Использование ЭВМ в управлении технологическими процессами, страница 11

Режим супервизорного управления характерен тем, что ЭВМ, включаясь в замкнутый контур автоматического управления, вырабатывает управляющие воздействия в виде заданий локальным системам автоматического регулирования. Основной задачей является автоматическое поддержание технологического процесса вблизи оптимальной рабочей точки путем оперативного воздействия на него. Именно в этом одно из главных преимуществ данного вида систем, так как исключаются флуктуации, связанные с качеством работы разных операторов, квалификация каждого из которых обязательно сказывается на качестве выбора установок. Вместе с тем, возможности таких систем ограничены.

Рассмотрим подробнее причины влияния этих ограничений на применимость супервизорного управления. В принципе регуляторы в функциональной структуре системы могут рассматриваться как микроаналоговые или цифровые ЭВМ. Они при отклонении регулируемой величины от заданного значения рассчитывают и формируют управляющее воздействие на исполнительный механизм. Эффективность решения этой задачи в значительной мере определяется качеством выбора структуры и настроечных коэффициентов регулятора, отражающих степень учета статических и динамических характеристик объекта. Естественно, изменяя параметры настройки, а иногда и структуру, многие современные регуляторы можно приспособить для решения достаточно сложных задач. Однако, непременным условием при этом является стационарность статических и динамических характеристик каналов регулирования. При невыполнении этого условия эффективность решения основной задачи находится в прямой зависимости от своевременности .л качества настройки используемого регулятора. Это положение также справедливо, когда в рамках системы требуется организация взаимосогласованных действий многих отдельных регуляторов.

Избежать эти трудности можно, применив концепцию НЦУ, которая позволяет заменить совокупность регуляторов с задаваемыми им уставками на вычислительный комплекс. В этом случае, вместо расчета уставок, требуемых для оптимальной работы при супервизорном управлении, ЭВМ рассчитывает требуемые значения управляющих воздействий и передает соответствующие сигналы непосредственно на исполнительные механизмы регулирующих органов каждого контура управления. Более подробно вопросы НЦУ рассматриваются в гл. V, а здесь отметим одно из главных преимуществ такого вида систем и некоторые негативные моменты их применения.

Использование НЦУ в современных АСУ ТП сложных металлургических агрегатов позволяет реализовать стратегии комбинированного управления, учитывающие отклонения и возмущения. Наряду с этим НЦУ позволяет сравнительно просто строить программным путем системы каскадного и многосвязного регулирования, учитывая зачастую сложные взаимосвязи между от»; дельными технологическими процессами, протекающими в объекте управления. При этом существенным является то, что в процессе отработки стратегий управления неизбежные изменения алгоритмов регулирования по отдельным каналам осуществляются сравнительно просто: путем внесения изменений в соответствующие программные модули без изменения функциональных и информационных связей между отдельными элементами системы. Наиболее очевидным негативным моментом применения НЦУ в АСУ ТП, построенной на базе ЭВМ в виде централизованной структуры, является полная потеря управляемости объекта при отказах ЭВМ. Это обстоятельство прежде всего должно приниматься во внимание при создании систем такого вида.

Нетрудно заметить, что четкого разграничения между рассмотренными АСУ ТП не наблюдается. Отдельные признаки каждой из них присущи другим. На разных уровнях управления эти черты встречаются в разных модификациях. По этой причине до настоящего-времени нет общепринятых правил классификации систем. Тем не менее, при планировании, проведении и обобщении разработок АСУ ТП необходимо располагать четким и обоснованным классификатором, действующим хотя бы в рамках научно-исследовательского или проектного подразделений.

Укажем основные характеристики, которые целесообразно учитывать при разбиении АСУ ТП на классы: основные информационные функции; основные функции управления, реализуемые ЭВМ; способ управления объектом и режим работы ЭВМ; показатель условной «информационной мощности» объекта управления; характер протекания управляемого технологического процесса. В каждой характеристике различаются следующие признаки.