Общая характеристика автоматизированных систем управления технологическими процессами
Всесторонняя характеристика АСУ ТП позволит лучше понять, как система управления технологическими процессами способствует повышению эффективности, надежности и безопасности производственных процессов, а также какие технологические и программные решения лежат в основе этих систем. Материал полезен для инженеров, технических специалистов, студентов и всех, кто интересуется сферой автоматизации производственных процессов.
Навигация по статье:
Термины и определения
Приводим значения основных терминов, применяемых в автоматизированных системах управлениях технологическим процессами.
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) — автоматизированная система управления для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический процесс управления в соответствии с принятым критерием управления.
Автоматизированная система управления (АСУ) — человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления в различных сферах человеческой деятельности.
Технологический объект управления (ТОУ) — совокупность технологического оборудования и реализованного на нем по соответствующим технологическим инструкциям или регламентам технологического процесса производства.
Критерий управления — соотношение, характеризующее качество работы ТОУ, и принимающее числовые значения в зависимости от используемых управляющих воздействий.
Автоматизированный технологический комплекс (АТК) — совокупность совместно функционирующих АСУ ТП и ТОУ.
Подсистема — часть АСУ ТП, выделенная по функциональному или структурному признаку, отвечающему конкретным целям и задачам.
Комплекс технических средств (КТС) — совокупность вычислительных и управляющих устройств, средств преобразования, отображения и регистрации сигналов, устройств передачи и обработки сигналов и данных исполнительных устройств, достаточная для выполнения всех функций АСУ ТП.
Функциональная структура — структура, элементами которой являются функции АСУ ТП, а связи между элементами отражают порядок реализации функций.
Техническая структура — структура, элементами которой являются КТС, а связи между ними представляют собой линии связи в АСУ ТП.
Организационная структура — структура взаимодействия оперативного персонала АСУ ТП.
Оперативный персонал — технологи-операторы АТК, осуществляющие управление ТОУ, и эксплуатационный персонал.
Эксплуатационный персонал — инженеры, сменные дежурные операторы и другие, обеспечивающие правильность функционирования КТС.
Техническое обеспечение — комплекс технических средств, предназначенных для обеспечения работы АСУ ТП.
Информационное обеспечение — совокупность системы классификации и кодирования технологической и технико-экономической информации, сигналов, характеризующих состояние АТК, массивов данных и документов, необходимых для выполнения всех функций АСУ ТП.
Организационное обеспечение — совокупность описаний функциональной, технической и организационной структур, инструкций и регламентов для оперативного персонала АСУ ТП, обеспечивающее заданное функционирование АТК.
Математическое обеспечение — совокупность математических методов, моделей и алгоритмов для решения задач, и обработки информации с применением вычислительной техники в АСУ ТП.
Программное обеспечение — совокупность программ, обеспечивающая реализацию функций АСУ ТП, заданное функционирование КТС и предполагаемое развитие системы.
Общее программное обеспечение — часть программного обеспечения АСУ ТП, представляющая собой совокупность программ, поставляемая в комплекте со средствами вычислительной техники.
Специальное программное обеспечение — часть программного обеспечения, представляющая собой совокупность программ, разрабатываемая при создании системы и включающая программы реализации ее функций.
Функция — круг действий АСУ ТП, направленных на достижение частной цели управления
Информационная функция — функция, целью которой является сбор, преобразование, хранение информации о состоянии ТОУ, представление этой информации оперативному персоналу или передача ее для последующей обработки.
Управляющая функция — функция, целью которой является выработка решений и осуществление управляющих воздействий на ТОУ.
Вспомогательная функция — функция, обеспечивающая решение внутрисистемных задач.
Функции автоматизированных систем управления технологическими процессами
Функции АСУ ТП подразделяются на информационные, управляющие и вспомогательные.
