Определения.

Совокупность технологического оборудования и реализуемого на нем технологического процесса является технологическим объектом управления (ТОУ).

Человеко – машинную систему, обеспечивающую автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимального управления в различных сферах человеческой деятельности, называют автоматизированной системой управления (АСУ).

АСУТП называют АСУ для выработки и реализации управляющих воздействий на ТОУ в соответствии с принятым критерием управления – показатели, характеризующим качество работы ТОУ и принимающим определенные значения, в зависимости от используемых управляющих воздействий.

Совокупность совместно функционирующих ТОУ и АСУТП образует автоматизированный технологический комплекс (АТК).

АСУТП отличаются от локальных систем автоматизации более совершенной организацией потоков информации; практически полной автоматизацией процессов получения, обработки и представления информации; возможностью активного диалога оперативного персонала с УВМ в процессе управления для выработки наиболее эффективных решений; более высокой степенью автоматизации функций управления, включая пуск и остановку производства.

От систем управления автоматическими производствами типа цехов и заводов – автоматов (являющихся высшей ступенью автоматизации) АСУТП отличается значительной степенью участия человека в процессах управления. По мере технического совершенствования технологических объектов и развития АСУТП эти различия уменьшаются.

В настоящее время переход к более полной автоматизации тормозится несовершенством технологических процессов (наличием немеханизированных технологических операций, низкой надежностью технологического оборудования и т.п.), недостаточной надежностью средств автоматизации и вычислительной техники, трудностями математического описания задач, решаемым человеком в АСУТП, и др. причинами.

Сформированы основные представления об АСУТП, их функциях и принципах построения; созданы документы, регламентирующие порядок их разработки, производства, внедрений и эксплуатации. Каждая АСУТП характеризуется целью управления, функциональной, технической и организационной структурами.

При построении АСУТП необходимо обеспечить разумное сочетание цели ее функционирования (задаваемой критерием управления) и множества взаимосвязанных функций, достаточного для достижения главной цели.

Глобальная цель управления ТОУ с помощью АСУТП состоит в поддержании экстремального значения критерия управления при выполнении всех условий, определяющих множество допустимых значений управляющих воздействий. Прямое решение такой задачи оптимального управления возможно лишь для отностительно простых ТОУ. В большинстве же случаев приходится производить декомпозицию глобальной цели управления на ряд частных целей; для достижения каждой из них требуется решение более простой задачи управления меньшей размерности.

Функции асутп

Функцией АСУТП называют действия системы, направленные на достижение одной из частных целей управления. Частные цели управления, как и реализующие их функции, находятся в определенном соподчинении, образуя функциональную структуру АСУТП. Элементами этой структуры являются отдельные функции, связи между которыми указывают порядок их выполнения. Функции АСУТП делятся на информационные, управляющие и вспомогательные.

К информационным функциям относятся те, цель которых – сбор, преобразование и хранение информации о состоянии ТОУ, представление этой информации оперативному персоналу или передача ее для последующей обработки.

Основными информационными функциями являются:

- первичная обработка информации о текущем значении ТОУ;

- обнаружение отклонений технологических параметров и показателей состояния оборудования от установленных значений;

- расчет значений неизменяемых величин и показателей (косвенные измерения, расчет ТЭП, прогнозирование и т.д.);

- оперативное отображение и регистрация информации, обмен информацией с оперативным персоналом;

- обмен информацией со смежными и вышестоящими АСУ.

Рис.1. Блок – схема автоматизированного технологического комплекса: 0 – отчет; 3 – задание; И – информация; РУ – ручное управление; ЛРУ – управление при помощи локальных регуляторов; НЦУ – непосредственное цифровое управление.

Управляющие функции обеспечивают поддержание экстремального значения критерия управления в условиях изменяющейся производственной ситуации. Они делятся на две группы:

- первые служат для определения оптимальных управляющих воздействий, при которых поддерживается оптимальный (или близкий к нему, т.е. рациональный) режим технологического процесса;

- ко второй группе относятся функции, обеспечивающие реализацию этого режима путем формирования управляющих воздействий на ТОУ.

Управляющие функции второй группы соответствуют традиционным функциям локальных систем автоматизации – регулированию (стабилизации или программному регулированию) и программно – логическому управлению технологическими процессами.

Вспомогательные функции обеспечивают решение внутрисистемных задач.