2. Функциональные структуры асу тп

Организация управления в АСУ ТП связана с необходимо­стью получения информации о ходе ТП и определения оптималь­ного режима функционирования объекта, с реализацией най­денных оптимальных управляющих воздействий на ТОУ. Содер­жание основных этапов в реализации управления на ТОУ ил­люстрирует рис. 8.2.

Сложность управления ТОУ определяется большой размер­ностью вектора информации (характеризующей текущее состоя­ние ТОУ). разными методами ее обработки и формами исполь­зовании полученных результатов. Обеспечение оптимального хо­да процесса в АСУ ТП возможно за счет реализации в этих системах множества взаимосвязанных операций: сбора, хране-

97

4 • Лстоылтхкд и ытоыатммиия

Техновопиеский 0

			Накопление
			данных
			. * \
			Анализ и
Я			обработка
			данных

объект управления ТОУ

		Подготовка вариантов решении
Вывод информации				Принятие решении		Реавюацкя решения

Рнс. 8.2. Основные этапы в реализации управлении ТОУ

ния, анализа и переработки информации о ТОУ; показании, регистрации или инлнкаинн одних переменных и регулирования других, реализации набора определенных решений по управле­нию (U). Выполнение перечисленных операций называется функ­ционированием системы, т. е. выполнением ею установленных функций.

По сравнению с АСР (см. главу 5) любая АСУ ТП является многофункциональной системой. Различают внешние и внутрен­ние функции АСУ. Внешними являются функции, определяемые назначением системы, внутренними — служебные функции, обес­печивающие качественное выполнение основных, внешних функ­ций. Внешние функции АСУ ТП разделяют на информационные и управляющие. К информационным относятся такие функции АСУ ТП, результатом выполнения которых является представ­ление оператору ТП нли внешним потребителям информации о ходе управляемого процесса.

Характерными информационными функциями АСУ ТП явля­ются следующие: контроль текущих значений основных парамет­ров процесса (//it».); проверка соответствия параметров процесса допустимым значениям ({/<• ^ у<п« ^ уЬ и информирование персо­нала о возникновении несоответствия; измерение или регистра­ция параметров по вызову оператора; вычисление некоторых параметров или комплексных показателей, не поддающихся непосредственному измерению (например, показателей, характе­ризующих качество готовой продукции); вычисление технико- экономических показателей работы ТОУ и др.

Управляющие функции АСУ ТП включают мероприятия по выработке и реализации управляющих воздействий на ТОУ. К основным управляющим относятся следующие функции: ста­билизация параметров ТП на значениях, определяемых техно­логическим регламентом (y,=const); программное управление по заданным программам, в том числе пуск и остановка отдельных машин и аппаратов; логическое управление в типовых ситуациях, определение «узкого места» и согласование нагрузок последо­вательно работающих аппаратов; формирование и реализация управляющих воздействий, обеспечивающих достижение режима.

оптимального по технологическому или технико-экономическому критерию.

По способу реализации информационных и управляющих функций можно выделить три основные разновидности систем с вычислительным комплексом (ВК), выполняющим следующие функции: информационные, функции центрального управляюще­го устройства (системы супервнзорного управления) и непосред­ственного цифрового управления (НЦУ).

Функциональные структуры перечисленных АСУ ТП с вычис­лительным комплексом представлены на рис. 8.3. Блок получе­ния, сбора и формирования информации предназначен для отра­ботки сигналов, характеризующих текущее состояние ТОУ. Источниками информации, передаваемой на блок отображения информации, в ВК и непосредственно в АСР отдельных парамет­ров, являются датчики разных типов. В информационных АСУ (рис. 8.3, а) ВК получает необходимую информацию о состоянии ТОУ, осуществляет централизованный контроль его работы, вы­числение комплексных технических и технико-экономических по­казателей.

Данные об объекте, полученные на ВК, наряду с передачей на блок отображения информации могут передаваться и в выше­стоящие АСУ. От них в ВК поступает нормативная и плановая информация для рассматриваемой системы. Характерной особен­ностью информационной системы является то, что задачи анали­за информации, принятия решений, а также осуществления уп­равляющих воздействий возложены на оперативный персонал. По мере накопления опыта проектирования и эксплуатации АСУ ТП на вычислительный комплекс стали возлагать задачи анализа информации, предназначенной для подготовки управления и вы­дачи рекомендаций оперативному персоналу по управлению ТОУ. Такие системы стали выделять в класс систем, работающих в режиме «советчика».

В автоматизированной системе управления ТП с ВК, выпол­няющим функции супервнзорного управления (рис. 8.3, б), вы­числительный комплекс включен в замкнутый контур автомати­ческого управления. Особенностью супервнзорного управления является ведение процесса в режиме, близком к оптимальному. Работа комплекса по сбору информации ТОУ мало отличается от описанной выше. Переработка информации в системе супер- визорного управления и определение управляющих воздействий осуществляются с использованием модели объекта, а результаты затем преобразуются в сигналы изменения задания и настроек регуляторов. Ввиду того что в этих системах в контур управле­ния включен ВК, за оперативным персоналом остаются функции наблюдения за работой системы и вмешательства в процесс уп­равления в аварийных ситуациях (пунктирные линии связи).

Автоматизированные системы управления технологическими процессами с ВК непосредственного цифрового управления яв- ляютси системы, в которых ВК выполняет функция регуляторов по формированию управляющих воздействий. В системе НЦУ (рис. 8.3, в) сигналы на исполнительные органы поступают не­посредственно с ВК. Это характерно для каждого контура управ­ления. Число контуров может достигать нескольких сотен и оп­ределяется ТОУ и мощностью ВК. Применяемый в НЦУ подход обеспечивает возможность разработки гибких систем, так как ВК реализует программно любой закон регулирования; измене­ние закона регулирования достигается сменой рабочей про­граммы.

а

Рнс. 8.3. Функциональные структуры АСУ ТП: а — ВК выполняет информационные функции: б — ВК выполняет функции супертиорного управлении:

Г"

Иепояипмь- ные органы

Автоматические (Ушлеми» гйпо —— системы регули- —

Отображение

U

ромнш

1_

информации

Оперативный

L

персонал

АСУТП]

Рнс. 8.3 (продолжение)

я ВК выполняет функции непосредственного цифрового упрввленнк (НЦУI

В структуре непосредственного цифрового управления АСР сохраняются как резервные элементы, иначе выход из строя ВК может привести к потере управляемости объектом В рассмат­риваемой системе оперативный персонал контролирует работу си­стемы. меняет диапазон допустимого изменения измеряемых ве­личин. имеет доступ к управляющим программам.