3.3. Автоматизированные системы управления технологическими процессами

АСУ ТП – это АСУ для выработки и реализации воздействий на технологический объект управления (ТОУ) в соответствии с принятыми критериями управления. АСУ ТП – это человеко-машинная система управления, цель функционирования кото- рой – оптимизация работы объекта путем соответствующего выбора управляющих воздействий.

Критерий управления – это соотношение, характеризующее качество работы ТОУ и принимающее числовые значения в зависимости от используемых управляющих воздействий.

ТОУ – это совокупность технологического оборудования и реализованного в нем по соответствующим алгоритмам и регламентам технологического процесса.

В зависимости от уровня АСУ ТП технологическими объектами управления могут быть технологические агрегаты и установки, группы станков, а также отдельные производства (участки, цеха), реализующие самостоятельный процесс. Критериями управления могут быть: технико-экономичес­кие показатели (себестоимость изделия при заданном качестве, производительность ТОУ при заданном качестве изделия) или технологические показатели (характеристики изделия).

Важной проблемой при проектировании АСУ ТП является декомпозиция системы управления. Основная цель декомпозиции – разделение системы управления на части, имеющие меньшую сложность, с целью обеспечения условия для анализа и синтеза подсистем, для проектирования, построения, внедрения, эксплуатации и совершенствования системы управления.

Первой проблемой декомпозиции систем управления является разделение системы на части с меньшим числом элементов. Обычно систему разделяют таким образом, чтобы подсистемы поддавались классификации, например: по функциям управления, по иерархии управления и другим. Также учитывают естественную декомпозицию, которая имеет место в существующей структуре управления. Это упрощает работу по декомпозиции системы, однако следует критически оценивать ситуацию с учетом выбранной цели управления.

АСУ ТП должна быть построена таким образом, чтобы все подсистемы имели свои локальные цели, выбранные в соответствии с общей целью управления.

Второй проблемой является проблема декомпозиции критерия, т. е. формирования субкритериев – критериев функционирования подсистем. Необходимость в формировании критериев функционирования подсистем обусловлена тем, что критерий управления АСУ ТП является достаточно общим.

Третьей проблемой является оценка функционирования подсистем с точки зрения оценки степени отклонения полученных результатов от оптимальной потребности системы в целом.

Наиболее известные направления декомпозиции АСУ ТП позволяют выделить следующие подсистемы.

Структурные подсистемы соответствуют структурному построению ТОУ (например, в цехе – это подсистема участков, групп оборудования). Структурная декомпозиция имеет место, если ТОУ неоднороден настолько, что алгоритмы управления для всех подсистем разные.

Функциональные подсистемы соответствуют отдельным функциям управления, например: подсистема контроля, подсистема оперативного управления. Они отражают сущность управления и поэтому применимы в АСУ ТП любого назначения и применения.

Указанные направления декомпозиции АСУ ТП и некоторые другие позволяют достаточно просто разделить систему управления и учесть в проекте все особенности, обеспечить независимое поэтапное внедрение большинства подсистем и успешное их функционирование.