Системы автоматизации и управления технологическими процессами
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
ом уровне содержит, как правило, несколько десятков байтов, а допустимые временные задержки могут составлять от 100 до 1000 миллисекунд в зависимости от режима работы.
На уровне управления производством располагаются обычные IBM-PC-совместимые компьютеры и файловые серверы, объединенные локальной сетью. Задача вычислительных систем на этом уровне - обеспечение визуального контроля основных параметров производства, построение отчетов, архивирование данных. Объемы передаваемых между узлами данных измеряются мегабайтами, а временные показатели обмена информацией не являются критичными.
Данный уровень включает одну или несколько станций управления, представляющих собой автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера \ оператора. Здесь же может быть установлен сервер базы данных. На верхнем уровне могут быть организованы рабочие места (компьютеры) для специалистов, в том числе и для инженера по автоматизации (инжиниринговые станции).
Для полноты картины следует упомянуть еще уровень планирования, включающий в себя координирующие и административные функции всего предприятия, как материально-техническое снабжение, планирование мощностей или статистику.
2.3 Обмен информацией между уровнями
Все уровни пирамиды должны иметь вертикальную информационно-техническую связь друг с другом; между ними осуществляется обмен информацией. Этот обмен информацией происходит в обе стороны, снизу вверх и сверху вниз. Рассмотрим такую „вертикальную коммуникацию" на примере полевого уровня - уровня управления. Данные из процесса, напр., измерительные величины подлежат передаче на местный уровень низовой автоматизации. Речь идет о небольшом кол-ве информации, являющейся актуальной в конкретный момент времени, однако, с высоким требованием к скорости передачи информации, напр., сообщение о состоянии опасности, которое должно приводить к быстрой остановке агрегата. Отдельные датчики и исполнительные элементы на работающих сегодня установках зачастую не имеют еще собственной логики и присоединены непосредственно к уровню управления. О коммуникации в собственном смысле говорить еще нельзя, поскольку информация возникает постоянно, напр., в качестве аналогового сигнала. Но и здесь уже заметно влияние микроэлектроники. Так, начинают использовать датчики, способные самостоятельно обрабатывать сигналы, производить предварительную обработку измерительных величин, сравнивать нормальные и предельные значения либо получать и передавать несколько значений. Эти „интеллектуальные" датчики уже сообщаются друг с другом и перемещают, таким образом, часть задач автоматизации на полевой уровень. Тем самым удается, в общем, увеличить производительность обработки данных и одновременно сократить коммуникацию между полевым уровнем и стоящим над ним уровнем низовой автоматизации, т.к. на верхний уровень передаются только релевантные данные в сжатой форме. Более выражена логика компонентов на уровне управления. Уже сегодня они сообщаются не только с системами стоящего выше уровня управления производством, но также и с компонентами внутри своего уровня. Требования к коммуникации на иерархических уровнях различны. На полевом уровне приводы и датчики сообщаются в основном очень интенсивно друг с другом или с вышестоящим уровнем; при этом объем информации относительно мал и срок службы данных невелик. Но высокие требования короткого времени реакции требуют коммуникации в реальном времени. С возрастанием уровней в иерархии задачи автоматизации принудительным образом централизуются в большей степени. Хотя кол-во устройств, участвующих в процессе автоматизации, уменьшается, однако сами эти устройства становятся производительнее. Частотность отдельных передач между ними сокращается, но, напротив, увеличиваются размер и срок актуальности блоков данных, требования к реальному времени понижаются. Несмотря на эти различия, потребность в горизонтальной и вертикальной коммуникации встречается на всех уровнях (см. Рисунок 2.2).
При этом каждый уровень работает в основном с данными, которые ему подчинены. Данные, которые должны передаваться на вышестоящие уровни, необходимо вначале сокращать и сжимать. Связанная с этим информационная концентрация препятствует тому, чтобы один уровень был перегружен данными из другого уровня. Данные, которые должны передаваться на нижестоящий уровень, необходимо перед этим расширить дополнительной информацией. Если эти принципы при структурировании задачи автоматизации будут выполняться, т.е. если каждый уровень будет самостоятельным, насколько возможно, и обмен информацией между уровнями будет минимальным, то объем горизонтального потока информации на каждом уровне будет увеличиваться.
Рисунок 2.2 - Горизонтальная и вертикальная коммуникация - важнейшие элементы любой автоматизации
При прямых связях (двухпунктовых связях), как показано на Рисунок 2.3, коммуникация между двумя компонентами одного уровня возможна только через вышестоящий уровень. Частично это привносит длинный путь для прохождения информации. Информация может запаздывать, если вышестоящая система оказывается с ограниченной пропускной способностью.
Рисунок 2.3 - Компоненты автоматизации с прямыми связями
В частности на нижних уровнях, где особенно важна быстрая передача, для горизонтальной коммуникации, для "поперечного движения" внутри одного уровня, нужно идти другим путем. Вс