4.1 Асу: уровни управления.

Эффективность работы предприятия (производительность труда, качество и конкурентоспособность выпускаемой продукции и т.п.) предполагает возможность оперативного доступа к достоверной и точной информации из любой точки управления производством.

Учитывая иерархичность структуры предприятия, эта задача решается на основе многоуровневой АСУ, представленной на рис. 4.1.1. в виде пятиуровневой пирамиды.

Рис. 4.1.1. Уровни интегрированной и распределенной АСУ

Нулевой уровень (уровень I/O –input/output– ввода/вывода). Включает набор первичных преобразователей (датчиков) и исполнительных механизмов, встраиваемых в конструктивные узлы технологического оборудования и предназначенных, соответственно, для ввода первичной (технологической) информации и вывода (реализации) управляющих воздействий.

Первый уровень (control – непосредственное управление). Служит для непосредственного автоматического управления технологическими процессами с помощью промышленных контроллеров (programmer logic controller - PLC), например, Allen-Bradley, Simatic, Honeywell, Advantech и др.

Необходимость обмена информацией между нулевым и вторым уровнями в темпе реального процесса накладывает достаточно жесткие ограничения на этот режим.

В PLC загружаются программы и данные из компьютеров второго уровня (SCADA-уровень) (например, уставки, обеспечивающие координацию и управление агрегатом по критериям оптимальности управления в целом), а на второй выводить оперативную, диагностическую и служебную информацию, т.е. данные о состоянии агрегатов, технологического процесса.

Обмен в локальных промышленных сетях выполняется в стандартах Bitbus, Profibus и т.п.

Второй уровень (SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition – сбор данных и диспетчерское управление). Предназначен для отображения (визуализации) данных о производственном процессе и оперативного комплексного управления различными агрегатами при участии диспетчерского персонала. (см. п. 4.3.)

Компьютеры второго уровня объединяются в однородную локальную сеть предприятия (типа Ethernet) с выходом на третий уровень управления.

Третий уровень (MES – Manufacturing Execution System – производственная исполнительная система). Выполняет упорядоченную обработку информации о ходе изготовления продукции в цехе, а также является источником необходимой информации в реальном времени для верхнего уровня управления предприятием – планирования ресурсов предприятия (MRP и ERP-уровни) и оптимизации управления ресурсами цеха как единого организационно-технологического объекта по заданиям, поступающим с верхнего уровня.

Четвертый уровень (MRP – Manufacturing Resource Planning и ERP – Enterprise Resource Planning – планирование ресурсов предприятия). Предназначены для автоматизации планирования производства и финансовой деятельности, снабжения и продаж, анализа и прогнозирования и т.д. Наиболее известные системы этого уровня предлагаются компаниями SAP, Oracle, BAAN и др.

4.2 Стадии проектирования асу.

Выделяют следующие основные стадии: предпроектное обследование, техническое проектирование, рабочее проектирование, внедрение. В последнее время добавилась стадия сопровождения системы (программного продукта).

Предпроектное обследование. Цель — изучение существующей модели предприятия, ее совершенствование и обоснование целесообразности внедрения АСУ.

Здесь особый акцент делается на системный подход, которым в лучшей степени владеют специалисты по АСУ («системщики»).

При предпроектном обследовании выделяют следующие составляющие.

• график работ отдельных групп исследователей с согласованием этих работ;

• формы первичных документов, которые заполняются в процессе обследования;

• результаты обследования в виде схем документооборота, позволяющих дать рекомендации по совершенствованию модели предприятия.

Стадия длится до полугода, начиная с приказа по организациям исполнителя и заказчика, и завершается отчетом по результатам обследования. По результатам отчета составляют технико-экономическое обоснование на разработку АСУ, которое должно быть защищено на техническом совете из представителей заказчика и исполнителя.

На этой стадии осуществляют укрупненный расчет срока окупаемости системы. Если срок окупаемости не превышает 3,3 года, то разработка АСУ считается целесообразной. В этом случае составляют техническое задание (ТЗ) на разработку АСУ.

Техническое проектирование. Цель — проверить все принципиальные технические решения. На данной стадии, которая начинается с утверждения технического задания, проводятся следующие работы:

• определяют график разработки АСУ, состав подсистем, комплекс решаемых задач и формируют их постановки;

• выбирают и заказывают соответствующий комплекс технических средств;

• составляют техническое задание на несерийную аппаратуру (например, различного рода табло);

• создают информационные языки, классификаторы и системы шифровки, разрабатывают базу данных;

• формируют библиотеку программ, с помощью которых можно решать все имеющиеся разновидности задач;

• формируют интерфейс пользователей;

• составляют перечень мероприятий по подготовке объекта (предприятия) к внедрению АСУ.

Рабочее проектирование. Цель — реализация в полном объеме всех функций и технических решений, которые были приняты на стадии технического проектирования. Данная стадия заканчивается составлением документации рабочего проектирования.

Внедрение. Предусматривается два этапа: опытное внедрение и промышленное внедрение.

Цель первого этапа — переход от ручного управления к параллельному ручному и автоматизированному управлению для проверки работоспособности системы. На этой стадии определяется фактический срок окупаемости системы.

Цель второго этапа — окончательное промышленное внедрение автоматизированного управления.

Сопровождение.