Главная Контакты В избранное
  • Расчетно-графическая работа по курсу: «Автоматизация управления жизненным циклом продукции» Вариант №15 Теоретический вопрос 15

    АвторАвтор: student  Опубликовано: 14-12-2020, 21:09  Комментариев: (0)

     

    Скачать: rgr-_kalitanova.zip [650,01 Kb] (cкачиваний: 3)  

     

     

    Расчетно-графическая работа

    по курсу:

    «Автоматизация управления жизненным циклом продукции»

    Вариант №15

    Теоретический вопрос 15

     


    Цели работы

    1) Согласно варианту разработать:

    ·функциональную схему автоматизации по ГОСТ 21.408-93, 21.404-85;

    ·спецификацию ФСА по ГОСТ 21.110-95;

    2) Разработать функциональную IDEF0 и информационную IDEF1X модели одной из стадий проектирования, производства или обслуживания АСУТП или средств автоматизации.

    3) Рассмотреть теоретическую тему электронная цифровая подпись.

    Содержание работы

    1 Функциональная схема автоматизации, приборы и спецификация к ней 3

    2 Функциональная IDEF0 и информационная IDEF1X модели стадий проектирования АСУ ТП 11

    3 Электронная цифровая подпись 16

    Введение 16

    Общие положения 18

    4 Список использованной литературы 23

    Приложение 1 – Функциональная схема автоматизации

    Приложение 2 – Спецификация

     


    1 Функциональная схема автоматизации и спецификация к ней

    Задание.Вариант №15

    Рисунок 1 – Вариант №14

    Часть функциональной схемы АСУТП (см. Приложение 1) выполнена с применением локальной автоматики (см. Приложение 2). Часть ФСА АСУТП реализована с применением DCS. В этом случае в спецификации не приводятся позиции вторичных приборов, но в текстовой части приводятся: название системы, её характеристики.

    Система АСУТП реализована с помощью DCS (распределенной системы управления) CentumVPфирмы Yokogawa.

    Конфигурация системы: FCSполевая станция управления, HISстанция оператора, управляющая ЛВС, ENG станция инженера.

     

    Приведем краткое описание выбранных приборов.

    1) ТT 1-1 Датчики температуры с унифицированным

    выходным сигналом

    Датчики температуры Данфосс MBT 3560

     

    Диапазон измеряемых температур, °С От –50 до 200

    Точность < ±0,5 % диапазона измерений (типичная)

    < 69 ± 1 % диапазона измерений (максимальная)

    Диапазон температур блока электроники, °С От –40 до 85

    Диапазон температур при транспортировке, °С От –50 до 85

    Выходные сигналы 4—20 мА или пропорциональный напряжению питания

    Материал защитной гильзы Нержавеющая сталь типа AISI 316Ti

    Материал корпуса Нержавеющая сталь типа AISI 316L

    Резьбовое присоединение G 1/4″, G 3/8″, G 1/2″, 14-18 NPT

    Длина погружной части, мм 50, 100, 150, 200, 250

    Максимально допустимое давление среды на гильзу 100 бар

    Наличие взрывозащищенного исполнения

    Межповерочный интервал - 1 год

    Внесены в Госреестр средств измерений:

    №30339H05 (3051S_C), сертификат №22308;

    Выходные сигналы

    Выходной сигнал 4—20 мА Пропорциональный

    Напряжение питания, Us 10—30 В постоянного тока 4,75—8 В постоянного тока 5 В постоянного тока (номинально)

    2)TIRA 1-2 и PIRCA 2-3 БАЗИС-21.2ЦУ — исполнение ПАЗ + Регистратор + Регулятор (цв. ЖКИ 10,4″)

    Универсальный многоканальный промышленный контроллер ПАЗ, регистрации, сигнализации, регулирования и АСУ ТП с цветным ЖКИ диагональю 10,4″.

