Різновиди асутп.

Оскільки обчислювальна техніка розвивалась від нескладних і ненадійних обчислювальних машин до складних промислових комп′ютерів і контролерів. Тобто то і АСУТП, в яких вони використовувались ускладнювались в цей же час.

Асутп без керувального обчислювального комплексу.

У загальному випадку будь – яка АСУТП складається з інформаційної, клерувальної, виконавчої підсистеми.

Інформаційна підсистема складається :

1. з приладів індивідуального контролю.

2. приладів виклику контролю.

3. приладів масового контролю.

4. приладів сигналізації(світлової і звукової),які одержують інформацію про стан об′єкта управління від датчиків, що є джерелами інформації. Вся інформація представлена у прийнятному для оператора вигляді на панелях і пультах контроля управління. На яких розташовані вторинні показуючи та реєструючи прилади на папері.

Функції

1. Одержання інформації про стан об′єкта від датчиків по каналам дистанційної передачі.

2. Аналіз вірогідності одержання інформації.

3. Сигналізація про вихід технологічних параметрів за допустимі межі.

4. Лінеаризація статичних характеристик даних.

Q=k√∆p

Q=k1*∆p

5. Перетворення та надання інформації у зручному, для подання оператору, вигляді.

6. Заповнення бази даних параметрів технологічного процесу на заданому проміжку часу.

Прилади індивідуального контролю – одноточечні вимірювальні прилади.Контроль за викликом, призначений для контролювання неможливих параметрів. Це прилади, що мають перелік датчиків(автоматичний, ручний).

Множинний контроль – багатокомплексні вимірювальні прилади, що реєструють до 24 параметрів або машини централізованого контролю.

Сигналізація призначена для оповіщення оперативного персонала про вихід параметрів за межі припустимих значень(уставів, що не потребують серйозного втручання оператора і переводу об′єкта на іншу потужність).

Сигналізація буває світлова та звукова.

Світлова сигналізація виконується на аналого дискретних перетворювачах, світлових табло і звукових пристроїв.

Керувальна підсистема

Складається із :

1. пристроїв логічного управління.

2. Пристроїв автоматичного регулювання

3. Пристроїв автоматичного та технологічного захисту

4. Пристроїв дистанційного управління, за допомогою яких оператор технолог може автоматично контролювати об′єкт або вручну.

До пристроїв логічного управління відносять схеми(пристрої) блокування невірних дій оператора. І деякі автоматичні захисти, що призначенні для автоматичної зупинки або автоматичного зниження потужності об′єкта управління без участі оператора в разі виникнення аварійних ситуацій, що можуть викликати руйнування об′єкта управління без участі оператора.

Автоматичне регулювання призначене для підтримання технологічного параметру на заданих рівнях і теж без участі оператора.

В залежності від поточного значення завдання z(t)розрізняють:

1. Системи автоматичної стабілізації.

Z(t)= const

2. Системи програмного регулювання

Z(t) = f(t)

3. Системи автоматичного стеження де є змінна

Z(t) = var = f

Виконавча підсистема

Складається із набору виконавчих механізмів, що переміщують регулюючі органи і тим самим реалізують регулюючі впливи М(t). Загальним для безкомп′ютерної АСУТП є те , що хоча комп′ютер і відсутній, але всі його функції з аналізу і обробки інформації про стан об ′єкта, а також прийняття відповідних рішень з управління в тому числі і з оптимізацією виконує оператор – технолог. Він повинен добре знати динамічні і статичні характеристики системи. Тому така АСУТП є – людино – машинною системою.

Ця АСУТП за функціями та складом аналогічна попередній. Обчислювальний комплекс бере на себе наступні функції:

1. Збір інформації і створення архіву даних.

2. Обчислення технічних і технологічних показників.

3. Контроль роботи і стану обладнання.

Зібрана і оброблена інформація узагальнюється і передається через пристрої відображення інформації оператору – технологу а також періодично до АСУ верхнього рівня ієрархії.

Обчислювальний комплекс не включений до замкнутого контура управління, а оператор – технолог, як і раніше несе всю відповідальність в прийнятті рішення.

Метою впровадження цього варіанту АСУТП в енергетиці є вимоги поступового впровадження промислових комп′ютерів на складних технічних об′єктах. Цей підхід називається обережним .

На цьому етапі промисловий комп′ютер набирає бази даних, що дозволяє побудувати математичні моделі статики і динаміки в різноманітних умовах роботи також визначити статичні характеристики збурюючи впливів(автокорелеційні функції, щільність).

АСУТП з обчислювальним комплексом у режимі ‘порадника’ (рисунок той самий).

Обчислювальний комплекс виконує попередні функції і додані функції з формування рекомендацій оператору – технологу з оптимального управління технологічним процесом. Для цього використовуються математичні моделі об´єкта управління, на які подаються реальні сигнали, розраховуються оптимальні управління і настройки регуляторів і виводяться на монітор рекомендації у вигляді порад, що до оперативного управління і зміни настроєк регулятора . Ці поради оператор – технолог може враховувати а може і відкидати, якщо вони вступають в протиріччя з його досвідом.

