Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Программное и техническое обеспечение
Программное обеспечение АСУТП реализует определенную информационную технологию по управлению технологическим оборудованием.
Информационная технология складывается из процессов преобразования информации и взаимодействия со средой применения.
Программное обеспечение, связанное с реализацией процессов преобразования информации, обычно называют прикладным, в отличие от ПО, используемого в вычислительных процессах в ЭВМ, независимо от реализуемых ИТ, именуемого, как правило, системным ПО.
В качестве среды применения выступает человек и другие средства автоматизации системы управления. ПО, связанное с реализацией взаимодействия со средой применения, называют инструментальными программными средствами, или коротко – программным инструментарием (ПИ).
Программный инструментарий (ПИ) используется:
Т.о. ПО АСУТП – это взаимообусловленный набор программ инструментального характера.
Детерминированный вычислительный процесс – заранее заданный вычислительный процесс (с заданной структурой). Процесс управления на производстве детерминирован, т.е. заранее задан по своей структуре. Изменению подлежат только параметры, доступные посредством ПИ. При управлении технологическим оборудованием в составе технологической линии для реализации технологического процесса процессы управления и соответствующие вычислительные процессы структурно изменяемы только в границах возможности ПИ. ПО АСУ ТП в процессе производства не допускает изменения теми, кто его эксплуатирует.
Техническое обеспечение АСУ ТП – все технические устройства, которые используются для управления технологическим процессом.
Производственный процесс – совокупность всех действий людей (хождение к столу, работа мышц) и орудий производства (оборудование) на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий РЭА.
Технологический процесс (по ГОСТ 3.1109-82, он действующий. С 95 года он точно такой же) – это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению предмета труда или по определению состояния предмета труда.
Тех.операция по тому же госту – это законченная часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на 1 рабочем месте, над 1 или несколькими одновременно изготавливаемыми или собираемыми изделиями 1 или несколькими рабочими.
Управление технологическим процессом это:
Представление об управлении и системном управлении
Любой объект – это преобразование входных сигналов (потока входных сигналов) или воздействий в потоки выходных сигналов, а обратные сигналы – это реакция объекта. Объект в производстве представляется:
Отношение соподчинения воплощается в организации процесса управления и во многом обусловлено системным восприятием объекта управления (того человека, который проектирует, создает систему управления).
В простейшем случае структура объекта может обуславливаться:
Тогда управление в производстве может означать:
Принято считать, что в методологическом плане процесс управления – это отработка основных задач АСУ:
Текущее оперативное управление предназначено для формирования текущего управляющего воздействия, в соответствии с текущим законом управления (формированного по результатам учета и планирования), в ответ на текущую реакцию объекта управления в конкретной точке иерархии управления.
Функция контроля
Текущий контроль – оценка качества реализации моделей и процесса моделирования при поиске требуемого управляющего воздействия и оценка превентивная оценка реакция объекта управления на вычисленное управляющее воздействие, а также проверка качества текущего управления, текущего учета и планирования.
Текущий учет (функция учета) направлена на сбор, обработку и формирование опыта организации процессов текущего управления, контроля и планирования.
Текущее планирование ориентировано на получение адекватных процедур управления, контроля и учета в очередных ситуация функционирования АСУ.
Основные понятия
Технологический объект управления (ТОУ) – это совокупность технологического оборудования и реализованного на нем по соответствующим регламентам и инструкциям технологического процесса производства. К технологическим объектам относятся:
Совместно функционирующий ТОУ и АСУ ТП образуют автоматизирующий комплекс.
Все что управляет и организует функционирование и есть АСУ ТП.
Цель функционирования АСУ ТП заключается в оптимизации работы технологического объекта управления по принятому критерию управления, путем соответствующего выбора управляющего воздействия.
Критерий управления АСУ ТП – соотношение, характеризующее качество функционирования технологического объекта управления в целом и принимающее конкретные числовые значения, в зависимости от используемых управляющих воздействий.
Система управления ТОУ является АСУ ТП в том случае, если она осуществляет управление ТОУ в целом темпе протекания технологического объекта, если выработки реализации решения по управлению участвуют средства вычислительной техники совместно с человеком.
АСУ ТП в системе управления промышленным предприятием
Функции АСУ ТП
Функция АСУ ТП – средство для достижения целей АСУ ТП.
Цели функционирования:
Функция АСУ ТП – совокупность действий системы, направленных на достижение частных целей управления. Совокупность действий системы представляет собой определенную и описанную в эксплуатационной документации последовательность операция и процедур выполняемых частями системы.
