Типові структури та засоби систем автоматизації та управління технічними об'єктами та технологічними процесами
Загальні положення
Розвиток сучасного виробництва йде шляхом створення високоефективних промислових установок, що забезпечують інтенсифікацію технологічних процесів (ТП), та систем управління ними.
Автоматизованою системою управління (АСУ) називається людино-машинна система, що забезпечує автоматизований збір і переробку інформації, необхідної для оптимізації управління в різних сферах людської діяльності. АСУ ТП (ГОСТ 20.003-84) - це АСУ для вироблення та реалізації керуючих впливів на технологічний об'єкт управління (ТОУ) відповідно до прийнятого критерію якості управління.
Технологічний об'єкт управління – це сукупність технологічного обладнання та реалізованого на ньому за відповідними інструкціями чи регламентами технологічного процесу виробництва. Залежно від рівня АСУ ТП як ТОУ можна розглядати: технологічні агрегати та установки, групи верстатів, окремі виробництва (цехи, ділянки), що реалізують самостійний ТП; виробничий процес всього промислового підприємства, якщо управління ним полягає в раціональному виборі та узгодженні режимів роботи агрегатів, ділянок і виробництв.
Спільно функціонуючі ТОУ і керуюча ним АСУ ТП утворюють автоматизований технологічний комплекс (АТК).
Технічні засоби (ТЗ) для автоматизації управління ТП виконують такі функції:
збір та перетворення інформації (без зміни її змісту) про стан процесу; передача інформації каналами зв'язку (переміщення у просторі);
перетворення, зберігання та обробка інформації, формування команд управління (переміщення інформації в часі зміною її змісту);
використання та подання командної інформації для впливу на процес та зв'язки з оператором АСУ ТП.
Усі промислові засоби автоматизації ТП відповідно до ГОСТ 12997-84 об'єднують у функціональні групи, що утворюються характером перетворення інформації в системах управління. У свою чергу, засоби функціональних груп додатково класифікуються за ознакою відношення до системи та утворюють: засоби на вході системи (датчики); на виході (вихідні перетворювачі, засоби виведення інформації та команд управління процесом); внутрішньосистемні технічні засоби (засоби проміжного перетворення інформації, що забезпечують взаємозв'язок між пристроями з різними сигналами, різними «машинними мовами», засоби передачі, фіксації та обробки інформації).
Крім цих основних груп використовуються допоміжні засоби, такі, як документаційна техніка, обладнання для робочих місць операторів-технологів та диспетчерів та ін.
Різноманітність груп, типів і модифікацій технічних засобів призводить до багатоальтернативної проблеми проектування технічного забезпечення АСУ ТП у кожному конкретному випадку. При певних структурі та алгоритмах функціонування АСУ ТП можна припустити можливість оптимального в якомусь сенсі вибору комплексу технічних засобів (КМС) для цієї системи. Так, одним з найбільш важливих критеріїв вибору КТЗ може служити їхня вартість, що займає загальну вартість системи управління значну частину.
Класифікація та структура сучасних технологічних об'єктів управління
1. Класифікація автоматизованих систем керування
Залежно від розв'язуваних завдань АСУ ТП може мати різну структуру; виокремлюють 3 класи АСУ ТП: локальні, централізовані та розподілені системи керування.
Локальна система керування використовується для керування технологічно незалежним об'єктом із компактно розташованим обладнанням і нескладними завданнями керування. Приклади локальних систем: системи стабілізації, що стежать, програмного керування. Основні елементи локальної системи: ТОЕ, датчики, виконавчий пристрій і локальний регулятор. У системі зазвичай передбачаються елементи ручного керування і зв'язку з оператором.
Типова структура локальної системи управління
Централізована система керування використовується для керування зосередженим об'єктом зі складними або різноманітними функціями керування або великою кількістю сигналів "вхід-вихід". У системі є два рівні: на нижньому рівні розташовані об'єкти керування з датчиками і виконавчими пристроями, на верхньому - керуюча обчислювальна машина (КОП) і пристрій сполучення з об'єктом (ПСО). УСО перетворює різні за виглядом сигнали від датчиків (вхідні сигнали), у цифровий код у форматі, який визначається конкретною КОМ. Сформовані УВМ у вигляді цифрового коду сигнали керуючих впливів для виконавчих пристроїв (вихідні сигнали) УСО перетворює до одного зі стандартних видів. Для контролю над процесом передбачено пульт зв'язку з оператором. Усі процеси опрацювання сигналів датчиків і формування керівних сигналів для всіх контурів керування послідовно виконує одна й та сама УВМ. Вона також забезпечує інтерфейс з оператором.