    Общие функциональные возможности контроллеров серии БАЗИС

    ·БАЗИС-21.2ЦУ — это многоканальный многофункциональный промышленный контроллер, предназначенный для:

    ·приема и логической обработки сигналов от различных типов датчиков;

    ·выдачи сигналов пуска или автоматического останова (блокировки);

    ·предупреждения оператора о нарушениях световыми и звуковыми сигналами;

    ·циклического и дискретного управления;

    ·ПИ-/ПИД-регулирования.

     

    Общие технические характеристики контроллеров серии БАЗИС

    по защищенности от воздействия окружающей среды контроллеры являются защищенными от попадания внутрь твердых тел, степень защиты — IP-20 (по ГОСТ 14254—96);

    контроллеры предназначены для эксплуатации в районах с умеренным климатом, имеют исполнение УХЛ и категорию 4.2 (по ГОСТ 15150—69);

    температура окружающего воздуха в месте установки контроллеров для эксплуатации должна быть от 5 до 70° С при относительной влажности до 75% (при 30° С) и более низких температурах без конденсации влаги;

    атмосферное давление в месте установки контроллеров для эксплуатации должно быть от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст);

    коэффициент подавления помех нормального вида для входных аналоговых каналов в диапазоне частот от 49 до 51 Гц не менее 90 Дб, а в диапазоне частот от 98 до 102 Гц — не менее 60 Дб;

    допустимая амплитуда помехи нормального вида не более 0,1 конечного значения диапазона измерений;

    задержка срабатывания входных каналов, в том числе для защиты от дребезга и «шумов» с дискретностью 0,5 с — от 0 до 25,5 с, а с дискретностью 5 с — от 0 до 1275 с;

    полный срок службы 10 лет.

    Входные каналы

    Контроллер в зависимости от модификации может иметь до 56 двухпозиционных или до 24 аналоговых собственных входных каналов.

    Выходные каналы
    Контроллер в зависимости от модификации может иметь до 35 собственных выходных каналов, из них до 35 дискретных или до 8 аналоговых.

    В контроллере реализована циклическая программа, которая может состоять из 12 рабочих стадий и стадии Ожидание. На стадиях циклограммы можно изменять алгоритмы работы выходных каналов.

    Прием сигналов от датчиков различных типов:

    ·— двухпозиционных

    ·— импульсных

    ·— термопар

    ·— термометров сопротивления 3-х/4-х проводных

    ·— токовых, в том числе с запиткой от контроллера

    ·— с унифицированным пневматическим выходом (только по шине расширения)

    ·Реализация трендов

    Визуализация:

    ·— TFT ЖКИ 10,4″

    Сигнализация:

    ·— звуковая

    ·— световая (ЖКИ)

    ·— световая (специальные светодиодные элементы 20х20 мм)

    Реализация расчетных каналов

    ·Наличие уставок (2 верхние, 2 нижние)

    ·Работа с модулями расширения

    ·Блокировки

    ·Программное изменение градуировок и шкал аналоговых входных каналов

    ·Реализация таймеров

    Циклическое управление:

    ·— изменение логики работы выходых каналов

    ·— исключение из логики работы входых, расчетных и внешних каналов

    Работа по протоколу БАЗБАС:

    ·— сбор данных с подчиненных контроллеров

    ·— передача данных на подчиненные контроллеры

    ·— подключение как подчиненный (по RS-485)

    Работа по протоколу MODBUS RTU/TCP:

    ·— связь с программно-техническими средствами верхнего уровня

    ·— связь с подчиненными устройствами нижнего уровня

    Конфигурирование:

    ·— с лицевой панели

    ·— при помощи компьютера

    —через USB FLASH-карту

    Внешнее дублирование кнопки квитирования

    Контроллер обеспечивает архивирование событий. Обьем архива для исполнения — до 1000 событий.

    3)FV 2-1 Регулирующий клапан

    РУСТ 520-1 У -1

     

    Регулирующие клапаны РУСТсерии 500 (510, 520) предназначены для автоматического управления потоками жидких и газообразных сред, включая агрессивные и пожароопасные.

