2. Типовые структуры и средства асу тп Обобщенная блок-схема асу тп. Комплекс типовых функций

Автоматизация и АСУ ТП

Деятельность практически любого современного предприятия, оснащенного электронным оборудованием, невозможна без использования автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП). Именно благодаря подобным системам предприятиям удается значительно сократить производственные издержки, оптимизировать бизнес-процессы, увеличив тем самым итоговую прибыль компании. Внедрение на предприятии АСУ ТП позволяет не только повысить рентабельность предприятия, но и существенно повысить качество выпускаемой продукции или предоставляемых услуг.

Компания «Тензо-М» предоставляет своим клиентам услуги по внедрению на предприятиях автоматизированных систем управления. Мы предлагаем индивидуальный подход, основанный на типовых, отработанных решениях в области разработки и реализации программно технических комплексов (ПТК) для автоматизации дозировочно-смесительных отделений и технологических процессов в различных отраслях промышленности. Внедряемые нашей компанией АСУ ТП имеют многоуровневую структуру с распределением функций по уровням управления и функциональной принадлежности.

Что отличает нас от других компаний, предоставляющих услуги по внедрению АСУ ТП?

  1. Мы используем в своей работе типовые решения, подстраивая их под особенности того или иного предприятия – это позволяет в кратчайшие сроки внедрить систему, не приостановив деятельность компании.
  2. Наша компания применяет только новейшее оборудование и специализированное программное обеспечение, которые обеспечивают необходимый функционал для оптимизации работы предприятия.
  3. Компания стремится найти индивидуальный подход к каждому клиенту, учитывая все его пожелания при внедрении АСУ ТП.

Внедряемые автоматизированные системы имеют интуитивно понятные и простые в управлении интерфейсы, не требующие от операторов каких либо специальных навыков или дополнительного обучения.

1. Иерархическая трехуровневая структура АСУ ТП

Чаще всего распределенные АСУ ТП имеют трехуровневую структуру. Пример структурной схемы комплекса технических средств такой системы приведен на рисунке 1.

На верхнем уровне с участием оперативного персонала решаются задачи диспетчеризации процесса, оптимизации режимов, подсчета технико-экономических показателей производства, визуализации и архивирования процесса, диагностики и коррекции программного обеспечения системы. Верхний уровень АСУ ТП реализуется на базе серверов, операторских (рабочих) и инженерных станций.

На среднем уровне — задачи автоматического управления и регулирования, пуска и останова оборудования, логико-командного управления, аварийных отключений и защит. Средний уровень реализуется на основе ПЛК.

Нижний (полевой) уровень АСУ ТП обеспечивает сбор данных о параметрах технологического процесса и состояния оборудования, реализует управляющие воздействия. Основными техническими средствами нижнего уровня являются датчики и исполнительные устройства, станции распределенного ввода/вывода, пускатели, концевые выключатели, преобразователи частоты.


Рис.1 Пример структурной схемы распределенной АСУ ТП

2. Уровень ввода/вывода (полевой уровень)

Входные сигналы от датчиков и управляющие воздействия на исполнительные механизмы могут подаваться непосредственно на ПЛК (поступать от ПЛК). Однако если ТОУ имеет значительную территориальную протяженность, это потребует длинных кабельных линий от каждого устройства к ПЛК. Такое техническое решение может оказаться не рациональным по двум причинам:

  • высокая стоимость кабельной продукции;
  • возрастание уровня электромагнитных помех с ростом длины линий.

Более рациональным в такой ситуации является использование станций распределенной периферии, располагающихся в непосредственной близости к датчикам и исполнительным механизмам. Такие станции содержат необходимые модули ввода и вывода, а также интерфейсные модули для подключения к ПЛК через цифровую полевую шину (например, с использованием протокола Profibus DP, или Modbus RTU). Цифровая передача всех сигналов осуществляется по одному кабелю с высоким уровнем помехозащищенности. К полевой шине могут непосредственно подключаться также так называемые интеллектуальные датчики и исполнительные устройства (имеющие в своем составе контроллеры и другие блоки, обеспечивающие преобразование сигнала в цифровую форму и реализующие обмен данными через полевую шину).

Упрощенная схема ввода/вывода с использованием станции распределенной периферии приведена на рисунке 2. Полевая шина Profibus DP (Process field bus Distributed Periphery) позволяет соединить до 125 устройств, до 32 на сегмент (ПЛК, станций распределенной периферии, интеллектуальных датчиков и исполнительных устройств). Станция распределенной периферии состоит из трех основных компонент:

  • базовой панели (Baseplate), на которую в специальные слоты устанавливают модули ввода/вывода и интерфейсные модули, или специальной профильной рейки, на которую крепятся модули;
  • модулей ввода/вывода (I/O Modules);
  • интерфейсных модулей (Interface modules), обеспечивающих обмен данными с ПЛК через цифровую полевую шину.