Централізована система має два основні недоліки: мала надійність і низьку швидкодію. Система стає непрацездатною в разі відмови УВМ або УСО. За великої кількості датчиків і контурів керування істотно збільшується час основного циклу керівної програми УВМ. Для усунення цих недоліків застосовують такі рішення. Для підвищення надійності здійснюється:
а) дублювання основних елементів системи керування: УВМ і УСО; б) застосування супервізорної структури.
Для підвищення швидкодії передають частину функцій керування на нижчий рівень:
а) Застосування супервізорної структури.
б) Перехід до розподіленої багаторівневої системи управління. Рис.2.
У розподільчій структурі з верхнього рівня на нижній передають у цифровому вигляді значення уставок для регулятора і команди для локального контролера, а з нижнього рівня на верхній параметри об'єкта, також у цифровому вигляді. Безпосереднє керування в контурі виконує локальний контролер.
Типова структура централізованої системи управління
Призначення та характеристика сучасних АСУ ТП
Основне призначення АСУ ТП полягає у автоматичній оптимізації ТП. У таких системах забезпечується реалізація досконалих законів управління і як наслідок - найбільш ефективне ведення технологічного процесу та високу якість продукції, тобто. випускається максимально можлива кількість готової продукції при забезпеченні необхідної її якості та припустимого завантаження технологічного обладнання. При цьому в ідеальному випадку витрати мають бути мінімальними. Це означає, що АТК і саму технологію необхідно спроектувати таким чином, щоб обладнання мало найменші габаритні розміри та масу. Конструкція обладнання повинна гарантувати мінімум втрат у вузлах тертя, а технологія - максимальне використання вихідного продукту та енергії. Зрештою,
Єдиний критерій, здатний об'єднати перелічені показники, - економічний. Якщо вартісні еквіваленти не встановлені, підвищення ефективності досягається шляхом оптимізації одного або двох найбільш суттєвих параметрів. При двох параметрах доводиться шукати компромісне рішення. Ще більш складні пошуки компромісу між мінімум витрат трьох основних компонентів: матеріалу, енергії та інформації.
цільової класифікації АСУ ТП за типовими завданнями управління, що визначає їх призначення, можна виділити такі групи:
- АСУ ТП, що забезпечують стабілізацію (підтримку) заданого раціонального чи оптимального технологічного режиму, тобто. таких технологічних параметрів, на які діючі обурення надають суттєвий вплив. Наприклад, до них можна віднести системи стабілізації швидкості різання при торцевій обробці деталей великих діаметрів на металорізальних верстатах, системи стабілізації швидкості шліфування при зменшенні діаметра шліфувального кола та ін;
– АСУ ТП, що відпрацьовують із встановленою точністю задану або безперервно задану раціональну (оптимальну) зміну ТП. Такі системи програмного або слідчого управління застосовуються в роботах-маніпуляторах, верстатах з числовим програмним управлінням (ЧПУ), ліфтових підйомниках та ін; - АСУ ТП, самостійно (автоматично) вибирають найкращий за якою-небудь ознакою технологічний режим і забезпечують його підтримку або автоматично вибирають найкращу траєкторію переміщення робочого органу і забезпечують її відпрацювання з встановленою точністю. До таких систем оптимального управління відносяться АСУ ТП агрегатів оптимального розкрою матеріалу, системи дистанційної перебудови, що розраховують і реалізують оптимальну програму обтискання металу в окремих клітях стану безперервної прокатки, і т.д.
Характерною особливістю сучасних АСУ ТП є висока продуктивність переробки інформації при практично необмеженому об'ємі пам'яті. Ця особливість базується на застосовуваних в системах швидкодіючих засобах обчислювальної техніки: промислових комп'ютерах (ПК), технологічних контролерах (ТК), мікропроцесорах, керуючих обчислювальних машинах (УВМ). Висока інформаційна продуктивність УВМ забезпечує реалізацію зазначеного призначення АСУ ТП.
