4.3.2. Средний уровень
На среднем уровне располагаются средства обработки информации и формирования управляющих воздействий – функциональные блоки, регуляторы, микропроцессорные контроллеры. Устройства среднего уровня получают информацию о состоянии технологического оборудования и режиме технологического процесса от устройств нижнего уровня, задания и режимы управления от устройств верхнего уровня и отправляют управляющие воздействия на исполнительные механизмы нижнего уровня.
4.3.3. Верхний уровень
На верхнем уровне располагаются средства вычислительной техники. Функциями верхнего уровня являются:
Обеспечение оператора необходимой, достаточной и своевременной информацией;
Организацию управления режимами работы системы в целом и ее элементов;
Расчет и выполнение действий по оптимизации работы системы;
Ведение архивов и документирования работы системы.
4.4. Технологическая структура системы
Структуру системы можно описать с точки зрения технологии. Сложный объект автоматизации представляется совокупностью технологических подсистем, которые, в свою очередь, состоят из более мелких технологических функциональных узлов, а те из совокупности агрегатов и т.д. Как правило, на любом производстве можно выделить крупные части, выполняющие относительно самостоятельную часть технологического процесса – например, котел, турбина и генератор в составе энергоблока, производящего электроэнергию. Разбиение объекта на функциональные узлы основано на выделении отдельной технологической задачи либо нескольких связанных задач в отдельный узел. Следствием этого является то, что каждый функциональный узел достаточно автономен. Интенсивность его взаимодействия с остальной системой или другими узлами на порядки ниже, чем внутри его. Если структура системы автоматизации, образованная связанной сетью автономных устройств автоматизации, каждый из которых обслуживает свой функциональный узел, адекватна технологической структуре объекта, то при этом в системе будет минимальная интенсивность взаимосвязей между образующими ее элементами.
4.5. Техническая структура
Техническая структура (или структура технических средств) описывает систему с точки зрения ее технической реализации – состав технических средств, их размещение на объекте, распределение по уровням иерархии и зонам технологической структуры, взаимодействие отдельных элементов системы. В реальной системе – это: вычислительная техника, контроллеры, полевые устройства – датчики и исполнительные механизмы.
4.5.1. Средства интерфейса “оператор–система”
Одной из важнейших задач любой человеко-машинной системы является организация эффективного взаимодействия оператора и системы, т.е. организация человеко-машинного интерфейса. Эта задача решается с помощью вычислительного комплекса, состоящего из персональных компьютеров. Представление информации оператору организуется с помощью мониторов вычислительных машин. Для этой цели обычно применяются цветные мониторы с диагональю экрана 21 дюйм и более. Довольно часто стали применять большие плазменные панели или проекционные экраны. Информация представляется, в основном, в виде мнемосхем, но кроме того, может быть в виде графиков, текстов, барграфов. На мнемосхеме изображается схема технологического процесса (или фрагмента процесса). Условными значками показаны технологическое оборудование, потоки материалов и энергоносителей, запорная и регулирующая арматура.
Рис
Рис
Рис
Дистанционное управление системой и технологическим процессом оператор осуществляет также непосредственно с экрана монитора. Для взаимодействия с экраном у оператора имеются мышь и клавиатура. Причём, клавиатура используется для неоперативных действий (ввод информации), а мышь для оперативных действий – переключение экранных окон, активизация фрагментов мнемосхемы и управляющих символов (кнопок), квитирования аварийных сообщений. Почти всё дистанционное управление организуется через микропроцессорные контроллеры и вычислительную технику. Исключение составляют лишь кнопки аварийного отключения оборудования с целью предотвращения аварийной ситуации – отключение подачи топлива, воды, воздуха и т.п. Эти кнопки напрямую включены в электрическую цепь оконечного устройства. На пульте оператора они обычно прикрыты защитным экраном.