Библиографическое описание:

Арыстанбаев К. Е., Умбетов А. Ж. Разработка информационного обеспечения автоматизированной системы управления процессом выпаривания в производстве плантаглюцида при помощи программного обеспечения ICONICS Genesis 32 // Молодой ученый. — 2016. — №4. — С. 11-15.

 

Фармацевтический сектор занимает пока лишь около 0,1 % в объеме промышленного производства Республики Казахстан. В рамках программы индустриально-инновационного развития РК планируется увеличение к концу 2014 г. доли отечественных лекарственных средств на внутреннем рынке до 50 %. Сегодня в Казахстане видится перспективным производство большого количества новых наименований лекарственных препаратов. Вместе с тем все современные биотехнологические процессы могут эффективно функционировать только при обеспечении высокой степени автоматизации. Решение задачи автоматизации базируется на нахождение и поддержании оптимальных значений параметров процесса на основе разработки математических моделей, описывающих протекание процесса. В этом плане решение задачи разработки автоматизированной системы управления процессом выпаривания в производстве биомедицинских препаратов являтся актуальной как для нащего региона, так и и для республики в целом.

Постановка задачи

Целью данной работы является создание АСУТП стадии выпаривания с применением современного программного обеспечения на базе «ICONICSGenesis 32». В качестве ТОУ (Технологического Объекта Управления) выбрана выпарная установка. Разработанная система АТП обеспечивает выполнение информационных и управляющих функций. Выбранный Управляющий Вычислительный Комплекс (УВК) позволяет полноценно осуществлять: автоматическое регулирование, программно-логическое управление процессом, преобразование, хранение и обработку поступаемой с датчиков ТОУ информации. В данной работе предлагается применение централизованной двухуровневой системы контроля с использованием современного пакета программного обеспечения «ICONICSGenesis 32», функциональные возможности которого позволяют кардинально изменить состав оборудования операторского помещения, повысить информационные возможности АСУТП, обеспечить максимальную простоту управления в обслуживании техническим персоналом ТОУ.

Автоматизация процесса выпаривания плантаглюцида

Плантаглюцид — противогастритное средство, применяется в медицинской практике для лечения гастритов, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Водный экстракт плантаглюцида является основным сырьем и продуктом выпарной установки.

Данная стадия является одной из основных стадий в производстве плантаглюцида. Выпарная установка работает в одной линии с экстракционной, из которой поступает на стадию исходный раствор (водный экстракт плантаглюцида).

На этой стадии происходит подготовка водного экстракта, фильтрация его через друк-фильтр и непосредственно упарка в вакуум-выпарном аппарате до получения продукта плотностью не менее 1,135 г/см3. Готовый продукт, после выпаривания, собирают в сборник готового продукта и подают на осаждение этиловым спиртом, стадии «получение плантаглюцида.

Показателем эффективности процесса является концентрация упаренного раствора, а главной целью управления — поддержание определенного значения этой величины.

Проведение декомпозиции вакуум — выпарного аппарата нецелесообразно, т. к. данный аппарат является основным, границы и взаимосвязи которого определяются функциональной схемой. [1]

На рисунке 1 приведена структурная схема процесса стадии выпаривания.

Рис. 1. Структурная схема технологического процесса: 1 — реактор для промежуточного хранения исходного раствора; 2 — друк-фильтр; 3 — реактор отфильтрованного раствора; 4, 5 — мерники; 6 — вакуум-выпарной аппарат

 

 

Оборудование 1, 2, 3, 4, 5, изображенное на рисунке 1, не является основным и поэтому далее оно не будет подвергнуто глубокому анализу, в отличии от аппарата 6, являющегося основным и требующего глубокого анализа, как объекта управления.

На основе микропроцессорной техники проектируемая система автоматизации технологического процесса должна обеспечить:

a)                  Автоматическое управление процессом без непосредственного участия человека (это дает возможность сократить штат персонала, уменьшить вероятность возникновения аварийной ситуации в результате ошибок или просчетов персонала);

b)                 Качественное регулирование процесса, критерии — производительность установки (при постоянной исходной концентрации стабилизация производительности означает стабилизацию конечной концентрации). Gкон=200 л/ч +_ 5 %;

c)                  Оптимальное расходование энергоресурсов греющего пара и охлаждающей воды;

d)                 Программное управление в режимах запуска и промывки установки (запуск в данническом режиме);

e)                  Сигнализацию опасных пределов температуры вторичного пара (на случай отказа системы регулирования); сигнализацию и перевод выпарной установки в даннический режим при перебоях питания, сигнализацию и блокировку подачи греющего пара в случае выхода из строя хоть одного насоса.

f)                   В случае отказа УВК — ручное дистанционное управление всем процессом.

Проектируемая система АТП включает в себя следующие основные функции:

«Отображение» — эта функция обеспечивает отображение информации на экране монитора. При этом оператору представляется следующая информация:

                    текущие значения технологических параметров;

                    положение регулирующей и запорной арматуры;

                    состояние двигателей механизмов и автоматических устройств, заданные значения регулируемых и вычислительных параметров, ретроспективная информация, тренды изменяющихся сигналов.

