAL PROCESSES |
RU75482U1 (en) * | 2008-01-25 | 2008-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Континент-Тау" | AUTOMATED CONTROL AND REGULATION SYSTEM FOR TECHNOLOGICAL PARAMETERS |
EP3285127A1 (en) * | 2016-08-19 | 2018-02-21 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Remote industrial automation site operation in a cloud platform |
US9940285B2 (en) * | 2015-11-20 | 2018-04-10 | General Electric Company | Configurable IO-channel system with embedded microcontroller |
-
2018
- 2018-12-21 RU RU2018145557A patent/RU2698627C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU61438U1 (en) * | 2006-09-18 | 2007-02-27 | Ооо "Нпп "Югпромавтоматизация" | COMPLEX OF HARDWARE AND SOFTWARE MEANS FOR AUTOMATION OF DIAGNOSTICS AND CONTROL OF DEVICES AND MANAGEMENT OF TECHNOLOGICAL PROCESSES |
RU75482U1 (en) * | 2008-01-25 | 2008-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Континент-Тау" | AUTOMATED CONTROL AND REGULATION SYSTEM FOR TECHNOLOGICAL PARAMETERS |
US9940285B2 (en) * | 2015-11-20 | 2018-04-10 | General Electric Company | Configurable IO-channel system with embedded microcontroller |
EP3285127A1 (en) * | 2016-08-19 | 2018-02-21 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Remote industrial automation site operation in a cloud platform |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2723773C1 (en) * | 2019-12-02 | 2020-06-17 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "КРУГ" | Measuring and computing system for determination of qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products |
RU2814090C1 (en) * | 2022-12-12 | 2024-02-22 | Александр Александрович Калашников | Method for determining metrological characteristics of measuring channel using software and hardware complex |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6529780B1 (en) | Method for automatic operation of industrial plants | |
Nezhmetdinov et al. | Approach to the construction of logical control systems for technological equipment for the implementation of Industry 4.0 concept | |
Nikishechkin et al. | An approach to building a cross-platform system for the collection and processing of diagnostic information about working technological equipment for industrial enterprises | |
Belousova et al. | Development of equipment management system with monitoring of working characteristics of technological processes | |
CN112527613A (en) | Equipment fault maintenance method and device based on cloud edge cooperation | |
WO2006025775A1 (en) | A control system for real time applications for cooperative industrial robots | |
Martinova et al. | Organization of process equipment monitoring | |
CN109847200B (en) | Vacuum monitoring system for medical heavy ion accelerator | |
CN103048975A (en) | Automated control system of granulation production line | |
RU2698627C1 (en) | Software and hardware complex for monitoring and controlling technological processes in ore mining and processing industry | |
US6711468B2 (en) | Control system for robots | |
CN108710362A (en) | A kind of CNC Machine Network diagnostic method based on industry internet platform | |
CN112650195A (en) | Equipment fault maintenance method and device based on cloud edge cooperation | |
Hulewicz et al. | Distributed control system DCS using a PLC controller | |
CN102346474B (en) | Open type optimizing control method | |
Zhang | Design of industrial computer control system in grease production | |
RU2770052C1 (en) | Software and hardware complex for control, management and predictive diagnostics of technological equipment of the lifting and transport mechanism | |
CN203773317U (en) | Distributed control system | |
WO2023040309A1 (en) | Method for assisting in decision-making of interlocking protection system | |
CN115167305A (en) | Intelligent detection setting system for aluminum oxide dissolution process | |
CN202854632U (en) | Pharmaceutical factory temperature and humidity intelligent measurement and control device | |
Lawrence et al. | Harnessing industry 4.0 to optimise performance in the aluminum industry | |
Kiselev et al. | IMPLEMENTATION AND DEVELOPMENT ISSUES OF APCSCABINETS | |
CN117389237B (en) | Industrial flow control platform for realizing MVC | |
FI130063B (en) | Parametrizable IO module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201222 |