Автоматизированные системы управления. Введение и нормативные документы. Назначение, состав и структура АС. Производственное предприятие как объект управления. Технологический процесс как объект управления, страница 57

Построение автоматизированных систем с функциями централизованного управления обуславливает необходимость применения компьютеров на базе программируемых контроллеров для управления технологическим оборудованием в автоматизированных системах делает необходимым применение компьютеров для отображения  текущих значений технологических параметров, сигнализации событий, а так же выдачи управляющих воздействий. Применение компьютеров, - устройств со средствами накопления данных, позволяет решить задачу регистрации значений технологических параметров и событий.

 На базе компьютеров создаются рабочие станции целевого назначения, на которых выполняется строго определенный набор функций. Такие рабочие станции получили название автоматизированного рабочего места (АРМ): АРМ технолога, АРМ диспетчера, АРМ оператора, При этом структурно КСА разделяется на два уровня:

- нижний уровень - уровень котроллеров,  «слепых» узлов, объединяющий устройства, реализующие автоматические функции контроля и управления;

- верхний уровень - уровень рабочих (диспетчерских) станций (АРМов).

КСА независимой структуры

Последующее развитие КСА обусловило создание свободно программируемых контроллеров (РС-контроллеров или SoftPLC) и интеллектуальных модулей УСО, функционирующих независимо от контроллера. Для обмена данными между техническими средствами АСУТП начинают использоваться сетевые и ОРС технологии.

Использование свободно программируемых контроллеров делает независимым носителья функций системы – ее программное обеспечение от типа используемых технических средств, что значительно облегчает реконструкция и развитие системы. Применение сетевых  технологий, объединяемых понятием Fieldbus (полевая шина), позволяет организовать обмен данными между рабочей станцией и всеми контроллерами нижнего уровня и избавиться тем самым от  жесткой связи между узлами нижнего уровня и рабочими станциями. Применение «полевых»шин делает возможным подачу электрической энергии для питания модулей УСО. Использование интеллектуальных модулей УСО и ОРС технологий, позволяет сократить затраты на организацию обмена данными и обуславливает гибкую настройку контролируемых параметров и получение только изменяющихся данных.

Применение на верхнем уровне локальных вычислительных сетей позволяет выделить общие для всех АРМ функции, связанные с накоплением данных и перенести их выполнение на отдельные технические средства - серверы баз данных или глобальные регистраторы..

Развитие Internet и GSM-технологии обусловливает применение соответствующих сервисов и в КСА АСУ ТП. Сегодня эти технологии используются как для доступа к данным и технологическим параметрам из глобальных сетей, а также для организации информационного обмена внутри АСУТП.

Таким образом современные КСА позволяют создавать АСУТП, у которых технические и программные структуры взаимно независимы и открыты для развития и реконструкции.

Техническое обеспечение

Виды сигналов контроля и управления

Технические средства АСУТП получают значения контролируемых параметров и выдают управляющие воздействия в виде сигналов или в виде кодовых посылок через соответствующие машинные интерфейсы.

Сигналы о величине или значении контролируемых параметров формируются средствами контроля (датчиками), основой которых является чувствительный элемент. Сигналы чувствительных элементов обычно преобразуются для передачи на расстояние и использования в качестве входных сигналов технических средств АСУТП.

В качестве входных и выходных сигналов технических средства АСУТП используются электрические сигналы нормированных значений. При этом если средства контроля формируют  не нормированный сигнал, то для их подключения используются нормирующие преобразователи.

В системах автоматизации используются как электрические, так и пневматические сигналы контроля и управления. Для преобразования энергии сигнала  используются соответственно пневмо-электрические (ПЭП) и электро-пневматические (ЭПП) преобразователи.