Рис.

2 Схема ввода/вывода с использованием станции распределенной периферии

Количество слотов под установку модулей может быть различным (чаще всего от 2 до 16). Крайний левый слот обычно используется для установки интерфейсного модуля. Блок питания может быть установлен на базовой панели или может быть использован отдельный (внешний) блок. Внутри базовой панели проходят две шины: одна служит для подачи питания на установленные модули; другая — для информационного обмена между модулями.

На рисунке 3 приведено фото узла распределенного ввода/вывода модели 2500 фирмы Eurotherm. На базовой панели расположено 8 модулей ввода/вывода и интерфейсный модуль Profibus DP, блок питания — внешний. На рисунке 4 приведено фото станции распределенной периферии фирмы Siemens ET 200M. На базовой панели 6 сигнальных модулей (модулей ввода/вывода) 1 интерфейсный модуль Profibus DP (крайний слева) и блок питания.


Рис.3 Узел распределенного ввода/вывода фирмы Eurotherm


Рис.4 Станция распределенной периферии ET200M фирмы Siemens

2.1 Сигнальные модули (модули ввода/вывода)

Модули ввода/вывода бывают 4 типов:

1) Сигнальные модули аналогового ввода (AI, analogue input). Они принимают от датчиков, подключенных к его входам, электрические сигналы унифицированного диапазона, например:

  • 0-20 или 4-20 mA (токовый сигнал);
  • 0-10 V или 0-5 V (потенциальный сигнал);
  • сигналы от термопар (TC) измеряются миливольтами;
  • сигналы от термосопротивлений (RTD).

Допустим, у нас есть датчик давления с диапазоном измерений 0-6 бар и токовым выходом 4-20 mA. Датчик измеряет давление P, которое в данный момент равно 3 бар. Так как датчик линейно преобразует значение измеряемого давления в токовый сигнал, то на выходе датчика будет:

Вход сигнального модуля AI, настроенный на те же диапазоны (4-20 mA и 0-6 бар), принимает сигнал 12 mA и делает обратное преобразование:

Соответствие диапазона электрического сигнала между входом модуля и выходом подключенного к нему датчика обязательно для корректной работы системы.

2) Сигнальные модули дискретного ввода (DI, discrete input). Принимают от датчиков дискретный электрический сигнал, который может иметь только два значения: или 0 или 24 V (в редких случаях 0 или 220 V). Вход модуля DI также может реагировать на замыкание/размыкание контакта в подключенной к нему цепи.

Автоматизация и АСУ ТП

К DI обычно подключают датчики контактного типа, кнопки ручного управления, статусные сигналы от систем сигнализации, приводов, позиционирующих устройств и т.д.

Допустим, у нас есть насос. Когда он не работает, его статусный (выходной) контакт разомкнут. Соответствующий дискретный вход сигнального модуля DI находится в состоянии “0”. Как только насос запустили, его статусный контакт замыкается, и напряжение 24 V идет на клеммы входа DI. Модуль, получив напряжение на дискретном входе, переводит его в состояние “1”.

3) Сигнальные модули дискретного вывода (DO, discrete output). В зависимости от внутреннего логического состояния выхода (“1” или “0”) устанавливает на клеммах дискретного выхода напряжение 24 V или 0 V соответственно. Есть вариант, когда модуль в зависимости от логического состояния выхода просто замыкает или размыкает внутренний контакт (модуль релейного типа). Модули DO могут управлять приводами, отсечными клапанами, зажигать светосигнальные лампочки, включать звуковую сигнализацию и т.д.

4) Сигнальные модули аналогового вывода (АО, analogue output) используются для подачи токового управляющего сигнала на исполнительные механизмы с аналоговым управляющим сигналом. Допустим, регулирующий клапан с управляющим входом 4-20 mA необходимо открыть на 50 %. В этом случае на соответствующий выход АO, к которому подключен вход клапана, подается ток I вых:

Под действием входного тока 12 mA клапан переходит на 50 % открытия.

Соответствие диапазона электрического сигнала между выходом модуля и входом подключенного к нему исполнительного механизма обязательно. Модуль ввода/вывода также характеризуются канальностью – числом входов/выходов, а, следовательно, и количеством сигнальных цепей, которые к нему можно подключить. Например, модуль AI4 — это четырехканальный модуль аналогового ввода. К нему можно подключить 4 датчика. DI16 — модуль дискретного ввода, имеющий шестнадцать каналов. К нему можно подключить 16 статусных сигналов от технологических агрегатов.

В современных системах расположение модулей ввода/вывода на базовой плате строго не регламентировано, и их можно устанавливать в произвольном порядке. Однако один или несколько слотов, как правило, зарезервированы под установку коммуникационного модуля. Иногда возможна установка сразу двух коммуникационных модулей, работающих параллельно. Это делается для повышения отказоустойчивости системы ввода/вывода.

