34. Структура и задачи асу тп.

Структура и задачи АСУ ТП работающей в режиме советчика.

В таких системах кроме сбора и обработки информации выполняются следующие функции: определение рационального технологического режима по отдельным технологическим параметрам или всему процессу в целом; определение управляющих воздействий по всем или отдельным управляемым переменным процесса; определение значений уставок локальных регуляторов.

В системах-советчиках данные о технологическом режиме и управляющих воздействиях поступают через средства отображения информации в форме рекомендаций оператору, который может принять или отвергнуть их. Решение оператора основывается на собственном понимании хода технологического процесса и опыте управления им. Схема системы-советчика совпадает со схемой системы сбора и обработки информации (рис. 1).

Существуют разные способы организации функционирования системы-советчика. В одних случаях вычисления управляющих воздействий производятся всякий раз, когда фиксируется отклонение параметров процесса от заданного технологического режима. Процесс вычисления инициируется программой-диспетчером, которая содержит подпрограмму анализа состояния процесса. В других случаях вычисления управляющих воздействий инициируется оператором в форме запроса. При этом оператор имеет возможность ввести необходимые для расчета дополнительные данные — информацию, которую невозможно получить путем измерения параметров процесса или содержать в системе как справочную или нормативную, так как она носит качественный характер. Например, в ходе процесса может возникнуть необходимость либо пожертвовать качеством выходного продукта и при этом выполнить задание по количеству, либо уменьшить количество, но при этом сохранить заданное качество, т. е. требуется выбрать критерий, на основе которого будут определяться технологический режим и воздействия. Делая выбор критерия, оператор может руководствоваться огромным числом различных факторов, часть из которых невозможно выразить формально.

В тех случаях, когда дополнительные данные разнообразны, а объем их достаточно велик, общение оператора с ЭВМ строится в форме диалога, который может быть организован, например, следующим образом. В алгоритм вычисления технологического режима или воздействия включаются альтернативные узлы, т. е. такие точки, после которых процесс вычисления может продолжаться по одному из нескольких различных вариантов. Если логика алгоритма приводит процесс вычисления к альтернативному узлу, расчет прерывается и оператору посылается просьба о сообщении определенной дополнительной информации, на основе которой выбирается один из альтернативных путей продолжения расчета.

Системы-советчики применяются в тех случаях, когда требуется осторожный подход к решениям, выработанным формальными методами, что связано с неопределенностью в математическом описании управляемого процесса. Неопределенность выражается в различных формах. Наиболее часты следующие:

математическая модель недостаточно полно описывает процесс, так как связывает лишь часть управляющих и управляемых переменных процесса;

математическая модель адекватна процессу лишь в узком интервале изменения технологических параметров (например, в случае замены существенно нелинейных функциональных зависимостей их линейным приближением);

критерии управления носят качественный характер и существенно изменяются в зависимости от большого числа внешних факторов.

Неопределенность описания может быть как вынужденной, отражающей плохую изученность сложного процесса, так и преднамеренной, вызванной тем, что реализация полной и адекватной модели требует применения крупной дорогостоящей ЭВМ, что в конкретном случае не оправдывается экономически.

Структура и задачи АСУ ТП, работающей в супервизорном режиме.

ЭВМ в режиме супервизорного управления. АСУ ТП, функционирующая в режиме супервизорного управления, представляет собой двухуровневую иерархическую систему (рис. 1).

Р ис. 1. АСУ ТП с ЭВМ в режиме супервизорного управления

Нижний уровень, непосредственно связанный с процессом, образуют локальные регуляторы отдельных технологических параметров. На верхнем уровне управления установлена ЭВМ, основной функцией которой является определение оптимального технологического режима и вычисление на его основе значений настроек (уставок) локальных регуляторов. Входной информацией для вычисления уставок являются, во-первых, значения некоторых управляемых параметров, измеряемые датчиками Ду регуляторов, во-вторых, контролируемые параметры состояния процесса, измеряемые датчиками Дк. Оператор с пульта управления имеет возможность вводить дополнительную информацию, в частности изменять ограничения на управляемые и управляющие переменные, уточнять критерий управления в зависимости от внешних факторов.

Возможны два варианта реализации супервизорного управления: с математической моделью и без нее. Если имеются достаточно адекватная модель процесса и критерий управления (целевая функция),

то вычисление уставок регуляторов может быть организовано как решение задачи оптимального управления. В тех случаях, когда из-за сложности процесса или из-за экономической нецелесообразности модель процесса не строится, управление можно организовать как процесс экспериментального поиска экстремума целевой функции управления, -когда оптимальный технологический режим ищется методом проб.

Супервизорный режим позволяет осуществлять автоматическое управление процессом. Роль оператора сводится к наблюдению за процессом и, в случае необходимости, к корректировке цели управления и ограничений на переменные.

Структура и задачи АСУ ТП с цифровым управлением.

о тличие от супервизорного управления при непосредственном цифровом управлении управляющие воздействия рассчитываются ЭВМ и передаются непосредственно на исполнительные органы. Режим непосредственного цифрового управления позволяет исключить локальные регуляторы с задаваемой уставкой. На рис. 1 показана структура АСУ ТП с ЭВМ в режиме непосредственного управления. Как и при супервизорном управлении, здесь функции оператора заключаются в наблюдении за процессом и в его корректировках в случае необходимости.

Рис. 1. АСУ ТП с ЭВМ в режиме непосредственного цифрового управления