Структура и состав технических средств АСУ ТП

Различают два варианта структур системы: централизованную и децентрализованную (иерархическую).

Централизованная структура характеризуется средоточием в едином центре процессов хранения информации и ее переработки при реализации всех функций системы. В качестве такого центра выступает управляющий вычислительный комплекс (УВК), построенный на базе достаточно мощной ЭВМ.

Централизованный вариант системы характеризуется наличием большого количества средств локальной автоматики, в том числе аналоговых регуляторов, работающих под управлением центральной ЭВМ. Вследствие ряда недостатков, среди которых относительно низкая надежность системы, сложность реализации программного управления одновременно большим количеством (до нескольких десятков) процессов, и невозможностью решения из-за ограниченной памяти диспетчерских задач параллельно с управлением процессами крашения, централизованные системы не получили в данном производстве дальнейшего развития.

Рисунок 5. Структурная схема централизованной АСУ ТП.

Более предпочтительными оказались децентрализованные системы, в которых отдельные функции распределены по уровням управления и реализуются специально выделенными для каждой функции (или, если это возможно, группы функций) микроЭВМ. Кроме того, все красильные аппараты как объекты управления распределены между несколькими микроЭВМ, осуществляющими непосредственное (прямое) цифровое управление процессами крашения без использования локальных аналоговых регуляторов. Учитывая, что в подобных системах функции распределены между несколькими центрами обработки информации (микроЭВМ), их называют распределенными системами. Такие системы более надежные и экономичные. Лучшие эксплуатационные показатели достигаются за счет более высокой надежности микроЭВМ, сокращения средств локальной автоматики, длины кабельных связей. Существенно также, что в децентрализованных системах последствия отказа одной микроЭВМ не являются такими тяжелыми, как в централизованных, так как при этом нарушается режим управления лишь в нескольких аппаратах, подключенных к данной микроЭВМ. При сбое ЭВМ необходимо на этих аппаратах перейти на ручное управление процессами. На рисунках 5 и 6 показаны структурные схемы централизованной и децентрализованной систем. Непременной принадлежностью систем являются устройства раздачи химикатов (химстанций), осуществляющие подачу химикатов и красителей в красильные аппараты (КА). В централизованной АСУ ТП в качестве центрального вычислителя используется мини - ЭВМ СМ-1. В состав УВК входят: процессор, устройства оперативной памяти, внешние запоминающие устройства на магнитных дисках (ВЗУ), устройства ввода-вывода, в том числе дисплеи Д, алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), не показанные на схеме модули аналого-цифрового преобразования, усиления сигналов, устройства связи с объектами (УСО), с пультом оператора в другие модули и устройства.

Рисунок 6. Структурная схема децентрализованной АСУ ТП (выдается на дисплей)

Средства локальной автоматики (СЛА) представлены устройствами из электрической ветви ГСП с унифицированными сигналами постоянного тока 0-5 мА. Для регулирования технологических параметров применена система «Каскад», которая обеспечивает ведение технологического процесса в трех режимах: режиме автоматического управления, при котором задающее воздействие поступает из ЭВМ на аналоговый регулятор, реализующий заданный закон регулирования; режиме автоматизированного управления, при котором задающее воздействие устанавливается оператором, обслуживающим красильный аппарат, с помощью органов управления, размещенных на местном приборном щите (пульте); режиме ручного управления, при котором управление исполнительными механизмами (клапанами подачи воды, химикатов, пара, слива раствора) осуществляется оператором с местного пульта.

Технической базой распределенной системы являются микроЭВМ СМ-1800. В состав технических средств входят, так же как и в централизованной системе, дисплеи, АЦПУ, ВЗУ, устройства связи с объектами, с пультами операторов и другие устройства и модули.

В децентрализованной системе нет локальных регуляторов, и микроЭВМ осуществляют непосредственное цифровое управление процессами крашения. ЭВМ, выполняющие эти функции, образуют нижний уровень АСУ ТП. Каждая ЭВМ этого уровня обслуживает 3-5 красильных аппаратов и образует вместе с ними так называемую автоматизированную технологическую группу (АТГ). Таким образом, нижний уровень АСУ ТП - это совокупность нескольких АТГ.

На следующем уровне реализуются функции подсистемы оперативной подготовки режимов крашения и учета расхода ресурсов (см. табл. 1). Для этой цели используются микроЭВМ, соединенные линиями связи с ЭВМ нижнего уровня. По этим линиям передаются в эти ЭВМ данные о режимах крашения для партий полотна (полуфабриката), назначенных к обработке на конкретных красильных аппаратах. На следующем верхнем уровне обрабатывается информация, относящаяся к производству (цеху) в целом. На этом уровне реализуются функции диспетчерского управления. МикроЭВМ этого уровня могут обмениваться информацией с ЭВМ среднего уровня и через них с АТГ. Такая структура позволяет рационально разместить информацию, используемую при управлении, в памяти ЭВМ разных уровней.

Важным свойством децентрализованных систем наряду с высокой надежностью является большая гибкость системы, что проявляется в более простом расширении масштабов системы путем подключения дополнительных АТГ, устойчивости системы к изменению типов красильных аппаратов. У децентрализованных систем имеются и недостатки, один из которых состоит в увеличении доли аппаратуры, выполняющей вспомогательные функции по обеспечению обмена данными. Тем не менее именно распределенные системы считаются в настоящее время наиболее перспективными.