Одним их жестких требований, предъявляемых к современным подсистемам ввода/вывода, является возможность “горячей” замены модулей без отключения питания (функция hot swap).

Коммуникационные модули обеспечивают обмен данными между ПЛК, станциями распределенной периферии, интеллектуальными датчиками и исполнительными устройствами. Модули поддерживают один из коммуникационных протоколов:

  • Profibus DP;
  • Profibus PA;
  • Modbus RTU;
  • HART;
  • CAN и др.

Обмен информацией, как правило, осуществляется с использованием механизма ведущий-ведомый (master-slave). Только ведущее устройство на шине может инициировать обмен данными. Ведомые устройства пассивно прослушивают все данные, идущие по шине, и только в случае получения запроса от ведущего устройства отправляют обратно ответ. Каждое устройство на шине имеет свой уникальный сетевой адрес, необходимый для однозначной идентификации. Узлы ввода/вывода, как правило, являются ведомыми устройствами, в то время как контроллеры — ведущими.

На рисунке 5 показана цифровая полевая шина, объединяющая один контроллер (с монитором) и четыре узла ввода/вывода. Каждое устройство, подключенное к шине, имеет свой уникальный адрес. Пусть, например, ПЛК с адресом 1 хочет считать показание датчика давления. Датчик подключен к станции распределенной периферии с сетевым адресом 5, к модулю AI, расположенному в слоте 6, входной канал 12. Тогда ПЛК формирует и отправляет по шине запрос следующего содержания:


Рис. 5 Подключение ПЛК и станций распределенной периферии к полевой шине

Каждый узел прослушивает все запросы на шине. Узел 5 узнает, что запрос адресован ему, считывает показание датчика и формирует ответ в виде следующего сообщения:

Контроллер, получив ответ от ведомого устройства, считывает поле данных с датчика и выполняет соответствующую обработку.

Пусть, например, после обработки данных ПЛК вырабатывает управляющий сигнал на открытие клапана на 50 %. Управляющий вход клапана подключен к второму каналу модуля AO, расположенного в слоте 3 узла 7. ПЛК формирует команду следующего содержания:

Узел 7, прослушивая шину, встречает адресованную ему команду. Он записывает уставку 50 % в регистр, соответствующий слоту 3, каналу 2. При этом модуль AO формирует на выходе 2 необходимый электрический сигнал. После чего узел 7 высылает контроллеру подтверждение успешного выполнения команды.

Контроллер получает ответ от узла 7 и считает, что команда выполнена. Это всего лишь упрощенная схема взаимодействия контроллера с узлами ввода/вывода. В реальных АСУ ТП, наряду с рассмотренными выше, используется множество диагностических, управляющих и сервисных сообщений. Хотя сам принцип “запрос-ответ” (“команда-подтверждение”), реализованный в большинстве полевых протоколов, остается неизменным.

Напомним еще раз, что наряду с рассмотренной выше схемой ввода/вывода в АСУ ТП могут применяться схемы ввода/вывода через сигнальные модули, установленные непосредственно в слоты (или на профильную рейку) ПЛК (без использования станций распределенной периферии).

2.2 Обработка аналоговых сигналов в процессе ввода в контроллер

Для ввода аналогового сигнала в контроллер и его последующей обработки, он должен быть оцифрован, т.е. преобразован в цифровой код. Процесс обработки сигнала от аналогового датчика до использования в контроллере схематически показан на рисунке 6.


Рис.6 Схема обработки аналогового сигнала при вводе в контроллер

Сигналы от датчиков доводятся до нормированного уровня (4 – 20 mA, 0 – 10 V) нормирующими преобразователями (НП) и проходят этап аналоговой фильтрации. Аналоговые фильтры позволяют устранить высокочастотные шумы, которые могут быть вызваны, например, электромагнитными помехами при передаче сигнала по кабелю.

Необходимо отметить, что сигнал должен быть отфильтрован от высокочастотных шумов до цифровой обработки в контроллере. Это является необходимым условием правильного выбора периода дискретизации при вводе сигнала. Дело в том, что для адекватного восстановления исходного аналогового сигнала по дискретным данным, частота дискретизации должна не менее чем в два раза превышать наивысшую частоту в спектральном разложении вводимого сигнала (спектральный состав может быть получен в результате разложения сигнала в ряд Фурье). При более низкой частоте дискретизации в восстановленном сигнале появится ложная составляющая (так называемая псевдочастота), которую невозможно детектировать и устранить на этапе цифровой обработки. Наличие высокочастотного шума потребует очень высокой частоты дискретизации (частоты опроса датчика), что будет неоправданно загружать контроллер.

