Д. А. СЕМЕНОВ, Е. Л. РУБЛЕВ
Научный руководитель – И. М. КОЛЬЦОВ, к. т.н., доцент
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
Автоматизированная система контроля
и управления установкой масс-спектрометрии
В статье представлена разработка автоматизированной системы контроля и управления (АСКиУ) установкой масс-спектрометрии для оценки остаточной среды в установке термоядерного синтеза ТОКАМАК Т-15М с целью классификации произошедших реакций.
Объект управления представляет собой группу вакуумных клапанов и насосов: масляный и турбомолекулярный (рис. 1.).
В состав системы входят:
· масляный (форвакуумный) насос (МН);
· турбомолекулярный насос (ТМН);
· клапаны вакуумные КВ1, КВ2, КВ3, КВ4, КВ5, КВ6, КВ7, КВ8;
· датчики высокого давления ДВ1, ДВ2, ДВ3, ДВВ.
АСКиУ осуществляет работу только с некоторыми элементами системы масс-спектрометрии:
· масляным насосом (МН);
· турбомолекулярным насосом (ТМН);
· клапанами вакуумными: КВ1, КВ2, КВ7, КВ8;
Команды выдаются на исполнительные элементы импульсно с длительностью 150 мс. Импульсы длительностью менее 50 мс. не воспринимаются, а отсеиваются как шум в каналах.
Контроль над состоянием элементов осуществляется дискретно. Сигналы состояния приходят на модули дискретного ввода.
ПТК состоит из программируемого контроллера Decont-182 и модулей ввода/вывода [1]. АСКиУ предполагает наличие автоматизированного рабочего места (АРМ) диспетчера, следовательно, ПТК должен быть связан с верхним уровнем. Связующим звеном является ОРС-сервер, к которому АРМ является ОРС - клиентом.
Структура АСКиУ: программируемый контролер Decont-182, модуль дискретного вывода DOUT16-T80 (2 шт.), модуль дискретного ввода DIN16-i20 (2 шт.).
Управление и контроль осуществляется дискретно, поэтому при проектировке АСКиУ были использованы только дискретные модули ввода/вывода.
Так же для обеспечения удаленного доступа была разработана ОРС-модель, которая, в сущности, является ОРС-сервером для любых SCADA систем.
АРМ разрабатывалась в программной среде Borland Builder C++ 6. Выбор в пользу такой среды был сделан исходя их того, что это гибкая система по отношению к пользователю, и обладает достаточными возможностями для создания АРМ разной сложности. АРМ качественно повторяет принципиальную схему откачки (рис.1), что в свою очередь облегчает диспетчеру управление и контроль установкой.
Так же возможно вывести архивы данных (телеуправления и телесигнализации) за указанное количество дней.
В целом система состоит из трех уровней: технологический объект управления и контроля, нижний уровень ПТК, верхний уровень ПТК – SCADA.
Надежностные показатели уровня ПТК после расчетов показали, что вероятность безотказной работы системы при использовании за год составляет 91% без резервирования. Для повышения надежностных показателей в системе используется холодное резервирование, при этом показатель вероятности безотказной работы системы получился 97%. Это является приемлемым показателем для системы подобного типа.
При расчете экономической составляющей цена комплекса оказалась приемлемой для данной цели, при этом используется 64 канала 4х модулей ввода/вывода. Поэтому такой показатель, как функциональная мощность/цена получается равным 31сигнал/$, что является хорошим европейским показателем.
Результаты работы планируется использовать при создании на кафедре «Автоматика» лабораторного практикума по применению современных ПТК для автоматизации физических установок.