Застосування ПК або ТК забезпечує другу характерну особливість АСУ ТП – їхню високу гнучкість, що дозволяє суттєво підвищити гнучкість ТОУ при переході на нову технологію. Навіть для дуже складних АТК час переналаштування не виходить за кілька десятків секунд.
АСУ ТП як компонент загальної СУ промисловим підприємством (АСУ П) призначена для цілеспрямованого ведення ТП та забезпечення суміжних вищих СУ оперативною та достовірною техніко-економічною інформацією. АСУ ТП, створені для об'єктів основного та допоміжного виробництва, становлять низовий рівень АСУ П.
За наявності на підприємстві автоматизованих систем технічної технологічної підготовки виробництва (АСТПП) має бути забезпечена взаємодія АСУ ТП з цими системами. АСУ ТП отримують від них необхідну технологічну та іншу інформацію для забезпечення заданого процесу і направляють до АСТПП фактичну оперативну інформацію, необхідну для їх функціонування, у тому числі для коригування ТП.
Перелік, форма подання та режим обміну інформацією між АСУ ТП та іншими взаємопов'язаними з нею СУ визначається у кожному конкретному випадку залежно від специфіки виробництва, його організації та структури управління ним.
Реалізація цілей у конкретних АСУ ТП досягається виконанням у них певної послідовності операцій та обчислювальних процедур, значною мірою типових за своїм складом і тому об'єднуються в комплекс типових функцій АСУ ТП.
Функції АСУ ТП поділяються на керуючі, інформаційні та допоміжні.
Керуючі функціїАСУ ТП - це функції, результатами яких є вироблення та реалізація керуючих впливів на ТОВ. До керуючих функцій АСУ ТП відносяться: регулювання (стабілізація) окремих технологічних змінних; логічне управління операціями чи апаратами; програмне логічне керування групою обладнання; оптимальне управління встановилися або перехідними режимами або окремими стадіями процесу; адаптивне управління об'єктом в цілому, наприклад управління ділянкою верстатів з ЧПУ.
Інформаційні функціїАСУ ТП - це функції системи, змістом яких є збір, обробка та подання інформації про стан АТК оперативному персоналу або передача цієї інформації для подальшої обробки. До інформаційних функцій АСУ ТП належать: централізований контроль та вимірювання технологічних параметрів; непрямий вимір; обчислення параметрів процесу (техніко-економічних, внутрішніх змінних); формування та видача даних оперативному персоналу АСУ ТП або АТК; підготовка та передача інформації до суміжних систем управління; узагальнена оцінка та перевірка стану АТК та його обладнання.
Відмінна риса керуючих та інформаційних функцій АСУ ТП – їх спрямованість конкретного споживача (ТОУ, оперативний персонал, суміжні СУ).
Допоміжні функціїАСУ ТП полягають у забезпеченні контролю за станом функціонування технічних та програмних засобів системи.
Керуюча функція АСУ ТП має на меті вироблення рішень та здійснення керуючих впливів на ТОУ. Як видно, у виконанні завдань інформаційної та керуючої функцій бере участь процесор, що поєднує переробку, зберігання та вироблення керуючої інформації, що передається у вигляді керуючого впливу ТОУ по каналах пристрою зв'язку.
Рівень досконалості АСУ залежить від досконалості елементів її струк-тури і характеризується ступенем "самостійності" у виробленні та реалізації керуючих впливів при веденні ТП. Складність елементів внутрішньої структури АСУ знаходиться в тісному зв'язку з характером ТП. Якщо цей процес можна розглядати детермінованим, його модель буде простіше.
В тих випадках, коли перебіг ТП не вдається звести до детермінованого, тобто. можливі деякі відхилення випадкового характеру (зміна якості матеріалу, його фізичних властивостей, характеристик робочого органу і т.п.); внутрішня структура АСУ значно ускладнюється. У таких системах апріорна інформація містить формулювання мети управління і математичну модель процесу, яка дозволяє визначити найкращий шлях досягнення цієї мети. Чим більше випадкових факторів підлягає обліку, тим складніша математична модель процесу та елементи внутрішньої структури АСУ. Все це призводить до подорожчання системи, ускладнення експлуатації та суттєвого зниження надійності. Тому раціональний шлях створення працездатних АСУ ТП підвищеної надійності полягає у вдосконаленні не лише окремих елементів системи, а й ТП, внаслідок чого виключається чи зводиться до мінімуму вплив випадкових чинників. Тільки одночасне вдосконалення СУ та ТП може призвести до створення надійно функціонуючих АТК.