    Предлагаемая продукция полностью отвечает требованиям действующих на территории Российской Федерации технических нормативно-правовых актов.

    Управление : под привод в комплекте с электроприводом

    Условный диаметр: Dу = 200мм.

    Условное давление: Ру = 0,8- 1,2 МПа.

    Коэффициент Кvy: Кvy = 110 м3/ч.

    Материал корпуса: жаропрочная сталь, легированная сталь, молибденсодержащая сталь, углеродистая сталь

    Нормальное положение клапана: нормально закрытое.

    Климатическое исполнение по ГОСТ 12815-80; DIN; ANSI;

    Рабочая среда вода и пар, газообразные среды, нефтепродукты от -60 до 550

    4) PT 2-2 Датчик избыточного давления

    Модель Метран 100 ДИ - 1152


     

    Избыточное давление, давление-разрежение
    Измеряемые среды: жидкости, в т.ч, нефтепродукты; пар, газ, газовые смеси

    Диапазоны измеряемых давлений: мин. 0-0,025 кПа; макс. 0-68,9 MПа

    Диапазон температур: окружающей среды от -60 до 85°С;

    измеряемой среды от -75 до 205°С;

    с разделительными мембранами 1199

    от -75 до 350°С

    Выходные сигналы: 4-20/HART; Foundation Fieldbus; беспроводной WirelessHART

    Основная приведенная погрешность: от -0,025%;

    от -0,055%

    Диапазон перенастройки пределов измерений 25:1

    Наличие взрывозащищенного исполнения

    Межповерочный интервал – 3 года

    Соответствие стандарту функциональной

    безопасности IEC 61508 (МЭК 61508) - SIL2

    (SIL3 - при резервировании)
    Заменяемый модель датчика – Метран 43 -3156
    Верхний предел измерений давления (ВПИ): от 0,025 кПа до 27,6 МПа.

    Исполнение разделительных мембран из нержавеющей стали

    316L, сплавов С-276, Monell (сплав 400), тантала, позолоченного

    Monell (сплав 400), позолоченной нержавеющей стали 316L

     


     

    2 Функциональная IDEF0 и информационная IDEF1X модели стадий проектирования АСУ ТП

    В рамках методологии IDEF0 бизнес-процесс представляется в виде набора элементов-работ, которые взаимодействуют между собой, обмениваясь информационными и материальными потоками с помощью людских и производственных ресурсов. С помощью функционального моделирования можно провести системный анализ бизнеса, сосредоточившись на регулярно решаемых задачах или функциях, на показателях их правильного выполнения, необходимых для этого ресурсах.

    Пуско-наладочные работы проводятся на каждом объекте, где устанавливаются произведенные нами системы автоматизации. Подразделение ПНР полностью оснащено приборами и оборудованием для автоматизированного проведения работ и испытаний любой сложности, в соответствии с последними требованиями Заказчиков для выполнения наукоемких работ по сжатому оперативному графику.

    При проведении пусконаладочных работ после монтажа систем на объекте заказчика инженерами ПНР производится:

    -полный тест измерительных, управляющих и информационных каналов систем автоматики и телемеханики на всех уровнях функционирующего оборудования;

    -проверка работы электрических соединений;

    -параметрирование компонентов автоматизированных систем управления;

    -запуск и адаптация программного обеспечения;

    -организация и проведение метрологической поверки систем автоматизации с привлечением специалистов территориальных ЦСМ;

    -во время опытной эксплуатация выявляются и устраняются причины, препятствующие эффективной работе систем, производятся необходимые доработки ее функционала и интерфейса, учитывающие специфические особенности технологических процессов на предприятиях;

    -окончание ПНР производится с полной комплексной наладкой всех технических средств системы;

    На этапах наладочных работ и комплексной наладки производится окончательная корректировка работы и взаимодействия технических средств, в том числе:

    -доведение параметров настройки до значений, при которых технические средства могут быть использованы в эксплуатации;

    -вывод аппаратуры на рабочий режим;

    -проверка взаимодействия всех ее элементов в аварийных режимах, в режимах «неисправность» и т.д.

