1.2 Класифікація асутп Класифікація за критерієм складності об'єктів керування

Відомі кілька критеріїв класифікації автоматизованих систем керування. Уже біля двадцяти років у літературі і практичній роботі використовують класифікацію технічних засобів АСУТП, за критерій якої прийнятий рівень розв'язуваних задач по керуванню об'єктом (централізований контроль, керування в режимі порадника, керування у замкнутому контурі).

Раніше запропонована класифікація АСУТП стосовно до підприємств із безперервним і безперервно–дискретним характером виробництва, за критерій якої узяте число контрольованих параметрів і керуючих впливів відповідно до росту складності об'єкта керування (табл. 1.1). Ця класифікація дозволяє орієнтовно визначати номенклатурну базу АСУТП і може бути основою для планування розробок, однак вона не відбиває функції, що може виконувати та або інша система керування.

Класифікація по функціонально-алгоритмічній ознаці

Представляється доцільним розділити по функціонально–алгоритмічній ознаці системи керування технологічними процесами на базі керуючих ЕОМ на три класи (табл. 1.2).

Така класифікація у визначеній мері умовна, оскільки функції, виконувані системами зазначених класів, можуть у ряді випадків перекриватися. Однак такий поділ АСУТП має в даний час принципове практичне значення для розгортання робіт з автоматизації технологічних процесів.

Таблиця 1.1 – Класифікація АСУТП по складності об'єктів керування

Основна характеристика класу АСУТП	Основні функціональні ознаки	Типові приклади об'єктів керування	Ступіні ієрархічних рівнів
1	2	3	4
1–0. Автомати-зована система програмного ке-рування	Керування по же-cткой програмі з попередньо запро-грамованими впливами	Верстати, сумішопри-готовлювачі, полігра-фічні машини	,
1–1. АСУ техно-логічними уста-новками з малим числом конт-рольованих і регульованих па-раметрів(до 20)	Вимір, індикація, реєстрація й одно-контурне регулю-вання параметрів	Топки парових каза-нів, вагові дозатори, установки автоматич-ного пожежегасіння	,
1–2. АСУ техно-логічними уста-новками або аг-регатами з ма-лим числом кон-трольованих і регульованих па-раметрів (близь-ко 40)	Те ж. що для класу 1-1, і логічні опе-рації	Технологічні котель-ні, методичні печі, нагрівальні колодязі і фурми доменних пе-чей, ректифікаційні стовпчики	,

Продовження таблиці 1.1

1	2	3	4
1-3. АСУ техно-логічними уста-новками, агре-гатами або про-цесами із серед-нім числом конт-рольованих, ре-гульованих і оп-тимізуємих пара-метрів (близько 100)	Те ж, що для класу 1–2, і багатоконтур-не регулювання	Конвертори, секційні печі, хімічні реакто-ри, установки первин-ної переробки нафти, комплекси шихтопід-готовки збагачуваль-них і агломераційних фабрик	,, , ,
1–4. АСУ техно-логічними агре-гатами або про-цесами з вели-ким числом ре-гульованих і оп-тимізуємих пара-метрів (близько 800)	Те ж, що для класу 1–3, і обчислення техніко-економіч-них показників	Енергоблоки, прокат-ні стани, доменні пе-чі, атомні реактори, виробництво етилен-бензолу, виробництво грубної сажі	, , , ,
1–5. АСУ тех-нологічними переділами і виробництвами з агрегатами й установками, для місцевого керування яки-ми засобу об-числювальної техніки не ви-користовують	Те ж, що для класу 1-4, і диспетчери-зація при одно-ступінчатому рівні	Електролізні цехи виробництва сірча-ної кислоти, штуч-ного волокна, агло-мераційні фабрики, збагачувальні фаб-рики	,,

Продовження таблиці 1.1

1	2	3	4
1–6. АСУ тех-нологічними переділами і виробництвами з агрегатами й установками, оснащеними засобами об-числювальної техніки	Те ж, для класу 1–5, але при двосту-пінчастому керу-ванні	Конверторні цехи, доменні печі, це-ментні заводи, сер-нокислотні вироб-ництва, збагачува-льні комбінати	,, ,,

Таблиця 1.2 – Класифікація АСУТП по функціонально–алгоритмічній

ознаці

Основна характеристика класу АСУТП	Основні функціональні ознаки	Типові приклади об'єктів керування	Ступіні ієрархічних рівнів
1	2	3	4
1. Системи логі-ко-програмного керування (гру-пою однотипних технологічних установок)	Пряме цифрове ке-рування по твердій або напівтвердій програмі в режимі поділу часу між керованими уста-новками	Групи автоматизова-них посад контролю або іспитів виробів електронної техніки, прецизійних механо-оброблюючих верста-тів, откачних вакуум-них посад, термічного устаткування	, ,

