Развитие автоматизации систем управления

В автоматизированной системе управления сбор, переработка и вывод информации осуществляются автоматически или автоматизировано. При обработке информации для анализа обстановки, кроме текущих данных о состоянии производственного процесса, используют также нормативные данные, плановые данные и математическое описание (модель) производства.

Непрерывную во времени картину развития АСУТП можно разделить на три этапа, обусловленные появлением качественно новых научных идей и технических средств.

Первый этап отражает внедрение систем автоматического регулирования (САР). Объектами управления на этом этапе являются отдельные параметры, установки, агрегаты; решение задач стабилизации, программного управления, слежения переходит от человека к САР. Человек реализует функции расчета задания и параметров настройки регуляторов.

Второй этап - автоматизация технологических процессов. Объектом управления становится рассредоточенная в пространстве система. С помощью систем автоматического управления (САУ) реализуются все более сложные законы управления, решаются задачи оптимального и адаптивного управления, проводится идентификация объекта и состояний системы. Характерной особенностью этого этапа является внедрение систем телемеханики в управление технологическими процессами.

Третий этап - автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП). АСУ ТП – человеко-машинная система управления, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления технологического объекта управления (ТОУ) в соответствии с принятым критерием. Характеризуется внедрением в управление технологическими процессами вычислительной техники. Вначале – применение микропроцессоров, использование на отдельных фазах управления вычислительных систем. Затем активное развитие человеко-машинных систем управления, инженерной психологии, методов и моделей исследования операций и, наконец, диспетчерское управление на основе использования автоматических информационных систем сбора данных и современных вычислительных комплексов.

Основные компоненты SCADA-систем.

SCADA процесс сбора информации реального времени с удаленных точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления удаленными объектами. Требование обработки реального времени обусловлено необходимостью доставки (выдачи) всех необходимых событий (сообщений) и данных на центральный интерфейс оператора (диспетчера). В то же время понятие реального времени отличается для различных SCADA-систем.

Функциональная структура SCADA

Существует два типа управления удаленными объектами в SCADA:

· автоматическое,

· инициируемое оператором системы.

Выделяют четыре основных функциональных компонента систем диспетчерского управления и сбора данных:

· человек-оператор,

· компьютер взаимодействия с человеком,

· компьютер взаимодействия с задачей (объектом),

· задача (объект управления).

Данное представление SCADA явилось основой для разработки современных методологий построения эффективных диспетчерских систем.

Место SCADA-систем в современном производстве

SCADA пакеты являются одним из наиболее популярных средств для программирования систем автоматизации технологических процессов (ТП) и предназначены в первую очередь для создания интерфейсов человек-машина (MMI^[1] – Man Machine Interface), регистрирования, отображения и архивирования данных в АСУТП.

Применение SCADA-программ как средства разработки ПО для системы управления обусловлено следующими причинами: универсальность современных пакетов, позволяющая использовать их при автоматизации практически любого предприятия; предоставляемые SCADA-пакетами графические средства программирования дают возможность отказаться от стандартных языков программирования на наиболее трудоёмких и ответственных этапах проектирования систем управления. Кроме того, с помощью SCADA-программ реализуется большинство типичных для АСУ функций.

Функции SCADA-систем

- сбор информации с устройств нижнего уровня (датчиков,

контроллеров);

- прием и передача команд оператора/диспетчера на контроллеры и

исполнительные устройства (дистанционное управление объектами);

- сетевое взаимодействие с информационной системой предприятия

(с вышестоящими службами);

- отображение параметров технологического процесса и состояния

оборудования с помощью мнемосхем, таблиц, графиков и т.п. в удобной для восприятия форме;

- оповещение эксплуатационного персонала об аварийных ситуациях и

событиях, связанных с контролируемым технологическим процессом и

функционированием программно-аппаратных средств АСУ ТП с

регистрацией действий персонала в аварийных ситуациях.

- хранение полученной информации в архивах;

- представление текущих и накопленных (архивных) данных в виде

графиков (тренды);

- вторичная обработка информации;

- формирование сводок и других отчетных документов по созданным на этапе проектирования шаблонам.