ИИС АСУ ТП «СААТ-2» представляет собой многоканальную многофункциональную систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерений.

ИИС АСУ ТП «СААТ-2» выполняет следующие функции:

• - измерение постоянного напряжения анод-катод и ошиновки для каждого электролизёра;

• - измерение силы постоянного тока в измерительной цепи кремниевой подстанции и преобразование его в значение силы постоянного тока серии электролизёров;

• - измерение унифицированного сигнала силы постоянного тока и преобразование его в значение силы постоянного тока подпиточного агрегата;

• - измерений напряжения постоянного тока отдельных корпусов №9 и №10 и их суммарного напряжения;

• - генерирование предупредительных сигналов при появлении анодных эффектов и запись их в базу данных;

• - хранение результатов измерений, сигналов появления анодных эффектов в базе данных Oracle;

• - визуальное отображение результатов измерений и журналов сообщений на АРМ;

• - обеспечение диагностики комплекса технических средств, входящих в ИИС АСУ ТП «СААТ-2»;

• - документирование оперативной информации о технологическом процессе производства алюминия и действиях оператора.

Средства измерений и связующие компоненты образуют пятнадцать измерительных каналов, объединенных в систему с двухуровневой иерархической структурой. Перечень и состав измерительных каналов приведен в таблице 1.

Первый (нижний) уровень состоит из оборудования, установленного в трех шкафах управления электролизёрами (ШУЭ), и в шкафу контроллера тока и напряжения серии (ШКТНС).

В ШУЭ установлены:

• - преобразователи ISO-1RS;

• - модули IM151-7CPU из состава устройств распределенного ввода-вывода ET200;

• - операторская панель OP177B;

В ШКТНС установлены:

• - преобразователи измерительные напряжения постоянного тока Е857С,

• - преобразователи SCM7B40 и SCM7B32;

лист № 2 всего листов 7 - модули ввода аналоговых сигналов 6ES7-331-7NF00-0AB0 и программируемые контроллеры SIMATIC S7-300.

Второй (верхний) уровень состоит из:

- промышленного сервера, работающего под управлением операционной системы SunOS,

- автоматизированных рабочих мест (АРМ), работающих под управлением операционной системы из семейства Windows и системы визуализации Elvis.

Принцип работы измерительных каналов напряжения анод-катод и напряжения ошиновки основан на измерении напряжения постоянного тока и преобразования измеренного значения в цифровой код преобразователями ISO-1RS, дальнейшая передача этого цифрового кода по протоколу MODBUS в модули IM151-7CPU для передачи по протоколу PROFIBUS в контроллер SIMATIC S7-300 и в сервер.

Принцип работы измерительного канала сигналов тока серии-1 заключается в измерении падения напряжения на резисторе Burster 1204-01, включенном в измерительную цепь кремниевой подстанции. Сила тока в измерительной цепи кремниевой подстанции пропорциональна силе тока, протекающей в серии с установленным коэффициентом. Напряжение с резистора Burster 1204-01 преобразовывается в постоянное напряжение в диапазоне от 0 до 10 В преобразователем SCM7B40. Затем это постоянное напряжение измеряется модулем ввода аналоговых сигналов 6ES7-331-7NF00-0AB0 и в цифровом коде передается в контроллер SIMATIC S7-300 по сети PROFIBUS и в дальнейшем в сервер.

Принцип работы измерительного канала сигналов тока серии-2 (подпиточного агрегата) основан на измерении унифицированного токового сигнала в диапазоне от 0 до 20 мА, пропорционального силе постоянного тока подпиточного агрегата. Преобразователь SCM7B32 преобразует унифицированный токовый сигнал в диапазоне от 0 до 20 мА в постоянное напряжение в диапазоне от 0 до 10 В. Затем это постоянное напряжение измеряется модулем ввода аналоговых сигналов 6ES7-331-7NF00-0AB0 и в цифровом коде передается в контроллер SIMATIC S7-300  по сети PROFIBUS и в

дальнейшем в сервер.

Принцип работы измерительных каналов напряжения корпуса №9 и №10 и серии (общего напряжения корпусов №9 и №10) заключается в преобразовании напряжения постоянного тока в унифицированный токовый сигнал 0-20 мА измерительным преобразователем Е857С. Затем унифицированный токовый сигнал измеряется модулем ввода аналоговых сигналов 6ES7-331-7NF00-0AB0 и в цифровом коде передается в контроллер SIMATIC S7-300 по сети PROFIBUS и в дальнейшем в сервер.

Контроллер SIMATIC S7-300 преобразует результаты измерений, представленные в виде цифрового кода , в именованные физические величины с учетом диапазонов измерений. Значение полученной   физической величины контроллер сравнивает с

задаваемыми уставками.    При превышении уставок контроллер генерирует

предупредительные или аварийные сигналы. Контроллер анализирует поступление данных от первичных преобразователей и в случае их отсутствия сообщает об ошибке связи с первичными преобразователями. Результаты измерений, предупредительные и аварийные сигналы передаются в сервер по сети Ethernet.

Сервер хранит базу данных с результатами измерений и журналом сообщений, в который записывается появление анодного эффекта.

Визуальное отображение результатов измерений осуществляется на автоматизированных рабочих местах (АРМ) и операторских панелях OP177B.

Таблица 1 - перечень и состав измерительных каналов.

Количество измерительных каналов .........................................................................................15

Диапазон измерений напряжения постоянного тока измерительными каналами № 1, 3, 5, 7, 9 (Напряжение Анод-Катод электролизера №1, 2, 3, 4, 5)............................... от 0 до 100 В

Пределы допускаемой приведенной погрешности измерения напряжения постоянного тока измерительными каналами №№ 1, 3, 5, 7, 9 (Напряжение Анод-Катод электролизера №1, 2, 3, 4, 5):

- в диапазоне от 0 до 10 В .......................................................................... ± 0,15 %

- в диапазоне от 10 до 100 В

Диапазон измерений напряжения постоянного тока измерительными каналами №№2, 4, 6, 8 (Напряжение ошиновки электролизера № 1, 2, 3, 4, 5)........................................... от 0 до 1 В

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения напряжения постоянного тока измерительными каналами №2, 4, 6, 8 (Напряжение ошиновки электролизера №1, 2, 3, 4, 5).................................................................................................................................... ±1,5 %

Диапазон измерений силы постоянного тока измерительным каналом № 11 (Сигнал тока серии-1).......................................................................................................................... от 0 до 5 А

Границы¹ допускаемой приведённой погрешности измерения силы постоянного тока измерительным каналом № 11 (Сигнал тока серии-1)..................................................... ±0,2 %

Диапазон измерений унифицированного сигнала силы постоянного тока измерительным каналом №12 (Сигнал тока серии-2).......................................................................от 0 до 20 мА

Границы допускаемой приведённой погрешности измерения унифицированного сигнала силы постоянного тока измерительным каналом №12 (Сигнал тока серии-2) ............ ±0,1 %

Диапазон измерений напряжения постоянного тока измерительными каналами № 13, 14 (Напряжение корпуса №9, 10)................................................................................. от 0 до 500 В

Границы допускаемой приведённой погрешности измерения напряжения постоянного тока измерительными каналами № 13, 14 (Напряжение корпуса №9, 10) .................. ±0,55 %

Диапазон измерений напряжения постоянного тока измерительным каналом № 15 (Напряжение корпусов №9 и № 10)...................................................................... от 0 до 1000 В

Границы допускаемой приведённой погрешности измерения напряжения постоянного

тока измерительным каналом № 15 (Напряжение корпусов №9 и №10) .................... ±0,55 %

Ведение базы данных с результатами измерений ............................................. автоматическое

Глубина хранения результатов измерений в базе данных не менее..............................1 месяц

Ведение журнала сообщений .............................................................................. автоматическое

Рабочие условия применения технических средств верхнего уровня:

температура окружающего воздуха.......................................................................от 18 до 30 °С

частота сети пит ания .........................................................................................от 49,5 до 50,5 Гц

напряжение сети питания .................................................................................... от 198 до 242 В

Рабочие условия применения шкафа контроля тока и напряжения серии:

температура окружающего воздуха.......................................................................от 20 до 30 °С

Рабочие условия применения шкафов управления электролизерами:

температура окружающего воздуха ........................................................... от минус 40 до 40 °С