Файл: Втюрин_Основы_АСУТП.pdf

8 

При  создании  на  предприятии  комплексной  системы 

управления 

качеством 

продукции 

АСУТП 

являются 

ее 

исполнительными  подсистемами,  обеспечивающими  заданное 
качество  продукции  ТОУ  и  подготовку  фактической  оперативной 
информации  о  ходе  технологических  процессов  (статистический 
контроль и т.д.). 

Перечень, форма представления и режим обмена информацией 

между  АСУТП  и  взаимосвязанными  с  ней  другими  системами 
управления 

(как 

автоматизированными, 

так 

и 

неавтоматизированными)  определяются  в  каждом  конкретном 
случае в зависимости от специфики производства, его организации и 
принятой структуры управления им. 

1.2Функции АСУТП. 

При  создании  АСУТП  должны  быть  определены  конкретные 

цели функционирования системы и ее назначение в общей структуре 
управления предприятием. Такими целями, например, могут быть: 

•

экономия 

топлива, 

сырья, 

материалов 

и 

других 

производственных ресурсов; 

•

обеспечение безопасности функционирования объекта; 

•

повышение  качества  выходного  продукта  (изделия)  или 
обеспечение  заданных  значений  параметров  выходных 
продуктов (изделий); 

•

снижение  затрат  живого  труда;  достижение  оптимальной  
загрузки (использования) оборудования; 

•

оптимизация режимов работы технологического оборудования 
(в  том  числе,  маршрутов  обработки  в  дискретных 
производствах) и т. д. 

Функция  АСУТП  —  это  совокупность  действий  системы, 

направленных 

на 

достижение 

частной 

цели 

управления. 

Совокупность действий системы представляет собой  определенную 
и описанную в эксплуатационной документации последовательность 
операций  и  процедур,  выполняемых  частями  системы.  Следует 
отличать функции АСУТП в целом от функций, выполняемых всем 
комплексом  технических  средств  системы  или  его  отдельными 
устройствами. 

Функции 

АСУТП 

подразделяются 

на 

управляющие, 

информационные и вспомогательные.  

Управляющая  функция

  АСУТП  —  это  функция,  результатом 

которой  являются  выработка  и  реализация  управляющих 
воздействий на технологический объект управления. 
К управляющим функциям АСУТП относятся: 

9 

•

регулирование  (стабилизация)  отдельных  технологических 
переменных; 

•

однотактное 

логическое 

управление 

операциями  или 

аппаратами; 

•

программное логическое управление группой оборудования; 

•

оптимальное  управление  установившимися  или  переходными 
технологическими  режимами  или  отдельными  участками 
процесса; 

•

адаптивное  управление  объектом  в  целом  (например, 
самонастраивающимся 

комплексно-автоматизированным 

участком станков с числовым программным  управлением). 

Информационная  функция

  АСУТП  —  это  функция  системы, 

содержанием  которой  являются  сбор,  обработка  и  представление 
информация  о  состоянии  АТК  оперативному  персоналу  или 
передача этой информации для последующей обработки. 
К информационным функциям АСУТП относятся: 

•

централизованный  контроль  и  измерение  технологических 
параметров; 

•

косвенное  измерение  (вычисление)  параметров  процесса 
(технико-экономических 

показателей, 

внутренних 

переменных); 

•

формирование  и  выдача  данных  оперативному  персоналу 
АСУТП или (АТК); 

•

подготовка  и  передача  информации  в  смежные  системы 
управления; 

•

обобщенная  оценка  и  прогноз  состояния  АТК  и  его 
оборудования. 

Отличительная  особенность  управляющих  и  информационных 

функций  АСУТП  их  направленность  на  конкретного  потребителя 
(объект  управления,  оперативный  персонал,  смежные  системы 
управления). 
Вспомогательные функции АСУТП - это функции, обеспечивающие 
решение внутрисистемных задач. 

Вспомогательные  функции

 не имеют потребителя вне системы 

и  обеспечивают  функционирование  АСУТП  (функционирование 
технических  средств  системы,  контроль  за  их  состоянием, 
хранением информации и т. п.). 

В  зависимости  от  степени  участия  людей  в  выполнении 

функций  системы  различаются  два  режима  реализации  функций: 
автоматизированный и автоматический. 

Автоматизированный 

режим

реализации 

управляющих 

функций характеризуется участием человека в выработке (принятии) 

10

решений  и  (или)  их  реализации.  При  этом  возможны  следующие 
варианты: 

•

ручной  режим,  при  котором  комплекс  технических  средств 
представляет 

оперативному 

персоналу 

контрольно-

измерительную  информацию  о  состоянии  ТОУ,  а  выбор  и 
осуществление 

управляющих 

воздействий 

производит 

человек-оператор; 

•

режим  «советчика»,  при  котором  комплекс  технических 
средств  вырабатывает  рекомендации  по  управлению,  а 
решение  об  их  использовании  принимается  и  реализуется 
оперативным персоналом; 

•

диалоговый режим, при котором оперативный персонал имеет 
возможность  корректировать  постановку  и  условия  задачи, 
решаемой  комплексом  технических  средств  системы  при 
выработке рекомендаций по управлению объектом. 

