4.2. Назначение, цель, функции и состав асутп
АСУТП предназначена для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект в соответствии с принятым критерием управления. Целью работы АСУТП является выполнение этого критерия, т.е. обеспечение оптимального в определенном смысле функционирования технологического объекта, например получение максимального экономического эффекта с учетом плановых, экономических и технических ограничений. В частном случае это может быть максимальная производительность технологического процесса при заданном качестве продукта и исходного сырья, минимальная себестоимость продукции, минимальный расход сырья и т.п.
Функцией АСУТП называется совокупность ее действий, направленных на достижение частной цели управления. Различают три вида функций АСУТП: управляющие, информационные и вспомогательные.
К управляющим функциям АСУТП относятся:
- оптимальное управление технологическим процессом;
- регулирование и стабилизация параметров технологического процесса;
- координация участков производства;
- анализ и предотвращение аварийных ситуаций;
- управление состоянием оборудования;
- реализация управления исполнительными органами.
Информационные функции включают сбор, обработку и передачу информации о состоянии технологического объекта или внешней сферы.
На вспомогательные функции АСУТП возлагается контроль за правильностью функционирования самой системы управления, реализация и контроль информационного обмена с системами управления более высокого уровня, слежение за астрономическим временем и отсчет временных интервалов и т.д.
На рис. 4.1 приведена обобщенная функциональная структура АСУТП, основными элементами которой являются информационная и управляющая подсистемы, а также операторы технологического процесса и комплекса технических средств (КТС). Основными элементами организационной структуры АСУТП являются комплекс технических средств, оперативный персонал и общесистемная документация.
Рис 4.1 Обобщенная функциональная структура АСУТП
4.3. Структура комплекса технических средств асутп
Упрощенная структура комплекса технических средств (КТС) АСУТП представлена на рис. 4.2. на ней выделены управляющая вычислительная машина (УВМ) и устройство ее сопряжения с управляемым объектом (УСО), включающее устройство сбора, преобразования и передачи информации, а также устройство передачи управляющих сигналов из УВМ на объект управления.
Как видно из рисунка, существуют два основных потока информации: измерительный от датчиков к УВМ и управляющий (командный) от УВМ к исполнительным устройствам объекта. Обмен информацией между отдельными устройствами происходит через интерфейсы, с помощью которых передаются стандартные форматы информации. Интерфейс П обслуживает процессор, а интерфейс В предназначен для устройств ввода - вывода.
Рис. 4.2. Упрощенная структура комплекса технических средств АСУТП
Сигналы в УСО и каналы связи. Диапазоны изменения информационных параметров в сигналах унифицированы и утверждены соответствующими стандартами. Аналоговая информация в каналах АСУТП передается сигналами как низкого (0…100 или –50 …+50 мВ), так и высокого (0…10 В; 0…24 В) уровня. Передача дискретной информации осуществляется с помощью сигналов высокого уровня (0… 10 В; 0…24 В или 0…5 mА; 4…20 мА).
Коммутаторы сигналов. Функциональное назначение коммутаторов раздельное во времени подключение выходов датчиков к входам приемников информации и подача команд управления на входы соответствующих исполнительных устройств. Применение коммутаторов сигналов способствует сокращению объема оборудования, необходимого для организации приема и выдачи сигналов.
Преобразователи. УСО содержат в качестве основных устройств не только коммутаторы, но и преобразователи сигналов: аналого-цифровой (АЦП) и цифро-аналоговый (ЦАП). В результате преобразования на выходе АЦП вырабатывается цифровой код, числовое значение которого соответствует величине преобразованного аналогового сигнала. В преобразователе ЦАП цифровой код однозначно преобразуется в выходную величину (ток, напряжение и т.д.).