Технические требования к учебной насосной станции
Редакция 1.0 от 20.10.2026.
1 Назначение
Разработать систему автоматического управления насосной станцией, подающей воду из накопительного бака потребителю и поддерживающей заданное давление в общем напорном трубопроводе.
Проект предназначен для выполнения в MetaPlatform с использованием компонентов MetaKit и проверки в MetaPlatform Runtime без физического оборудования.
Настоящие требования задают назначение и поведение установки. Конкретные уставки, задержки, последовательности переключения и привязки компонентов определяются при разработке ТЗ.
2 Состав установки
- Накопительный бак T-01.
- Клапан наполнения XV-01 с подтверждением открытого и закрытого положений.
- Два насоса P-01 и P-02 с частотными преобразователями.
- Датчик уровня LT-01 в баке.
- Датчик давления PT-01 в общем напорном трубопроводе.
- Органы общего пуска, останова и сброса аварий.
- Сигнал состояния цепи аварийного останова.
Насосы работают по схеме «один рабочий, один резервный». Совместная работа двух насосов для увеличения производительности не предусматривается.
Исходные данные: технологическая схема и таблица IO: 2 AI, 10 DI, 3 DO и 2 AO.
3 Автоматическая работа
Система должна обеспечивать:
- наполнение бака посредством открытия и закрытия клапана по уровню;
- поддержание давления изменением частоты рабочего насоса;
- выбор рабочего насоса из доступных;
- автоматический ввод резервного насоса при неисправности рабочего;
- возможность смены рабочего насоса для равномерного использования оборудования;
- запрет пуска при отсутствии необходимых разрешающих условий;
- контролируемый останов по команде оператора.
Наполнение бака и регулирование давления должны быть согласованы: работа насосов не должна приводить к опорожнению бака ниже допустимого уровня.
Неисправный насос должен исключаться из автоматического выбора до устранения причины и выполнения предусмотренных условий возврата в работу.
4 Режимы управления
Предусмотреть автоматическое и ручное управление. В автоматическом режиме команды оборудованию формируются алгоритмом установки.
В ручном режиме оператор должен иметь возможность:
- запускать и останавливать выбранный насос;
- задавать его частоту;
- открывать и закрывать клапан наполнения.
Ручной режим не должен отключать защиту от сухого хода, переполнения, недопустимого давления и аварийного останова. Требование работы только одного насоса сохраняется.
После включения питания или перезапуска программы оборудование не должно самопроизвольно запускаться.
5 Контроль защиты и сообщения
Система должна контролировать:
- исправность обоих аналоговых датчиков;
- предупредительные и аварийные границы уровня и давления;
- исправность частотных преобразователей;
- соответствие команды пуска фактическому состоянию насоса;
- достижение клапаном требуемого положения;
- противоречивое состояние концевых выключателей клапана;
- состояние цепи аварийного останова.
| Условие | Требуемая реакция |
|---|---|
| Аварийно низкий уровень | Останов и запрет пуска обоих насосов |
| Аварийно высокий уровень | Закрытие клапана наполнения |
| Аварийно высокое давление | Останов и запрет пуска обоих насосов |
| Неисправность датчика давления | Останов и запрет пуска обоих насосов |
| Неисправность датчика уровня | Останов насосов и закрытие клапана наполнения |
| Неисправность рабочего насоса | Его отключение и ввод исправного резервного при наличии общих разрешений |
| Аварийный останов | Снятие команд пуска насосов и открытия клапана |
Предупреждения должны привлекать внимание оператора до достижения аварийного состояния. Само предупреждение не должно останавливать оборудование, если отдельное защитное действие не предусмотрено требованиями.
Сброс аварий не должен снимать действующую причину блокировки. Условия восстановления работы после каждого типа аварии необходимо определить в ТЗ.
6 Интерфейс оператора
Предусмотреть:
- мнемосхему установки с состояниями насосов и клапана;
- отображение уровня, давления и заданной частоты каждого насоса;
- индикацию выбранного рабочего насоса и режимов управления;
- ручные команды;
- ввод технологических уставок и настроек;
- отображение аварий, предупреждений и причин запрета работы;
- тренды уровня, давления и заданной частоты насосов.
Ошибку датчика, предупреждение и технологическую аварию необходимо различать визуально.
7 Проверка работы
Для проверки подготовить имитацию уровня, давления, состояний насосов и положения клапана.
Проверить нормальную работу, изменение потребления воды, переключение на резерв, отказ пуска, низкий и высокий уровень, высокое давление, неисправности датчиков и клапана, ручное управление, аварийный останов и восстановление после отказов.
По каждому сценарию должен быть зафиксирован результат проверки.
8 Результат выполнения задания
Пользователь должен представить:
- выбранный состав компонентов MetaKit и описание их связей;
- ТЗ, уточняющее реализацию этих требований;
- проект MetaPlatform с визуализацией;
- сценарии имитации и результаты испытаний в Runtime;
- экспорт проекта, позволяющий повторить проверку.
При разработке ТЗ определить конкретные уставки, гистерезисы, задержки, правила смены насосов, переходы между режимами, условия сброса и повторного пуска. Выбор компонентов является самостоятельной частью задания.