Автоматизированные системы управления технологическими про­цессами

В наиболее общем случае АСУ ТП представляет собой зам­кнутую сис­тему (рис. 74), обеспечивающую автоматизированный сбор и обработку ин­формации, необходимой для оптимизации управления технологическим объ­ектом в соответствии с принятым критерием, и реализацию управляю-щих воздействий на техноло­гический объект.

Error: Reference source not found

Рис. 74. Информационная структура системы управления

технологиче­скими процессами:

1 – преобразователь дискретных сигналов в непрерывные;

2 – преобразователь непрерывных сигналов в дискретные

117

Технологический объект управления (ТОУ) – это совокуп­ность техно-логического оборудования и реализованного на нем по соответствующим ал­горитмам и регламентам технологического процесса. В зависимости от уровня АСУ ТП технологическим объектом управления могут быть груп-пы станков, отдельные цехи, участки, реализующие самостоятельный тех-нологи­ческий или производственный процесс всего предприятия, если уп-равление им сводится к рациональному выбору и согласованию режимов работы агрегатов, участков и производств. Совместно функционирующие технологический объект управления и управляющая им АСУ ТП образуют гибкую производственную систему.

Степень достижения поставленных целей в любой системе принято ха­рактеризовать с помощью критерия управления. Критерием может быть тех­нико-экономический показатель, на­пример себестоимость выходного изде­лия при заданном качестве, производительность технологического объекта управления при заданном качестве выходного изделия.

В управляемом технологическом процессе можно выделить основные потоки информации, характеризуемые следующими груп­пами параметров.

1. Измеряемые параметры = (x₁, х₂, .... х_п), к которым относятся изме-ряемые, но неуправляемые параметры, зависящие от внешних факторов (па­раметры заготовок, характеристики тех­нологического и вспомогатель-ного оборудования, инструмента, оснастки и др.); выходные параметры, характе­ризующие качество выпускаемых изделий; выходные параметры, по которым непо­средственно или путем вычислений определяют эффек-тивность произ­водственного процесса (производительность, экономич-ность и др.), или огра­ничения, наложенные на условия его протекания.

2. Управляемые параметры = (y₁, y₂, .... y_m), которые могут изменяться соответствующими исполнительными механизмами, уставками регулято-ров и т.п.

3. Неизмеряемые и неуправляемые параметры f = (f₁, f₂, ..., f_k) – изме-няю­щиеся со временем характеристики технологиче­ского оборудования, сырья, износ инструмента, отказ оборудования и др. Наличие по­добных случайных фак­торов, воздействующих на объект управления, может значи-тельно влиять на управляемую величину и придавать стохастический характер потокам требований на обслуживание.

На вход управляющего вычислительного комплекса (УВК) от датчиков (термопар, индуктивных датчиков, счетчиков готовой продукции и др.) по­ступает измерительная информация о теку­щих значениях параметров ,

118

харак­теризующих ход технологи­ческого процесса (состояние и параметры заготовок, качество обработанных деталей, их количество и др.), УВК об-ра­батывает эту информацию в соответствии с принятым законом управ-ления (алгоритмом управления), определяет управляющие воздействия которые необходимо приложить к испол­нительным ме-ханиз­мам для изменения управляемых параметров , с тем чтобы управ-ляемый процесс протекал оптимальным обра­зом.

Многие измерительные датчики вырабатывают свои сигналы в виде на­пряжения, силы тока, сопротивления, угла поворота и тому подобного, т.е. в форме не­прерывного (аналогового) сигнала. Подводи­мые к исполнитель-ным механиз­мам управляющие воздействия должны вырабатываться в форме напряже­ний, т.е. так же в аналоговой форме.

УВК оперирует цифровыми величинами, поэтому на ее входе величи-ны x преобразуются в цифровую форму, а вырабатываемые УВК управ-ляющие воздействия из цифровой формы могут преобразовываться в ана-логовую.

АСУ ТП осуществляет управление в темпе технологического процесса, т.е. в реальном режиме времени.

В системе обработки информации в реальном режиме времени для каж­дой задачи устанавливают реально необходимый отрезок времени, в тече­ние которого соответствующий запрос должен быть безусловно выполнен. При большом числе абонентов определяют очередность обслуживания, ко-торая, однако, может быть нарушена с учетом приоритетов, например в аварийной ситуации.

Автоматическое распределение машинного времени открыло новые пу-ти эффективного использования ЭВМ. Такое распределение позволяет опе-ратору вести непрерывный диалог с машиной; несколько пользователей могут участвовать в управлении процессом при посредничестве ЭВМ, рас-по­лагающей большими информационными ресурсами и высоким быстро-дейст­вием при выполнении арифметических и логических операций.

Достижение конечных целей в АСУ ТП зависит от выполнения опре-де­ленной последовательности операций и вычислительных процедур, ко-

119

торые могут быть скомпонованы в виде типовых по своему составу моду-лей и объ­едены в комплекс типовых функций АСУ ТП (рис. 75).

Error: Reference source not found

Рис. 75. Обобщенная структура АСУ ТП

К функциям АСУ ТП относят регулирование отдельных технологичес-ких параметров, логическое управление операциями, программное логи-ческое управление производственными участками, включающие группы стан­ков, оптимальное управление установившимися и переходными про-цессами, а также оперативная корректировка суточных и сменных графи-ков производ­ства продукции.