Автоматизация на системите за управление: нива, инструменти, функции и приложения

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Автоматизацията на системите за управление (ACS) е информационна система, която е предназначена за автоматизирано изпълнение на управленски процеси. Трябва да се отбележи, че въвеждането на такава технология трябва да бъде оправдано от техническа и икономическа гледна точка. Най-често инсталирането на такава система позволява да се намали броят на работещия персонал, да се повиши ефективността на управлението и да се подобри качеството на съоръжението.

Изисквания за ACS

Има някои изисквания за автоматизацията на системата за управление.

На първо място, много е важно всички елементи да могат да бъдат свързани помежду си, както и да имат връзка с автоматизирана система, която е свързана към автоматизираната система за управление. Освен това тук е много важно системата да има възможност за разширяване, развитие и модернизация. Това се прави с очакването, че в бъдеще предприятието ще се развива и ще е необходима по-модернизирана система.

Втората, но не на последно място, системата за автоматизация на контролатрябва да има достатъчна степен на надеждност. С други думи, той трябва да е 100% защитен при работа с първоначално зададените параметри. Друго важно изискване е адаптивността. Системата трябва да бъде конфигурирана по такъв начин, че да може да се променя при променящи се параметри. Тук обаче трябва да се каже, че обхватът на промените се обсъжда предварително, преди инсталирането на автоматизираната система за управление и следователно тези граници на промените се въвеждат в системата предварително.

Системата за автоматизация на управлението трябва да осигурява възможност за контрол на нейната работа. Освен това е много важно в случай на неизправност системата да може да диагностицира и посочи мястото, вида и причината за определен проблем. Последното важно изискване за автоматизирана система за управление е защита срещу неправилни действия на персонала. В случай на случайни или умишлени промени в параметрите, които могат да доведат обекта до критично състояние, системата за управление трябва да бъде защитена. Това правило важи и в случай, че някъде изтече информация.

Части на ACS. Функционално

В момента всяка информационна система, включително система за автоматизация на управлението на предприятието, може условно да бъде разделена на два компонента. Първият е функционален, вторият осигурява. Първата част отговаря за аспекта на действията, в които се създава всяка отделна система. Комбинацията от тези отделни задачи създава функционална част от цялостната система.

След това трябва да обърнете внимание на факта, че всяка автоматизирана система за управление трябва да изпълняваследните стъпки:

• трябва да събира, обработва и анализира цялата информация, свързана със състоянието на обекта;
• системата трябва да може да разработва методи за контрол, когато възникне необходимост;
• Автоматизираната система за управление трябва също да може да прехвърля контролни действия към изпълнителните елементи, както и да прехвърля данни към оператора за контрол;
• внедряването и контролът на разработените контролни действия също се дължи на системата за управление.

Осигуряване на част от автоматизираната система за управление. Информационна част №

Втората голяма част е осигуряването. Това е малко по-сложно и условно е разделено на няколко по-малки изпълнителски групи, които включват следните секции:

• програмно-математически;
• информационен;
• технически;
• методологични и организационни;
• лингвистичен;
• персонал.

Действието на системата за автоматизация на управлението на предприятието, или по-скоро нейната поддържаща част, се основава на факта, че тя събира пълна информация за обекта. Въз основа на получената информация, която включва данни за кодиране, методи на адресиране, формати на данни и т.н., ACS ще работи. Трябва да разберете, че голямо количество информация изисква място за съхранение. Поради тази причина всички получени данни се събират в големи бази данни, които впоследствие се съхраняват на машинен носител.

Важно е да разберете, че да съхранявате цялата информация от началото на работа до днесНевъзможно, защото има твърде много. Следователно всички съхранени данни се презаписват на носител с определена честота, която е необходима за нормалната работа на обекта. В допълнение, всяка такава система за автоматизация на процеси има някакъв вид съхранение на архивни данни. Той е предназначен да може да възстанови загубата на информация, ако някое устройство се повреди.

Математическа част

Трябва да се отбележи веднага, че това е най-важното във всяка система за управление днес. Софтуерната част от този тип включва всеки софтуер, който изпълнява всички задачи, възложени на системата, а също така осигурява нормалната работа на целия комплекс от технически средства, използвани в това предприятие. Математическата част е съвкупността от всички математически формули, модели, алгоритми, използвани в работата на информационната система.