Кількість вихідних змінних, по яким видаються поради від 10 до 100. Період оновлення - порад від кількох хвилин до кількох десятків хвилин. Обмеження на реалізацію порад комп´ютера також можуть бути з боку фізичних можливостей оператора, коли в важкій ситуації не встигає.

ПЕРЕВАГИ АСУТП

1. Обережний підхід, що попереджує використання невірних порад комп´ютерів при різних навантаженнях.

2. Суттєва допомога технолога при аналізі різних ситуацій.

Ця різновидність АСУТП часто використовується й досі на складних об´єктах управління.На цьому етапі остаточно визначаються математичні моделі статики і динаміки.

АСУТП з обчислювальним комплексом у режимі супервізорного управління.

Під ним розуміється втручання в роботу штатних систем автоматичного регулювання шляхом зміни завдань та настроєм, що розраховуються промисловим комп´ютером або обчислювальним комплексом. Головною відмінністю цієї АСУТП є включення промислового комп´ютера в замкнутий контур регулювання. В рамках обережного підходу до створення АСУТП супервізор ний режим дозволяє роботу без нього.

1. Тобто коли перестає функціонувати якийсь промисловий комп´ютер.

2. Коли алгоритм регулювання не досконалий

В разі таких несправностей він формує завдання. Промисловий комп´ютер розраховує завдання у вигляді:

∆Zont(t)=Zyct + ∆Z(t)

Таким чином робота обчислювального комплексу мало відрізняється від різновиду АСУТП в 2 та 3 різновиді.

Зараз результати обробки інформації комп´ютер перетворює не в текстові поради перетворення, які той може проігнорувати , а сигнали оптимальних програм локальними регуляторами, що повинні бути вірними. Таким чином включення клерувального комплексу до замкнутого контуру регулювання виконується в разі використання надійного і працездатного на протязі часу роботи об´єкта управління комплексу на протязі часу устаткування.

• В разі використання адекватних математичних моделей статики й динаміки в широкому діапазоні навантажень об´єкта.

Оптимізація завдань виконується періодично один або кілька разів на одній і тій самій потужності, а весь інший час комплекс працює в періодичному режимі.

Функції оператора – технолога:

1. Нагляд за роботою АСУТП

2. Негайне втручання в роботу АСУТП в нештатних та аварійних ситуаціях(при відмові промислового комп´ютера). Коли математичне забезпечення стає неадекватним

АСУТП з керувальним обчислювальним комплексом в режимі безпосередньо цифрового управління (пряме).

1. В рамках обережного підходу цей вид АСУ не використовується в наслідок великих втрат.(економічних)

2. Економічна втрата великих площ, джерел електричної енергії, втрати на виселення населення.

В цьому режимі керувально – обчислювальний комплекс розраховує регулювальні впливи, що надходять безпосередньо на виконавчий механізм.Структура АСУТП залишається такою, як і раніше, але замість подачі сигналів завдання до АСР безпосередньо надходять сигнали до виконавчих механізмів.

На складних об´єктах особливо в енергетиці локальні системи автоматичного регулювання на всякий випадок не демонтують і вони знаходяться в працездатному стані на випадок виходу з ладу керуючого обчислювального комплексу.

Визначальні риси цього різновиду АСУ:

1. Керувально обчислювальний комплекс включений в замкнутий контур регулювання і виконання функції локального регулятора.

2. КОК використовує досконалі математичні моделі об´єктів управління і програмне забезпечення, що підтримує жорсткий масштаб часу.Програмне забезпечення також дозволяє виконувати управління в нестаціонарних режимах роботи об´єкта (пуск, зупинка).

3. КОК виконує безперервну автоматичну оптимізацію технологічного процесу в цілому.

Для автоматичної оптимізації використовуються наступні сучасні методи управління:

1. Адаптивні алгоритми регулювання (градієнтні,симплексні,методи апроксимації та інші методи)

2. Нечіткі алгоритми регулювання, в яких використовуються експертні системи

Нечітка логіка –коли використовуються різні відтінки істини від 0 до 1.

3. Нейронні мережі , що самонавчаються

Суть: використовується мережа персептронів – комплексний аналог нейрона, на який подаються спочатку тестові сигнали, формуються цілі управління і мережа автоматично міняє свої властивості для одержання заданої мети.

Основним недоліком АСУТП з прямим цифровим управлінням є хоч і невелика , але кінечної величини ймовірність відмови обчислювального комплексу. Маємо повну втрату управління складним об´єктом із всіма негативними наслідками.Надійність такої АСУТП можна підвищити за рахунок його резервування (встановлюють паралельно працюючі такі ж комплекси) На АЕС кратність резервування дорівнює 3 – 4 комплекси , а також резервування датчиків і виконавчих механізмів (кратність = 4)а також в резерві находяться традиційні прилади автоматичного регулювання.

Функції оператора в такій АСУТП:

1. Нагляд за роботою АСУТП.