1.6 Системи автоматизації технологічних процесів
Будь-яка система є сукупністю частин цієї системи, що знаходяться у взаємному зв'язку. Ми розглядаємо системи, здатні здійснювати автоматизацію технологічних процесів тобто збирати, обробляти і аналізувати інформацію, що характеризує стан ТП, виводити її оператору, а також через оператора або самостійно здійснювати дії, що впливають на ТП. Це має бути набір технічних засобів, взаємодія яких повинна відбуватися по певним законам так, щоб забезпечити заплановане протіканя технологічного процесу. Таку систему називають автоматизованою, або автоматичною системою управління технологічним процесом.
Автоматизована (автоматична) система керування технологічними процесами (АСКТП) - це сукупність технічних засобів і методів збору, обробки, аналізу і видачі інформації і впливу на ТП, які у взаємодії з людиною і (чи) між собою забезпечують заплановане протікання технологічного процесу.
Якщо прийняття і реалізація рішення про вплив на ТП за результатами аналізу інформації про технологічні параметри робиться людиною, то така система керування називається автоматизованою (рисунок 1а). В такій системі людина отримує інформацію про технологічні параметри і результати її аналізу у вигляді повідомлень, таблиць і графіків на екрані дисплея і через інші засоби аудіовізуального представлення інформації. Часто система розраховує на основі цих даних рекомендовані значення дій, що впливають на ТП, проте вирішення питання про використання цих рекомендацій залишається за людиною. З одного боку, людина може бути джерелом обмежень : іноді вона не може прийняти швидкого рішення, а іноді може прийняти неправильне рішення.
Рисунок 1 - Автоматизована (а) та автоматична (б) системи керування
З іншого боку, включення людини в систему керування ТП дозволяє уникнути аварійних ситуацій при виході з ладу яких-небудь елементів системи керування, оскільки людина може вибрати і прийняти необхідне рішення і продовжити технологічний процес навіть за відсутності частини інформації (на допомогу приходять досвід, кваліфікація і інтуїція). Наприклад вихід з ладу датчика температури в системі аварійній зашиті, що відключає технологічне устаткування, може бути сприйнятий людиною (оператором) як інформація до міркування: оцінивши ситуацію, він може і не переривати процес, якщо інші параметри знаходяться в нормі.
Якщо система управління за результатами аналізу інформації сама приймає і реалізує рішення про вплив на ТП, то така система називається автоматичною або системою зі зворотним зв'язком (рисунок 1б). така система керування з’єднана з об'єктом управління не лише на вході, де вона отримує інформацію про технологічні параметри, але і на виході, де вона створює впливи, що керують на технологічним процесом. Людина не приймає безпосередньої участі в управлінні і є лише спостерігачем, готовим втрутитися в аварійних ситуаціях.
Хоча в автоматичних системах управління завжди є програми відпрацювання аварійних ситуацій, інтелект людини, з одного боку, завжди вище за інтелект машини і він може передбачити розвиток подій, не доступний машинному аналізу. З іньшої сторони, швидкість реагування системи на аварійну ситуацію може бути набагато вище за швидкість реакції людини. Трагічним результатом усунення системи захисту від стеження за ситуацією є аварія на атомній електростанції в Чорнорилі в 1986 р.
Як було зазначено раніше, збір, обробка і аналіз інформації про ТП і роботу устаткування відносяться до сфери контролю. Розглянуте включення людини в систему управління відбувається на етапі ухвалення рішення за результатами аналізу, тобто вже за результатами контролю. Тому та частина технічних засобів системи управління, яка виконує операції контролю, працюючи без втручання людини, може бути розглянута як окрема автоматична система контролю (АСК). Коли ідеться про автоматизовану або автоматичну систему управління, завжди мають на увазі наявність в її складі АСК.
Окрім систем контролю і керування є ще один різновид автоматичних систем. Він пов'язана з окремим випадком управління, що має на меті підтримувати постійність або зміну за заданим законом якогось одного технологічною параметра. Цей різновид управління називається регулюванням, і реалізує її система автоматичного регулювання (САР).
Реальні АСК ТП є комбінованими, тобто одні технологічні параметри підтримуються за допомогою САР, інші відстежуються технічними засобами самої АСК, в склад якої входить і АСК.