Отфильтрованные сигналы от датчиков поступают на аналоговый мультиплексор, основное назначение которого – последовательное подключение сигналов от N датчиков к устройству выборки-хранения (УВХ) и аналого-цифровому преобразователю (АЦП) для дальнейшей обработки. Такая схема позволяет существенно снизить общую стоимость системы ввода за счет применения только одного УВХ и АЦП на все каналы аналогового ввода. УВХ запоминает мгновенное значение сигнала в момент подключения датчика и удерживает его постоянным на своем выходе на время преобразования в АЦП.

В контроллере введенный цифровой сигнал проверяется на физическую достоверность и, при необходимости, проходит этап цифровой (программной) фильтрации.

 

Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), их основные функции и структура

123456789Следующая ⇒

Московский государственный открытый университет

Кафедра ЭАПУ

Курс лекций

По автоматизации типовых производственных процессов

Автор – Соснин Олег Михайлович

Москва, 2010

Лекция 1

Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), их основные функции и структура

 

1.1.

Задачи автоматизации производственных процессов

Автоматизация производственных процессов состоит в том, что функции контроля и управления производственным процессом, ранее выполнявшиеся человеком, передаются автоматическим управляющим устройствам и контрольно-измерительной аппаратуре. Управляющие устройства, получая информацию по каналам обратной связи, реализованным с помощью контрольно-измерительной аппаратуры, о ходе техпроцесса, формируют управляющие сигналы, обеспечивающие функционирование технологического объекта (ТО) в оптимальном рабочем режиме.

Основной задачей, решаемой с помощью автоматизации производственных процессов, является повышение эффективности производства путем замены человека-оператора устройствами автоматического управления. Задачи автоматизации производственных процессов решаются с помощью АСУТП.

 

1.2. Структура АСУТП

АСУТПэто совокупность аппаратных средств и их программного обеспечения, предназначенных для управления сложным ТО. АСУТП обеспечивает оптимальный уровень автоматизации сбора, накопления и переработки информации об автоматизируемом процессе и формирование таких управляющих воздействий на исполнительные устройства, что работа ТО происходит в оптимальном режиме. Управляющие устройства АСУТП строятся на базе средств микропроцессорной вычислительной техники и являются по существу управляющими вычислительными машинами (УВМ).

Построение АСУТП производится по иерархическому принципу. Иерархическое управление – это разновидность централизованного управления, при котором центральная УВМ (ЦУВМ) управляет исполнительными устройствами не непосредственно, а через локальные УВМ (ЛУВМ). Каждая из

локальных УВМ отвечает за определенный участок техпроцесса (см. рис. 1,1). На рис. 1.1 видно, что ЛУВМ управляют исполнительными устройствами через системы управления электроприводами СУЭП. Так формируется типичная для АСУТП трехуровневая иерархическая структура управления.

УВМ могут строиться на базе компьютеров или программируемых логических контроллеров в зависимости от сложности решаемых задач управления. В качестве исполнительных устройств могут быть использованы не только электроприводы, но и нагревательные, электрофизические, электрохимические и др. установки. Системы управления исполнительных устройств могут быть построены как на базе микропроцессорных комплектов, так и без них, могут быть как цифровыми, так и аналоговыми. На рис.1.1 показано прохождение лишь прямых управляющих сигналов, а описание каналов обратной связи от технологического объекта к АСУТП здесь опущено и будет дано ниже. Заметим только, что прохождение сигналов обратной связи строится также иерархическому принципу: от исполнительных устройств и агрегатов информация поступает сначала в ЛУВМ по результатам опросов датчиков, установленных на технологическом оборудовании, а ЦУВМ получает необходимую информацию о состоянии технологического объекта в порядке обмена информацией с ЛУВМ.

 

1.3. Основные функции АСУТП

При автоматизации производственных процессов основным назначением АСУТП является оптимизация технологических процессов в соответствии с заданным критерием эффективности. Строго сформулированную зависимость между параметрами технологического процесса (техпроцесса) и критерием его оптимальности называют целевой функцией. Обычно полагают, что оптимальный режим достигнут, если выбранному сочетанию параметров управляемого техпроцесса соответствует минимум (а иногда максимум) целевой функции. Если из-за технологических ограничений заданный экстремум целевой функции не может быть достигнут, то оптимальный режим имеет место при некоторых граничных значениях контролируемых параметров. Во всяком случае, оптимизация техпроцесса с помощью АСУТП сводится к поддержанию оптимального соотношения его параметров. Если это соотношение стабильно и может быть рассчитано или подобрано заранее, то достаточно, чтобы АСУТП стабилизировала значения контролируемых параметров на заданном оптимальном уровне. Обычно к тому же необходимо изменять значения заданных параметров по заранее составленной программе ведения техпроцесса. В наиболее сложных случаях оптимальный ход техпроцесса не может быть определен и задан заранее и тогда поиск оптимального режима работы производится автоматически, самой АСУТП, в течении всего времени техпроцесса. Методика поиска зависит от вида заданной целевой функции и ограничений, накладываемых на значения контролируемых параметров.

В зависимости от имеющихся возможностей достижения оптимального режима, в АСУТП применяются следующие приемы управления технологическими процессами:

· Стабилизация заданных значений параметров техпроцесса при различных возмущениях.

Как пользоваться этим сайтом

Примером такой стабилизации может служить стабилизация линейной скорости шлифования при уменьшении диаметра шлифовального круга.

· Изменение параметров техпроцесса по заранее подготовленной на специальном программоносителе программе, включая управление технологическим циклом. Такие АСУТП относятся к классу систем программного управления (СПУ). Реализация программного управления, наряду со стабилизацией контролируемых параметров, присуща всем АСУТП, особенно в станках с ЧПУ, лифтовых подъемниках, роботах-манипуляторах и др.

· Автоматическая оптимизация техпроцесса во время выполнения заданной производственной программы и в соответствии с заданным критерием эффективности (целевой функцией). Типичными процессами, нуждающимися в автоматической оптимизации, являются раскрой материалов из заготовок со значительным разбросом габаритов и составление оптимальных смесей из исходных веществ со значительным разбросом по составу.

 

1.4. Структура и основные функции УВМ

Современная управляющая вычислительная машина (УВМ) – это управляющее устройство, построенное на базе микро-ЭВМ и их комплексов.

Управляющие устройства на дискретных элементах, такие как магнитные пускатели и аналоговые системы управления электроприводами, применяются в АСУТП на нижних уровнях управления, а на верхних уровнях применяются исключительно УВМ (см. рис.1.1).

Структура УВМ в составе АСУТП показана на рис.1.2. Конструктивно УВМ выполняется в виде пульта управления ПУ и процессорного (системного) блока ПБ. На рис. 1.2 показано, что УВМ управляет технологическим объектом ТО с параметрами Y посредством управляющих сигналов Х. Пульт управления ПУ является основой рабочего места оператора, осуществляющего контроль работы АСУТП. Через ПУ поступает исходная информация в виде управляющих программ (УП), считываемых с магнитных дисков и дискет внешнего запоминающего устройства (ВЗУ). С помощью клавиатуры ПУ оператор может составлять и корректировать управляющие программы и контролировать ход управляемого технологического процесса, а дисплей ПУ представляет оператору визуальную информацию о ходе процесса и о содержании УП. Наконец с помощью принтера производится распечатка отчетно-справочной информации о выполнении производственных заданий. Обмен информацией в УВМ осуществляется через стандартные устройства ввода-вывода УВВ, состоящие из параллельного и последовательного интерфейсов (портов), причем для связи внутри ПБ обычно используется параллельный интерфейс. Через последовательный интерфейс реализуется связь с отдаленными корреспондентами и, прежде всего, с ЦУВМ, если она есть.

Рис. 1.2. Структура УВМ в составе АСУТП

 

Информация, поступающая в ПБ с пульта управления или непосредственно от ЦУВМ через УВВ, запоминается в устройствах памяти (ЗУ), состоящих из постоянного (ПЗУ) и оперативного (ОЗУ) запоминающих устройств. В ПЗУ содержится операционная система УВМ, инструментальное программное обеспечение для создания УП, сами УП и общие сведения об управляемом технологическом объекте. В ОЗУ хранятся управляющие программы, находящиеся в работе, и текущая информация о ходе реализуемого технологического процесса, о состоянии технологического оборудования и самой УВМ. Основным устройством, осуществляющим переработку поступающей информации в УВМ и выдачу управляющих сигналов, является центральный процессор (ЦП), состоящий из арифметико-логического (АЛУ) и управляющего (УУ) устройств. АЛУ осуществляет арифметическую и логическую обработку информации с выработкой управляющих сигналов, а УУ определяет, какие арифметико-логические операции и в каком порядке должно реализовать АЛУ в соответствии с заданной программой. Специфическими устройствами, отличающими УВМ от обычных ЭВМ, являются устройства связи с ТО (УСО) и модули обработки технологической информации (МОТИ).

УСО – это модули прямой связи управления. Они преобразуют приходящие с процессора управляющие сигналы, чтобы согласовать их с входными цепями ТО, в то время как МОТИ преобразуют приходящие с ТО сигналы обратной связи (сигналы Y) о параметрах ТО. Если рассматриваемая на рис.1.2 УВМ является для данного ТО центральной, то она управляет входящими в состав ТО локальными УВМ. В таком случае и УСО, и МОТИ, показанные на рис.1.2, состоят из стандартных УВВ, объединяющих все УВМ данной АСУТП в информационную и управляющую локальную сеть. Если же рассматривать УВМ, показанную на рис.1.2, как локальную, то УСО должны обеспечивать согласование управляющих сигналов УВМ со входными цепями различных дискретных цифровых и непрерывных (аналоговых) управляющих устройств нижнего уровня управления, на котором обычно производится управление электроприводами (см.рис.1.1).

