Автоматизированные систему управления технологическими процессами
Одной из характерных тенденций развития систем автоматического управления в машиностроении, является использование вычислительной техники - современных электронных вычислительных машин не только для сбора и преобразования информации, но и для непосредственного управления технологическими машинами и системами машин. Такие системы управления, в отличие от традиционных, давно известных систем управления с распределительным валом и кулачками, копирами, упорами и т.д., получили название автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП).
Главной отличительной чертой традиционных систем управления технологическими объектами с дискретным характером действия, где необходимая программа работ задается расположением упоров, профилем кулачков копиров задается расположением упоров, профилем кулачков копиров или иными материальными аналогами. Поэтому задачи выполнения системами управления технологическими объектами с дискретным характером операций формулируются лишь как обеспечение необходимой координации работы механизмов и устройств во времени и пространстве. Управляемым считается такой технологический процесс, где по заранее разработанной программе объект обработки подвергается технологическим воздействием в соответствии с заданными методами, маршрутами и режимами обработки, контроля, сборки.
Важнейшее преимущество АСУТП перед традиционными системами управления на механической, гидравлической, электрической основе заключается в гибком управлении с оперативным реагированием на все возможные (и неизбежные) отклонения параметров процесса, исходя из обеспечения целевой функции автоматизируемого оборудования.
Высокопроизводительные современные технические системы, как совокупность автоматизированного технологического оборудования и высокоэффективных средств управления на базе ЭВМ, получили название автоматизированных технологических комплексов (АТК). Таким образом, АСУТП является высшей ступенью автоматизации управления технологическим оборудованием и одновременно низовым информационным звеном промышленных АСУ, как это видно из общей классификации автоматизированных систем управления (см. Приложение 1). В реальных условиях современного машиностроения, особенно в условиях серийного и массового быстросменного производства, АСУТП как подкласс АСУ производственно-технологического класса (см. Приложение 1) весьма тесно смыкается с АСУ проектно-конструкторского класса и прежде всего с АСУ проектно-конструкторского класса и прежде всего с АСУ технологической подготовки производства (АСУТПП), которые осуществляют автоматизированную подготовку управляющих программ для АСУТП, а также в ряде случаев расчет и проектирование объектов, изготовляемых на АТК.
В зависимости от объема выполняемых функций существует ряд иерархических уровней управления промышленным машиностроительным предприятием, которые в совокупности осуществляют автоматизированные функции управления организационно-экономической и хозяйственно-производственной деятельностью предприятия на основе применения экономико-математических методов и ЭВМ.
Верхним уровнем управления является комплексная АСУП, реализованная в масштабе предприятия и его основных подразделений (подсистем).
Средним уровнем является одна или несколько автоматизированных систем управления производственными процессами (АСУПП), входящих в качестве подсистем в комплексную АСУП и осуществляющих функции прямого оперативного управления производством.
Низовым уровнем являются отдельные АСУТП, которые входят в состав подсистем в АСУПП или непосредственно в АСУП.
Основными элементами АСУТП, обеспечивающими их функционирование, являются комплексы технических средств, общесистемная техническая документация и эксплуатационный персонал. Комплекс технических средств (КТС АСУТП) включает совокупность: а) вычислительных и управляющих устройств; б) устройств передачи сигналов и данных; в) датчиков сигналов и исполнительских устройств, полностью обеспечивающих выполнение всех функций конкретно АСУТП. Классификация технических средств АСУТП смотри Приложение 2 а.
В зависимости от особенностей управляемого технологического оборудования комплекс технических средств выполняется с прямым или непрямым воздействием.
В зависимости от особенностей управляемого технологического оборудования комплекс технических средств выполняется с прямым и непрямым воздействием. При прямом взаимодействии управляющий вычислительный комплекс (УВК) непосредственно осуществляет управление технологическим оборудованием. Классификация основных структурных вариантов КТС АСУТП приведена в таблице (см. Приложение 2б). Выполняемые функции и степень интегрирования являются основными классификационными признаками АСУТП. Кроме того, системы различаются по способу управления (посредством оператора, комбинированные, прямое цифровое и аналого-цифровое управление, см. Приложение 2б), по количеству точек контроля и управления АТК, по типам управляемых технологических процессов (прерывистые и непрерывные и т.д.)