У зовнішній структурі АСУ ТП можуть бути виділені системи різних рівнів або підсистеми АСУ ТП, що виділяються за функціональною або структурною ознакою, що відповідає конкретним цілям та завданням. Якщо функції системи обмежені одним механізмом, вона називається локальною. Прикладом може служити система безвідходного порізу металу, що керує рухомим упором ножиць обтискного прокатного стану. Ця локальна АСУ ТП забезпечує при розкрої мінімум відходу металу з урахуванням терміновості виконання замовлень.
Якщо механізми, керовані локальними системами, тісно пов'язані між собою ТП, їх взаємної координації створюється вузлова АСУ ТП. Об'єднання локальних АСУ ТП у вузлові може бути здійснено за територіальною або функціональною ознакою. У цьому випадку встановлюється загальний ситуаційний зв'язок розташованих на одному агрегаті робочих органів або механізмів. Вузловими АСУ ТП є, наприклад, печі, клітями і механізмами складу продукції обтискного прокатного стану.
Локальні АСУ ТП, об'єднані в вузлові системи за функціональною ознакою, спільно беруть участь в управлінні загальним для всього вузла технологічним параметром. Найбільш характерним прикладом такої вузлової АСУ ТП є системи регулювання швидкості, товщини, натягу смуги в листових прокатних станах. Кожен із параметрів формується всіма клітками табору. До вузлових АСУ ТП можна віднести різні типи копіювальних агрегатів (верстати, розкроювальні автомати).
В цих системах комплекс технологічних об'єктів підпорядкований загальним технологічним закономірностям, у зв'язку з чим тут не можуть застосовуватися локальні АСУ ТП різної продуктивності. Побудова такого вузла виходить із єдиної всім об'єктів заданої продуктивності.
Наступний рівень СУ - комплексні АСУ ТП - обумовлений необхідністю взаємного зв'язку вузлових АСУ ТП з метою управління технологічними лініями та комплексами. Це, наприклад, автоматизовані верстатні лінії, роботизовані комплекси верстатів, комплекс агрегатів і механізмів обтискного прокатного стану, тонколистового стану гарячої прокатки, роторний землерийний комплекс.
Ієрархічна структура АСУ ТП
Організовані в єдину систему комплексні АСУ ТП, доповнені інформаційними вузлами та автоматизованими системами переробки інформації відділів і служб підприємства, утворюють АСУ П. Декілька об'єднаних АСУ П утворюють систему управління галуззю промисловості - АСУ ВП. Такий принцип побудови зовнішньої структури отримав назву підлеглого, або ієрархічного. Ієрархія АСУ ТП визначає поряд підпорядкування взаємозалежних підсистем загальної системи, яка в межах галузі промисловості ґрунтується на виробленні певної стратегії, що реалізується за оптимальними законами з урахуванням можливостей конкретних промислових підприємств, цехів, технологічних комплексів, механізмів. Сутність ієрархічного принципу у тому, кожен із рівнів виробляє завдання-уставку, обов'язкову для підлеглого йому рівня.
В останні роки при розробці АСУ ТП технологічних ліній і комплексів ранги ієрархії скорочуються у зв'язку із застосуванням прямого цифрового управління, яке здійснюється централізовано за допомогою загального ПК. Відбувається заміна структурної ієрархії алгоритмічної. Тут ієрархічну структуру набуває алгоритму роботи ПК.
З підвищенням рангу рівня ускладнюються розв'язувані завдання. Це вимагає більш досконалої техніки, проте характер завдань (стабілізація, програмне, оптимальне управління) та функції окремих складових СУ залишаються незмінними.
Таким чином, АСУ ТП являє собою КТС технічного, інформаційного, математичного та програмного забезпечення для управління технологічними об'єктами, який забезпечує оптимальний при даній структурі та технічних засобах рівень автоматизації збору та переробки інформації для формування керуючих сигналів та передачі їх без втрат спотворення на виконавчі механізми з метою досягнення найефективнішої роботи ТОУ в цілому.
