ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.12.2021
Просмотров: 2960
Скачиваний: 33
113
ограничений обычных систем и обеспечивающего результаты, до
сих пор невозможные в АСУ.
Лучшим
способом
выявления
большого
потенциала
масштабируемой архитектуры для любого приложения может быть
ее применение в серии небольших примеров из практики. В
небольших приложениях один компьютер управляет всеми
тревогами, графиками, отчетами и задачами
ввода/вывода. Система
может быть полностью независимой или интегрированной в
существующую структуру (рис.9.4).
Дисплей
Тревоги
Отчеты
Ввод/Вывод
Графики
Рис.10.4 Масштабируемая архитектура
По мере расширения приложения (например, добавляются два
узла) дополнительный компьютер может быть использован для
каждого узла - и на каждом устанавливается ПО Citect для Windows
(рис.10.5).
Рис.10.5 ПО Citect установлено на каждом узле
отображение отображение отображение отображение
LA N
отчеты, графики, тревоги и др.
Рис.10.6 Схема с добавлением локальной сети
Контроллер
114
Однако такую схему можно улучшить добавлением ЛВС и
выделенного сервера ввода/вывода. Такая централизация устраняет
ненужные вычисления. Задачи отображения распределены по
компьютерам, так что каждый оператор может получать
необходимые данные (рис.10.6).
Поскольку задачи отображения обрабатываются локально и
лишь запросы к данным поступают на центральный сервер, такая
система значительно улучшает производительность и гибкость.
Менеджер Группа качества Mainframe
Оператор 1 Оператор 2 Оператор 3
Сервер Citect (тревоги, отчеты и др.)
Рис. 10.7 Многоуровневая система по паролю
Другим достоинством такой системы является необходимость
наличия только одного принтера, доступного из любого компьютера
в сети. Дополнительные операторы могут быть легко подключены к
системе. Менеджерам и группе качества может быть предоставлен
доступ к данным производственного процесса (рис.10.7).
Многоуровневая система по паролю ограничивает доступ к
данным
и
защищает
оборудование
предприятия
от
несанкционированных обращений. Например, каждому оператору
может быть предоставлен доступ лишь к определенным объектам на
предприятии; группа качества может иметь доступ, ограниченный
только чтением данных на всем предприятии, в то время как
начальник смены обладает неограниченным доступом. Связь с
большим компьютером может поддерживать загрузку регламентов и
управление выпуском продукции, а, в свою очередь, отчеты и
журналы тревог могут поступать обратно в отделы планирования и
управления.
115
То, что начиналось как небольшое приложение, превратилось в
среднюю по размерам систему, не потребовав изменения ни
оборудования, ни ПО. Инвестиции были сохранены на каждой
стадии развития. Для приложения большого размера, как правило,
требуется отдельный сервер для задач отчетов, тревог и графиков.
Как дополнение может быть использован файловый сервер для
хранения конфигурации БД и общего ПО (рис.10.8).
Менеджер Группа качества Сервер файлов Mainframe
Оператор 1 Оператор 2 Оператор 3
Ввод/Вывод LAN
Сервер Сервер Сервер
тревог графиков отчетов
Рис 10.8 Система с отдельными серверами
Не все АСУ (как показано на рис.10.8) настолько велики, но
Citect может эффективно использоваться в системе любого размера,
функционально
расширяясь
по
мере
роста
предприятия.
Возможность простого добавления новой аппаратуры и дальнейшего
распределения обработки в Citect для Windows является поворотной
точкой в истории развития АСУТП.
Вопросы для самопроверки:
1. В чем заключается задача проектирования АСУТП?
2.Недостатки централизованной архитектуры.
3. Достоинства и недостатки распределенной архитектуры.
4. В чем смысл системной архитектуры Citect?
5.Как происходит обработка данных в Citect?
6.Что такое масштабируемая архитектура?
11.ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ КОНТРОЛЛЕРЫ
11.1 Место программируемого контроллера в АСУ предприятия
11.2 Терминология технических средств
116
11.3 Структура ПЛК
11.4 Операционная система ПЛК
11.5 Классификация ПЛК
Ключевые
слова:
структура
управления
предприятием,
терминология технических средств, организация взаимосвязи,
структура ПЛК, классификация ПЛК.
11.1 Место программируемого контроллера в АСУ предприятия
Специалисты по комплексной автоматизации предприятий
придерживаются
5-уровневой
структуры
при
построении
индустриальных систем (рис.11.1):
1 - системы планирования ресурсов предприятия ERP (Enterprise
Resource Planning);
2
- Системы исполнения производства MES (Manufacturing Execution
Systems);
3 - станции оперативного технического персонала MMI (Men-
Maching Interface);
Рис.11.1 Пирамида комплексной автоматизации предприятия
4 — средства локального управления (Control);
5 — датчики и исполнительные устройства I/O (Input/Output).
На уровне ERP осуществляются расчет и анализ финансово-эко-
номических
показателей,
решаются
административные
и
логистические задачи; на уровне MES — задачи управления
качеством продукции, планирования и контроля последовательности
операций
технологического
процесса,
управления
производственными
и
людскими
ресурсами
в
рамках
технологического
процесса,
технического
обслуживания
производственного оборудования.
117
Согласно ранее принятой терминологии эти два уровня
относятся к задачам АСУП (автоматизированные системы управле-
ния предприятием). Технические средства, с помощью которых
решаются задачи уровней ERP и MES - персональные компьютеры и
рабочие станции.
На следующих трех уровнях решаются задачи, которые
относятся к классу АСУТП (автоматизированные системы
управления технологическими процессами).
Уровень I/O представлен датчиками и исполнительными
механизмами.
Уровень Control занимают устройства под общим названием
программируемые контроллеры (ПК).
Условно задачи, решаемые
контроллерами на этом уровне можно разделить на две группы:
•
локальное управление объектом (например, поддержание
температуры на заданном уровне);
•
сбор данных (например, опрос нескольких датчиков
температуры и передача сообщения о параметрах в цифровом
виде системе верхнего уровня).
На практике часто встречается сочетание этих двух типов задач.
На протяжении последних 30 лег техническими средствами уровня
Control служили
программируемые логические контроллеры
(ПЛК).
Однако в настоящее время на уровне Control развернута
жесткая конкуренция между ПЛК с универсальными программируе-
мыми контроллерами, оснащенными устройствами сопряжения с
объектами (УСО). На уровне MMI осуществляется оперативное
управление технологическим процессом, принимаются тактические
решения, направленные на поддержание стабильности процесса,
решаются задачи двусторонней связи оператор — технологический
процесс. По способу организации взаимосвязей между уровнями
MES, MMI и Control системы MMI подразделяют на две группы:
•
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition);
•
DCS (Distributed Control System).
Ведущие производители программируемых логических кон-
троллеров (фирмы Siemens, Allen Bradley, Mitsubishi, AEG Modicon)
ориентируются на использование своей продукции в системах типа
SCADA, структурная схема которой приведена на рис11
.
2. Системы
SCADA обычно имеют серверную структуру. Выделенный узел
осуществляет сбор информации от контроллеров, ее обработку и
передачу контроллерам управляющих воздействий. Этот же узел
может выполнять функции операторской станции или быть ее
сервером. Техническими средствами, на основе которых реализуют
операторские станции, служат промышленные компьютеры.