Дипломная работа: Автоматизированные системы управления производственно-технологическими процессами
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
10
- мониторинг изменения параметров технологических процессов;
- своевременное выявление отклонений и их устранение;
- ручная настройка параметров регулятора в случае выхода его из строя.
Организация управления в АСУТП создает необходимость получения
информации о состоянии текущих технологических процессов и определение
оптимального режима работы объекта по управляющим воздействиям.
Сложность управления технологическими процессами определяется
масштабами работы предприятия, выбранными методами и формами обработки
информации и получения результатов.
К основным задачам АСУТП относятся
4
:
- сбор и обработка данных с датчиков, контроллеров и исполнительных
механизмов;
- визуализация технологического процесса с помощью
специализированного программного обеспечения;
- накопление базы данных для формирования отчетной документации и
представления ее в табличном и графическом виде.
Для управления АСУТП в настоящее время применяют SCADA-
системы. С помощью SCADA-системы разрабатывается схема управления
контроллерами, исполнительными механизмами и датчиками.
На нижнем уровне разрабатываемой схемы отображаются
исполнительные механизмы и датчики, которые могут быть представлены в
аналоговом или цифровом виде. Аналоговые приборы позволяют представить
величину в виде определенного параметра (силы тока или напряжения).
Цифровые элементы на схеме SCADA-системы представлены в виде
логических схем. Для отображения процесса обмена информацией в состав
схемы управления включают цифро-аналоговые и аналого-цифровые
преобразователи.
4
Сырецкий Г.А. Автоматизация технологических процессов и производств: практикум/
Сырецкий Г.А. – Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет,
2018. – С.25.
11
На втором уровне SCADA-системы отображают контроллеры,
выполняющие задачи автоматического управления технологическими
процессами. Основной целью управления является формирование сигналов для
работы исполнительных механизмов, а также обработка данных полученных с
датчиков управления.
К функциям серверов технологических данных относится обмен
информацией с персональным компьютером и технологическими
устройствами. Они поддерживают протоколы обмена данными с
промышленной сетью и технологическими устройствами. Параметры
технологического процесса применяются обслуживающим персоналом для
контроля текущего состояния работы АСУТП.
Следует отметить, что SCADA-система является одной из важных
составляющих рабочего места обслуживающего персонала. К основным
функциям SCADA-систем относятся
5
:
- сбор, обработка данных о текущих параметрах технологического
процесса и работы подключенных к промышленному контроллеру цифровых
устройств;
- отображение текущих параметров технологического процесса в виде
мнемосхем за определенный интервал времени;
- своевременное выявление аварийных ситуаций с выводом на экран
автоматизированного рабочего места обслуживающего персонала
технологических сообщений;
- ведение истории и архива параметров технологических процессов;
- оперативное управление параметрами технологического процесса.
На верхнем уровне АСУТП размещаются локальные промышленные и
информационные сети, связывающие автоматизированное рабочее место
обслуживающего персонала с системой контроля технологических процессов.
5
Схиртладзе А.Г. Автоматизация технологических процессов и производств: учебник/ А.Г.
Схиртладзе, А.В. Федотов, В.Г. Хомченко. – Саратов: Вузовское образование, 2015. – С.201.
12
В настоящее время в промышленных сетях используют сетевое
оборудование, основанное на технологиях Gigabit Ethernet или сегменты сети,
входящие в состав корпоративной вычислительной сети всего предприятия. С
помощью сети связываются диспетчерские, автоматизированные рабочие места
обслуживающего персонала, средства управления технологическими
процессами и другие информационные системы.
SCADA-система включает в состав специализированное программное
обеспечение, которое поддерживает работу с современными операционными
системами. Открытость SCADA-программы выражается в поддержке новых
стандартов, позволяющих организовать обмен данными между системой
управления и локальной вычислительной сетью.
Система управления технологическими процессами является
многофункциональной системой и выполняет внутренние и внешние функции.
Внешние функции проявляются в назначении системы, а внутренние –
позволяют обеспечить выполнение внешних функций
6
.
