3.2 Выбор и описание структурной схемы системы управления

Система автоматизации должна способствовать выполнению основной задачи - управлению. Исходя из основной задачи управления технологическим процессом, предлагается использовать многоуровневую распределенную систему управления. Можно выделить следующие основные функции предлагаемой АСУТП:

1) сбор данных о контролируемом технологическом процессе;

2) управление технологическим процессом, реализуемое на основе собранных данных и правил (критериев), выполнение которых обеспечивает наибольшую эффективность и безопасность технологического процесса;

3) обеспечение интерфейса оператора.

Структурную схему предлагаемой системы управления разбиваем на 3 уровня:

Первый уровень: датчики и исполнительные механизмы.

На этом уровне реализуются следующие функции:

1) непрерывное измерение технологических параметров;

2) первичная обработка информации;

3) передача полученной информации о состоянии технологического объекта на следующий уровень, как в цифровом, так и в аналоговом виде.

Первичная обработка включают в себя следующие операции:

1) линеаризация выходных сигналов датчиков с нелинейными или слабо линейными характеристиками и их масштабирование;

2) фильтрация выходных сигналов датчиков от высокочастотных помех, искажающих полезный сигнал;

3) проверка исходной информации на достоверность и коррекция результатов измерений;

4) коррекция показаний датчиков при отклонении условий измерений от расчетных.

На уровне датчиков предполагается использовать интеллектуальные датчики. Тенденция их развития, связанная с расширяющимися возможностями встроенных в них микропроцессоров, заключается в передаче им от контроллеров всё большего числа простейших типовых функций контроля и управления.

Второй уровень: контроллеры.

Это специализированная сеть микропроцессорных контроллеров РСУ и ПАЗ, ориентированными на автоматизированное управление производственными процессами в режиме реального времени и выполняющий следующие функции:

- сбор информации с нижнего уровня;

- расчет действительных значений параметров и введение поправок;

- выдача оптимальных управляющих воздействий на нижний уровень

управления.

Программирование контроллера осуществляется на ЭВМ верхнего уровня, либо специальными устройствами программирования (программаторами).

Третий уровень ЭВМ.

В качестве ЭВМ могут использоваться как ЭВМ промышленного назначения (УВМ), так и персональные компьютеры, использующие соответствующее программное обеспечение. ЭВМ осуществляет:

-сбор информации от контроллеров;

-расчет действительных значений параметров;

-расчет не измеряемых величин и обобщенных показателей;

-ведение информационной базы данных;

-выдача обработанной информации потребителю в удобном для него виде;

-контроль за режимом ведения технологического процесса.

Связь между компонентами 1-го и 2-го уровней АСУ ТП должна осуществляться электрическим способом: кодовые сигналы, аналоговые, дискретные сигналы.

Связь между компонентами 2-го и 3-го уровня должна осуществляться кодовым способом посредством специализированных промышленных компьютерных сетей обеспечивающих полный цикл обмена данными между компонентами в пределах одной секунды. 3-й уровень АСУТП должен иметь программные и аппаратные средства для подключения к информационно-управляющей системе завода, организованной на базе протокола Ethernet.