Продовження таблиці 1.2

1	2	3	4
2. Системи оптимального керування (тех-нологічним про-цесом або режи-мами технолог-гічної установ-ки)	Рішення задачі оп-тимізації на підставі одержуваної від керованого об'єкта інформації і прий-нятих математичних моделей, вироблен-ня регулюючих впливів або рад опе-ратору в реальному часі	Хімічні реактори, тру-бопрокатні стани, гру-па дифузійних печей, установки первинної переробки нафти	, , ,,
3. Системи ком-плексного керу-вання (техноло-гічною лінією, ділянкою, це-хом) – АСУОТП	Автоматичний або напівавтоматичний збір, обробка, наоч-не відображення технологічної й організаційно-ви-робничої інформа-ції, керування через оперативний персо-нал ходом техноло-гічних процесів	Технологічні лінії ви-робництва інтеграль-них схем, кінескопів, енергоблок атомної електростанції, серно-кислотні виробництво, доменна піч, теплова електростанція	, , ,

Здійснюючи керування технологічним процесом, ЕОМ одержує інформацію про хід процесу і видає регулюючі впливи (в окремому випадку – ради оператору) відповідно до алгоритму керування, закладеним у виді програм у запам'ятовуючі пристрої.

До 1–му класу АСУТП відносяться системи з найбільш простою формою алгоритму керування – цілком запрограмованим ходом процесу (раніше його вів оператор). Основна функція центрального процесора АСУТП – логічні операції по виконанню декількох програм (в окремому випадку – однієї) з автоматичним розподілом часу. Типовим алгоритмом керування служить заздалегідь установлена послідовність логічних операцій з умовним або безумовним переходом від однієї позиції до іншої.

До систем 1–го класу відносяться, зокрема, системи прямого багатоканального цифрового регулювання (стабілізації параметрів) або системи прямого цифрового керування металорізальними верстатами.

У загальному випадку при керуванні за допомогою ЕОМ поруч технологічних установок у запам'ятовуючому пристрої зберігається число програм, що реалізують типовий алгоритм, що відповідає числу об'єктів керування. При цьому за допомогою спеціальною програми–диспетчера організується мультипрограмний режим роботи машини.

АСУТП 2–го класу досить широко застосовуються в безперервному і безперервно–дискретному виробничому процесах. Головною функцією центрального процесора в таких системах є виконання на підставі вхідних даних, одержуваних від об'єкта керування, математичних операцій і вироблення за результатами обчислень регулюючих впливів.

Алгоритм керування процесом (об'єктом), як правило, розробляється на основі його детермінованої або статистичної моделі, що дозволяє оптимізувати, тобто керувати процесом з метою задовольнити деякий критерій.

До систем 2–го класу відносяться, зокрема, системи прямого багатозв’язного цифрового керування з оптимізацією, системи керування послідовними технологічними операціями, зв'язаними по якості, системи адаптивного керування технологічними комплексами.

АСУТП 3–го класу в основному охоплюють середню ступінь ієрархічних систем керування виробництвом. Це клас організаційно–технологічних АСУ – АСУОТП.

Головною функцією технологічного характеру є керування через оперативний персонал (операторів, технологів і т.д.) ходом технологічних процесів на підставі статистичної обробки технологічної інформації і поточного планового завдання.

Оскільки 3–й клас систем охоплює групу технологічних процесів, а отже, і ряд різних технологічних установок і цілі виробничі підрозділи, то у функції цих систем включають також обробку планово–виробничої інформації і керування (за результатами цієї обробки) оперативним персоналом, роботою ділянки, цеху. З вищесказаного випливає, що алгоритми окремих задач, розв'язуваних АСУТП 3–го класу, досить різноманітні, носять у першу чергу інформаційно–обчислювальний характер і кожний алгоритм окремо простий для програмування. Однак у цілому задача аналізу і прогнозу ходу виробничого процесу (наприклад, реалізація алгоритму керування технологічним процесом з метою оптимального номенклатурного розподілу виробів, що випускаються, у залежності від планового завдання) може бути досить складної.

Слід зазначити, що системи 3–го класу можуть виростати із систем 1–го і 2–го класів, коли ЕОМ здійснює централізоване керування (логіко–програмною або оптимальне) групою технологічних установок на рівні виробничої ділянки, лінії, цеху і на неї покладаються додаткові функції оперативно–диспетчерського керування з аналізом роботи виробничого підрозділу і прогнозом його подальшого ходу.