1. Иерархическая структура распределенной системы управления технологическими процессами.
В большинстве технологических процессов можно выделить несколько иерархических или административных уровней. Они более или менее соответствуют различным решениям, которые должны приниматься для управления технологическими процессами.
К нижнему уровню иерархии предприятия относятся механизмы и устройства, которые непосредственно соприкасаются с процессом, — датчики и исполнительные механизмы. Это уровень локального управления (field control level) или уровень датчиков/исполнительных механизмов (sensors/actuators level). Как следует из названия, на этом уровне расположено оборудование, которое непосредственно связано с техническим процессом.
На уровне управления процессом (process control level) находятся ЭВМ, регуляторы и другие "интеллектуальные" устройства, которые ведут наблюдение за процессом и управляют им с помощью датчиков и исполнительных механизмов. Уровень управления процессом являются самым нижним, на котором могут приниматься автономные решения.
Следующий, более высокий уровень — это уровень управления участком (cell control level). Этот уровень управления прямо не связан с техническими процессами, а обменивается информацией в виде опорных и текущих значений величин с выше и нижележащими уровнями. В случае производственного участка, на котором разные станки связаны в технологическую цепочку для выполнения определенных операций, происходит интенсивный горизонтальный обмен данными (т. е. на одном уровне) для координации работы различных механизмов при меньшем вертикальном обмене с верхними уровнями.
На уровне управления производством (production control level) координируется деятельность нескольких участков для достижения равномерного потока материалов или энергии (выход одного производственного участка является входом для другого).
Наконец, на уровне стратегического управления (management control level) принимаются общие решения, которые влияют на работу всего предприятия.
Несмотря на вынужденную условность, иерархическая модель дает очень полезную основу для анализа и структурирования системы управления.
2. Сбор данных и потоки информации в управлении технологическими процессами.
Требования к потокам информации резко отличаются на разных уровнях управления. В общем случае все объекты, расположенные на одинаковых уровнях иерархии, интенсивно обмениваются информацией между собой; обмен данными между уровнями обычно менее интенсивен и не критичен ко времени. В целом предприятие может рассматриваться как строго упорядоченная система реального времени, в которой информация на каждом уровне должна обрабатываться с соответствующей скоростью.
Типичные требования к информации о процессах (все показатели — ориентировочные).
Требования к информационным потокам в пределах каждого из уровней иерархии могут существенно различаться. В системах реального времени обработка данных должна выполняться быстрее, чем происходят изменения в управляемом процессе. Похожее утверждение справедливо для процессов вообще. Естественно, что время реакции отличается на разных уровнях и увеличивается по мере повышения уровня одновременно с объемом обрабатываемой информации.