    Пусконаладочные работы считаются законченными после получения предусмотренных проектом и технической документацией параметров и режимов, обеспечивающих устойчивую и стабильную работу технических средств.

    Проектируемая IDEF0-модель представленная на рис. 2 имеет конкретное назначение, называемое целью модели.

    Рисунок 2 –A0 Пусконаладочные работы АС

     

    Рисунок 3 – A1 Структура пусконаладочных работ АС

    Рисунок 4 – A2 Структура комплексной наладки всех средств АС

    Каждый раздел проекта выполнятся в соответствии с действующими нормативными документами (ГОСТ, ЕСКД, ЕСПД и т.п.).

    Методология IDEF1Xпредставляет собой семантическое моделирование данных и применяется для построения информационной модели в виде ER-диаграммы, которая представляет структуру информации, необходимой для поддержания функции производственной системы или среды. Основными конструкциями ER-диаграммы являются:

    ·Предметы (сущности), к которым относятся данные. Они изображаются блоками.

    ·Отношения между этими предметами, которые изображаются с помощью линий, соединяющих эти блоки.

    Характеристики этих предметов, изображаемые именами атрибутов внутри блоков. Сущность представляет собой множество реальных или абстрактных предметов, обладающих общими атрибутами или характеристиками. Отдельные элементы этого множества называются экземпляром сущности. Объект (предмет) может быть представлен в нескольких сущностях.

    Рисунок 5 – Информационная модель IDEF1X выбора датчиков температуры

    Пример: Датчик избыточного давления Rosemount 3051TG и волноводный уровнемер Rosemount‑5301.

     

    Выхолной сигнал

    4 ..20 мА

    0 ..10 В

    - 10 ... + 10 В

    Единицы измерения

    кПа

    кгс/см2

    м

    ˚С

     

    Методы измерений

    Деформация

    Емкостный сенсор

    Пьезорезестивный сенсор

     

    Прибор

    ID датчика

    1-1

    Тип

    Манометр

    Модель

    Данфосс МВТ 3560

    Нижний предел

    0,6

    Верхний предел

    1200

    Единицы измерения

    кПа

     

    Датчик давления

    ID датчика

    2-2

    Вид давления

    Избыточное

    Метод измерения

    Пьезорезестивный сенсор

    Нижний предел

    0,6

    Верхний предел

    1200

    Единицы измерения

    кПа

    Теоретическая часть

    3. Электронная цифровая подпись: понятие, составляющие, назначение

    Понятие ЭЦП.

    Электронная цифровая подпись(ЭЦП)— реквизит электронного документа, предназначенный для защиты данного электронного документа от подделки, полученный в результате криптографического преобразования информации с использованием закрытого ключа электронной цифровой подписи и позволяющий идентифицировать владельца сертификата ключа подписи, а также установить отсутствие искажения информации в электронном документе, а также обеспечивает неотказуемость подписавшегося .

    Составные части ЭЦП.

    Схема электронной подписи обычно включает в себя:

    1.алгоритм генерации ключевых пар пользователя;

    2.функцию вычисления подписи;

    3.функцию проверки подписи.

    Функция вычисления подписи на основе документа и секретного ключа пользователя вычисляет собственно подпись. В зависимости от алгоритма функция вычисления подписи может быть детерминированной или вероятностной. Детерминированные функции всегда вычисляют одинаковую подпись по одинаковым входным данным. Вероятностные функции вносят в подпись элемент случайности, что усиливает криптостойкость алгоритмов ЭЦП. Однако, для вероятностных схем необходим надёжный источник случайности (либо аппаратный генератор шума, либо криптографически надёжный генератор псевдослучайных бит), что усложняет реализацию.

    В настоящее время детерминированные схемы практически не используются. Даже в изначально детерминированные алгоритмы сейчас внесены модификации, превращающие их в вероятностные.