Что касается МОТИ, то в ЛУВМ они должны совершить обратное преобразование сигналов обратной связи, идущих от управляющих устройств нижнего уровня управления и от технологического оборудования, к виду, приемлемому для системы сигналов, циркулирующих в УВМ.

Устройства УСО и МОТИ выполняются в виде модульных конструкций, объединяющих в себе несколько каналов однотипных преобразователей, таких как преобразователи уровней, аналого-цифровые преобразователи и пр.

 

Лекция 2


123456789Следующая ⇒


Дата добавления: 2016-12-06; просмотров: 1448 | Нарушение авторских прав


Похожая информация:


Поиск на сайте:


АИИС КУЭ – автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии;

АСКУЭ  — автоматизированная система контроля и учета электроэнергии;

АСДУ  — автоматизированная система диспетчерского управления;

АСУ – автоматизированная система управления;

АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическими процессами;

АРМ – автоматизированное рабочее место;

АУВ – автоматика управления выключателей;

БД – база данных;

ВЛ – высоковольтная линия или воздушная линия электропередачи;

ВОЛС – волоконно-оптическая линия связи;

ВЧ — высокочастотный;

ГЩУ — главный щит управления;

ДП – диспетчерский пункт;

ЗН – заземляющий нож;

КА – коммутационный аппарат;

КРУЭ – комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией;

ЛВС – локальная вычислительная сеть;

МП, МПУ – микропроцессорный, микропроцессорное устройство;

МЭК – международная энергетическая комиссия;

МЭС — межсистемные электрические сети;

НПП — научно-производственное предприятие;

ОПП – открытый пункт перехода;

ОМП – определение места повреждения;

ОАПВ — однофазное автоматическое повторное включение;

ОВ — обходной выключатель;

ОДУ — объединенное диспетчерское управление;

ОС – операционная система;

ОЭС — объединенная энергосистема;

ПА — противоаварийная автоматика;

ПКЭ — показатели качества электроэнергии;

ПО – программное обеспечение;

ПТС – программно-технические средства;

ПТК – программно-технический комплекс;

РАС – регистрация аварийных событий;

РЗ — релейная защита;

РЗА – автоматика релейной защиты;

РПН — регулирование напряжения под нагрузкой;

РУ — распределительное устройство;

СНиП — строительные нормы и правила;

СЕВ – система единого времени;

СК – сетевой коммутатор;

СПК – служебно-производственный комплекс;

СОПТ – система оперативного постоянного тока;

ТИ – телеизмерение;

ТИТ — телеизмерение текущее;

ТН — трансформатор напряжения;

ТС – телесигнализация или телесигнал;

ТУ – телеуправление;

ТОУ – технологический объект управления;

УТМ – устройство телемеханики;

УРОВ — устройство резервирования отказа выключателя;

УСО — устройство связи с объектом;

ФНЧ — фильтр низкой частоты;

ЧР – частичные разряды;

ШССПИ – шкаф серверов сбора и передачи информации;

ШСИ – шкаф сбора информации;

ЩПТ – щит постоянного тока;

ШР – шунтирующий реактор;

ШРОТ – шкаф распределения оперативного тока;

ЩСН – щит собственных нужд;

KVM – переключатель клавиатура/монитор/мышь;

NTP (network time protocol)  – сетевой протокол передачи меток времени;

SCADA (supervisory control and data acquisition) – диспетчерское управление и сбор данных;

TCP/IP – стек сетевых протоколов.

Задайте свои вопросы, если у вас имеются сложности с расшифровкой других сокращений и аббревиатур!

Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП)

Ознайомитися з розкладом для груп студентів ви зможете в розділі «Розклад»,в підрозділі «Академ.групи»:

http://acadreg.nmu.ua/timeTable/group

З особистим розкладом студента можна ознайомитись в розділі «Розклад» в підрозділі «Студент», попередньо зареєструвавшись на сайті:

http://acadreg.nmu.ua/timeTable/student

Особистий розклад для викладача ви зможете дізнатися в розділі «Розклад» в підрозділі “Викладач”:

http://acadreg.nmu.ua/timeTable/self

Ознакомится з інструкцією закріплення груп за викладачами на кафедрі і кафедрального розкладу ви зможете в пройшовши за цим посиланням:

http://acadreg.nmu.ua/site/iframe/3

Зі списком скорочених найменувань кафедр можна буде ознайомитись в розділі «Довідка»:

http://acadreg.nmu.ua/site/iframe/6

Інструкція для студентів по використанню сайта знаходиться в розділі «Довідка»:

 Якщо при роботі з системою АСУ «Електронний деканат «в НМУ імені О.О.Богомольця у вас виникнуть якісь питання, зверніться до наших представників техпідтримки.

