3.6.2. Загальна класифікація і характеристика систем управління

Системи управління можна умовно поділити на 2 види:

■ відносно малі локальні системи автоматизації (ЛСА), які виконують свої функції автоматично, тобто, без втручання людини в процес управління, і управляють процесами в апаратах, машинах.

■ великі автоматизовані системи управління (АСУ) технологічними процесами (АСУ ТП) та підприємством (АСУ П), які застосовуються для управління технологічним процесом у відділеннях, цехах або на підприємстві в цілому. Такі системи являють собою сукупність малих (локальних) систем, які об’єднані загальним призначенням та метою. Для обробки інформації від об'єкта управління та вироблення рішень з управління в АСУ ТП застосовують управляючі електронно-обчислювальні машини (ЕОМ) та мікропроцесорні пристрої. В АСУ ТП в управлінні, як правило, бере участь і людина.

До локальних систем автоматизації відносяться: інформаційно-вимірювальні системи (ІВС), автоматичні системи контролю (АСК), сигналізації, блокування, захисту обладнання від аварій, та системи автоматичного регулювання (АСР).

Інформаційно-вимірювальна система (ІВС) – це сукупність технічних засобів для проведення автоматичних вимірювань основних параметрів технологічного процесу. ІВС може бути одно- (рис.3.6.2) та багатопараметричною (рис.3.6.3) .

Рис. 3.6.2. Однопараметрична ІВС. Рис. 3.6.3. Багатопараметрична ІВС.

ІВС складається із:

■ ПВП – первинного вимірювального перетворювача (його ще називають чутливим елементом, датчиком чи сенсором), який безпосередньо знаходиться під дією вимірювального параметру;

■ ПП – передавального перетворювача, який перетворює сигнал ЧЕ в електричний чи пневматичний сигнали, що можуть передаватися на відстань по лінії звязку (ЛЗ);

■ ВП - вторинного вимірювального приладу, який сприймає передану від

об’єкта управління інформацію про параметр Х і відображує його в зручному для оператора вигляді.

Ланцюг «ПП- ЛЗ – ВП» ще називають системою дистанційної передачі (СДП), яка формує сигнал необхідного діапазону та потужності для передачі по лінії зв’язку і безпосередньо відтворює значення параметру на вторинному приладі, який встановлений на пульті (щиті) оператора технологічної лінії.

В багатопараметричній ІВС кожний окремий ланцюг вимірювання певного параметру називається інформаційно-вимірювальний канал (ІВК).

Автоматична система контролю (АСК) здійснює контроль будь-якого па­раметру технологічного процесу. Контроль – це процедура встановлення відповідності між станом об’єкта та його нормою.

АСК, як правило, складається із ІВС (ІВК), яка перетворює величину, що контролюється, в сигнал зручний для вимірювання або запису, та доповнюється пристроями захисту обладнання від аварій, пристроями автоматичного блокування, а також доповнюється автоматичною сигналізацією, що подає оптичний або звуковий сигнал, коли параметр досягає граничного значення.

Пристрої захисту обладнання від аварій здійснюють необхідні перемикан­ня в схемі автоматизації з метою захисту устаткування або персоналу, якщо певні параметри досягають гранично допустимих значень.

Пристрої автоматичного блокування подають сигнали на заборону (блоку­вання) операцій, що можуть призвести до аварійної ситуації.

Найбільш поширеними серед локальних автоматичних систем є автомати­чні системи регулювання (АСР), які призначені підтримувати на заданому рівні регульовану змінну, що характеризує стан об'єкта регулювання.

Покращання виробничих показників, скорочення витрат сировини та під­вищення якості готової продукції на підприємствах харчових виробництв можливе з розширенням та ускладненням завдань управління технологічними об'єктами, що значною мірою вирішується за рахунок застосування автоматизованих систем управління (АСУ).

АСУ - це система, яка забезпечує збирання, переробку, аналіз, зберігання та використання інформації за допомогою математичних методів, які дозволяють виконувати оптимальне управління. Оптимальним називають таке управління, за якого досягається максимальне або мінімальне значення критерію управління з обов'язковим виконанням інших показників, що називають обмеженням. Критерій управління – це показник, який характеризує якість ведення технологічного процесу та який приймає різні значення залежно від управляючої дії тна об’єкт. Це можуть бути технологічні або техніко-економічні показники: якість продукції, витрати сировини, продуктивність обладнання, прибуток, собівартість. Наприклад, система управління повинна так міняти управляючі дії, щоб зробити мінімальною собівартість продукції (критерій) за її кількості не меншій від планової та заданих показниках якості (обмеження).

Управління відносно простими об’єктами проводититься автоматично, але в

більшості випадків виконується автоматизовано, тобто, за участю людини.

Для збирання та обробки великої кількості інформації від об’єкта, розробки рекомендацій по управлінню в АСУ застосовують управляючі ЕОМ або мікропроцесорні контролери, однак відповідальність за рішення по управлінню в автоматизованому режимі лежить на людині. Ефективність застосування АСУ на підприємствах харчових виробництв визначається їх специфікою: наявність системи складних та зв'язаних між собою об'єктів, переважання безперервних технологічних процесів, необхідність суворого дотримання рецептур та параметрів процесів, упровадження складних біохімі­чних методів обробки продуктів.

Розрізняють два основних види АСУ: АСУ ТП та АСУ П.

АСУ ТП - це людино-машинна система, яка забезпечує збір та обробку інформації, яка необхідна для оптимізації управління технологічним об’єктом в відповідності з прийнятим критерієм, а також виконання керуючих дій на об’єкт.

Під АСУ ТП розуміється сукупність технічних і вимірювальних засобів, а також пристроїв міктропроцесорної техніки та ЕОМ, які встановлені на технологічній лінії, працюють під єдиним програмним забезпеченням і вирішують задачу ведення технологічного процесу в оптимальному режимі.

Для АСУ ТП сукупність обладнання та реалізований на ньому технологічний процес має назву ТОУ (технологічного об’єкта управління). Призначення АСУ ТП полягає в оптимальному проведенні процесу у відповідності із вибраним критерієм та забезпечення суміжних і вищих за ієрархією систем. Під час створення АСУ ТП повинно бути визначено мету функціонування системи та критерій управління.

Більш вищий рівень ієрархії займає АСУП – автоматизована система управління підприємством. На відміну від АСУ ТП АСУП вирішує переважно економічні завдання підприємства – планування фінансового забезпечення, збут. Критерієм управління АСУП найчастіше є прибуток підприємства за плановий період. АСУ ТП отримує від АСУП планову інформацію, що висвітлює завдання та обмеження (об’єм продукції, обмеження з ресурсів, задані значення техніко-економічних показників тощо) і передає на верхній рівень звітну інформацію, що характеризує хід технологічного процесу та виконання планових завдань.