    Функция проверки подписи проверяет, соответствует ли данная подпись данному документу и открытому ключу пользователя. Открытый ключ пользователя доступен всем, так что любой может проверить подпись под данным документом.

    Поскольку подписываемые документы— переменной (и достаточно большой) длины, в схемах ЭЦП зачастую подпись ставится не на сам документ, а на его хэш. Для вычисления хэша используются криптографические хэш-функции, что гарантирует выявление изменений документа при проверке подписи. Хэш-функции не являются частью алгоритма ЭЦП, поэтому в схеме может быть использована любая надёжная хэш-функция.

    Алгоритмы ЭЦП делятся на два больших класса: обычные цифровые подписи и цифровые подписи с восстановлением документа. Обычные цифровые подписи необходимо пристыковывать к подписываемому документу. К этому классу относятся, например, алгоритмы, основанные на эллиптических кривых (ECDSA, ГОСТ Р 34.10-2001, ДСТУ 4145-2002). Цифровые подписи с восстановлением документа содержат в себе подписываемый документ: в процессе проверки подписи автоматически вычисляется и тело документа. К этому классу относится один из самых популярных алгоритмов— RSA.

    Следует различать электронную цифровую подпись и код аутентичности сообщения, несмотря на схожесть решаемых задач (обеспечение целостности документа и неотказуемости авторства). Алгоритмы ЭЦП относятся к классу асимметричных алгоритмов, в то время как коды аутентичности вычисляются по симметричным схемам .

    Назначение ЭЦП.

    Электронная цифровая подпись может иметь следующее назначение:

    1.удостоверение источника документа. В зависимости от деталей определения документа могут быть подписаны такие поля, как «автор», «внесённые изменения», «метка времени» и т.д;

    2.защиту от изменений документа. При любом случайном или преднамеренном изменении документа (или подписи) изменится хэш, следовательно, подпись станет недействительной;

    3.невозможность отказа от авторства. Так как создать корректную подпись можно, лишь зная закрытый ключ, а он известен только владельцу, то владелец не может отказаться от своей подписи под документом;

    4.предприятиям и коммерческим организациям сдачу финансовой отчетности в государственные учреждения в электронном виде.

    Организацию юридически значимого электронного документооборота.

    Возможные атаки на ЭЦП.

    Подделка подписи. Получение фальшивой подписи, не имея секретного ключа— задача практически нерешаемая даже для очень слабых шифров и хэшей.

    Подделка документа (коллизия первого рода). Злоумышленник может попытаться подобрать документ к данной подписи, чтобы подпись к нему подходила. Однако в подавляющем большинстве случаев такой документ может быть только один.

    Причина в следующем:

    ·документ представляет из себя осмысленный текст;

    ·текст документа оформлен по установленной форме;

    ·документы редко оформляют в виде Plain Text— файла, чаще всего в формате DOC или HTML.

    Если у фальшивого набора байт и произойдет коллизия с хешем исходного документа, то должны выполниться 3 следующих условия:

    ·случайный набор байт должен подойти под сложно структурированный формат файла;

    ·то, что текстовый редактор прочитает в случайном наборе байт, должно образовывать текст, оформленный по установленной форме;

    ·текст должен быть осмысленным, грамотным и соответствующий теме документа.

    Впрочем, во многих структурированных наборах данных можно вставить произвольные данные в некоторые служебные поля, не изменив вид документа для пользователя. Именно этим пользуются злоумышленники, подделывая документы.

    Вероятность подобного происшествия также ничтожно мала. Можно считать, что на практике такого случиться не может даже с ненадёжными хеш-функциями, так как документы обычно большого объёма— килобайты.

    Получение двух документов с одинаковой подписью (коллизия второго рода)

    Куда более вероятна атака второго рода. В этом случае злоумышленник фабрикует два документа с одинаковой подписью, и в нужный момент подменяет один другим. При использовании надёжной хэш-функции такая атака должна быть также вычислительно сложной. Однако эти угрозы могут реализоваться из-за слабостей конкретных алгоритмов хэширования, подписи, или ошибок в их реализациях. В частности, таким образом можно провести атаку на SSL-сертификаты и алгоритм хеширования MD5.

