АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ИНФОРМАЦИОННО

I Основные понятия о Автоматизированной Системе Управления (АСУ)

АСУ - это человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимый для оптимизации управления в различных сферах человеческой деятельности.

Различают АСУ производственного и организационного типа.

К АСУ производственного типа относят: автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП) MES – systems, автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) и интегрированные АСУ (ИАСУ).

1. Доминирующее значение в АСУ имеют экономические задачи управления задачи снабжения, реализации, управления финансовыми средствами, трудовыми ресурсами, бухгалтерский учет и статическая отчетность.

2. В АСУП используются специфические формы хранения и движения информации – документооборот. В качестве управляющих воздействий в АСУП выступают документы в виде приказов, распоряжений, графиков, отчетов и т.д.

3. Реализация управляющих воздействий возлагается на рабочих и служащих.

1. В АСУ ТП применяется большой объем технических средств (АСУП использует большинство вычислительных процессов).

2. АСУП может быть отнесена к классу АСУ ТП только в том случае, если система осуществляет воздействие на объект в том же темпе, что протекающие в нем технологические процессы. Другими словами АСУ ТП функционирует в режиме реального времени.

3. Цель функционирования АСУ ТП – оптимизация работы объекта управления путем формирования и реализации управляющих воздействий.

АСУП и АСУ ТП могут функционировать самостоятельно, либо могут объединяться в одну систему, которая называется интегрированная АСУ (ИАСУ).

ИАСУ обеспечивает взаимосвязанное и согласованное управление как технологией, так и организацией производства в масштабах всего предприятия.

1. Обеспечение безопасности функционирования технологических процессов. То есть устранение аварий, связанных с несогласованностью операторов и длительностью времени их реакции.

2. Сокращение стоимости систем контроля и управления за счет исключения из числа используемых при работе дорогостоящих вторичных показывающих и регистрирующих приборов и локальных регуляторов.

3. Снижение стоимости выпускаемой продукции, увеличение производительности, повышение качества достигается за счет оптимизации режимов работы технологического оборудования и использования оптимальных систем управления.

АСУ ТП состоит из технического, математического, информационного, организационного обеспечений.

Техническое обеспечение включает в себя технические средства (средства измерений технических параметров, исполнительные устройства, промышленные микропроцессорные контроллеры, компьютеры, регистраторы, источники питания, каналы связи и т.д.).

1. алгоритмическое - комплекс взаимосвязаных алгоритмов функционирования АСУ ТП.

2. программное - совокупность программ по которым работает УВК.

Информационное обеспечение - это комплекс документов, в которых приводиться перечень входных сигналов и данных и их характеристик, перечень выходных сигналов и документов, а также схемы сбора, обработки и использования информации.

Организационное обеспечение включает в себя документы необходимые для работы оперативного и обслуживающего персонала для эксплуатации АСУ ТП (инструкции операторам, инструкции по ремонту, паспорт системы и описание АСУ ТП).

Схема взаимосвязи отдельных видов обеспечения:

Функции АСУ ТП - это совокупность действий системы, направленных на достижения частной цели управления. Различают информационно-вычислительные и управляющие функции.

К информационно - вычислительным относят такие функции, результатом выполнения которых является предоставление оператору информации о ходе ТП. Управляющие функции включают в себя действия по выработки и реализации управляющего воздействия на ОУ

Перечень информационно-вычислительных функций:

1. Прямое измерение (сбор, первичная обработка и хранение информации об ОУ).

2. Косвенное измерение параметров процесса и технологического оборудования (ТО).

3. Сигнализация состояний параметров ТП и ТО.

4. Расчет технико-экономических и эксплуатационных показателей ТП и оборудования.

5. Регистрация параметров ТП, параметров ТО и результатов расчётов.

6. Контроль и регистрация отклонений параметров ТП и состояния оборудования.

7. Анализ срабатывания блокировки и защит ТО (определения причин нарушения хода ТП).

8. Диагностика и прогнозирование хода ТП и состояния ТО.

9. Диагностика и прогнозирование состояния комплекса тех средств АСУ ТП.

10. Оперативное отображение информации ведения ТП.

