Descriere

Pachetul software din cadrul SISTEMULUI SCADA PENTRU SECTIA RAFINARE, reprezinta interfatarea modulelor de achizitie de date cu calculatorul si, implicit, cu utilizatorul. Prin intermediul acestei interfete utilizatorul poate seta parametrii de comunicatie, de alarma si de calibrare a traductorilor folositi si poate vizualiza istoricul evolutiei acestor parametri pentru o perioada de maxim 72 de ore, prin intermediul reprezentarilor grafice.

Probleme

  • Achizitia de date de la diversi senzori de temperatura, presiune si nivel;
  • Control atat manual, cat si automat asupra vanelor prezente la nivelul instalatiei;
  • Comanda manuala de Pornire/Oprire a celor doua perechi de pompe din cadrul sistemului, cu conditia ca pompele ce fac parte din aceeasi pereche sa nu poata fi pornite in acelasi timp;
  • Arhivarea datelor preluate de la senzori si din productie intr-o baza de date pentru o perioada determinata de timp;
  • Implementarea de algoritmi pentru definirea comportamentala a unui controler PID;
  • Utilizarea controlerului PID pentru mentinerea la un nivel constant al presiunilor din sistem si al nivelului de lichid dintr-un rezervor;
  • Vizualizarea grafica a evolutiei in timp a parametrilor masurati;
  • Posibilitatea de a seta o limita inferioara si superioara pentru fiecare parametru in parte;
  • Implementarea unui sistem de avertizare vizuala si acustica a operatorului cu privire la depasirea limitelor normale a anumitor parametri;
  • Posibilitatea ca operatorul sa poata anula aceste alarme in momentul remedierii problemelor ce le-au generat;
  • Implementarea in cadrul aplicatiei software a unui cofigurator dedicat senzorilor si actuatorilor utilizati in sistem pentru a inlesni inlocuirea rapida a echipamentelor defecte.
Hardware
  • I-7017Z: modul cu intrări analogice, 10 canale în mod diferenţial, +4...20mA; comunicaţie prin interfaţă RS-485; protocol DCON;
  • I-7024: modul cu ieşiri analogice, 4 canale +4...20mA; comunicaţie prin interfaţă RS-485; protocol DCON;
  • I-7065: modul cu canale digitale, 5 ieşiri digitale pe relee, 4 intrări digitale; comunicaţie prin interfaţă RS-485; protocol DCON;
  • I-7520: convertor bidirecţional RS-232 la RS-485;
  • Calculator personal dotat cu procesor Intel Core i5 şi sistem de operare Windows 7 - 64 biti.

 

 

Schema_Marex-rev1

Fig.1 Schema HW de ansamblu a sistemului

Software

Pentru realizarea software-ului aferent sistemului SCADA pentru sectia Rafinare au fost considerate toate optiunile de comanda numerica disponibile prin intermediul protocolului DCON. Prin urmare, utilizatorul poate seta:

  • Numarul portului COM utilizat la PC;
  • Viteza de transmisie la nivelul portului COM;
  • Perioada de timeout la nivel de comunicaţie seriala, RS-232;
  • Limitele de alarma;
  • Limita superioara a scalei aferente reprezentarii numerice a valorii curente;
  • Valoarea setpoint-ului aferenta algoritmului PID de control al vanelor;
  • Nivelul de deschidere al vanei, in mod manual, exprimat in %;
  • Parametrii PID (Proportional gain, Integral time si Derivate time);
  • Numarul de ore de afisat pe grafic;
  • Tipul de raspuns al senzorilor (4...20mA sau 0...20mA);
  • Valorile coeficientilor „a” si „b” din ecuatia de conversie curent – marime fizica (ecuatia dreptei y=a*x + b; unde „y” reprezinta marimea fizica, iar „x” valoarea raspunsului primit de la senzor).

