Ієрархічність системи керування

Становить інтерес визначення сфери дії (місця) АСУТП у загальній ієрархічній структурі автоматизованої системи керування виробництвом.

Багаторівневій системі властиві наступні характерні риси:

– елементи верхнього рівня зв'язані з більш великими підсистемами й обробляють інформацію за великі періоди часу;

– елементи верхнього рівня зв'язані з більш повільними процесами керування системою (обмін із середовищем відбувається з меншою частотою, динаміка процесу виражена слабко, відносно великі періоди часу між моментами ухвалення рішення);

– описи і проблеми на верхніх рівнях менш структуризовані, більш важкі для кількісної формалізації, ухвалення рішення найбільше складно.

Ці особливості в значній мірі впливають на вибір способу розчленовування і багатоступінчастої побудови керуючих систем. При цьому розходження цілей і характеру виробництва на різних рівнях визначає структуру (рис. 1.2) автоматизовані системи керування виробництвом у цілому (АСУП). Представляється доцільним уписати усі відомі класи АСУТП у два нижніх ієрархічних рівні з ідентифікацією по ступінях кожного рівня.

/, //–ступіні; /–ВЦ підприємства; 2 – підсистема оперативного керування технологічними лініями; 3–АСУ хімічним процесом;

4, 5 – АСУ технологічними лініями № 1 і 2; 6, 7 – АСУ технологічними операціями № 1 і 2 (пряме цифрове керування); 8 – АСУ технологічною операцією № 3 з багатоконтурним керуванням через регулятори; 9, 10 – БРЕШУ технологічними операціями № 4 і 5 через регулятори; 11–14 – регулятори.

Рисунок 1.2 – Приклад узагальненої блок–схеми АСУТП

з ієрархічною структурою

Нижній рівень ієрархії керування складається з безлічі систем керування окремими технологічними операціями («роботами»). На цьому рівні АСУТП можна вважати взаємно незалежними. На ступіні розраховують зміни режимів і ходу технологичної операції (наприклад, ведуть розрахунок за допомогою ЕОМ уставок для завдання на регулятор).

На ступіні забезпечують зміна режимів і ходу технологічної операції, а на – виробляють і коректують кінцевий стан кожної технологічної операції у випадку, коли операції зв'язані між собою.

У залежності від особливостей конкретного технологічного і математичного забезпечення АСУТП на практиці реалізуються шість варіантів побудови АСУТП рівня

: [ , , ], [ , ], [ , ], [ , ], [ ], [ ].

Наступний рівень АСУТП – рівень комплексного керування процесами виробництва окремих виробів (матеріалів) . Кожний процес складається з ряду технологічних операцій, а задача керування на рівні полягає в оптимізації паралельно–послідовного виконання операцій за часом і якістю.

Установлюють три ступіні на рівні керування . На ступіні розраховують зміна ходу технологічного процесу в цілому (наприклад, система керування технологічною лінією). На ступіні , представленої безліччю систем нижнього рівня , реалізується хід процесу, розрахований на ступіні .

На ступіні виробляють графік проходження взаємозалежних процесів через вузлові крапки. На цій ступіні практично вирішуються задачі оперативного керування ходом виробничого процесу на рівні цеху. Через цю ступінь здійснюється зв'язок АСУТП із верхнім рівнем АСУТП– , на якому виробляється мета для рівня керування .

У залежності від особливостей конкретного виробництва і ресурсів технічного і математичного забезпечення АСУТП і АСУП на практиці реалізуються наступні варіанти побудови системи рівня

: [ , , ], [ , ], [ , ].

Слід зазначити, що функції керування, реалізовані системами рівня , також можуть бути описані вираженнями виду (1.1) і (1.4).