11. Выполнения процедур автомат обмена инфо со смежными и вышестоящими СУ.

Не все перечисленные функции могут быть реализованы в конкретной АСУ ТП. Это зависит от функциональной развитости АСУ ТП.

Перечень функций, определяется при составлении технического задания на проектировании, и при этом учитываются требования, указанные в руководящих материалах (обычно отраслевых).

6. Оптимальное управление установившимися режимами работы ТП (определяются уставки регуляторов, расчет технических параметров).

7. Оптимальное управление неустановившимися режимами работы ТП (оптимальное управление в динамике) – поиск закона изменения параметра, поиск траектории от одного установившегося значения к другому.

Не все перечисленные функции могут быть реализованы в конкретной АСУ ТП.

Реализация функций АСУ ТП как управляющих, так и информационно вычислительных осуществляется с помощью микропроцессорных контроллеров и операторных станций, выполненных на базе компьютеров.

ПМК – промышленный микропроцессорный контроллер.

5. автоматический обмен между информацией с операторскими и диспетчерскими станциями.

Операторские станции выполняют следующие функции:

2. оперативное отображение в различных видах (в цифровом, табличном, графическом, в виде мнемосхем, содержащих статическую и динамическую часть);

4. оперативное дистанционное управление (включение, отключение оборудования, изменение уставок регулятора, подготовка программ по которым работают контроллеры, их загрузка в контроллер и диагностика исправности контроллеров).

ОРС – сервер обеспечивает обмен информации между операторскими станциями и контроллерами.

АСУ ТП классифицируется по следующим признаком:

1. По функциям, выполняемым вычислительным комплексом (ВК).

2. По уровню занимаемому АСУ в организационно-производственной иерархии.

3. По характеру протекания управляющего процесса во времени.

4. По показателю условной информационной мощности (УИМ) ОУ.

5. По степени функциональной развитости АСУ ТП.

1. Разновидность АСУ ТП в зависимости от функций, выполняемым ВК

· АСУ ТП с ВК, выполняющим информационные функции.

· АСУ ТП с ВК, выполняющим управленческие функции в режиме «советчика оператора».

· АСУ ТП с ВК, выполняющим функции центрального управления устройства (с ВК, работающим в супервизорном режиме).

· АСУ ТП с ВК, выполняющим функции непосредственного цифрового управления

Структура неавтоматизированной локальной системы управления:

1. Средства индивидуального контроля. Представляют собой показывающие, регистрирующие и самопишущие приборы, применяющиеся для получения информации о наиболее важных параметрах, которые определяют качество выпускаемой продукции и влияют на безопасность процесса.

2. Средства контроля по вызову. Представляют собой многоканальные приборы, применяющиеся для контроля однотипных параметров, характеризующих состояние технологических процессов.

3. Средства массового контроля. Используется для контроля вспомогательных параметров с малой вероятностью отклонения от заданных значений.

4. Средства дистанционного ручного управления.

Структура АСУ ТП с ВК, работающим в информационном режиме:

Система данного вида содержит все технические средства присущие неавтоматизированной системе и отличается лишь наличием ВК, который обеспечивает более полной информацией оператора: определяет комплексно – технические, технико – экономические параметры, а также обеспечивает контроль работы и состояния оборудования.

Достоинство данной системы - повышение качества управления. Основной недостаток такой системы – высокая стоимость, так как наряду с ВК используются средства локальной автоматики. Такие АСУ ТП применяются в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую надёжность.

Структура АСУ ТП с ВК, работающим в режиме советчика:

АСУ ТП с ВК в режиме советчика имеет ту же структуру, что и в информационном режиме, но отличается тем, что оператору предоставляется информация не только о ходе ТП, но и совет по управления. Недостаток данной АСУ ТП такой же - высокая стоимость, а достоинством является то, что качество управления может быть менее квалифицированным (возможность воспользоваться советом).

