Обеспечение тепловлажностного режима работы предприятия

    Интегрированные системы управления производством.

Современная АСУ ТП предусматривает связь с корпоративными системами управления предприятием (АСУП), которые в мировой литературе обозначаются как ERP-системы (Enterprise Resource Planning) — планирование ресурсов предприятия или MPR II системы — (Manufacturing Resource Planning) — планирование ресурсов производства. Первые системы ориентированы на предприятие в целом, а вторые — на его технологическое подразделение, рис. 15.5. Они строятся по принципу пирамиды и охватывают весь цикл работы предприятия, от системы управления нижнего PLC-уровня до ERP-системы управления предприятия в целом.

    Основу программного обеспечения уровня 3 составляет программа SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) — система сбора данных и оперативного диспетчерского управления, реализующая все основные функции визуализации измеряемой и контролируемой информации, передачи данных и команд системе контроля и управления — PLC-уровню.

    Рис. 15.5. Интегрированные системы управления производством

    SCADA позволяет собирать информацию с отдельных приборов, расположенных в разных местах, представлять ее на экране компьютера и сохранять данные в файлах для дальнейшего просмотра и обработки.

    Эта система состоит из инструментального и исполнительского комплекса.

    Инструментальный комплекс предназначен для разработки конкретного программного обеспечения автоматизированных рабочих мест (АРМ) технолога, оператора, диспетчера и др.

    Исполнительный комплекс реализует разработанное программное обеспечение в определенной операционной среде.

    Диспетчерское управление и сбор данных SCADA является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами и процессами.

    В последние десятилетия возрос интерес к проблеме построения и эффективного использования систем диспетчерского управления и сбора данных. С одной стороны это связано со значительным прогрессом в области вычислительной техники, программного обеспечения и коммуникаций, что увеличивает возможности и расширяет сферу применения автоматизированных систем. С другой стороны, развитие информационных технологий, повышение степени автоматизации и перераспределение функций между человеком и аппаратурой обострило проблему взаимодействия человека-оператора с системой управления. В настоящее время большинство (до 80%) аварий в промышленных системах связано с человеческим фактором.

    Современные SCADA-системы ориентированы прежде всего на человека-оператора, его возможности при управлении сложными и быстродействующими системами. Они осуществляют процесс сбора информации реального времени с удаленных точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления удаленными объектами.

    Человек-оператор выполняет в системе диспетчерского управления пять функций:

   - планирует, какие следующие действия необходимо выполнить;

   - обучает (программирует) компьютерную систему на последующие действия;

   - отслеживает результаты работы системы;

   - вмешивается в процесс в случае критических событий, когда автоматика не может справиться или при необходимости регулировки параметров процесса;

   - обучается в процессе работы (набирает опыт).

    Основными особенностями процесса управления в современных диспетчерских системах являются следующие:

   - процесс SCADA применяется в системах, в которых обязательно наличие человека-оператора;

   - оператор несет общую ответственность за управление системой, которая в нормальных условиях только изредка требует подстройки параметров для достижения оптимального результата;

   - активное участие оператора в процессе управления происходит нечасто и в непредсказуемые моменты времени — при наступлении критических событий, отказах или других нештатных ситуациях;

   - действия операторов в критических ситуациях могут быть жестко ограничены по времени — несколькими минутами или секундами.

    Основные функции SCADA-системы в части функционирования дисплейного пульта могут быть следующие:

   - сбор текущей информации от контроллеров или других приборов и устройств, связанных непосредственно или через сеть с пультом оператора (с PLC-уровня);

   - первичная вычислительная и логическая обработка измерительной информации;

   - архивирование и хранение текущей информации и ее дальнейшая обработка;

   - представление текущей и исторической информации на дисплее (реализация динамических мнемосхем, гистограмм, анимационных изображений, таблиц, графиков, трендов, выделений аварийных ситуаций и т.д.);

   - печать отчетов и протоколов в заданные моменты времени, показ и запись аварийных ситуаций в моменты их возникновения;

   - ввод и передача команд и сообщений оператора в контроллеры и другие устройства системы;

   - решение прикладных задач пользователя и их связь с текущей измеряемой информацией и управленческими решениями;

   - информационные связи с серверами и другими рабочими станциями через сетевые структуры.

    Существует промежуточная группа — MES-системы (Manufacturing Execution Systems), которые отвечают за:

   - управление производственными и людскими ресурсами в рамках технологического процесса;

   - планирование и контроль последовательности операций технологического процесса;

   - управление качеством продукции;

   - хранение исходных материалов и готовой продукции по технологическим подразделениям;

   - техническое обслуживание производственного оборудования;

   - связь систем ERP и SCADA.

    Одной из причин возникновения MES-систем явилась необходимость локального управления на уровне технологического подразделения. Однако информационные базы отдельного цеха и всего предприятия должны оставаться едиными.

    Второй причиной явилась необходимость более оперативного взаимодействия с PLC-уровнем, АСУ ТП. Например, в пищевой промышленности выделяется задача управления технологическими последовательностями — обеспечение выпуска продукции в нужном объеме с заданными технологическими характеристиками, с возможностью перехода на новый вид продукции. Параллельно стоят задачи ведения архива; значений технологических переменных с возможностью восстановления производственных ситуаций прошедших периодов и анализа нештатных ситуаций, обучения персонала и оптимизации технологического процесса.