Шкафы АСУ ТП

Шкафы АСУТП (автоматизированной системой управления технологическими процессами) - комплектные устройства, предназначенные для управления работой технологического оборудования в автоматическом режиме.

Технический прогресс стремится к автоматизации процессов. Беспилотные автомобили, роботы-пылесосы, нейросети - все эти разработки последних лет призваны минимизировать влияние человеческого фактора, снизить себестоимость конечных решений, повысить их эффективность и безопасность. В сфере промышленности огромное значение приобрела автоматизация технологических процессов, ключевым элементом которой являются т.н. шкафы АСУТП.

Общие принципы АСУТП

Автоматизированная система управления технологическим процессом в классическом понимании состоит из 3 уровней:

1. Датчики и исполнительные механизмы
2. Программируемый логический контроллер ПЛК (англ. PLC)
3. Человеко-машинный интерфейс ЧМИ (англ. HMI)

К первому "полевому" уровню относятся датчики (температуры, влажности, давления) и исполнительные механизмы (контакторы, устройства плавного пуска, преобразователи частоты, которые управляют работой задвижек, клапанов, насосов, двигателей и пр.)

"Сердцем" всей системы автоматизации технологических процессов является программируемый контроллер - именно он анализирует сигналы, поступающие с датчиков и подает управляющий сигнал на исполнительные механизмы. Обмен данными чаще всего осуществляется при помощи дополнительных модулей дискретного и аналогового ввода/вывода, установленными дополнительно. Также для обмена данными используют протоколы Modbus, Profibus, ASi, CAN и др., которые реализуются как по проводным, так и по беспроводным сетям.

Мировыми лидерами в производстве ПЛК являются компании Siemens, Rockwell Automation, Schneider Electric, GE Intelligent Platforms, Cisco, Emerson. Российские контроллеры Овен, Segnetics,Regul, Trei, Fastwel, Контар значительно продвинулись вперед как в качестве, так и в ассортименте выпускаемых изделий. В реалиях 2022 года ПЛК российского производства остались единственными на отечественном рынке. Для программирования контроллеров существует 5 основных языков программирования по стандарту МЭК (IEC) 61131. Три из пяти языков являются графическими – LD, FBD, SFC, и два текстовыми – ST и IL.

Для управления и контроля над состоянием технологического процесса существует верхний уровень АСУ ТП, к которому относятся сенсорные панели оператора и SCADA-системы (Supervisory Control and Data Acquisition — диспетчерское управление и сбор данных).

Для небольших систем чаще всего выбирают панели операторов. Они бывают разных размеров (начиная от 3 до 21 дюйма в диагонали), могут быть монохромными или цветными, на некоторых имеется возможность архивации данных. Для более сложных задач и систем выбирают СКАДА-системы. Наибольшее распространение получили следующие системы – WinCC (Siemens), iFix и Proficy Cimplicity (GE Intelligent Platforms), Intouch (Schneider Electric) и др. Из российских систем можно выделить "MasterSCADA". По цене она значительно дешевле зарубежных аналогов, а по своим возможностям и удобству работы им совсем не уступает.

Пример мнемосхемы технологического процесса на панели оператора шкафа управления ливневыми очистными сооружениями

SCADA-системы решают следующие задачи:

• Отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме.
• Обмен данными с ПЛК в реальном времени через драйверы.
• Обработка информации в реальном времени. Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.
• Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями.
• Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.
• Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.).

Шкафы автоматики. Основные особенности. Программирование контроллеров

1. Выключатели нагрузки, автоматические выключатели, контакторы, пускатели, блоки питания,
2. Преобразователи частоты, устройства плавного пуска
3. Преобразователи интерфейсов, модули связи (Wifi, GPRS), коммутаторы
4. Промежуточные реле, клеммы
5. Барьеры искрозащиты.
6. Кнопки, переключатели, сигнальные лампы.

Примеры реализованных проектов шкафов автоматики (АСУТП) производства Изи Энерджи