Системы автоматизации и управления технологическими процессами
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
е устройства и системы уровня автоматизации, между которыми возникают коммуникативные отношения, должны быть связаны друг с другом. Иначе говоря: каждый партнер коммуникации должен быть соединен с каждым другим (Рисунок 2.4). В крупных проектах автоматизации такая структура вскоре станет запутанной.
Рисунок 2.4 - Прямые (двухпунктовые) связи с интенсивным поперечным движением приводят к плохо просматриваемым структурам
Рисунок 2.5 - С возрастанием иерархической ступени требование быстрой передачи уменьшается, зато возрастает кол-во информации, передаваемой за один раз
Коммуникация внутри различных уровней автоматизации - от полевого уровня до уровня планирования - предъявляет разные требования к шине (Рисунок 2.5). Большое значение для мощности и стоимости шины передачи данных имеют способ и количество передаваемых данных. На полевом уровне между многими партнерами передаются данные малым количеством и высокой степени актуальности. Среда передачи должна быть недорогой. Чем выше иерархическое положение, тем больше характеристик имеют передаваемые данные. Т.е., между немногими партнерами передаются большие пакеты данных, являющиеся актуальными длительное время. Шина должна справляться с таким количеством информации. Независимо от топологии сети для коммуникации используются различные среды передачи с разной степе
2.4 Стандартные решения САУ ТП
Структура САУ ТП в первую очередь определяется средствами и характеристиками взаимосвязи отдельных компонентов комплекса (контроллеров, пультов оператора, удаленных блоков ввода-вывода), т.е. сетевыми возможностями. Гибкость и разнообразие структур САУ ТП зависят от:
числа имеющихся сетевых уровней;
возможных типов связи (топологий) на каждом уровне сети: шина, звезда, кольцо;
параметров сети каждого уровня: типов кабеля, допустимых расстояний, максимального количества узлов (компонентов комплекса), подключаемых к каждой сети, скорости передачи информации, методе доступа компонентов к сети (случайные по времени доставки сообщений или гарантирующие время их доставки).
Рисунок 2.6 - Простейшая структура САУ ТП
Указанные свойства САУ ТП характеризуют возможность:
распределения аппаратуры в производственных цехах;
объем производства, который может быть охвачен системой автоматизации, реализованного в данной САУ ТП;
возможность переноса блоков ввода-вывода непосредственно к датчикам и исполнительным механизмам.
Одна из самых простых и популярных структур САУ ТП представлена на Рисунок 2.6. Все функциональные возможности системы четко разделены на два уровня. Первый уровень составляют контроллеры (Уровень управления), второй - пульт оператора (Уровень управления технологическим процессом), который может быть представлен рабочей станцией или промышленным компьютером.
Уровень контроллеров в такой системе выполняет сбор сигналов от датчиков, установленных на объекте управления; предварительную обработку сигналов (фильтрацию и масштабирование), реализацию алгоритмов управления и формирование управляющих сигналов на исполнительные механизмы объекта управления, передачу и прием информации из промышленной сети. Пульт оператора формирует сетевые запросы к контроллерам нижнего уровня, получает от них оперативную информацию о ходе технологического процесса, отображает на экране монитора ход технологического процесса в удобном для оператора виде, осуществляет долговременное хранение динамической информации (ведение архива) о ходе процесса, производит коррекцию необходимых параметров алгоритмов управления и уставок регуляторов в контроллерах нижнего уровня.
Увеличение информационной мощности (количества входных/выходных переменных) объекта управления, расширение круга задач, решаемых на верхнем уровне управления, повышение надежностных показателей приводят к появлению более сложных структур программно-технических комплексов (Рисунок 2.7).
Рисунок 2.7 - Структура САУ ТП
Операционные системы (ОС) семейства Windows фирмы Microsoft практически полностью завоевали рынок офисных компьютеров и активно осваивают уровень промышленной автоматизации. Большинство серверов и рабочих станций функционируют под управлением ОС Windows NT/2000/XP. Некоторые технологии Microsoft уже сейчас стали промышленным стандартом. Использование архитектуры Клиент-сервер позволяет повысить эффективность и скорость работы всей системы, повысить надежность и живучесть системы за счет резервирования серверов, рабочих станций, территориальным распределением решаемых задач. Серверы, как правило, выполняются на базе промышленных компьютеров и являются резервируемыми. Наименование серверов в различных САУ ТП различается: сервер базы данных реального времени, сервер оперативной и архивной базы данных, сервер ввода-вывода и др.
Основные функции серверов:
сбор, обработка оперативных данных от устройств связи с объектом и контроллеров;
передача команд управления контроллерам с верхнего уровня управления; хранение и отображение информации о заданных переменных;
предоставление требуемой информации клиентским рабочим станциям;
архивация трендов, печатных документов и протоколов событий.
Современные САУ ТП, как правило, включают станции инжиниринга, выполненные на базе персональных компьютеров в офисном исполнении. С их помощью осуществляется инженерное обслуживание контро?/p>