Софтуерът на системата за управление на автоматизацията на процеса трябва напълно да отговаря на изпълнението на всички функции, които се изискват от обекта за автоматизация. Тук е важно да се отбележи, че всички тези функции се реализират с помощта на изчислителни инструменти. Има няколко специфични свойства, на които софтуерната част на ACS трябва да отговаря:

1. Функционална достатъчност. Тоест системата трябва да е завършена.
2. Важно е системата не само да е надеждна, но и да притежава свойствотосамолечение, както и да се определи причината за повредата.
3. Системата трябва да се адаптира към променящите се параметри на обекта.
4. Трябва да е възможно да се променя, ако е необходимо.
5. Модулността на конструкцията, както и лекотата на използване също са важни компоненти на системата.

Техническа секция

Всичко тук е доста просто. Техническата поддръжка включва наличието на всички технически средства, необходими за осигуряване на максимална функционалност на автоматизираната система за управление. Този раздел е най-засегнат от развитието на компютърните технологии и компютърните технологии. Благодарение на развитието на тези две области разнообразието от технически измервателни уреди става все по-широко и сами по себе си те могат да решават все по-широк кръг от проблеми.

В момента системите и техническите средства за автоматизация и управление могат да бъдат разделени на две големи групи. Първата група са средствата за комуникация, а втората са средствата на организационните технологии.

Тук е необходимо да се разбере, че техническите средства за автоматизация се използват на всички етапи от работата на автоматизираната система за управление, от фиксиране на параметрите до тяхното съхранение, а също и с тяхна помощ е възможно да се свържат цялата система за управление в една мрежа. Ако говорим отделно за средствата за комуникация, тогава те, на първо място, играят ролята на предаватели на информация от едно устройство на друго. В някои редки случаи те работят заедно с компютри. Организационната технология е устройство, което позволяваизвършва различни операции с предварително получена информация.

Доста важно правило е, че всяко техническо средство на автоматизираната система за управление, в случай на повреда, трябва да бъде заменено с подобно без никакви проблеми, без да е необходимо да го преконфигурирате.

Методологически и организационен раздел на системата

Проектирането на система за автоматизация на управление предполага наличието на такъв раздел като методически и организационен. Този клон на автоматизираната система за управление е набор от методи, инструменти и някои специални документи, които установяват работния процес не само за самата система, но и за персонала, който я поддържа. Освен това има и документи, които систематизират процедурата за работа на персонала при взаимодействие помежду си. Това включва и някои методи, в резултат на които персоналът се обучава за работа с определена информационна система. С други думи, това е раздел, който засяга не само самата система, но и човешкия фактор.

Основната цел на този раздел е да поддържа системата работеща, както и да й позволи да бъде доразвита, ако е необходимо. Може да се добави, че този раздел съдържа инструкции, които се отнасят до това какво трябва да направи персоналът по време на работа на ACS, за да поддържа нормалното му функциониране. Той също така съхранява файлове, които носят информация за това какво трябва да се направи, ако системата премине в авариен режим или просто не функционира както трябва.

Лингвистика

Последният раздел на поддържащата част на ACS е лингвистичен. Естествено, тази система е езиков набор. Това включва езиците на комуникация на персонала, който обслужва системата за автоматизация на управлението на производството, както и нейните потребители с такива части на самата система като технически, информационни и програмно-математически. Има също преписи на всички термини и дефиниции, използвани от ACS по време на работата си.

По време на работа е много важно операторите да могат да комуникират със системата за управление своевременно и удобно. Благодарение на езиковата подкрепа се постига необходимото удобство, недвусмисленост и стабилност на тази комуникация. Необходимо е само да се добави, че тук е необходимо да има технически средства, които ще коригират грешки, ако има такива, по време на комуникация между потребителя и системата за автоматизация. Към днешна дата има два различни подхода за работа с ACS.

