CC BY
40
УДК 378.147.88
Е. Ю. Климанова, М. Ю. Яковлева, Б. В. Зеленко, О. Ю. Леонтьева
ПРОГРАММИРУЕМАЯ СИСТЕМА БЕЗОПАСНОСТИ PROSAFE-RS
Ключевые слова: управление, автоматизация, контроль, резервирование, управляющий вычислительный комплекс, распределенная система управления, центральное процессорное устройство, система безопасности.
Рассмотрена актуальность применения системы промышленной безопасности на производстве.
Keywords: management, automation, control, reservation, operating computer complex, distributed control system, central processor
arrangement, safety system.
The relevance of the application of industrial safety system is considered.
Промышленной безопасности в наше время уделяется большое внимание не только в плане обеспечения точности при обработке поступающей информации с производственных объектов, но и для обеспечения экологической безопасности.
Обеспечение надежной и безаварийной работы является одним из приоритетных направлений, так как безаварийная работа позволит повысить качественные и количественные показатели производства, а также обеспечить безопасность обслуживающего персонала [1]. Для этого используются системы промышленной
безопасности.
Техническая оснащенность лаборатории Иокогава современным оборудованием в КНИТУ позволяет проводить подготовку специалистов с ориентацией на конкретное промышленное предприятие и четко определенный технологический процесс, а также повышение квалификации для работников предприятий нефтехимической и газовой промышленности [2].
Yokogawa Electric Corporation — инжиниринговая компания, работающая в области измерительной техники и промышленной автоматизации. Это надёжный, зарекомендовавший себя производитель ротаметров, кондуктометров, манометров и других измерительных приборов, необходимых на производстве.
Иокогава обладает уникальным спектром систем обеспечения безопасности:
1. Prosafe-DSP
2. Prosafe-PLC
3. Prosafe-RS.
ProSafe - это целое семейство систем автоматической противоаварийной защиты. Семейство реализует различные пути обеспечения безопасности как технически, так и организационно. Все это достигается как за счет использования современных технологий программирования, так и за счет использования современных полупроводниковых технологий.
Система ProSafe-DSP применяется для самых опасных технологических процессов. Это один из немногих существующих контроллеров,
аттестованных TUV по 4 уровню SIL.
ProSafe-PLC - отвечает наиболее широкому диапазону интегрального уровня безопасности согласно международному стандарту IEC 61508 и
критерию работоспособности: для сводного уровня безопасности. ProSafe-PLC обеспечивает диапазон SIL 1...3.
Система ProSafe-RS фирмы Yokogawa, используемая для обеспечения надежности работы промышленных объектов, является
программируемой системой безопасности, построенной на базе микропроцессоров, и разработанной специально для критических применений.
Система ProSafe-RS имеет модульную структуру. Каждый из модулей разработан для выполнения определенной задачи, например, критического управления или обработки ввода/вывода. Типы модулей и их количество в системе зависят от решаемой задачи.
Рис. 1 - Резервирование модулей
Модули питания, в зависимости от исполнения, подключаются к первичному сетевому источнику питания ~ 100 ^ 120 В переменного тока или ~220 ^ 240 В переменного тока или = 24 В постоянного тока, и подают через заднюю панель изолированные +5 В и +24 В на каждый установленный модуль ввода/вывода.
Процессорный модуль реализует
сконфигурированную схему управления. Он может выполнить любую комбинацию двух языков управления и осуществлять наблюдение за своими модулями ввода/вывода для обеспечения дискретного регулирующего (автоматического) управления.
Модули ввода/вывода являются
конфигурируемыми модулями, выполняющими
функцию интерфейса между управляющими модулями и сигналами полевого оборудования, обеспечивая возможности аналоговых входов и дискретных входов/выходов.
Основными преимуществами ProSafe-RS являются:
• Интеграция с РСУ CENTUM VP;
• Совмещенная среда оператора;
• Общая архитектура;
• Объединенные сигнализации и события;
• Мощная и простая в применении система;
• Высокая готовность;
• Высокая производительность;
• Масштабируемость и гибкость [3].
Наличие специализированного программного
обеспечения позволило разработать методические указания на основе системы противоаварийной защиты. В результате достигается повышение уровня знаний студентов за счет получения навыков работы с программируемой системой безопасности Prosafe-RS.