 

 

Лекция: АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Во второй половине 60-х и в 70-х годах получили развитие, так называемые, автоматизированные системы управления сложными объектами хозяйственной деятельности (предприятиями, энергосистемами, отраслями, сложными участками производства).

Автоматизированная система управления (АСУ) — это комплекс технических и. программных средств, совместно с организационными структурами (отдельными людьми или коллективом), обеспечивающий управление объектом (комплексом) в производственной, научной или общественной среде.

Цель разработки и внедрения АСУ — улучшениекачества управления системами различных видов, которое достигается

• своевременным предоставлением с помощью АСУ полной и достоверной информации управленческому персоналу для принятия решений;

• применением математических методов и моделей для принятия оптимальных решений.

Кроме того, внедрение АСУ обычно приводит к совершенствованию организационных структур и методов управления, более гибкой регламентации документооборота и процедур управления, упорядочению использования и создания нормативов, совершенствованию организации производства. АСУ различают по выполняемым функциям и возможностям информационного сервиса.

АСУ подразделяют по функциям:

• административно-организационные (например системы управления предприятием —АСУП), отраслевые системы управления — ОАСУ);

•технологические (автоматизированные системы управления технологическими процессами — АСУТП, в свою очередь подразделяющиеся на гибкие производственные системы — ГПС, системы контроля качества продукции — АСК, системы управления станками и линиями с числовым программным управлением);

• интегрированные, объединяющие функции перечисленных АСУ в различных комбинациях.

По возможностям информационного сервиса различают информационные АСУ, информационно-советующие, управляющие, самонастраивающнеся и самообучающиеся.

Первоначально АСУ строились на основе больших ЭВМ, имевшихся в вычислительных центрах крупных предприятий и организаций, и предполагали централизованную обработку информации.

Автоматизированные системы управления технологическими процессами

Помимо штата вычислительного центра обслуживание АСУ требовало создания специального подразделения численностью 200 -300 человек.

С появлением персональных компьютеров (ПК) и локальных вычислительных сетей (ЛВС) основой программно-аппаратного обеспечения АСУ стали распределенные информационные системы в сети ПК с архитектурой клиент — сервер. Такие системы позволяют вести учет событий и документальных форм по месту их возникновения, полностью автоматизировать передачу информации лицам, ответственным за принятие решений, создавая, таким образом, предпосылки для перехода к безбумажным комплексным технологиям управления, охватывающим все участки и подразделения предприятий и учреждений, весь производственный цикл.

Остановимся подробнее на структуре и функциях АСУП — наиболее распространенной и одновременно наиболее сложной разновидности АСУ. Управление производством — сложный процесс, требующий согласованной деятельности конструкторов, технологов, производственников, экономистов, специалистов по снабжению и сбыту.

В задачи управления входят

• разработка новых изделий;

• определение технологий изготовления изделий, проектирование оснастки;

• расчет пропускной способности оборудования, потребностей во всех видах ресурсов и производственной программы (плана);

• учет процессапроизводства, контроль за расходом комплектующих, сырья, ресурсов;

• расчет издержек производства и основных технико-экономических показателей (прибыли, рентабельности, себестоимости и др.).

Многие задачи, с которыми приходится сталкиваться АСУП, оказываются не поддающимися четкой формулировке, их решение основывается на неформальных факторах (например, социально-психологический климат, стиль руководства).

Цели внедрения любой АСУП:

• повышение эффективности принимаемых решений, особенно в части наилучшего использования всех видов ресурсов и сокращения потерь, достигаемых за счет обеспечения процесса принятия решений своевременной, полной и точной информацией, а также применения математических методов оптимизации;

• повышение производительности труда инженерно-технического и управленческого персонала (и его сокращение) за счет выполнения основного объема учетных и расчетных задач на ЭВМ.

Независимо от профиля АСУП они обладают однотипной функциональной структурой, рис. 6.8.

Рис. 6.8. Функциональная структура АСУП

Блок 1 — источники информации. В их роли могут выступать учетчики на различных участках производства, снабжения и сбыта, датчики на рабочих местах. Среди источников информации могут быть и внешние, такие как заказы на поставку продукции, нормативные акты, информация о ценах и другая документация.

Блок 2 выполняет предварительную обработку данных (проверку и уточнение), а затем передает ее в базу данных (блок 3) или непосредственно для последующей обработки и анализа(блок 4).

Блок 3 — база или банк данных. Данные являются результатом сбора информации, измерений характеристик объектов и процессов управления и в таких системах представляются в соответствии с определенными стандартами, образуя базу данных.

