Общая характеристика автоматизированных систем управления технологическим процессом

Объектом управления АСУТП является технологический процесс. Под технологическим процессом как объектом управления [24] может пониматься или последовательность целенаправленных (с использованием орудий труда) действий по получению из определенных исходных материалов конечного продукта с требуемыми свойствами, или комплекс технологического оборудования, реализующего процесс с использованием соответствующих энергоносителей и поддержанием необходимых технологических режимов.

АСУТП - это система, которая при участии операторского персонала обеспечивает в реальном времени автоматизированное управление процессом изготовления (переработки) продукта по заданным технологическим и технико-экономическим критериям [24]. Такая система предусматривает участие в управлении процессом на подготовительных, вспомогательных, контрольных и других операциях человека. Таким образом, автоматическая система является предельным случаем автоматизированной информационно- управляющей системы.

Применение современных средств автоматической обработки информации в технологии позволяет решать следующие задачи:

а) вести процесс с производительностью, максимально достижимой для данных производительных сил, автоматически учитывая непрерывные изменения технологических параметров, свойств исходных материалов и полуфабрикатов, изменения в окружающей среде, ошибки операторов;

б) управлять процессом, постоянно учитывая динамику производственного плана для выпускаемой номенклатуры продукции (сортамент, номинал, классы, группы точности и качества), путем оперативной перестройки режимов технологического оборудования, перераспределения работ на однотипном оборудовании и т. п.);

в) реализовать статистическое управление процессами в реальном времени по экстремальному или адаптивному алгоритму;

г) осуществлять автоматическое управление процессами в условиях, вредных или опасных для человека.

АСУТП является фундаментом системы управления промышленным предприятием.

Системы управления технологическими процессами, решая самостоятельно задачу повышения эффективности отдельных производственных процессов, одновременно создают информационную и техническую базу для автоматизированной системы управления производством и предприятием в целом. Конкретные функции, которые выполняют АСУТП, зависят от характера и сложности управляемого процесса, а также от технических возможностей самой АСУТП. К таким функциям относятся:

а) сбор и обработка информации о состоянии технологического процесса и выпускаемых изделий;

б) контроль и индентификация процесса;

в) стабилизация и регулирование процесса;

г) логико-программное (в том числе мультипрограммное) управление;

д) поиск оптимальных решений и оптимальное (в том числе адаптивное) управление;

е) комплексное координационное управление;

ж) расчет технико-экономических показателей технологического процесса;

з) анализ и предотвращение аварийных ситуаций;

и) техническая диагностика отдельных частей и системы в целом.

К настоящему времени сформулирован ряд направлений в разработках АСУТП, и поэтому можно выделить ряд классификационных признаков АСУТП [24]:

- по характеру управляемого технологического процесса;

- по степени сложности управляемого процесса;

- по степени охвата управляемого процесса;

- по степени автоматизации задач управления;

- по функционально-алгоритмическому признаку;

- по архитектурному признаку.

По характеру управляемого технологического процесса АСУТП можно разделить на следующие большие классы:

- АСУ основными непрерывными технологическими процессами;

- АСУ основными непрерывно-дискретными процессами;

- АСУ основными дискретными процессами;

- АСУ сборочными процессами в дискретном производстве;

- АСУ контрольными операциями и процессами;

- АСУ процессами изготовления оснастки и инструментов для основного производства.

Классификация по степени сложности управляемого процесса основывается на условных границах числа параметров контроля и управления процессом. Для предприятий с непрерывным и непрерывно-дискретным характером производства выделяются количественные границы: 20, 40, 100, 800 параметров. Указанная классификация имеет существенное значение при проектировании и создании АСУТП.

При делении систем по степени охвата управляемого процесса выделяют два основных класса: комплексные АСУТП и локальные АСУТП.

Классификация по степени автоматизации задач управления основывается на признаке технического совершенства АСУТП как кибернетической системы. Выделяют три основных класса:

- системы с автоматическим сбором и обработкой информации (информационные);

- системы с автоматической выработкой советов оперативному персоналу (информационно - советующие);

- системы автоматического управления процессом (управляющие).

Классификация по функционально-алгоритмическому признаку определяет функции и степень совершенства алгоритма управления, реализующего АСУТП. В соответствии с этим признаком выделяют системы управления: логико-программного, экстремального, адаптивного, организационно-технологического.

По архитектурному признаку системы различаются в соответствии с системно-техническим решением, принятым при их построении.

Чтобы технологический процесс стал управляемым, необходимо разработать методы управления, определить входные воздействия, установить зависимости между входными воздействиями и выходными параметрами выпускаемого изделия, разработать методы автоматического измерения входных воздействий и выходных параметров.

Литература.

1. Пьявченко Т.А., Финаев В.И. Автоматизированные информационно-управляющие системы. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2007. – 271 с.

Дата добавления: 2014-01-15