    Социальные атаки. Социальные атаки направлены на «слабое звено» криптосистемы— человека.

    ·злоумышленник, укравший закрытый ключ, может подписать любой документ от имени владельца ключа;

    ·злоумышленник может обманом заставить владельца подписать какой-либо документ, например используя протокол слепой подписи;

    ·злоумышленник может подменить открытый ключ владельца на свой собственный, выдавая себя за него.


    3.2 Преимущества использования электронной цифровой подписи

    Применение ЭЦП имеет следующие преимущества:

    ·конфиденциальность: электронной цифровой подписи (ЭЦП) безошибочно указывает на аутентичность и уникальность своего автора; ЭЦП не поддается подделке или переносу с документа на документ; ЭЦП защищает подписанный документ от подделки, а также от изменения или искажения содержащейся в нем информации; ЭЦП несет принцип неотречения, что предотвращает отказ;

    ·снижение в несколько раз материальных и технических затрат налогоплательщика;

    ·не требуется наличия у налогоплательщика специалистов, владеющих знаниями и навыками формирования отчетности в электронном виде;

    ·приоритетность сдачи отчетности в электронном виде;

    ·экономия времени, сил и нервов, так как не требуется посещения налогового органа при сдаче отчетности;

    ·возможность предоставления отчетности вплоть до 24 часов последнего дня сдачи отчетности;

    ·прохождение первичного камерального контроля, что исключает наличие арифметических и логических ошибок, использование контрольных соотношений, которые используют в налоговых органах при проведении камеральных проверок;

    ·возможность оперативного обновления форматов представления документов в электронном виде по телекоммуникационным каналам связи (в случае изменения форм налоговых деклараций и иных документов, служащих основанием для исчисления и уплаты налогов, и бухгалтерской отчетности или введения новых форм деклараций налогоплательщик автоматически получает возможность обновления версий форматов);

    ·возможность получения выписки (отправив информацию в налоговый орган в электронном виде по телекоммуникационным каналам связи, налогоплательщик имеет возможность получить выписку о выполнении обязательств перед бюджетом);

    ·подтверждение доставки отчетности (налоговый орган высылает квитанцию о приеме налоговых деклараций и бухгалтерской отчетности в электронном виде по телекоммуникационным каналам связи);

    ·оперативное информирование о действующих налогах и сборах, законодательстве (о налогах и сборах и принятых в соответствии с ним нормативных правовых актах и других).

    3.3 Использование ЭЦП в мире

    Система электронных подписей широко используется в Эстонской Республике, где введена программа ID-карт, которыми снабжены 3/4 населения страны.

    При помощи электронной подписи в марте 2007 года были проведены выборы в местный парламент — Рийгикогу. При голосовании электронную подпись использовали 400 000 человек.

    Кроме того, при помощи электронной подписи можно отправить налоговую декларацию, таможенную декларацию, различные анкеты как в местные самоуправления, так и в государственные органы.

    В крупных городах при помощи ID-карты возможна покупка месячных автобусных билетов.

    Все это осуществляется через центральный гражданский портал. Эстонская ID-карта является обязательной для всех жителей с 15 лет, проживающих временно или постоянно на территории Эстонии .


     

    Список использованной литературы

    1. «Основы методологии IDEF1X» – [Электронный ресурс] URL: http://citforum.ru/cfin/idef/idef1x.shtml Автор: Геннадий Верников.

    2. «Проектирование АСУ ТП», Инжиниринговый центра Скат – [Электронный ресурс] URL: http://ec-skat.ru/service/Proektirovanie/

    3. Каталог «Клапаны». 2014 г.-96с.

    4. Каталог «Датчики давления».Rosemount, 2014 г.-124с.

    5. «Электронная цифровая подпись» http://samaratender.ru/text

     

    скачать dle 10.6фильмы бесплатно