Prosessiautomaatiota LabVIEW lla NI Days 2011 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 1
Esityksen sisältö Prosessiautomaation vaatimuksia Tarpeelliset toimilohkot Automaatiosovelluksen suunnittelu LabVIEW & crio HW arkkitehtuuri SW arkkitehtuuri Toimilohkojen toteutus Esimerkki Muita näkökulmia 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 2
Prosessiautomaation vaatimuksia Luotettavuus Automaatiojärjestelmän tulee toimia 24/7 PC:n häiriöt eivät saa vaikuttaa prosessiohjaukseen Järjestelmän on toivuttava häiriötilanteista omin avuin 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 3
Prosessiautomaation vaatimuksia Perusominaisuuksia 1/2 Lukitukset Erilaiset ajotavat; automaatti, käsiajo, pakkoohjaus Hälytykset Historiadata ja trendit 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 4
Prosessiautomaation vaatimuksia Perusominaisuuksia 2/2 Sekvenssit; ylösajo, alasajo, pesu, pikapysäytys, jne. Vikadiagnostiikka; toimilaiteviat, käynnistymisajat, Ajomallit; vain jokin osaprosessi käytössä 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 5
Prosessiautomaation vaatimuksia Hallittu operointi Kaikki käyttäjän antamat ohjaukset (käynnistykset, pysäytykset, venttiileiden ohjaukset, asetusarvojen muutokset, yms.) varmistetaan, ettei näppäilyvirheistä aiheudu vaaratilanteita tai häiriöitä. 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 6
Prosessiautomaation vaatimuksia Tilojen ja toimintojen selkeä esitys Käyttäjän pitää nähdä yhdellä silmäyksellä prosessin tila (Automaatti/käsiajo, hälytykset, vikatilat, mittaukset, ohjaukset ja asetusarvot) Myös muutostilat pitää nähdä (esim. venttiili avautuu, moottori käynnistyy) Käyttäjän pitää saada helposti selville lukitusten tila ja vaikutus. 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 7
Tarpeelliset toimilohkot Mitä tarvitaan vaatimusten toteuttamiseen? 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 8
Tarpeelliset toimilohkot Mittaus Näyttää prosessisuureen arvon käyttäjälle Hälytykset 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 9
Tarpeelliset toimilohkot Yleensä PID säädin Säädin Mittaus, asetusarvo ja säätimen lähtöarvo näkyvät käyttäjälle Automaatti/käsiajo Pakko-ohjaus Operointisuunta, turvallinen tila Hälytykset 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 10
Tarpeelliset toimilohkot Moottorin ohjaus Moottoriohjaus voi toimia itsenäisesti (vakionopeus) tai säätimen kanssa yhdessä (säädettävä nopeus) Automaatti/käsiajo Käynnin valvonta 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 11
Tarpeelliset toimilohkot Venttiilin ohjaus (on/off) Näyttää venttiilin tilan (kiinni, auki, avautuu, sulkeutuu) Automaatti/käsiajo Pakko-ohjaus Turvallinen tila Avautumisen ja sulkeutumisen valvonta 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 12
Suunnittelun lähtötiedot PI -kaavio TI LK H Syöttövesi 2 bar V3 V1 LI LV1 L TIC P1 L LÄMMITYSKIERTO LV1 TIC LV1 H L FI P1 H L P1 V2 Käyttövesilinjasto V4 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 13
Suunnittelun lähtötiedot Piirikohtaiset toimintakuvaukset 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 14
Suunnittelun lähtötiedot Sekvenssien kuvaukset Ylösajosekvenssi (esimerkki) 1. Venttiili V1 auki kunnes LI-LV1 = 95 % 2. TIC-LV1 lähtö pakko ohjataan 100 % kunnes lämpötila 50 C 3. TIC-LV1 automaatille ja asetusarvoksi 60 % 4. V1 ja TIC-P1 automaatille 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 15
LabVIEW & crio toteutus / HW arkkitehtuuri P1 P2 P3 PC valvomo Master LabVIEW RT + FPGA Slave 0 LabVIEW FPGA Ethernet EtherCAT Profibus Slave 1 LabVIEW FPGA 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 16
LabVIEW & crio toteutus / SW arkkitehtuuri crio-9074 (Master) PC RT FPGA GUI Measuremet data PID TIC-LV1 PID TIC-P1 I/O reader Alarm handler Setpoint data I/O data I/O writer Online historical database Watchdog PCßàRT Parameters Startup sequence Shutdown sequence Valve Open / Close control Emergency shutdown limit check I/O data converter (FXP à DBL) I/O data converter (DBL à FXP) Profibus data Watchdog Profibus communication Watchdog RTßàFPGA Watchdog Watchdog PCßàRT Offline data buffer Profibus data handler Emergency shutdown Watchdog RTßàFPGA crio-9144 (Slave Address 0) FPGA crio-9144 (Slave Address 1) FPGA I/O reader Watchdog RTßàFPGA Watchdog I/O data I/O reader Watchdog RTßàFPGA I/O writer Emergency shutdown I/O data Watchdog I/O writer Emergency shutdown 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 17
SW Arkkitehtuuri ja toteutus Shared Variable Engine (SVE) crio:lla oma SVE Tagit automaatiosovelluksen käytettävissä vaikka PC ei ole käynnissä RT SVE ei sisällä hälytyskäsittelyä joten se pitää tehdä itse jotta hälytysrajoihin liitetyt lukitukset voidaan toteuttaa PC:lla oma SVE PC:n tagit linkitetään RT tageihin Historiadatan loggaus, hälytykset 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 18
SW Arkkitehtuuri ja toteutus FPGA sovelluksen tehtävät I/O:n käsittely PWM lähtöjen ohjaus Laskuritulot Profibus kommunikointi alimmalla tasolla 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 19
SW Arkkitehtuuri ja toteutus RT sovelluksen tehtävät Suorittaa säätöpiirit (PID) Suorittaa venttiilinohjaukset ja moottorinohjauslohkot Suorittaa sekvenssit Hätä seis tilanteessa ajaa piirit turvalliseen tilaan (todellinen hätä seis on aina kovalla puolella!) 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 20
SW Arkkitehtuuri ja toteutus Windows -sovelluksen tehtävät Operaattorin käyttöliittymä Historiadatan tallennus Hälytyskäsittely Käyttäjähallinta (käyttäjätasot) Parametrien hallinta Analyysit ja Raportointi 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 21
Automaation toimilohkot PID 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 22
Automaation toimilohkot MTR 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 23
Automaation toimilohkot PWM 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 24
Automaation toimilohkot VALVE_ON_OFF 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 25
DEMO DEMO Lämmitysjärjestelmä 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 26
End of show! Kiitos! www.protacon.com 12.10.2011 NI Days 2011 - LabVIEW DCS 27