2.2. Автоматизированные системы управления технологическими процессами

В наиболее общем случае автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТП) представляет собой замкнутую систему, обеспечивающую автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления технологическим объектом в соответствии с принятым критерием, и реализацию управляющих воздействий на технологический объект. АСУТП применяется на уровне от цеха и ниже.

Технологический объект управления – это совокупность технологического оборудования и реализованного на нем технологического процесса. В зависимости от уровня АСУТП технологическим объектом управления могут быть технологические агрегаты и установки, группы станков, отдельные производства (цехи, участки), реализующие самостоятельный технологический процесс.

В состав АСУТП входит:

- техническое обеспечение (вычислительные и управляющие устройства, программируемые контроллеры (PLC – Programmed Logic Controller – компьютеры, встроенные в оборудование), средства получения (датчики), преобразования, хранения, отображения и регистрации информации, устройства передачи сигналов и исполнительные устройства);

- программное обеспечение (ПО) – совокупность программ, необходимая для реализации функций АСУТП, заданного функционирования комплекса технических средств и предполагаемого развития системы;

- информационное обеспечение включает информацию, характеризующую состояние автоматизированного технологического комплекса (АТК), системы классификации и кодирования технологической и технико-экономической информации, массива данных и документов, необходимых для выполнения всех функций АСУТП, в том числе нормативно-справочную информацию;

- организационное обеспечение – совокупность описаний функциональной, технической и организационных структур, инструкции для оперативного персонала, обеспечивающих задание функционирования его в составе АТК;

- оперативный персонал;

- технологи-операторы, осуществляющие контроль за управлением с использованием рекомендаций выработанных АСУТП;

- эксплуатационный персонал АСУТП (ремонтный персонал в состав АСУТП не входит).

Функции АСУТП подразделяются на управляющие, информационные и вспомогательные. К управляющим функциям относятся регулирование (стабилизация) отдельных технологических переменных, логическое управление операциями или аппаратами, адаптивное управление объектом в целом (например, управление участком станков с числовым программным управлением (ЧПУ), оперативная коррекция суточных и сменных плановых заданий и др.). Информационные функции – это функции системы, содержанием которых является сбор, обработка и представление информации для последующей обработки. Вспомогательные функции состоят в обеспечении контроля за состоянием функционирования технических и программных средств системы.

Главная функция АСУТП – это сбор и обработка данных о состоянии оборудования и протекании производственных процессов для принятия решений по загрузке станков, выполнению технологических маршрутов. Программное обеспечение АСУТП на этих уровнях представлено системой диспетчерского управления и сбора данных – SCADA (Supervisory Control and Data Acquision). К основным функциям SCADA относится:

- сбор первичной информации от датчиков;

- хранение, обработка и визуализация данных;

- управление и регистрация аварийных сигналов;

- связь с корпоративной информационной сетью;

- автоматизация разработки прикладного ПО.

Программные продукты класса SCADA широко представлены на мировом рынке. Это несколько десятков SCADA - систем, многие из которых нашли свое применение и в России. Например, InTouch (Wonderware, США), Citect (CI Technology, Австралия), FIX (Intellution, США), Genesis (Iconics Co, США), Factory Link (United States Data Co, США), RealFlex (BJ Software Systems, США), Sitex (Jade Software, Великобритания), TraceMode (AdAstrA, Россия), Cimplicity (GE Fanuc, США), САРГОН (НВТ – Автоматика, Россия) и др.

Для непосредственного программного управления технологическим оборудованием используют системы CNC (Computer Numerical Control) на базе контроллеров (специализированных компьютеров, называемых промышленными), которые встроены в технологическое оборудование с ЧПУ. Системы CNC называют также встроенными компьютерными системами.