Типова структура автоматизованих технологічних комплексів
Будь-який сучасний технологічний комплекс слід розглядати як АТК. Відповідно до ТП робота АТК визначається програмою, що задає. Здійснюються: контроль та регулювання електромагнітних, механічних, технологічних змінних, показників якості готової продукції (переробленої речовини); автоматична оптимізація узагальнених показників якості роботи АТК; контроль стану електротехнічного, механічного та технологічного обладнання.
В загальному вигляді завдання АТК полягає в перетворенні вихідного речовини в готову продукцію (перероблену речовину) (рис.) на основі отримання від технологічного середовища інформації I у вигляді задає про-грами та енергії Р.
Витрати функціонування АТК у вигляді таких шкідливих впливів на середовище, як спотворення параметрів мережі енергопостачання, спотворення інформації, електромагнітні поля повинні бути зведені до допустимого за стандартами мінімуму, а технологічні відходи перероблені в корисну продукцію. Готова продукція повинна відповідати вимогам стандарту до якості, що виробляється за мінімально короткий час, при мінімальному споживанні енергії. Енергія машин, що вивільняється, повинна повертатися в середу, куди повинні надходити інформація про роботу АТК і дані про якість готової продукції.
Функціональна схема сучасного АТК
Функціональна схема сучасного АТК наведено на рис. Механізми (виконавчі органи робочої машини) оснащуються індивідуальними електроприводами з електродвигунами М, керованими перетворювачами УП, програмованими мікроконтролерами приводів КП. Спільну роботу приводів і механізмів, що входять до складу технологічного агрегату, координує технологічний програмований мікроконтролер КТ. Координацію спільної роботи агрегатів технологічного комплексу виконує один з мікроконтролерів КТ або спеціалізований ПК, що входить до складу станції оператора СО. Через магістральний перетворювач МП здійснюється зв'язок АТК із розподіленою АСУ ТП. Мікроконтролери (далі контролери) взаємодіють через комунікаційний зв'язок, структура якої відповідно до існуючих стандартів по індустріальним мережам засобів обчислювальної техніки може бути різною. Контроль агрегатів та управління ними можуть здійснюватися з периферійних постів операторів ПЗ.
Контролером приводу вирішуються такі завдання: керування силовою частиною УП; регулювання моменту електродвигуна, швидкості та положення механізму; програмно-логічне управління пуском, зупинкою та режимом робочого функціонування приводу; автоматичне налаштування регуляторів у режимі налагодження; контроль стану та діагностики несправностей у компонентах електроприводу; захист та сигналізація електроприводу.
Відповідно, технологічним контролером вирішуються завдання: вироблення завдань на КП відповідно до координованої роботи приводів агрегату;
програмно-логічне управління пуском, зупинкою та режимом робочого функціонування агрегату;
регулювання технологічних змінних;
контроль стану та діагностика несправностей у компонентах агрегату.
Комп'ютерні СУ електроприводами, механізмами, технологічними агрегатами та комплексами виконуються за єдиною ідеологією з гнучким варіюванням апаратних та програмних засобів. У загальному випадку до складу систем входять: контролери, що програмуються, модулі інтелектуальної периферії, системи візуалізації та обслуговування, засоби комутацій, програматори (ПГ), ПК.
Контролери можуть мати різні конструкції, але завжди передбачається можливість варіювання їх конфігурації за рахунок пристроїв ширше.
Основою контролера є центральний блок, що містить центральний процесор та блок живлення. Залежно від завдань автоматизації на системну шину контролера можуть монтуватися різні периферійні модулі: цифрових та аналогових вводів/виводів, попередньої обробки сигналів, комунікаційних процесорів. Передбачається можливість варіювання різних типів центральних процесорів, блоків живлення, периферійних модулів. Для об'єктів, що вимагають підвищеної надійності роботи, використовуються контролери, що складаються з двох-трьох центральних блоків з процесорами резервної дії. Програма користувача складається для таких контролерів, як у звичайному варіанті. Модулі інтелектуальної периферії вирішують спеціальні завдання користувача з вимірювання, оцінки, регулювання, стабілізації, позиціонування та ін. Вони інтелектуальні, тому що мають власні процесори і вирішують самостійно в реальному часі спеціалізовані завдання управління. Їхня периферійність визначається тим, що з керованим процесом вони безпосередньо пов'язані через власні вводи/висновки. За рахунок цього центральний процесор не перевантажується та за необхідний час виконує власні завдання.