Автоматический  режим

  реализации  управляющих  функций 

предусматривает  автоматическую  выработку  и  реализацию 
управляющих воздействий. При этом различаются: 

•

режим 

косвенного 

управления, 

когда 

средства 

вычислительной  техники  автоматически  изменяют  уставки  и 
(или) 

параметры 

настройки 

локальных 

систем 

автоматического управления (регулирования); 

•

режим прямого (непосредственного) цифрового (или аналого-
цифрового)  управления,  когда  управляющее  вычислительное 
устройство  формирует  воздействие  на  исполнительные 
механизмы. 

 Автоматизированный 

режим 

реализации 

АСУТП 

информационных функций АСУТП предусматривает участие людей 
в операциях по получению и обработке информации. 

В  автоматическом  режиме  все  необходимые  процедуры 

обработки информации реализуются без участия человека. 

АСУТП представляют собой системы управления, качественно 

отличные  от  систем  автоматического  регулирования  (САР), 
предназначенных для стабилизации режимов процессов и агрегатов. 

11

На  рис.  1.1  приведены  структуры  САР  и  АСУТП.  Системы 

автоматического  регулирования,  как  правило,  представляют  собой 
замкнутые  системы  управления,  функционирующие  без  участия 
человека.  

Рис. 1.1 Сравнение промышленных систем автоматизации 

Основная  цель  САР  -    оптимальная  отработка  задания, 

обеспечивающего  стабилизацию  требуемой  физической  величины 
или  технологического  параметра.  При  этом  значение  задания 
считается  известным  и  может  быть  как  постоянным,  так  и 
изменяющимся по заранее известному закону. 

Структура  АСУТП,  в  отличие  от  САР,  предполагает 

непременное участие человека – оператора  в принятии решений по 
управлению  объектом.  Структура  АСУТП  обязательно  включает 
контур  формирования  оператором  управляющих  воздействий, 
поскольку цель АСУТП – реализация оптимального режима работы 
объекта.  

Критериями  оптимальности  технологических  режимов,  как 

правило,  являются  технико-экономические  показатели  (к.п.д., 
удельные  расходы  сырья,  энергии,  топлива,  себестоимость 
продукции),  которые  обычно  не  могут  быть  непосредственно 
измерены, 

а 

получаются 

в 

результате 

соответствующих 

вычислительных процедур

12

 
1.3 Состав АСУТП. 
 

Для выполнения функций АСУТП необходимо взаимодействие 

следующих ее составных частей: 

•

технического обеспечения (ТО); 

•

программного обеспечения (ПО); 

•

информационного обеспечения (ИО); 

•

организационного обеспечения (ОО); 

•

оперативного персонала (ОП). 

Техническое  обеспечение

  АСУТП  представляет  собой  полную 

совокупность 

технических 

средств, 

достаточную 

для 

функционирования АСУТП и реализации системой всех ее функций. 

В состав комплекса технических средств (КТС АСУТП) входят 

вычислительные  и  управляющие  устройства;  средства  получения 
(датчики),  преобразования,  хранения,  отображения  и  регистрации 
информации  (сигналов);  устройства  передачи  сигналов  и 
исполнительные устройства. 

Программное  обеспечение

  АСУТП  —  совокупность  программ, 

необходимая  для  реализации  функций  АСУТП,  заданного 
функционирования  комплекса  технических  средств  АСУТП  и 
предполагаемого развития системы. 

Программное  обеспечение  АСУТП  подразделяется  на  общее 

ПО и специальное программное обеспечение. 

Общее  программное  обеспечение

  АСУТП  поставляется    в 

комплекте  со  средствами  вычислительной  техники.  К  общему 
программному  обеспечению  АСУТП  относятся  необходимые  в 
процессе  функционирования  и  развития  системы  программы, 
программы  для  автоматизации  разработки  программ,  компоновки 
программного 

обеспечения, 

организации 

функционирования 

вычислительного  комплекса  и  другие  служебные  и  стандартные 
программы (организующие программы, транслирующие программы, 
библиотеки стандартных программ и др.). 

Специальное 

программное 

обеспечение

АСУТП 

разрабатывается или заимствуется из соответствующих фондов при 
создании  конкретной  системы  и  включает  программы  реализации 
основных  (управляющих  и  информационных)  и  вспомогательных 
(обеспечение заданного функционирования КТС  системы, проверка 
правильности ввода информации, контроль за работой КТС системы 
и т. п.) функций АСУТП. 

Специальное 

программное 

обеспечение 

АСУТП 

разрабатывается  на  базе  и  с  использованием  программ  общего 
программного обеспечения.