Использование ЭВМ в управлении технологическими процессами

Технический прогресс в любой отрасли промышленности неразрывно связан с развитием автоматизации управления установками, технологическими процессами, производствами и предприятиями в целом. Сначала для этих щелей употребляли лишь простые устройства — регуляторы. Задача автоматизации в основном, состояла в обеспечении устойчивости регулируемых процессов и поддержании относительного постоянства значений регулируемых параметров. В более позднее время появились оптимальные регуляторы, позволяющие при изменении внешних условий так изменять значения регулируемых параметров, чтобы поддержать наиболее выгодный режим ведения регулируемого процесса. Как и во всех специализированных регуляторах прошлого, в оптимальных регуляторах регулировалось небольшое число параметров.

Использование ЭВМ в управлении технологическими процессами дает возможность: резко увеличить число регулируемых параметров (от 2—5 в обычных регуляторах до многих сотен и даже тысяч); осуществление сложных механизмов управления; быстро перестраиваться на новые алгоритмы управления; с помощью памяти учитывать при управлении не только нынешнее состояние объекта, но и его предысторию.

Последнее использовалось уже на ранних стадиях развития автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), однако реализация их осложнялась недостатками технологических средств и программированием и организацией вычислительного процесса в управляющих ЭВМ.

Появление ЭВМ нового поколения и применение их . в АСУ ТП существенно изменило технику обработки данных. Для обеспечения возможности решения сложных задач управления стали проектироваться и осваиваться системы с «непосредственной связью» (on—line) и «системы, работающие в реальном времени» (real — time). В этих системах данные от внешних объектов могут непосредственно вводиться в вычислительную машину, а информация из ЭВМ—посылаться обратно этим же объектам. Наборы данных, поступающих в ЭВМ от внешних объектов не записываются в последовательные массивы на магнитных лентах или перфокартах, чтобы в дальнейшем сортироваться и обрабатываться пакетами. Они обрабатываются немедленно, так что ответ может поступить через несколько секунд или долей секунды.

Система с непосредственной связью может быть определена как система, в которой входные данные вводятся в ЭВМ непосредственно из точки их возникновения, или в которой выходные данные передаются непосредственно туда, где они используются. Промежуточные стадии, такие как перфорация данных на бумажной ленте или печать их в темпе обработки, в основном, исключены.

Вычислительная система, работающая в режиме реального времени, может быть определена как система, которая управляет внешними объектами, получая информацию, обрабатывая ее и возвращая результаты достаточно быстро для того, чтобы воздействовать на функционирование внешних объектов почти в тот же момент времени.

В определение реального времени может быть введено понятие времени ответа, т. е. время, которое требуется системе, чтобы отреагировать на данный входной сигнал. Его также можно определить, как интервал времени между некоторым событием и откликом системы на это событие. Для различных типов систем время ответа может быть различным и зависит от их назначения. Однако, при значительном увеличении времени ответа, становится спорным, может ли система называться «системой реального времени».

Обеспечению прогресса в развитии систем реального.-, времени способствовал ряд нововведений в области средств вычислительной техники и программирования, в частности:

1. Организация непосредственной связи ЭВМ с сетью линий передачи данных, для чего необходим сложный блок управления линиями связи или мультиплексор приема-передачи данных.

2. Разработка терминалов, стыкуемых с линиями связи. Под терминалами понимается множество устройств, которые посылают данные в ЭВМ и получают обработанную информацию. Терминал является связующим звеном между вычислительной системой и внешним миром, и связывает либо человека с машиной, либо машину с объектами, которыми она управляет. Терминалами в области управления технологическими процессами являются измерительные и регулирующие приборы, используемые совместно с дисплейными модулями, устройствами печати и другими средствами связи с операторами. В некоторых случаях большое количество терминалов подключается к одной линии связи. Метод сбора информации от терминалов, когда из ЭВМ по линии связи посылается сообщение с указанием для терминала с определенным адресом о передаче своей информации, называется опросом..