Системи візуалізації і обслуговування включають засоби від простих дисплеїв до інформаційних систем. Набувають поширення наступні системи:
Панелі оператора, призначені для відображення керованого процесу, введення та виведення даних та для налагодження. Містять дисплеї та клавіатури, конструктивно розміщені в одному корпусі.
Програмовані термінали, що являють собою електролюмінісцентні графічні термінали з активним екраном, на якому можна гнучко змінювати клавіатуру.
Локальні системи візуалізації та обслуговування з різного роду функціональними можливостями (від короткочасного або довготривалого архівування вимірюваних величин до повнографічних систем з об'єктно-орієнтованими оболонками проектування та обслуговування) та інтегровані в інші системи. Вони є автоматизоване робоче місце (АРМ) з урахуванням ПК.
Центральні системи візуалізації та обслуговування з високими функціональними можливостями, що розширюються від АРМ до скоординування. ванних розрахованих на багато користувачів і багатотермінальних систем.
Програматори та ПК використовуються в системах візуалізації та обслуговування, а також для підготовки, налагодження та запису програм у контролери. Відповідно до завдань програмно-логічного і безперервного управління, діагностики, контролю стану функціональних вузлів обладнання, відображення інформації про керований процес є стандартне програмне забезпечення у вигляді функціональних блоків, що забезпечують вирішення приватних завдань і органічно вбудовуються в програми користувача.
Крім цього є програми-драйвери, що вирішують завдання поєднання контролерів зі стандартною периферією, з іншими контролерами та комп'ютерними засобами автоматизації в комунікаційній мережі.
функціональні блоки входять програмні пакети, що реалізують типові функції, наприклад:
арифметичні, тригонометричні, логарифмічні, показові, обробки логічних ланцюгів, перетворення масивів даних та ін;
регулювання електромагнітних, механічних та технологічних змінних; реалізації стабілізуючого, слідкуючого, каскадного, модального та адаптивного управління; корекції та компенсації нелінійностей, згладжування; реалізації безперервних, крокових та імпульсних регуляторів;
спостереження, відображення та обслуговування для локальних та центральних систем; видачі важливих співвідношень та повідомлення про помилки; групування повідомлень та відображення узагальнених повідомлень; включення переривчастої та безперервної світлової та звукової сигналізації;
попередньої обробки сигналів у вигляді підготовки даних, обробки повідомлень і переривань, рахунки, дозування, вимірювання швидкості, шляху, температури та ін;
службові – для обміну даними між центральним процесором контролера та модулями комутаційного процесора; попередньої обробки сигналів і пам'яті;
імітації об'єкта управління та обробки алгоритмів управління.
Сучасна модель автоматизації промислового підприємства
Розподілена система управління (РСУ) містить кілька рівнів. Модель АСУП передбачає, що САУ різного рівня інтегровані в єдину систему, що охоплює весь процес життєдіяльності підприємства. Модель має форму піраміди. Опишемо її, починаючи з основи. Ієрархічна структура і типова схема багаторівневої РСУ наведена нижче на рис.
Ієрархічна структура розподільчої системи управління
a) Найнижчий рівень (Field, польовий) охоплює ТОУ, керований вузлом на базі PLC або Prom PC і безпосередньо пов'язані з ним елементи: датчики та виконавчі пристрої. На цьому рівні обмін інформацією здійснюється за AS-інтерфейсом. Назва AS походить від слів датчик (Sensor) і виконавчий пристрій (Activator).
b) Наступний рівень (PLC, ПЛК) об'єднує пристрої локального керування та інтерфейси між ними. Цими пристроями є локальні регулятори та програмовані логічні контролери (ПЛК).
c) На наступному рівні (дільниці (cell)) розташована (SCADA) - система диспетчерського управління та збору даних.
Типовая структура распределенной системы управления SCADA
Системи можуть бути 3 видів.
1. DCS - розподілена система управління, що забезпечує управління в масштабі установки або невеликого цеху. (Siemens, ABB).
Основний елемент такої системи - це функціональний вузол на основі PLC або Prom PC. Вузли об'єднані в різнорідну мережу за різними інтерфейсами (основний протокол - кожен з кожним). Рис.