Структура АСУ ТП с ВК, работающим в «супервизорном» режиме:

В системе данного вида ВК кроме информации передаваемой оператору осуществляется расчет уставок оператора, что позволяет реализовывать оптимальное управление. Число контуров может быть гораздо больше, чем в системе в режиме «советчика» и информационном режиме, так как оператор исключается из системы управления, что является, несомненно, достоинством таких систем. Недостаток – высокая стоимость

Структура АСУ ТП с ВК, работающим с функциями непосредственного центрального управления:

Характерная особенность данной системы заключается в том, что ВК кроме информации, передаваемой оператору, осуществляет расчет и выдачу на исполнительный механизм управляющих воздействий, при этом локальные регуляторы и УЛУ исключаются из системы. То есть ВК выполняет функции регуляторов.

Достоинством является возможность реализации более сложных законов регулирования, чем П, ПИ, ПИД. Например, апериодический закон, регулятор с min-дисперсией, регулятор Ресвика, Смитта и др., позволяющие получить более высокое качество регулирования (в процессе работы можно менять параметры регулятора, а при необходимости структуру). В процессе работы можно менять как параметры регуляторов, так и законы регулирования. Стоимость этой системы гораздо ниже, чем с супервизорным управлением, из-за исключения локальных регуляторов.

Недостатком является невысокая надёжность – при выходе из строя ВК (если система централизованная) система теряет работоспособность. Для повышения надёжности применяют резервирование (два ВК), либо используют децентрализованные системы. Т.е. используются несколько ВК, управляющие отдельными частями технологического процесса.

В таких системах могут присутствовать межтактовые колебания регулируемой величины из-за ступенчатого характера регулируемой величины.

2. Разновидность АСУ ТП по уровню занимаемому системой в организационной производственной иерархии

К системам нижнего уровня относят АСУ ТП, управляющие агрегатами, установками, не имеющие в своем составе АСУ ТП.

К АСУ ТП верхнего уровня относят АСУ ТП, управляющие группами установок, цехами и производствами, у которых отдельные участки (агрегаты, установки) оснащены своими АСУ ТП нижнего уровня.

3. Разновидность АСУ ТП по характеру протекания управляющего процесса во времени

Различают АСУ непрерывным технологическим процессом (ТП), дискретным ТП и непрерывно – дискретным ТП.

Дискретный характер имеют процесс машиностроения, приборостроения.

В таких процессах используются робототехнические комплексы, которые позволяют создавать гибкие автоматизированные комплексы.

К производствам, имеющим непрерывный характер относят:

· производство нефтехимическое, химических продуктов.

К процессам непрерывно – дискретного цикла относят вопросы электронной, цементной и других отраслях. Такие процессы характеризуются наличием циклов непрерывных и дискретных.

4. Разновидность АСУ ТП по показателю условной информационной мощности объекта управления

Условная информационная мощность объекта управления (УИМ ОУ) и его АСУ ТП, характеризуется числом контролируемых параметров. В зависимости от этих показателей делятся:

1) УИМ малая (число контролируемых параметров не более 40).

2) УИМ пониженная (число контролируемых параметров 41-160).

3) УИМ средняя (число контролируемых параметров 161-650).

4) УИМ повышенная (число контролируемых параметров 651-2500).

5) УИМ высокая (число контролируемых параметров более 2500).

5. Разновидность АСУ ТП по степени функциональной развитости АСУ ТП

Степень функционально развитости определяется двумя наиболее сложными функциями АСУ ТП, реализуемыми в системе.

6. Разновидность АСУ ТП по характеру структуры АСУ ТП

ЦВК – центральный вычислительный комплекс.

· Системы с централизованной структурой отличаются высоким качеством управления, так как вся информация о процессе находится в ВК. Недостатком является невысокая надежность.

· Системы с децентрализованной структурой характеризуются наличием нескольких ВК, каждый из которых управляет отдельной частью ТП. Согласование комплексов осуществляется на этапе пуска системы в работу. Характеризуются системы высокой надежностью, недостатком является – не высокое качество, так как в процессе работы согласование не производится.

· Иерархическая (многоуровневая) система характеризуется наличием локальных ВК и наличием ЦВК (центральный вычислительный комплекс), в котором находится вся информация о работе ТП, что позволяет вести согласованное управление - координатор. Достоинство – высокая надежность, несколько ВК, высокое качество. Недостаток – больше стоимость, чем у остальных систем.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ИНФОРМАЦИОННО – УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