Информационные:
Централизованного контроля
- Измерение, оперативное отображение и регистрация значений технологических параметров и показателей состояния оборудования;
- Обнаружение, оперативное отображение, регистрация и сигнализация отклонений значений технологических параметров и показателей состояния оборудования от установленных пределов;
- Контроль, оперативное отображение, регистрация и сигнализация срабатывания блокировок и защит;
- Оперативное отображение и регистрация результатов математических и логических операций, выполняемых КТС.
Вычислительных и логических операций
- Косвенные измерения технологических параметров и показателей состояния оборудования;
- Вычисление и анализ обобщенных показателей оценки текущего состояния ТОУ и его составляющих;
- Анализ срабатываний и блокировок защит;
- Диагностика протекания технологического процесса и состояния оборудования;
- Прогнозирование хода технологического процесса и состояния оборудования;
- Расчет технико-экономических и эксплуатационных показателей функционирования ТОУ;
- Подготовка информации и выполнение процедур обмена информацией со смежными и вышестоящими системами управления.
Управляющие
- Определение рационального режима ведения технологического процесса;
- Формирование и передача на входы исполнительных устройств управляющих воздействий;
- Выдача оператору рекомендаций по управлению технологическим процессом;
Вспомогательные
- Обеспечение алгоритма функционирования системы;
- Формирование информационных массивов;
- Ведение информационной базы;
- Диагностика состояния КТС.
- Перечень функций конкретной АСУ ТП устанавливается техническим заданием на создание АСУ ТП. Функции АСУ ТП можно реализовать в следующих режимах:
- ü информационно-советующем, при котором средства ВТ вырабатывают и выдают оперативному персоналу рекомендации по управлению процессом;
- ü комбинированном, при котором средства ВТ изменяют уставки и параметры настройки локальных систем управления;
- ü прямого управления, при котором средства ВТ обеспечивают непосредственное управление исполнительными устройствами.
Состав автоматизированных систем управления технологическими процессами
Выполнение АСУ ТП функций по контролю и управлению ТОУ обеспечивается взаимодействием следующих ее составных частей:
Техническое обеспечение — комплекс технических средств: получения информации о состоянии ТОУ, формирования и передачи информации, локального регулирования и управления, вычислительной техники, представления информации оперативному персоналу, передачи информации в смежные и вышестоящие АСУ, исполнительные устройства.
Программное обеспечение, состоящее из общего и специального. Общее программное обеспечение — организующие и диспетчирующие, транслирующие программы, библиотеки стандартных программ.
Специальное программное обеспечение — программы контроля и управления, реализующие функции АСУ ТП.
Информационное обеспечение — единая система, классификации и кодирования технологической и технико-экономической информации, справочная и оперативная информация.
Организационное обеспечение — описание функциональной, технической и организационной структур; инструкции и регламенты для оперативного персонала.
Оперативный персонал — технологи-операторы АТК, осуществляющие управление ТОУ; эксплуатационный персонал, обеспечивающий заданное функционирование системы в целом.
Классификация автоматизированных систем управления технологическими процессами
Общеотраслевые руководящие материалы по созданию и применению АСУ ТП в отраслях промышленности ОРММ-2 для классификации АСУ ТП устанавливают следующие признаки:
- уровень, занимаемый системой в организационно-производственной иерархии;
- характер протекания управляемого технологического процесса во времени, определяемый непрерывностью или дискретностью поступления исходных материалов, сырья и реагентов, наличием или отсутствием длительных установившихся и переходных режимов функционирования ТОУ, наличием и длительностью дискретных операций по переработке входных потоков;
- информационная мощность, характеризуемая числом технологических переменных, измеряемых или контролируемых в данной АСУ ТП;
- уровень функциональной надежности АСУ ТП, влияющий на показатели ее эффективности;
- тип функционирования АСУ ТП, характеризуемый совокупностью информационных и управляющих функций системы.
Для заказа разработки и интеграции систем автоматического управления технологическими процессами или за консультацией по вопросам АСУ ТП:
— оформите заявку через форму обратной связи;
— наберите номер телефона (812) 493-20-71;
— свяжитесь с нами любым другим удобным способом, указанным в разделе «Контакты».