Разработанные методические указания включают 2 лабораторные работы.
Лабораторная работа №1 «Обзор аппаратных средств системы ProSafe-RS. Адресация». Данная работа включает: глоссарий, общие теоретические сведения, практическое задание, описание порядка выполнения и оформления отчета к лабораторной работе, варианты задания, а также контрольные вопросы и необходимые приложения.
Глоссарий включает в себя перевод иностранных слов, которые используются в работе. В общих сведениях описывается теоретический материал о системе Prosafe-RS, который необходимо изучить студентам (рис. 2).
Рис. 2 - Теоретическая часть
После изучения материала студенты приступают к выполнению практического задания. Задание выполняется по вариантам, которые указаны в таблице. Номер варианта, т.е. номер домена, номер станции и номер корзины, студенты получают у преподавателя. Затем необходимо перевести все значения из десятичной в двоичную систему счисления. По количеству единиц в номерах определяется четность полученных значений и устанавливается номер первого бита.
Затем зарисовывается схема установки номеров домена, станции и корзины (рис. 3). Преподаватель проверяет правильность выполнения расчетов и предлагает студентам выполнить установку значений на практике.
Рис. 3 - Практическая часть
В лабораторной работе №2 «Создание логической схемы управления насосом» студентам предлагается познакомиться с программным обеспечением Workbench, изучить его структурные элементы и методы работы с ними.
Перед обучающимися ставится задание разработать в системе противоаварийной защите Prosafe-RS программу управления насосом. Управление насосом необходимо реализовать по значениям датчика давления, т.е. при значениях давления, превышающих установленные пределы, насос должен автоматически отключаться. В результате выполнения работы должна быть получена схема, представленная на рисунке 4.
Рис. 4 - Итоговая схема
Разработка лабораторного практикума с изучением современных программных и технических средств автоматизации позволяет студентам в общих чертах познакомиться с характеристиками системы безопасности, предоставляя возможность через практические
упражнения усвоить правила конфигурирования, отладки и обслуживания системы.
Возможность поддерживать состояние безаварийной работы является одной из главных задач, решаемых в современном промышленном мире, так как это позволит повысить качественные и количественные показатели производства, а также обеспечить безопасность обслуживающего персонала. Повышение уровня научно-технического потенциала представляет собой одно из приоритетных направлений дальнейшего развития страны и регионов [4].
Литература
1. Зеленко О.В., Климанова Е.Ю., Нургалиев Р.К., Перевощиков Е.Н. Актуальность применения системы промышленной безопасности Рп^аГе-ЯБ/ О.В. Зеленко,
Е.Ю. Климанова, Р.К. Нургалиев, Е.Н. Перевощиков //Вестник Казан. технол. ун-та.-2013.-Т.16, №5.-С.280.
2. Зеленко О.В., Климанов С.Г., Стурова М.В. Интеграция лаборатории Иокогава в учебный процесс/ О.В. Зеленко, С. Г. Климанов, М. В. Стурова// Вестник Казан. технол. ун-та.-2015.-Т.18, №1.-С.282.
3. Официальный сайт компании Иокогава в России и странах СНГ (http://yokogawa.ru/)
4. Зеленко О.В., Климанова Е.Ю., Перевощикова Т.Ю. Внедрение программных средств РСУ Centum VP в образовательный процесс/ О.В. Зеленко, Е.Ю. Климанова, Т. Ю. Перевощикова// Вестник Казан. технол. ун-та.-2012.-Т.15, №24.-С.210.
© Е. Ю. Климанова, ст. препод. каф. АССОИ КНИТУ, [email protected]; М. Ю. Яковлева - магистр гр. 814-М2 каф. САУТП КНИТУ; Б. В. Зеленко - магистр гр. 814-М1 каф. АССОИ КНИТУ; О. Ю. Леонтьева - магистр гр. 814-М1 каф. АССОИ КНИТУ.
© Е. Yu. Klimanova, senior teacher, Automated systems of obtaining and information processing department, KNRTU, [email protected]; M Yu. Yakovleva - undergraduate KNRTU; В. V. Zelenko - undergraduate KNRTU; O. Yu. Leonteva -undergraduate KNRTU.