«Интегрирование» — обеспечивает возможность суммирования хозрасчетных параметров, за определенный промежуток времени.

«Архивация» — функция архивации, хранения на магнитных носителях и представления ретроспективной и нормативно-справочной информации заключается в накоплении и последующей выдаче оперативному и административному персоналу информации об истории протекания технологических процессов, работе автоматики, действиях оператора, вычисляемых показателях, а также нормативных и справочных данных.

«Регистрация» — функция регистрации событий заключается в выявлении и оперативном отображении на экране монитора текущих событий, происходящих на стадии и в АСУТП.

«Сигнализация» — эта функция производит активизацию зрительных и звуковых сигналов для извещения оперативного персонала о возникновении нарушений в технологическом процессе, срабатываниях защит и блокировок, выявленных неисправностях технических средств АСУТП.

«Защита» — функция предназначена для автоматического управления оборудованием в аварийных ситуациях в целях предотвращения развития аварии и устранения опасности для персонала.

«Расчет ТЭП» — предназначен для определения текущих экономических показателей стадии выпаривания и ее отдельных технологических узлов, анализа причин ухудшения экономичности выпарного аппарата, составления отчетных документов.

Все вышеперечисленные функции поддерживаются операционной системой и программами ПК. [2]

Назначение комплекса GENESIS-32. GENESIS32 является комплексом клиентских и серверных приложений, основанных на технологии OPC (OLE for Process Control — технология связывания и внедрения объектов для промышленной автоматизации), которые предназначены для разработки прикладного программного обеспечения визуализации контролируемых параметров, сбора данных и оперативного диспетчерского управления в автоматизированных системах управления технологическими процессами.

Данный программный пакет позволяет осуществлять функции контроля и регулирования процесса, архивацию данных по нему. Особенностью выбора такого типа программного обеспечения явилось:

                    возможность контроля и регулирования в реальном времени;

                    высокая достоверность функционирования такой системы;

                    централизованный доступ и контроль за всем объектом управления.

Программное обеспечение реализует набор стандартных алгоритмов:

                    аналитическая градуировка датчиков;

                    фильтрация;

                    контроль достоверности измеряемых параметров;

                    использование стандартных математических операций;

                    формирование видеокадров;

                    расчет технико-экономических показателей;

                    архивация параметров процессов;

                    сигнализация, блокировка и регулирование

Разработка форм видеограмм и выходных документов АСУТП

Интерфейс оператора АСУ ТП строится при помощи программного обеспечения ICONICSGENESIS 32, одним из его основных программных приложений GraphWorX32. Интерактивный интерфейс позволяет удобно управлять технологическим процессом с операторского места. В GraphWorX32 выходные файлы называются экранными формами, они отображают на экране мнемосхему процесса с визуализацией некоторых параметров.

Экранные формы, помимо визуализации технологических параметров, позволяют изменять их значения, тем самым, воздействуя на процесс.

На рисунке 2 показан набросок мнемосхемы процесса.

Рис. 2. Набросок мнемосхемы процесса

 

Процесс создания мнемосхемы процесса можно разделить на следующие пункты:

  1.                Создание статических моделей процесса. Рисование графических элементов;
  2.                Определение основных переменных процесса, т. е. необходимо выделить те параметры технологического процесса, которые необходимо визуализировать.;
  3.                Внести список переменных в OPC-сервер;
  4.                Создание динамики для графических моделей процесса;
  5.                Проверка и корректировка работы мнемосхемы в режиме исполнения.

На рисунке 3 поаказан результат работы элемента ICONICSAWXView32.

Рис. 3. Результат работы элемента ICONICSAWXView32

 

Выводы

  1.                Разработанная система автоматизации позволяет значительно сократить количество применения ручного труда, повысить качество выпускаемой продукции. Применение в процессе автоматизации интеллектуальных контроллеров позволяет повысить стабильность протекания процесса и улучшить надежность системы автоматизации.
  2.                Использование современных ПК с применением пакета прикладных программ IconicsGENESIS 32 позволяет реализовать задачу управления процессом с высокой надежностью и точностью, централизовать функции контроля за процессом и сделать их гибкими в применении.

 

Литература:

 

  1.                Инков А.М. Системы автоматизации и управления. Методические указания к выполнению курсового проекта по специальности 36.03. ЮКГУ, Шымкент, 2001 г. — 40 с.
  2.                Михелев В.М., Инков А.М., Дмитриев В.М. Моделирование объектов и систем управления. Методические указания к выполнению курсовой работы по специальности 36.03. ЮКТУ, Шымкент, 1997 г. — 18с.
Основные термины: программного обеспечения, управления процессом выпаривания, технологического процесса, системы управления процессом, стадии выпаривания, автоматизированной системы управления, мнемосхемы процесса, процесса стадии выпаривания, процесса выпаривания плантаглюцида, значений параметров процесса, управление процессом, автоматизации технологического процесса, помощи программного обеспечения, АСУТП стадии выпаривания, схема технологического процесса, Набросок мнемосхемы процесса, Качественное регулирование процесса, набросок мнемосхемы процесса, система автоматизации, параметры технологического процесса

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle