Принципы разработки автоматизированных систем управления технологическими процессами в обрабатывающих производствах

Объективной предпосылкой децентрализации систем управления явилось развитие микропроцессорной техники и широкое её внедрение в АСУТП, что способствовало выдвижению новых идей в области структурной организации систем управления. Одно из этих направлений и связано с развитием принципа распределённого управления на основе локальных управляющих (промышленных) сетей.

С помощью одноуровневых систем не всегда представляется возможным оптимально решить вопросы управления технологическими процессами. Это, в первую очередь, относится к сложным технологическим процессам. Тогда целесообразно переходить к многоуровневым АСУТП (минимум – двухуровневым).

На первом (нижнем) уровне АСУТП располагаются локальные системы числового программного управления (ЧПУ) отдельными единицами технологического оборудования (например, станками или роботами).

При разработке структуры необходимо локальную систему управления разбить на замкнутые подсистемы автоматического регулирования приводами и подсистемы логико-программного управления автоматики этой единицы технологического оборудования.

При выделении замкнутых автоматических подсистем регулирования следует обратить внимание на наличие в их контурах необходимых функциональных элементов: первичного измерительного преобразователя – датчика; промежуточного измерительного преобразователя – сравнивающего устройства; регулятора; исполнительного устройства (см. практическое занятие №6).

При выделении программно-логических подсистем управления необходимо учитывать, что они помимо выполнения операций дискретного управления (включение, выключение, переключение) по заданному алгоритму обеспечивают реализацию и других функций: включают и отключают замкнутые контуры регулирования, контролируют состояние оборудования, блокируют отдельные устройства и оборудование в аварийных ситуациях и т.д.

В результате разбивки локальной системы управления на подсистемы подготавливается необходимая информация для проектирования в дальнейшем замкнутых подсистем автоматического регулирования и подсистем логико-программного управления(см. практическое занятие №6).

На верхнем уровне АСУТП размещаются мощные компьютеры, выполняющие функции серверов баз данных и рабочих станций и обеспечивающие хранение и анализ всей поступившей информации за любой интервал времени, а также визуализацию информации на мониторе и взаимодействие с оператором с помощью пульта. Основой программного обеспечения верхнего уровня АСУТП являются специализированные программные пакеты SCADA – системы (Supervisory Control and Data Acquisition).

Коммуникационная среда для передачи информации между уровнями и отдельными подсистемами образуется с помощью промышленных сетей Modbus, Profibus, Fieldbus, CAN, Ethernet и др.

Результаты разработки структуры управления объектом отражаются в графической части курсовой работы в виде структурной схемы.

Общая структура системы управления может быть представлена в графической части курсовой работы в виде функциональной схемы автоматизации. Это, прежде всего, характерно для систем управления, состоящих из отдельных подсистем автоматического регулирования непрерывными технологическими параметрами. Функциональная схема автоматизации представляет собой чертёж, на котором схематически условными обозначениями изображаются: технологическое оборудование, коммуникации, органы управления и средства автоматизации (приборы, регуляторы и т.д.) с указанием связей между технологическим оборудованием и элементами системы управления, а также связей между отдельными элементами системы. Технологическое оборудование при разработке функциональных схем автоматизации должно изображаться, как правило, упрощённо. Однако изображённая таким образом технологическая схема должна давать ясное представление о принципе её работы и взаимодействия со средствами автоматизации. Технологические коммуникации изображают условными обозначениями в соответствии с ГОСТ 2.784-96, ГОСТ 2.785-70. Приборы, средства автоматизации, исполнительные и измерительные устройства на функциональных схемах автоматизации показываются в соответствии с ГОСТ 21.404-85..

Литература

1. Конспект лекций

2. Список рекомендованной литературы в вводной части лекций.