1.2. Современная модель автоматизации промышленного предприятия

Распределенная система управления (РСУ) содержит несколько уровней. Модель АСУП предполагает, что САУ различного уровня интегрированы в единую систему, охватывающую весь процесс жизнедеятельности предприятия. Модель имеет форму пирамиды. Опишем ее, начиная  с основания. Иерархическая структура и типовая схема многоуровневой РСУ приведена ниже на рис 3 и 4.

Рис. 3. Иерархическая структура распределенной системы управления

Рис. 3. Иерархическая структура распределенной системы управления

a) Самый нижний уровень (Field, полевой) включает ТОУ, управляемый узлом на базе PLC или Prom PC и непосредственно связанные с ним элементы: датчики и исполнительные устройства. На этом уровне обмен информацией производится по

 AS – интерфейсу. Название AS происходит от слов датчик (Sensor) и  исполнительное устройство (Activator).

b) Следующий уровень (PLC, ПЛК) объединяет устройства локального управления и интерфейсы между ними. Этими устройствами являются локальные регуляторы и  программируемые логические контроллеры (ПЛК).

c) На следующем уровне (участка (cell)) расположена (SCADA) – система диспетчерского управления и сбора данных.

Рис.4 Типовая структура распределенной системы управления

Рис. 4. Типовая структура распределенной системы управления

 SCADA системы могут быть 3 видов.

1. DCS – распределенная система управления, обеспечивающая управление в масштабе установки или небольшого цеха. (Siemens, ABB).

Основной элемент такой системы – это функциональный узел  на основе PLC или Prom PC.Узлы объединены в разнородную сеть по различным интерфейсам (основной протокол  - каждый с каждым). Рис.5.

Рис. 5. Структура SCADA системы  типа DCS

Каждый узел выполняет некоторый набор задач  из следующего  списка:

а) сбор и первичная обработка данных участка;

б) управление частью ИУ участка;

в) связь с другими узлами/системами

г) пользовательский интерфейс и отображение данных участка;

2. Классическая SCADA:  ее особенности:

а) однородная промышленная сеть;

б) клиент-серверная архитектура;

в) более четкая специализация узлов;

г) более развитой человеко-машинный интерфейс (HMI);

д) фильтрация и архивация текущих данных.

Дополнительно SCADA  при соответствующем установленном программном обеспечении (ПО) может решать задачи прогноза и/или  оптимизации.

Рис.6 Структура SCADA системы с выделенным сервером

Рис.6 Структура SCADA системы с выделенным сервером.

3. Batch Control. Распределенная система управления, выполненная в соответствии с требованиями  стандарта 968.01 ISA.

Ее особенность это  использование последовательного пакетного управления, ориентированного  на регулирование системы, состоящей из ряда последовательных связанных участков с обеспечением качества и оптимизацией выхода конечного продукта.

Предполагается особая модель объекта управления, используемая в таких областях, как: нефтехимия, фармация, пищевая, строительная промышленность.

d) Уровень организации производства, цеха (production management). На этом уровне функционирует исполнительная система производства MES. Это промежуточный слой, который служит для организации технологической подготовки производства. На этом и последующих уровнях расположены, объединенные в сеть промышленные РС и АРМы специалистов.  На этом уровне решаются задачи:

  1. планирование и контроль последовательных операций любых ТП.
  2. управление производственными (станки) и людскими (персонал) ресурсами в рамках нескольких ТП;
  3. распределение работ по заказам;
  4. техническое обслуживание оборудования;
  5. управление качеством.

e) АСУ Предприятием –это уровень стратегического планирования.

На этом уровне решаются различные классы задач для этого  существуют отдельные подсистемы. Вот основные типы подсистем и задач на этом уровне:

MRP – планирование ресурсов на уровне цеха.  В основе MRP лежит BOM (Bill of Material). В MRP II добавляется управление складскими запасами и производственными мощностями, в EAM добавляется  управление основными фондами.

ERP I – планирование ресурсов предприятия в целом на основе бизнес-планов. Задачи:

а) управление снабжением и сбытом;

б) выпуск всех видов продукции и распределение заказов;

в) контроль за материальным и финансовым потоками.

ERP II добавляются взаимоотношения с поставщиками, дилерами, реклама и PR.

IRP – интеллектуальное планирование ресурсов на основе создания динамической модели предприятия.

Зачем это надо. Стандарты ISO-9000

Одно из основных условий выхода продукции предприятия на международный рынок – его сертификация по стандартам ISO-9000. Во всемирной торговой организации (ВТО) обязательным требованием является, что или поставщик имеет сертификат ISO-9000, или продажа идет через посредника с ISO-9000. Важнейшие требования, входящие в  ISO-9000: идентифицируемость продукта, наблюдаемость и управляемость ТП и материальных потоков. Сертифицированные интегрированные системы АСУ ТП, объединяющие MRP+MES+SCADA эти требования обеспечивают.

Кроме этих уровней АСУ ТП, и программно-аппаратных комплексов, их обеспечивающих, интегрированная система должна сопрягаться еще и с системами САПР: (CAD/CAM/CAE/PDM), системами описания бизнес-процессов, системами программирования PLC и многими другими.

В наше время даже крупнейшие интегрированные системы R3, BAAN Oracle Application не решают всего комплекса задач.

Технические средства автоматизации и управления


*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.