Блок 4 обработки и анализа информации — центральный блок АСУ. Он решает следующие задачи:

• управления базой данных, в том числе обеспечения ее обновления и целостности, защиты от несанкционированного доступа;

• реагирования в непредвиденных и аварийных ситуациях, требующихбыстрогорешения;

• финансовых и учетно-бухгалтерских расчетов типа учета состояния фондов, финансовых и налоговых операций, расчета прибыли и рентабельности;

• составления календарных и оперативных планов, обеспечения заказов на материалы и комплектующие, контроля за выполнением договоров, управления сбытом готовой продукции;

• оценки и прогнозирования рынка, анализа работы трудового коллектива;

• проектно-технологическнх расчетов.

Важнейшее значение при обработке и анализе информации играют экономико-математические модели.

С точки зрения общей организации управления можно выделить следующие основные группы практически используемых экономико-математических моделей:

а) прогнозирования показателей развития предприятия или объединения;

б) оптимизации производственной программы предприятий или объединений;

в) распределения производственной программы по календарным периодам;

г) оптимизации направлений использования фонда развития предприятия или объединения;

д) оптимизации внутрипроизводственных транспортных потоков;

е) оптимизации использования отдельных видов ресурсов;

ж) оптимизации всякого рода нормативов ведения производственно-хозяйственной деятельности предприятий или объединений (партий деталей, норм запасов, размеров производственных резервов и т.д.);

з) разработки балансов производственно-хозяйственной деятельности.

Прогнозирование показателей развития предприятии или объединении осуществляется на основе пользования, главным образом, методов математической статистики. Последние позволяют ориентировочно определить тенденции изменения в перспективе показателей объема выпуска продукции, ее трудоемкости, величины затрат на производство и т.д. Как правило, для использования подобных методов необходимы статистические сведения о деятельности предприятия или объединения в прошлом.

Для определения тенденций развития производственно-хозяйственной деятельности на относительно близкую перспективу используют всякого рода экстраполяционные методы. Для этих целей на основе статистических сведений за прошедшие периоды рассчитывают соответствующие тенденциям развития того или иного аспекта производственно-хозяйственной деятельности регрессионные показатели, которые впоследствии применяют для оценки вероятных перспективных направлений.

Решение задач оптимизации производственной программы сводится к формированию таких номенклатур и объемов выписка продукции, которые в условиях наличных и выделяемых ресурсов, контрольных показателей потребности рынка и ведения деятельности обеспечивали бы оптимизацию принятого критерия. Для решения задач такого класса широко применяют разнообразные модели, базирующиеся на методах линейного программирования; при этом в качестве исходных данных требуются контрольные показатели по выпуску продукции, величина ресурсов (труда, машинного времени и материалов), а также нормы расхода исходных ресурсов на изготовление единицы продукции.

Распределение производственной программы по календарным периодам выражается в установлении номенклатуры и объема выпуска продукции в определенные месяцы и кварталы года. Основной задачей использования моделей такого класса является обеспечение стабильности производственно-хозяйственной деятельности объединения или предприятия в течение рассматриваемого периода.

Оптимизация направлений использования фонда развития производства характерна для объединений, включающих значительное число предприятий. Решение этой задачи позволяет определить рациональные пути использования фонда развития, обеспечивающие достижение оптимума какого-либо критерия (максимизации выпуска продукции, минимизации затрат на производство или максимизации прибыли и т.д.).

Оптимизация использования отдельных видов ресурсов может осуществляться на самых различных уровнях управления производством.

К данному классу задач можно отнести оптимизацию раскроя материалов, образования разнообразных смесей, использования оборудования, распределения работ по линиям и т.д. Наиболее типичным представителем данного класса задач является задача образования смеси из разнообразных исходных компонентов с целью минимизации затрат на производство. Такие задачи имеют место практически во всех отраслях народного хозяйства (от нефтепереработки до производства мороженого).

Разработка балансов производственно-хозяйственной деятельности предприятий или объединений осуществляется на основе использования математического аппарата межотраслевого баланса производства и распределения продукции.

Блок 5 — система формирования выходной информации — обеспечивает подготовку (обычно в печатном виде) различного рода.сводок, справок, форм, технологических карт, чертежей и проектной документации, необходимых на производственных участках.

Автоматизированная система управления предприятием может состоять из следующих подсистем управления:

· технической подготовки производства (конструкторской и технологической подготовки);

· технико-экономического планирования;

· бухгалтерского учета;

· управления материально-техническим снабжением;

· оперативного управления основным и вспомогательными производствами;

· управления сбытом;

· управления кадрами;

· управления качеством;

· управления финансами;

· нормативного хозяйства и др.

Необходимо отметить, что реализация многих проектов АСУП в 70-е годы в нашей стране и во всем мире закончилась неудачей — эти системы «не прижились», оказались нежизнеспособными. В первую очередь, это вызвано тем, что в их концепции были заложены претензии на слишком высокую степень автоматизации управления, не оставляющую места для человека-руководителя. Кроме того, многие математические модели в АСУП были недостаточно точными и приводили к ошибкам.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *