Управление технологическим процессом (ТП) – информационный процесс, обеспечивающий выполнение материального процесса и достижение им определенных целей. Технологическим процессом управляют люди, именно они воздействуют на технические средства. Управление ТП включает управление процессами, происходящими на уровне средств труда, предметов труда, и управление их движением. Оно включает комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение эффективности производства в соответствии с выбранным критерием оптимальности при заданных технологических, экономических и других производственных ограничениях. Комплекс мероприятий состоит из сбора, обработки и анализа информации о технологическом процессе и осуществления на основе этой информации контроля и регулирования ТП с помощью средств автоматизации и методов организации, управления производством с использованием вычислительной техники.
АСУП -является одним из основных компонентов ИАСУ.
АСУПТЭС в составе ИАСУ ТЭС — человеко-машинная многоуровневая иерархическая функционально и территориально распределенная открытая система. Управление производством (П) – это информационный процесс, обеспечивающий выполнение материального или информационного процесса и достижение им определенных целей. Управление производством включает координацию деятельности всего персонала, управление движением всех элементов производства, управление процессами, происходящими на уровне персонала. Управление производством распространяется на все фазы его существования – создание, функционирование, совершенствование, ликвидацию.
АСУПТЭС на обоих основных уровнях управлении — общестанционном и уровне локальных АСУ структурных подразделений — выполняет управляющие, информационные и вспомогательные функции.
Важной составной частью интегрированной системы управления предприятием является АСУП, которая призвана решать задачи текущего, перспективного, календарного планирования, оперативного управления производством, вести учет и контроль людских, сырьевых и материальных ресурсов, обеспечивать оперативной информацией о состоянии производства административный персонал. В соответствии с календарным планом, составленным АСУП функционирует гибкое автоматизированное производство, которое решает задачи материального и организационного взаимодействия цехов, технологических линий, установок, участков.
АСДТУ(Автоматизированные системы диспетчерского и технического управления).
АСДТУ-Это автоматизированные системы диспетчерского и технологического управления предназначены для решения задач контроля и управления режимами функционирования энергетического оборудования одного или нескольких энергообьектов (энергосистемы).
Основные функции АСДТУ:
· сбор оперативных данных с различных технологических систем;
· обработка, анализ и архивирование полученной информации;
· предоставление пользователям информации для контроля и управления энергообьектами;
· формирование отчетной информации.
АСДУ (Автоматизированные системы диспетчерского управления).
АСДУ-Это система управления технологическим процессом, предназначена для контроля и управления режимами работы оборудования объекта автоматизации.
Структуру ИАСУ можно спроектировать следующим образом: на вход управляющего вычислительного комплекса (УВК) от датчиков поступает информация о текущих значениях переменных, характеризующих ход технологического процесса. В УВК эта информация обрабатывается и в соответствии с принятым законом (алгоритмом) управления определяются управляющие воздействия, которые должны быть приложены к исполнительным механизмам для изменения управляемых переменных, чтобы технологический управляемый процесс протекал оптимальным образом.
Важной особенностью АСУ ТП является ее работа в режиме реального времени, заключающаяся в нахождении оптимальных управлений за вполне определенный отрезок времени, обусловленный динамическими свойствами технологического объекта управления. Информация, поступающая извне, либо обрабатывается непосредственно в момент поступления, либо фиксируется и поступает на обработку в соответствии с приоритетом, причем для каждой задачи устанавливается промежуток времени, в течение которого обработка информации должна быть обязательно выполнена. Все это предопределяет использование в АСУ ТП "быстрых" методов решения оптимизационных задач, но которые, как правило, ведут к снижению точности оптимальных управлений и требуют проведения оператором их дополнительного анализа.
Функциональной особенностью построения данной ИАСУ является необходимость использования оптимального управления. В АСУТП она обеспечивается путем периодического решения некоторых формализованных оптимизационных задач на экстремум заданного критерия качества. Используемые при этом математические модели объекта управления могут неадекватно описывать поведение последнего, что приводит к погрешностям определения критерия и оптимальных управлений. Снизить вероятность реализации неточных управляющих воздействий позволяет анализ, проводимый оператором результатов решения оптимизационных задач.