De asemenea, utilizatorul poate comanda:

  • Oprirea/pornirea aplicatiei;
  • Pornirea/oprirea pompelor;
  • Confirmarea generala a alarmelor, prin intermediul butonului „Ack Alarm” din pagina „Aplicatie SCADA”;
  • Deschiderea ferestrelor pentru analiza detaliata a fiecărui parametru, prin intermediul butoanelor situate in imediata apropiere a reprezentarilor numerice, ce au ca inscris „...”;
In interiorul ferestrelor pentru analiza detaliata a parametrilor temperatura, presiune, nivel:
  • Confirmarea individuala a alarmelor;
  • Deschiderea ferestrei pentru vizualizarea grafica a datelor istorice;
  • Inchiderea ferestrei.

In interiorul ferestrelor pentru analiza si comanda vanelor:

  • Modul de actionare al vanelor: „Manual” sau „Automat”;
  • Reinitializarea (Resetarea) PID-ului;
  • Deschiderea ferestrei pentru vizualizarea grafica a datelor istorice;
  • Inchiderea ferestrei.


In interiorul ferestrelor pentru vizualizarea grafica a datelor istorice:

  • Aplicarea unui cursor pentru a vizualiza valorile instantanee ale parametrilor reprezentati;
  • Activarea/dezactivarea optiunii de a afisa datele dintr-o perioada fixa de timp prin intermediul butonului „Activare optiune?”
  • Inchiderea ferestrei.


Instrumentul virtual (panoul frontal al software-ului) afisează utilizatorului:

  • Valoarea numerica a paramterilor (temperatura, presiune, nivel etc), in timp real;
  • Starea curenta a pompelor (rosu – oprit, verde – pornit);
  • Starea curenta a vanelor, sub forma numerica, atat in procente, cat si sub forma grafica (rosu – control manual, verde – control automat, PID);
  • Starea de alarma pentru fiecare parametru in parte, sub forma grafica (fond verde pentru valoarea numerica – se incadreaza in limitele normale, fond rosu – in alarma), cat si sub forma acustica;

Rezolvare

Programul (software-ul) a fost realizat complet in mediul de programare LabVIEW. Posibilitatile de dezvoltare si testare avansate, dar si gestiunea eficienta a detectarii si a semnalizarii erorilor de comunicatie (prin portul RS-232), sunt principalele considerente privind alegerea limbajului de programare mai sus mentionat. Cu un set complet de functii si posibilitati de implementare, atat pentru partea de control si afisare, destinata utilizatorului, dar si pentru cea de automatizare, LabVIEW a fost utilizat pentru implementarea aplicatiei SISTEM SCADA PENTRU SECTIA RAFINARE.
Interfata cu utilizatorul consta intr-un instrument virtual cu elemente grafice si funcţionale. Butoanele virtuale, indicatoarele numerice, pseudoanalogice si grafice sunt conectate la sistemul de citire / scriere al comenzilor, descris in sectiunea precedenta. In acest mod, utilizatorului ii sunt afisate datele senzorilor interni, mesajele de eroare, acesta avand acces la functiile de control asupra vanelor si pompelor, disponibile prin intermediul modulelor DAQ atat cu iesiri analogice in curent, cat si cu iesiri digitale cu relee.

Marex_1

Fig.2 Fila corespunzatoare gestiunii comunicatiei

In Fig.2, Fig.3 si respecitv Fig.4 este ilustrata interfata cu utilizatorul. Cele trei file (tab-uri) se pot accesa independent prin comutatie (vezi indicatia din Fig. 4). Impartirea afisarii si controlului sistemului in trei file este motivata prin necesitatea accesului facil la: gestiunea comunicatiei (Fig.2); panoul de monitorizare si control al sistemului SCADA (Fig. 3); configurarea senzorilor si vanelor (Fig.4).

Marex_2

Fig.3 Fila corespunzatoare panoului de monitorizare si control al sistemului SCADA

Marex_3

Fig.4 Fila corespunzatoare configurarii senzorilor si vanelor folosite in sistem

Concluzii

Modulul software descris este utilizat impreuna cu modulele de achizitie de date echipate cu canale analogice si digitale. Atat interfata software, cat si echipamanetele hardware (modulele de achizitie de date), sunt utilizate in cadrul sistemului SCADA pentru sectia „Rafinare”, detinut de catre MAREX S.A.