1.3. Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). 1.3.2. Архитектура, функции, режимы работы
Страница 1
Лекция 4.
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) – человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку данных о состоянии и функционирования объекта управления и осуществляющая на основе этой информации оптимизацию протекающих процессов в соответствии с принятым критерием путем выработки и реализации управляющих воздействий [1].
Технологический объект управления (ТОУ) – это совокупность технологического оборудования и реализованного на нем по регламенту процесса производства. В качестве технологического объекта управления могут рассматриваться: отдельные установки и агрегаты; группы аппаратов, выполняющих набор последовательных операций и образующих единую технологическую линию; отдельные производственные структуры (участок, цех), выполняющие самостоятельные технологические процессы и некоторый процесс производства в целом [2].
Основными функциями АСУ ТП являются:
- сбор и первичная обработка информации о состоянии и функциях объекта управления;
- сбор, обработка и хранение информации: получение информации от смежных систем управления, структурирование и хранение информации, организация доступа к ней;
- оперативное определение значений технико-экономических, технологических и технических показателей;
- контроль состояния технологического оборудования;
- выдача оперативной и обобщенной информации оператору или в вышестоящую АСУ;
- управление технологическим процессом, в том числе регулирование параметров, логическое управление, реализующее функции защиты и блокировки; управление пуском и остановкой технологического процесса или отдельного оборудования;
- адаптивное и оптимальное управление, т.е. поиск и выдача оптимальных управляющих воздействий путем математического моделирования процесса.
Функции типового обеспечения АСУ ТП делятся на управляющие, информационные и вспомогательные.
Управляющие функции – это выработка и реализация прямых или опосредованных воздействий на параметры объекта управления: регулирование, логическое управление, оптимальное управление режимами или стадиями процесса, адаптивное управление объектом в целом [2].
Управляющие функции обеспечивают поддержание экстремального значения критерия управления в условиях изменяющейся производственной ситуации. Они делятся на две группы: первые служат для определения оптимальных управляющих воздействий, при которых поддерживается оптимальный (или близкий к нему, т. е. рациональный) режим технологического процесса; ко второй группе относятся функции, обеспечивающие реализацию этого режима путем формирования управляющих воздействий на ТОУ. Управляющие функции второй группы соответствуют традиционным функциям локальных систем автоматизации – регулированию (стабилизации или программному регулированию) и программно-логическому управлению технологическими процессами [3].
Информационные функции (мониторинг) включают в себя сбор значений переменных процесса, их хранение, отображение в подходящей для человека форме и передача на следующие уровни системы [2].
K информационным функциям относятся те, цель которых – сбор, преобразование и хранение информации о состоянии ТОУ, представление этой информации оперативному персоналу или передача ее для последующей обработки. Основными информационными функциями являются: первичная обработка информации о текущем состоянии ТОУ; обнаружение отклонений технологических параметров и показателей состояния оборудования от установленных значений; расчет значений не измеряемых величин и показателей (косвенные измерения, расчет ТЭП, прогнозирование и т. д.); оперативное отображение и регистрация информации, обмен информацией с оперативным персоналом; обмен информацией со смежными и вышестоящими АСУ [3].
Вспомогательные функции сводятся главным образом к диагностике функционирования технических и программных средств АСУТП и поддержанию их в рабочем состоянии. Информационной основой для каждого процесса реального времени, поддерживающего АСУТП, служит база данных процесса, имеющая специфическую структуру [2].