Първият начин, по който се осъществява процесът на управление на автоматизацията, е инсталирането и използването на компютърни технологии. Тези инструменти ще се използват само за опростяване на някои от операциите, които възникват при работа с документи. Към днешна дата този метод се счита за неефективен, тъй като не ви позволява да отключите напълно потенциала на текущото ниво на компютърните технологии.

Вторият метод е коренно различен от първия и се крие във факта, че предприятието създава интегрирана система за автоматизация на управлениеобекти. В този случай на техника се прехвърля не само управлението на документи, но и бази данни, експертни системи, комуникационни инструменти, както и много други функции.

По-ниско и средно ниво на ACS

Всяка система за управление на процесите днес може условно да бъде разделена на няколко нива. Автоматизацията на системата за управление в момента има три такива нива.

По-ниското ниво са сензорите, както и измервателните уреди, които контролират контролираните характеристики. В допълнение, това включва и задвижващи механизми, от които зависи стойността на характеристиките. На това ниво се извършва само минимално управление, което се състои в съпоставяне на сигнала от сензора с входа на устройството за управление. Има и обмен на сигнали, генерирани от тези устройства със задвижващи механизми.

Следващото средно ниво е управление на оборудването. С други думи, програмируемите логически контролери са разположени на тази контролна стъпка. Тези PLC са в състояние да получават сигнали от измервателно оборудване, както и от сензори, които следят състоянието на процеса. В съответствие с получената информация, както и данните, които се задават от потребителя, PLC генерира управляващ сигнал, който се предава към задвижващия механизъм с ясна команда.

Най-високо ниво

Автоматизацията на управлението в техническите системи също има трета, по-високаниво. Такова оборудване са операторски и диспечерски станции, мрежово оборудване, промишлени сървъри. Именно на този етап се осъществява пълен контрол върху хода на технологичните операции в съоръжението от лице. Освен това тук е осигурена и комуникация с двете предишни нива, което ви позволява успешно да събирате всяка необходима информация.

На този етап се използва HMI, SCADA. Първият е интерфейс човек-машина, с помощта на който диспечерът може да следи хода на технологичните операции в съоръжението. Това включва различни монитори или графични панели, които най-често се монтират на шкафове за автоматизация и са предназначени само за показване на информация за обекта и хода на процеса. За управление на оборудването за автоматизация и системата за управление има SCADA система, която предполага наличието на надзорен контрол и възможност за събиране на данни. С прости думи, тази мрежа ви позволява да инсталирате софтуер, който може да бъде конфигуриран и инсталиран на компютрите на диспечерите.

Всички най-важни данни, които PLC събира на средно ниво, се събират, архивират и визуализират с помощта на тази система. Основата на автоматизацията лежи именно тук, тъй като SCADA е в състояние не само да получава информация, но и да я сравнява с тази, която е въведена от оператора. Ако има отклонение на някой параметър от зададената стойност, системата уведомява потребителя за това чрез аларма. някоисистемите имат способността не само да контролират, но и да променят автоматично всякакви стойности, за да върнат стойност, която е надхвърлила установените граници.

Инструменти за автоматизация

Системата за автоматизация на управлението на персонала, технологичният процес се осъществява за сметка на технически средства за автоматизация или TCA. С други думи, това са устройства, които могат да бъдат или технически инструмент сами по себе си и да извършват каквато и да е дейност, или да бъдат част от хардуерно-софтуерен комплекс.

Най-често TCA е основният елемент на системата за автоматизация. Това включва цялото оборудване, което улавя, обработва, предава информация. С помощта на такива инструменти е възможно да се контролират, регулират и наблюдават автоматизираните аспекти на производствения процес. Има TCA, които контролират някои параметри. Това могат да бъдат сензори за налягане, температура, ниво, капацитивни сензори, лазерни сензори и др. Следват информационните TSA, чиято основна задача е да прехвърлят информацията, получена от сензорите. С други думи, това е връзката между по-ниското ниво и оборудването за управление на по-високо ниво.

Управляващото оборудване има способността да спре напълно или частично производствения процес, докато причината за спирането не бъде елиминирана. Освен това някои напреднали системи могат сами да отстраняват неизправности. В този случай те се отнасят до системи за контрол и управление на самолечение.