Функция АСУ ТП подразделяются на:
В зависимости от степени участия людей в выполнении функций системы различают 2 режима реализации функций:
Автоматизированный режим реализации АСУ ТП информационных функций предусматривает участие человека в обработке информации. В Автоматическом режиме все необходимые процедуры обработки информации происходят без участия человека.
АСУ ТП – это системы управления, отличающиеся от систем автоматического регулирования, хотя системы автоматического регулирования включаются в АСУ ТП.
ОУ
Регулятор
∆x=x0(t)-x(t) u(t)
X0(t) X(t)
X(t) САР
Средства обработки
В основе систем автоматического регулирования положена естественная идея человека формулировать комплекс действий по оценке рассогласований. Общепринято, что в АСУ ТП уставка или задание является выходом ….
|
Промышленные системы автоматизации |
|
|
САР |
АСУ |
Основная цель систем автоматического регулирования - оптимальная обработка задания, обеспечивающего стабилизацию требуемой физической величины или технологического параметра.
Состав АСУ ТП
Для выполнения функций организационных и управляющих
Создание АСУ ТП допускается осуществлять по подсистемам. Подсистема АСУ ТП – это часть системы, выделенная по функциональному или структурному признаку. Функциональный признак позволяет делить систему на управляющую и информационную подсистему или ряд подсистем в соответствии с целями (с деревом целей). Структурный признак позволяет делить АСУ ТП на подсистемы, соответствующие самостоятельным частям КТС АСУ ТП.
Общие технические требования к АСУ ТП
Классификация АСУ ТП
Цели, которым может служить классификация (первичны цели и классификация служит достижению целей, потому что технические агрегаты и средства – это целеустремленные системы, т.е. системы, созданные человеком специально для достижения очень конкретных целей):
Классификация по каждому из указанных признаков, а также по их сочетанию могут рассматриваться и использоваться как независимые. Конкретному индексу одного признака могут соответствовать индексы другого:
По уровню занимаемого предприятия АСУ ТП делятся:
|
Класс АСУ ТП |
Кодовый индекс |
ТОУ |
|
АСУ ТП нижнего уровня |
1 |
Технологические агрегаты, установки и участки |
|
АСУ ТП нижнего уровня |
2 |
Цеха, производство (АСУ ТП верхнего уровня не включают АСУ ТП нижнего уровня) |
|
Многоуровневые |
3 |
Тоже, что и 2, только включая АСУ ТП нижнего уровня |
Характер протекания управляемого технологического процесса во времени:
Определяется непрерывностью или дискретностью поступления сырья или реагента, наличием или отсутствием длительных переходных режимов функционирования ТОУ, наличием и длительностью дискретных операций по переработке входных потоков материалов. По этому признаку АСУ ТП классифицируют:
|
Класс АСУ ТП |
Кодовый индекс |
Характер технологического процесса |
|
АСУ с непрерывным технологическим процессом |
н |
Непрерывный, с длительным поддержанием режимов, близких к установившимся и практически безостановочной подачей сырья и реагента |
|
АСУ с непрерывно-дискретным технологическим процессом |
п |
Сочетание непрерывных и прерывистых режимов функционирования различных технологических агрегатов или на различных стадиях процесса, в том числе, периодические |
|
АСУ с дискретным технологическим процессом |
д |
Прерывистый, с несущественной для управления длительностью технологических операций |
Условная информационная мощность ТОУ характеризуется числом технологических переменных, измеряемых или контролируемых в данной АСУ ТП.
|
Условная информационная мощность |
Кодовый индекс |
Число измеряемых или контролируемых технологических переменных |
|
|
min |
max |
||
|
Наименьшая |
1 |
10 |
40 |
|
Малая |
2 |
41 |
160 |
|
Средняя |
3 |
161 |
650 |
|
Повышенная |
4 |
651 |
2500 |
|
Большая |
5 |
2501 |
Неограниченно (не встречалось более 6400 элементов) |
Требуемый или достигнутый уровень функциональной надежности АСУ ТП решающим образом влияет на структуру, а также на реальные значения показателя ее эффективности. Укрупненная классификация:
|
Уровень функциональной надежности |
Кодовый индекс |
Краткая характеристика уровня надежности |
|
Минимальный |
1 |
Не регламентируется, не требует специальных мер |
|
Средний |
2 |
Регламентируется, но отказы в АСУ ТП не приводят к остановам ОУ |
|
Высокий |
3 |
Жестко регламентируется, т.к. отказы в АСУ ТП могут привести к авариям |
Тип функционирования АСУ ТП, характеризуется совокупностью автоматически выполняемых информационных и управляющих функций системы:
|
Условное наименование типов функционирования АСУ ТП |
Кодовый индекс |
Краткая характеристика особенностей функционирования системы |
|
Информационная |
и |
Автоматически выполняются только информационные функции АСУ ТП, решение по управлению принимает человек-опреатор |
|
Локально-автоматические АСУ ТП |
л |
Автоматически выполняются информационные функции и функции локального управления (регулирования) |
|
Советующая |
с |
Автоматически выполняются функции: информационные, локального управления; и с помощью модели формируются советы по выбору управляющего воздействия с учетом критерия |
|
Автоматическая |
а |
Все функции выполняются автоматически |
Кодовое обозначение состоит из основных и дополнительных кодов. Основной: буквенные индексы и классификации, например, словесному обозначению АСУ непрерывным технологическим процессом агрегатом советующего типа с 360 технологическими переменными и высшим уровнем функциональной надежности соответствует код 1033С. Выбор систем аналогов разрабатываемой АСУ ТП с использованием примененной классификации осуществляется в следующем порядке:
Простейшей разновидностью промышленного контроллера является программируемый логический контроллер.
Место программируемого логического контроллера в АСУ предприятия
Специалисты по комплексной автоматизации предприятия придерживаются 5 уровневой структуры при построении систем.
1 уровень – верхний уровень – это системы планирования ресурсов предприятия (ERP)
2 уровень – системы управления производством (MES)
3 уровень – системы-станции оперативного технического персонала (MMI)
4 уровень – средства локального управления (CTRL)
5 уровень – INPUT, OUTPUT – датчики, исполнительные механизмы
На уровне ERP осуществляют расчет и анализ финансово-экономических показателей, решаются логистивные задачи.
Уровень MES – задачи управления качеством продукции, планирование и контроля последовательности операции технологического процесса, управление производственными и людскими ресурсами в рамках технологического процесса, технологическое обслуживание.
Эти два уровня относятся к задачам АСУП (автоматизированные системы управления предприятием).
На следующих 3 уровнях решаются задачи, которые относятся к классу АСУ ТП.
Уровень CTRL занимаются промышленные контроллеры. Делятся на промышленные контроллеры для локального управления объектом и промышленные контроллеры для сбора данных и управления технологической автоматикой (всевозможные реле – автоматические выключатели). На практике часто встречается сочетание этих 2 типов задач и для этого сочетания на протяжении 50 лет эти функции выполняли программируемые логические контроллеры. Цифровые контурные регуляторы.
На уровне MMI осуществляется оперативное управление технологическим процессом, принимаются решения на поддержание стабильности процесса, решаются задачи двусторонней связи: оператор – технологический процесс.
По способу организации взаимосвязи между уровнями MES, MMI, CTRL системы MMI подразделяются на: SCADA и DCS. Ведущие производители программируемых технологических контроллеров (Magikon, Siemens, Allen Breandly, Mitsubishi) ориентируются на производство в системах типа SCADA.
SCADA – это такие АСУ ТП, которые принимают сигнал с аналоговых датчиков и отправляют управляющее воздействие на аналоговый исполнительный механизм. В противоположность SCADA существуют системы DDS (прямого цифрового управления). Они работают с цифровыми датчиками и цифровыми механизмами. Системы SACDA обычно имеют серверную структуру. Выделенный узел осуществляет сбор информации от контроллеров, ее обработку и передачу контроллерам управляющего воздействия. Техническими средствами, на которых осуществляют… однако, в ряде случаев целесообразно объединить функции управления MMI на основе единых аппаратных средств, ими являются промышленные контроллеры.
Многообразие терминологии
На уровне типа АСУП работают (используются) любые типы больших и средних ЭВМ, объектно-ориентированные на конкретный тип производства. На уровнях АСУ ТП будем считать, что находятся промышленные контроллеры.
Промышленный контроллер – это микропроцессорная система с проблемно-ориентированным ПО и соответствующими устройствами совмещения с промышленными объектами….. и закон об управлении в замкнутых системах автоматического управления.
Под программируемым логическим контроллером понимают частный вид промышленного контроллера для отработки функции управления.
Под цифровым контурным регулятором понимают частный промышленный контроллер для осуществления вычислений и моделирования для формирования управляющий воздействий в замкнутом контуре управления.
Промышленный компьютер, универсальный программируемый контроллер, программируемый логический контроллер, контроллер сбора данных.