Структура SCADA системы типа DCS
1 Кожен вузол виконує деякий набір завдань з такого списку:
а) збір і первинне опрацювання даних ділянки;
б) управління частиною ІУ ділянки;
в) зв'язок з іншими вузлами/системами
г) користувацький інтерфейс і відображення даних ділянки;
2. Класична SCADA її особливості:
а) однорідна промислова мережа;
б) клієнт-серверна архітектура;
в) більш чітка спеціалізація вузлів;
г) більш розвинений людино-машинний інтерфейс (HMI);
д) фільтрація та архівація поточних даних.
Додатково SCADA за відповідного встановленого програмного забезпечення (ПЗ) може розв'язувати задачі прогнозу та/або оптимізації.
Структура SCADA системы с выделенным сервером.
3. Batch Control. Розподілена система управління, виконана відповідно до вимог стандарту 968.01 ISA.
Її особливістю є використання послідовного пакетного керування, орієнтованого на регулювання системи, що складається з низки послідовних пов'язаних ділянок із забезпеченням якості та оптимізацією виходу кінцевого продукту.
Передбачається особлива модель об'єкта управління, яка використовується в таких галузях, як: нафтохімія.
Рівень організації виробництва, цеху (production management). На цьому рівні функціонує виконавча система виробництва MES. Це проміжний шар, який служить для організації технологічної підготовки виробництва. На цьому і наступних рівнях розташовані об'єднані в мережу промислові РС і АРМи фахівців. На цьому рівні вирішуються завдання:
1. Планування і контроль послідовних операцій будь-яких ТП.
2. Управління виробничими (верстати) і людськими (персонал) ресурсами в рамках декількох ТП;
3. Розподіл робіт за замовленнями;
4. Технічне обслуговування обладнання;
5. Управління якістю.
АСУ Підприємством - це рівень стратегічного планування.
На цьому рівні розв'язують різні класи завдань, для цього існують окремі підсистеми. Ось основні типи підсистем і завдань на цьому рівні:
MRP - планування ресурсів на рівні цеху. В основі MRP лежить BOM (Bill of Material). У MRP II додається управління складськими запасами і виробничими потужностями, в EAM додається управління основними фондами.
ERP I - планування ресурсів підприємства в цілому на основі бізнес-планів. Завдання:
а) управління постачанням і збутом;
б) випуск усіх видів продукції та розподіл замовлень;
в) контроль за матеріальним і фінансовим потоками.
ERP II додаються взаємовідносини з постачальниками, дилерами, реклама і PR.
IRP - інтелектуальне планування ресурсів на основі створення динамічної моделі підприємства.
Стандарти ISO-9000. Навіщо це треба.
Одна з основних умов виходу продукції підприємства на міжнародний ринок - його сертифікація за стандартами ISO-9000. У всесвітній торговельній організації (СОТ) обов'язковою вимогою є, що або постачальник має сертифікат ISO-9000, або продаж іде через посередника з ISO-9000. Найважливіші вимоги, що входять до ISO-9000: ідентифікованість продукту, спостережуваність і керованість ТП і матеріальних потоків. Сертифіковані інтегровані системи АСУ ТП, що об'єднують MRP+MES+SCADA, ці вимоги забезпечують.
Крім цих рівнів АСУ ТП, і програмно-апаратних комплексів, що їх забезпечують, інтегрована система повинна сполучатися ще й із системами САПР: (CAD/CAM/CAE/PDM), системами опису бізнес-процесів, системами програмування PLC і багатьма іншими.
У наш час навіть найбільші інтегровані системи R3, BAAN Oracle Application не вирішують усього комплексу завдань.
ПИТАННЯ
Які основні класи технологічних процесів у системі промислового виробництва існують?
Назвіть підкласи промислового виробництва. У чому основне завдання АТК?
Які технічні засоби входять до складу АТК?
Які завдання вирішує технологічний контролер чи промисловий комп'ютер у системах автоматизації та управління?
У чому полягає принцип уніфікації технічних засобів систем автоматизації та управління?
У чому полягає принцип децентралізації під час побудови АТК?
Що входить у програмне забезпечення систем автоматизації та управління технічними об'єктами та технологічними процесами?
Що входить у технічне забезпечення систем автоматизації та управління технічними об'єктами та технологічними процесами?
10.Що входить в інформаційне забезпечення систем автоматизації та управління технічними об'єктами та технологічними процесами.
11. Сучасна модель автоматизації промислового підприємства.