Перед рассмотрением реализации связи с устройствами ввода/вывода в SCADA - системах InTouch и Citect предлагается общий взгляд на организацию коммуникационного ПО в системах управления (Рисунок 3).
Коммуникационное программное обеспечение является многоуровневым. Количество уровней зависит от используемой операционной системы. Так, Applicom предлагает поддержку для следующих ОС: MS-DOS, UNIX SCO, HP-UX V10, MS Windows 98, Windows 2000/XP, Windows Server 2003 на Intel и Alpha-платформах. Для Windows-платформ ПО включает следующие типы:
· статическая библиотека, используемая с традиционными языками программирования, такими как C, C++, Pascal;
· DLL (динамическая библиотека), применяемая со всеми Windows языками программирования (Visual Basic, Visual C/C++, Borland C/C++, Delphi, LabWindows CVI, LabView);
· DDE-сервер (имеет 16 и 32 битные реализации);
· пакетные реализации DDE протокола - FastDDE для продуктов линии Wonderware и AdvancedDDE для Rockwell линии;
· SuiteLink сервер, реализующий механизм обмена по SuiteLink протоколу, используемому компонентами пакета FactorySuite (Wonderware);
· OPC-сервер, поддерживающий интерфейс, определенный OPC- спецификацией.
· Для организации взаимодействия с контроллерами могут быть использованы следующие аппаратные средства:
· COM - порты. В этом случае контроллер или объединенные сетью контроллеры подключаются по протоколам RS-232, RS-422, RS-485.
· Сетевые платы. Использование такой аппаратной поддержки возможно, если соответствующие контроллеры снабжены интерфейсным выходом на Ethernet.
· Вставные платы. В этом случае протокол взаимодействия определяется платой и может быть уникальным. В настоящее время предлагаются реализации в стандартах ISA, PCI, CompactPCI.
Прикладные протоколы, используемые для организации взаимодействия с контроллерами, оставлены за границей этой книги.
Автоматизированные системы управления технологическими процессами представляют собой человеко-машинные системы управления, обеспечивающие сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления технологическим объектом в соответствии с критерием качества функционирования, и реализацию управляющих воздействий на технологический объект, оператор при этом выполняет только анализ полученных управлений и их реализацию.
Объектом управления в АСУТП является технологическое оборудование, агрегаты, установки, отдельные производства – участки, цеха. Основные потоки информации характеризуются:
· выходные переменные, например, по которым определяется качество готовых изделий и продуктов или определяется экономичность, производительность и др.;
· управляемые переменные, которые изменяются соответствующими исполнительными механизмами и т.п.;
· не измеряемые и неуправляемые переменные, к которым относятся характеристики сырья, отказ оборудования, износ инструмента и др.
Все функции АСУ ТП подразделяются на информационные,управляющиеи вспомогательные.
Содержанием информационных функцийявляется сбор, обработка и представление информации для последующей обработки. Таким образом, к информационным функциям относят централизованный контроль и измерение технологических переменных, косвенное измерение, вычисление параметров процесса, формирование и выдача текущих и обобщающих технологических и экономических показателей оперативному персоналу, подготовка и передача информации в смежные системы управления, оценка и проверка состояния оборудования.
Управляющими функциямиАСУ ТП являются: регулирование технологических переменных, логическое управление операциями или аппаратами, программное логическое управление группой оборудования, оптимальное управление установившимися или переходными режимами, а также отдельными стадиями процесса, адаптивное управление объектом в целом и др.
Вспомогательные функцииАСУ ТП заключаются в обеспечении контроля за состоянием функционирования технических и программных средств.
АСУ ТП как компонент ИАСУ предназначен для целенаправленного ведения технологических процессов и обеспечения смежных и вышестоящих систем управления оперативной и достоверной технико-экономической информацией.
В качестве средств автоматизации большинства технологических процессов используют программно-технические комплексы (ПТК), представляющие собой совокупность микропроцессорных средств автоматизации, дисплейных пультов оператора, серверов различного назначения, промышленных сетей, которые связывают компоненты АСУ ТП, а также программного обеспечения контроллеров и дисплейных пультов оператора.