Для всех ПТК характерным является наличие таких функциональных элементов как промышленные сети; программируемые логические контроллеры или котроллеры на базе РС, интеллектуальные устройства связи с объектом; рабочие станции и серверы различного назначения; прикладное программное обеспечение.
Структура ПТК определяется сетевыми возможностями (контроллеры, пульты операторов, удаленность блоков ввода-вывода), гибкость и разнообразие зависит от числа имеющихся сетевых уровней, возможных технологий на каждом уровне сети (шина, звезда, кольцо), параметров сети каждого уровня (типы кабелей, допустимые расстояния, максимальное количество узлов, скорость передачи информации, методы доступа компонентов к сети).
Наиболее простой является структура ПТК, в которой все функциональные возможности системы разделены на два уровня: первый – контроллеры, второй – пульт оператора (рабочая станция или промышленный компьютер).
Контроллеры (К) выполняют сбор информации от датчиков, установленных на объекте управления, проводят предварительную обработку сигналов (масштабирование, фильтрацию), реализацию алгоритмов управления и формирование управляющих сигналов на исполнительные механизмы объекта управления; передачу и прием информации из промышленной сети.
Пульт оператора (ПУ) формирует сетевые запросы к контроллерам нижнего уровня, получает от них оперативную информацию о ходе технологического процесса, отображает на экране монитора ход технологического процесса в удобном для оператора виде, осуществляет долговременное хранение динамической информации о ходе процесса (архив), производит коррекцию необходимых параметров алгоритмов управления и уставок регуляторов в контроллерах нижнего уровня.
Конфигурация ИАСУ
Значительная удаленность узлов учета друг от друга и от диспетчерского пункта и наличие источников сильных электромагнитных помех накладывает ограничение на конфигурацию информационной сети и типы используемых контроллеров. В этом случае наиболее целесообразной является организация сети представленная на рисунке 4.
Требования к программе обслуживания сети контроллеров. Ввиду значительной удаленности некоторых подающих трубопроводов от соответствующих им обратных, и, вследствие этого, обслуживания соответствующих трубопроводов разными контроллерами, расчет разности “(тепловая энергия по подающему трубопроводу) – (тепловая энергия по обратному трубопроводу)” должен производиться программой персонального компьютера диспетчерского пункта.
Это подразумевает то, что стандартная программа поставщика контроллеров должна поддерживать работу по сети и обеспечить выполнение элементарных арифметических операций с вычисленными контроллерами значениями.
Это также позволит, в случае отсутствия возможности произвести контроллером соответствующие арифметические операции (количество подающих или обратных трубопроводов в одном контуре более одного), предоставлять информацию в наиболее наглядном виде.
Одной из основных компонент интегрированных автоматизированных систем управления являются автоматизированные системы управления предприятием (АСУП).
Промышленное предприятие представляет собой сложную динамическую систему. Внедрение на предприятиях новейших достижений науки и техники значительно расширяет масштабы производства, оно усложняется и укрупняется, в нем происходит глубокая дифференциация и специализация.
На предприятиях концентрируются огромные материальные и финансовые ресурсы, расширяются и углубляются производственные связи, требуется непрерывное совершенствование организации и управления производством. В огромной степени увеличивается объем используемой для управления информации, возникает необходимость сокращения сроков ее переработки и использования, повышаются требования к планированию производства, к принимаемым решениям по управлению, которые должны быть научно обоснованными, современными и точными.
Целью научного управления предприятием является обеспечение такого руководства развитием производства предприятия, при котором достигается наилучшее выполнение задач общества с точки зрения удовлетворения его потребностей и характера использования ресурсов. Реализация процессов управления осуществляется в результате разработки, внедрения, непрерывного развития и совершенствования системы управления предприятием.
Автоматизированная система управления предприятиемпредставляет собой систему управления, основанную на применении вычислительной техники и экономико-математических методов для решения основных задач управления производственной деятельностью предприятия.
Эффективное управление современным предприятием представляет собой довольно нетривиальную задачу, учитывая многообразие используемых ресурсов и высокую скорость изменения операционного окружения.
Необходимым условием эффективного построения систем управления производством является соответствие функций системы управления функциям производственной системы, так как система управления существует не сама по себе, не для себя, а для эффективного функционирования производственной системы.
Функции – это интегрированный результат функционирования составляющих предприятия производственной системы и системы управления. В свою очередь, и производственная система, и система управления выполняют функции, которые являются интегрированным результатом осуществления функций составляющих их подсистем. А каждая подсистема производственной системы или системы управления выполняет функции, являющиеся интегрированным результатом функционирования образующих ее элементов. Таким образом, производственная функция – это результат проявления свойств, функционирование всех подсистем и элементов производственной системы, направленной на изготовление готовой продукции. Функция управления – интегрированный результат проявления свойств, функционирования всех подсистем и элементов системы управления, направленный на выработку управленческого решения.
Система управления производством включает подсистему общего линейного руководства, целевые, основные и вспомогательные подсистемы.
Подсистема общего линейного руководстваобеспечивает управление производством посредством выполнения конкретных функций на основе реализации принципов единоначалия в управлении и координации деятельности целевых, основных и вспомогательных подсистем управления на каждом уровне управления.
Основные подсистемы управленияобеспечивают выполнение конкретных функций управления для достижения всех основных целей деятельности предприятия.
Вспомогательные подсистемы управленияосуществляют конкретные функции управления, направленные на обеспечение обслуживания выполнения конкретных функций подсистемы общего линейного руководства, основных и целевых подсистем для достижения всех основных целей деятельности предприятия.
При функционировании всех подсистем управления выполняются общие функции управленческого цикла: планирование, организация, координация и регулирование, активизация и стимулирование, контроль, учет, анализ.
В общем случае в состав ПТК АСУП в виде пользовательских и инструментальных станции, вычислительных микро-ЭВМ, систем передачи данных, периферийного оборудования и пр. входят технические средства:
· представления информации и общения пользователя с ПТК;
· информационно-вычислительной системы;
· создания и ведения информационной базы и архива;
· инструментальной системы для создания, контроля и подстройки
прикладных программ АСУП и технической эксплуатации ПТК;
· сетевого обмена информацией:
- межсистемного (общестанционный уровень АСУП локальные АСУ подразделений, общестанционный уровень АСУТП, разрабатываемой вновь ИАСУ, международные информационные сети);
- внутри локальных АСУ структурных подразделений.
В зависимости от сложности конкретного объекта управления АСУП ТЭС, определяемого техническим заданием, общестанционный уровень и уровень локальных АСУ структурных подразделений могут реализовываться с помощью общих или различных технических средств с использованием соответственно архитектуры одноранговой или «клиент-сервер»
Отличие АСУ ТП от АСУ П состоит в функциях управления, связанных с непрерывностью технологических процессов во времени и прекращением процесса выработки продукции при непоступлении сырья в промышленные установки. В связи с этим основная исходная информация в АСУ ТП поступает в виде непрерывных сигналов от первичных измерительных преобразователей (датчиков) физических величин, расположенных на объекте, в то время как в АСУП наряду с укрупненными и усредненными показателями технологического процесса основной исходной информацией служит документ. В результате управление технологическим процессом в АСУ ТП может осуществляться без участия человека с помощью локальных (местных) АСР или через специально выделенный контур управления с ЭВМ, в то время как в АСУ производством или предприятием в контур управления непременно включается лицо, принимающее решение (ЛПР).
SCADA обеспечивает выполнение информационных и управляющих функций АСУ ТП, таких как:
· Контроль технологических параметров