Внешние функции АСУТП разделяют на управляющие и
информационные. В состав информационных функций входят функции
предоставления обслуживающему персоналу или другим специалистам данных
о текущем состоянии технологического процесса.
Процессы сбора и обработки информации в автоматизированной
системе управления выполняет информационная подсистема, которая включает
в состав специальное оборудование, позволяющее прогнозировать параметры
технологических процессов, производить фильтрацию измерений. Также к
функциям информационной подсистемы относится вычисление параметров по
определенным алгоритмам и контроль текущего состояния параметров
процесса.
6
Латышенко К.П. Автоматизация измерений, испытаний и контроля: учеб. пособие/ К.П.
Латышенко. – Саратов: Вузовское образование, 2019. – С.142.
13
Второй составляющей АСУТП является управляющая подсистема, к
задачам которой относится выработка управляющих воздействий. К основным
функциям управляющей подсистемы относятся:
- регулирование технологических процессов на основании оптимальных
управляющих воздействий, позволяющих улучшить параметры
технологического процесса;
- программное управление нагрузками оборудования, выполняющего
формирование управляющих воздействий.
Вспомогательная система АСУТП реализует функции по заданию
алгоритмов для диагностики текущего состояния средств автоматизации и
подключенных к ним информационных систем
7
.
Для выполнения перечисленных функций подсистемами в АСУТП
предусмотрено технологическое, математическое, программное,
информационное, организационное, метрологическое обеспечение и работа
обслуживающего персонала
8
.
Техническое обеспечение представлено в виде комплекса технических
средств, позволяющих:
- формировать текущие данные о состоянии технологического объекта
управления;
- осуществлять обработку и передачу данных с формированием
управляющих воздействий;
- предоставлять данные о технологическом процессе обслуживающему
персоналу;
- формировать сигналы управления исполнительными механизмами для
влияния на ход технологического процесса;
- производить передачу информации на высшие уровни
автоматизированной системы управления.
7
Звонникова В.И. Менеджмент: учеб. пособие / В.И. Звонникова. -М:НИЦ ИНФРА-М, 2020 –
С.77.
8
Малюк В. И. Производственный менеджмент: учебник / В. И. Малюк. – Москва:
Издательство Юрайт, 2019. – С.43.
14
Состав и структура комплекса технических средств зависят от функций
и режимов работы АСУТП, а также особенностей технологического объекта.
Основой комплекса технических средств выступает микропроцессорная
техника, включающая контроллеры, преобразователи, усилители, генераторы и
другое оборудование.
Программное обеспечение представлено в виде совокупности программ
общего и специализированного назначения и документации, отражающей
функции работы комплекса технических средств.
Общее программное обеспечение включает операционные системы и
служебные программы, функциями которых являются поддержка работы
инструментального, прикладного и специализированного программного
обеспечения, выполняющего генерацию различных алгоритмов.
Общее программное обеспечение входит в состав комплекта
технических средств и применяется для конфигурирования работы АСУТП, ее
отладки и диагностики
9
.
К основным функциям специализированного программного обеспечения
относятся реализация управляющих и информационных функций локальной
автоматизированной системы управления. Наиболее сложные задачи решаются
с помощью инструментального программного обеспечения, позволяющего
выполнять подготовку программ управления технологическими процессами.
Математическое программное обеспечение представлено в виде
математических моделей, алгоритмов обработки данных, методов для
формирования команд управления технологическими процессами
10
.
Математическое и программное обеспечение непосредственно связано с
реализацией функций управления, формирования оптимальных воздействий
для изменения параметров технологического процесса.
9
Андрюков А.А. Средства автоматизации и управления: учеб. пособие/ А. А. Андрюков. –
М.: Московский технический университет связи и информатики, 2016. – С.11.
10
Переверзева М.П. Менеджмент: учеб. пособие / М.П. Переверзева –М.: ИНФРА-М, 2018 –
С.230.
Источник: https://baza.diplomsite.ru/previewfile/2531