Компоненты АСУТП

Компоненты АСУТП - это различного вида обеспечения, которые в совокупности составляют саму систему. Структура взаимосвязи всех видов обеспечения представлена на рисунке 9.

Оперативный персонал (слесари КИП, технологи, операторы, электрики) - об­служивает систему в режиме нормального функционирования.

Организационное обеспечение – совокупность документов, определяющих порядок и правила функционирования оперативного персонала (технологическая инструкция и регламенты ведения процесса, инструкции по эксплуатации, описание АСУТП, правила поведения персонала, как в нормальном, так и в предаварийных ситуациях).

Рисунок 9 - Структура взаимосвязи всех видов обеспечения АСУТП

Информационное обеспечение – массивы данных входной и выходной информации (правила обмена информацией и классификация научно-технической информации, справочная и оперативная информация). Информационное обеспечение в целом должно обеспечивать полноту, непротиворечивость, отсутствие избыточности и дублирование информации.

Техническое обеспечение - комплекс технических средств (КТС) необходимых для функционирования АСУТП и техническая структура АСУТП.

В состав КТС входят:

· источники информации;

· преобразователи информации;

· средства локального регулирования;

· управляющий вычислительный комплекс;

· средства отображения информации;

· исполнительное устройство;

· средства передачи информации в другие АСУ.

С позиции технической структуры АСУТП может быть централизованной и распределенной.

Централизованная структура АСУТП у той системы, в которой вся информация поступает в единый центр, все технические средства за исключением источников информации иисполнительных устройств находится в операторском помещении. Достоинством такой АСУТП является удобство ее обслуживания, однако такую систему технически сложно реализовать для сложной АСУТП и ошибки центрального звена резко влияют на работу всей системы.

Распределенная структура присуща АСУТП, которая образуется объединением в единый комплекс ряда автономных локальных подсистем. Объединение производится сетью передачи данных и программным обеспечением. При этом происходит повышение надежности, благодаря резервированию подсистем через сеть, возникают сравнительно простые возможности развивать и модернизировать работающую систему. При этом, многие химико-технологические объекты управления позволяют модернизироваться.

Математическое обеспечение - совокупность математических методов, моделей и алгоритмов для решения задачи обработки информации и управления данным техно­логическим объектом. Реализуется в специальном программном обеспечении. Включают алгоритмы сбора, обработки и представления информации, алгоритмы управления и математические модели соответствующих ТОУ.

Метрологическое обеспечение – совокупность работ, проектных решений, технических и программных средств, направленных на обеспечение заданной точности измерения. Применяется на всех стадиях разработки и функционирования АСУТП. При разработке АСУТП

осуществляется выбор соответствующих технических средств и их резервирование для обеспечения единства измерений и точности; выполняетсяфильтрация измеренных датчиками данных и сбор достоверных знаний; а при эксплуатации проводитсяанализ состояния информационных измерительных средств и разрабатываются мероприятия по повышению уровня и совершенствованию средств измерения и контроля.

Программное обеспечение (ПО) - совокупность программ и программной документации, обеспечивающих реализацию функций АСУТП и функционирование вычислительных комплексов

ПО делится на общее и специальное.

Общее ПО поставляется со средствами вычислительной техники - это операционная система, система управления базами данных, служебные программы, программы отладки, библиотеки стандартных программ и т.д. Общее ПО служит для организации функционирования всего КТС.

Специальное ПО - это совокупность специально разработанных программ, реализующих информационные и управляющие функции конкретной АСУТП и разрабатывается оно на базе языков высокого уровня.

Лингвистическое обеспечение - совокупность языковых средств для общения оператора с вычислительным комплексом, в частности для описания работы с данными.

Для разработки ЛСА необходимо разработать и составить совокупность обеспечений.

Разработка математического обеспечения ЛСА - это в основном синтез автоматических систем регулирования (АСР).

В ходе синтеза АСР последовательно рассматриваются структуры разомкнутой и замкнутой системы управления. Структура разомкнутой системы представлена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Структура разомкнутой системы

Это простейшая система управления. Характерным для нее является то, что процесс работы системы не зависит непосредственно от результата ее воздействия на объект управления.

Протекание всех процессов в замкнутой системе коренным образом отличается от процессов в разомкнутой системе. В замкнутой системе имеется полная взаимосвязь работы всех устройств друг от друга (рис. 11).

Рисунок 11 -Структура замкнутой АСР

Различные свойства замкнутых систем делают их незаменимыми в тех случаях, когда требуется точность и быстродействие для управления, измерения и для выполнения вычислений операций.

Для последующего синтеза АСР в структуре замкнутой системы выделяют математическое описание объекта управления (рис. 12).

Рисунок 12 - Блок-схема замкнутой АСР:

X (t) - регулируемый технологический параметр;

U(t) - регулирующий технологический параметр;

e(t) –ошибка регулирования, e(t)=Y(t) - X(t)

Y(t) - задающее воздействие, вводимое в систему и определяющее необходимый закон изменения регулируемой величины;

F(t) - возмущающее воздействие, т.е. воздействие, которое нарушает заданный закон изменения регулируемой величины.

Возмущающее воздействие бывает внешним и внутренним.

Внешнее возмущающее воздействие проникает в объект извне вследствие изменения входных параметров (материальных и энергетических потоков на входе в объект), некоторых выходных (материальных и энергетических потоков на выходе объекта, состава продукта), а также параметров окружающей среды.

Внутреннее возмущающее воздействие возникает в самом объекте управления (например, при перераспределении насадок в колоннах насадочного типа или при загрязнении и коррозии внутренних поверхностей аппарата).

В зависимости от цели регулирования АСР делятся на 3 вида:

Ø Система автоматической стабилизации - система, предназначенная для автоматического поддержания с заданной точностью наперед заданного значения технологических параметров;

Ø Система программного автоматического регулирования - система, предназначенная для автоматического изменения с заданной точностью какого-либо технологического параметра по предварительно заданному закону;

Ø Система следящего управления - система, предназначенная для автоматического воспроизведения с заданной точностью траектории изменения какого-либо технологического параметра, меняющегося по произвольному заранее неизвестному закону.

В качестве примера приведем классический пример, а именно систему автоматического управления самолетом (автопилот). Если с помощью автопилота надо поддерживать неизменный курс или надо разворачивать самолет по заданной программе, то данная система управления будет работать либо в режиме стабилизации постоянной величины, либо в режиме программного регулирования. Если же самолет надо наводить на какую-либо цель, причем заданное направление определяется визуализирующим цель устройством, например, радиолокационными, то данная система будет работать, как следящая система.

Дата добавления: 2015-04-29