ПТК «Торнадо-N»

Брошюра (pdf): Скачать

Универсальное решение для автоматизации технологических процессов

Программно-технический комплекс нового поколения (ПТК) «Торнадо» является системой класса DCS и обладает уникальными возможностями по масштабируемости, надежности и производительности. Использование ПТК «Торнадо« при создании АСУТП позволяет в кратчайшие сроки создавать полнофункциональные системы контроля и управления любой сложности.

Аппаратная часть комплекса (модули ввода-вывода и промышленные компьютеры) разработана компанией «Модульные системы Торнадо» самостоятельно. Архитектура комплекса основана на передовых открытых информационных технологиях. Построенный на современных сетевых решениях, ПТК «Торнадо» демонстрирует новый подход к созданию высокопроизводительных и надежных систем управления технологическими процессами.

Программные компоненты ПТК базируются на продуктах ISaGRAF и InTouch от ведущих мировых лидеров. Система интегрирована в единый комплекс посредством уникального программного обеспечения, разработанного компанией.

Широкий набор прикладных библиотек для реализации технологических функций и обеспечения человеко-машинного интерфейса нарабатывался на протяжении многих лет в тесном сотрудничестве с предприятиями энергетики и промышленности.

Универсальность, масштабируемость и модульная структура позволяют легко адаптировать комплекс под требования Заказчика.

Ключевым преимуществом компании «Модульные Системы Торнадо» является возможность разработки в сжатые сроки новых аппаратно-программных элементов, расширяющих функции ПТК для решения конкретных задач.

Комплекс совместим с любыми типами технологического оборудования и может применяться для создания систем управления на различных промышленных предприятиях, в том числе на критически важных объектах (АСУТП КВО).

Оборудование комплекса размещается в пыле/влаго/виброзащищенных металлических шкафах, куда подключаются управляющие механизмы и датчики. Все блоки ПТК производятся в компании «Модульные Системы Торнадо».

ПТК «Торнадо» имеет все необходимые разрешительные документы, включён в Государственный реестр средств измерения Российской Федерации и Республики Казахстан.

Функции комплекса

1) Управление в реальном времени технологическим оборудованием во всех эксплуатационных режимах, включая пуск и останов;

2) Использование эффективных алгоритмов управления и регулирования с учётом конструктивных и технологических особенностей оборудования, многообразия режимов его работы и опыта эксплуатации;

3) Реализация защит и блокировок;

4) Дублирование и резервирование составляющих ПТК для обеспечения устойчивости системы к любому единичному отказу;

5) Развитая диагностика АСУТП в целом, делающая эксплуатацию удобной и надежной;

6) Фиксация истории функционирования объекта автоматизации для ее последующей обработки (в том числе подготовки технико-экономических отчетов ).

Преимущества внедрения ПТК «Торнадо»

Внедрение комплекса:

а) Повышает экономическую и экологическую эффективность объекта. За счет использования более совершенных алгоритмов сжигания и парораспределения повышается КПД энергоустановок, снижается расход топлива, минимизируются вредные выбросы.

б) Увеличивает срок службы технологического оборудования. Автоматическое регулирование, автоматизированные пуск и останов оборудования в пределах технологических допусков эксплуатации, автоматика защит и интеллектуальных блокировок позволяют существенно увеличивать рабочий ресурс основного оборудования и сроки его фактической эксплуатации.

в) Повышает безопасность. Система устойчива к любому единичному отказу за счет резервирования и дублирования ее ключевых элементов, включая автоматизированные рабочие места, контроллеры и сетевые средства, подсистему питания. Во время работы ПТК производится непрерывная диагностика диапазонов и скорости изменения параметров, достоверности показаний, времени исполнения команд, наличия электропитания в цепях, времени реагирования модулей, состояния коммуникаций и сетевого оборудования и многое другое. Система оповещает оперативный персонал о наличии неисправностей, идентифицирует отказавший элемент. Реализованы «горячая замена» отдельных модулей без отключения питания всего ПТК и возможность безударного перезапуска любых компонент программного обеспечения комплекса в рабочих условиях. Для технических средств комплекса характерно низкое энергопотребление, отсутствие шума и вибраций, благодаря пассивному охлаждению.

г) Снижает затраты. Открытая архитектура, основанная только на стандартных технологиях, позволяет проводить поэтапное внедрение комплекса, расширять существующую систему с минимальными финансовыми вложениями, позволяет использовать оптимальное для решаемой задачи количество модулей, уменьшает расход кабельной продукции.

д) Сокращает объем монтажных работ.

е) Упрощает эксплуатацию. Оборудование полевого уровня подключаются напрямую в ПТК, без промежуточных клеммников, кроссовых реле и других преобразователей. Это уменьшает количество шкафов на объекте, значительно увеличивает надёжность и упрощает коммутацию, а также облегчает обслуживание АСУТП.

ж) Обеспечивает совместимость. ПТК может работать с любым полевым уровнем (КИП) как отечественного, так и импортного производства. Это достигается применением согласующих терминальных блоков или блоков полевых интерфейсов (БПИ), содержащих преобразователи полевых сигналов и пружинные клеммы, обеспечивающие надежное подключение кабеля сечением до 2,5 мм² и замену отказавших элементов без перемонтажа подключённого полевого кабеля.

з) Снижает риски. Значительно сокращается число трудоёмких, рутинных ручных операций при монтаже и эксплуатации системы и, соответственно, существенно снижается вероятность ошибок при их выполнении.

и) Предоставляет расширенные возможности для модернизации. Гарантированный высокий уровень стабильности в работе оборудования позволяет проводить модернизацию комплекса, не прерывая управление технологическим процессом. Монтаж и демонтаж отдельных блоков производится без остановки всей системы. 

Организация технических средств комплекса «Торнадо»

Для обмена информацией внутри комплекса используется дублированная сеть стандарта Industrial Ethernet. Взаимодействие с модулями MIRage-N возможно на скорости до 100 Мбит в секунду, что обеспечивает высокую скорость передачи данных, распределённую, масштабируемую, одноранговую структуру и простую интеграцию с другими информационными сетями. Для синхронизации устройств используется протокол точного времени NTP и IEEE 1588. Опыт внедрений показывает, что ПТК позволяет одновременно обрабатывать десятки тысяч сигналов с циклами регулирования от 10мс. Унифицированное исполнение модулей ввода-вывода и контроллеров позволяет эффективно обслуживать и расширять систему, обеспечивает понятную, простую и лёгкую в обслуживании структуру средств АСУТП.

	1. Архитектура ПТК основана на дублированной сети Ethernet, объединяющей на одном уровне все оборудование комплекса: модули ввода-вывода, резервированные процессорные блоки на основе промышленных компьютеров и компьютеры верхнего уровня АРМов и серверов. В архитектуре комплекса, по сути, отсутствуют привычные, традиционные контроллеры. В ПТК «Торнадо» контроллеры виртуальны - это программы управления, функционирующие в «облаке» пула процессорных блоков. Все это обеспечивает беспрецедентную производительность, гибкость и живучесть системы.
	2. Модули ввода-вывода (модули УСО) осуществляют подключение КИП, ввод и нормирование сигналов от датчиков, формируют сигналы управления на исполнительные механизмы автоматизируемого объекта, полученные по сети от процессорных блоков, где выполняются программы управления технологическим объектом управления (ТОУ). В ПТК «Торнадо» перечисленные функции выполняют модули ввода-вывода MIRage-N.)
	3. Процессорные блоки формируют мгновенную базу данных сигналов объекта, реализуют систему обмена сообщениями и сетевыми переменными между блоками, обеспечивают стабильную работу объекта в соответствии с управляющими программами (виртуальными контроллерами). В соответствии с проектным решением процессорные блоки могут быть размещены как непосредственно в шкафах УСО, так и в отдельных шкафах. Процессорными блоками в ПТК «Торнадо» являются промышленные компьютеры IPCGridex, разработанные и производимые компанией «Модульные Системы Торнадо».
	4. Серверы хранят и накапливают базу данных состояний объекта, служат для коммуникаций с внешними сетями и web-сервисами. В архитектуре ПТК «Торнадо» серверы не являются элементами оперативного контура, что обеспечивает независимость управления от компьютеров верхнего уровня (АРМ и других серверов).
	5. АРМы оперативного персонала служат для визуального отображения процесса и управления технологическим оборудованием при помощи мнемосхем. Имеются специализированные видеокадры для визуализации защит, блокировок, сигнализации, трендов. Средствами инженерных АРМ выполняются настройка, диагностика и тестирование ПТК, калибровка средств измерений, восстановление и резервное копирование программной части комплекса, формирование отчётов, а также расширение и развитие АСУТП.
	6. Вспомогательное оборудование ПТК включают в себя источники электропитания в соответствии с 1 категорией особой группы в классификации ПУЭ, сетевые маршрутизаторы, ЗИП и т.д.

Программное обеспечение