Разновидности асу тп

Современные АСУ ТП очень разнообразны и отличаются друг от друга по степени автоматизации объекта, приме­няемым техническим средствам и т. п.

а) АСУ ТП с вычислительным комплексом, выполня­ющим информационные функции. Эта разновидность АСУ ТП включает в себя локальные системы автомати­ческого контроля и регулирования, объединенные цент­ральным пунктом управления, на котором работает оператор. Оператор в соответствии с технологической инструкцией осуществляет дистанционное управление от­дельными исполнительными механизмами или изменяет задания регуляторам в локальных системах регулирова­ния. Вычислительный комплекс выполняет информацион­ные функции централизованного контроля, вычисления некоторых комплексных показателей, не поддающихся непосредственному измерению, а также контроля работы и состояния оборудования, т. е. ВК дает дополнительную информацию оператору, которую он использует при уп­равлении процессом.

б) АСУ ТП с вычислительным комплексом, выпол­няющим управляющие функции в режиме «советчика». В таких АСУ ТП, кроме функций, выполняемых в пре­дыдущей системе, на ВК возложены функции поиска наилучших (оптимальных) решений с выдачей рекомен­даций по управлению (советов) оператору-технологу.

в) АСУ ТП с вычислительным комплексом, выпол­няющим функции центрального управляющего устрой­ства. В этих системах ВК включается в замкнутые кон­туры управления и вырабатывает управляющие воздействия как задания локальным системам автомати­ческого регулирования (рис. 1.7,а). Управление такого вида называется супервизорным.

Реальные объекты управления обычно имеют не­сколько управляемых величин х (многомерные объекты), на них воздействует множество возмущений z и для управления используется определенное число управляю­щих воздействий у. ВК получает информацию об управ­ляемых величинах, возмущающих и управляющих воз­действиях и перерабатывает ее по программе на основании алгоритмов управления (А на рис. 1.7), учи­тывающих как цели управления, так и ограничения, накладываемые на параметры процесса и управляющие воздействия. При этом управляющая вычислительная машина (УВМ) ВК осуществляет управляющее воздей­ствие и, вырабатывая задания хо локальным системам регулирования, которые устанавливаются автоматичес­ки. В АСУ ТП с супервизорным управлением локальные САР являются как бы отдельными элементами системы.

Рис. 1.7. Структурные схемы АСУ ТП с ВК, выполняю­щие функции супервизорного (а) и непосредственного цифрового (б) управления

АСУ ТП с локальными системами управления и регулирования (в настоящее время они строятся на базе микропроцессорной техники), которые могут работать самостоятельно без УВМ, называют де­централизованными (к ним относятся АСУ ТП типов, указанных в пп а, б, в).

В АСУ ТП, работающих в режиме супервизорного управления, участие человека состит в разработке алго­ритмов управления и программ для ЭВМ, а также в контроле над работой системы. Оператор вмешивается непосредственно в управление только в случае выхода из строя системы или ее отдельных частей.

г) АСУ ТП с вычислительным комплексом, выпол­няющим функции непосредственного (прямого) цифро­вого управления. В таких АСУ ТП локальные регулято­ры вообще отсутствуют (или используются как резервные), а УВМ работает в режиме непосредствен­ного цифрового управления, т. е. сигналы, используемые для приведения в действие исполнительных механизмов, поступают прямо от УВМ. Такие системы (рис. 1.7,6) называют централизованными. Системы оптимального управления

В настоящее время при разработке АСУ ТП и АСУП большое внимание уделяется системам оптимального управления. В этих системах целью управления явля­ется обеспечение наивыгоднейшего (максимального или минимального) значения критерия оптимального управ­ления (критерия оптимальности). В качестве критерия оптимального управления могут быть выбраны различные технические или экономические показатели, например время перехода из одного состояния в другое, среднее отклонение какой-либо регулируемой величины от задан­ного значения в определенный промежуток времени, производительность объекта, показатели качества про­дукции, затраты сырья или энергии, себестоимость про­дукции. В общем случае критерий оптимального управ­ления / зависит от управляемой величины х, возмущений (помех) z, управляющего воздействия (управления) и, а также от времени т, т. е.

I = F(x,z,u,t). (I.I)

Критерий оптимального управления выбирается (раз­рабатывается) достаточно условно в зависимости от тре­бований производства, стремлений разработчика системы и т. п. Поэтому не существует оптимального управления «вообще», а есть оптимальное управление в определен­ном (заданном) смысле.

В любой системе управления есть ограничения на регулируемые величины и управляющие воздействия, обусловленные разными причинами: стойкостью агрега­та (например, максимально допустимой температурой футеровки), технологией производства (максимально допустимая температура металла в печи), ресурсами управления (максимально возможная тепловая мощ­ность в мартеновской печи, расход кислорода в конвер­тере) , скоростью изменения управляющих воздействий и т. п. Учитывая сказанное, можно дать еще одно опре­деление оптимального управления: оптимальным в опре­деленном (заданном) смысле управлением называется динамический процесс, целесообразно использующий ресурсы системы для достижения при данных ограниче­ниях экстремума критерия оптимального управления.

В сложном металлургическом производстве часто под оптимизацией приходится понимать поиск компромис­сного решения при выборе наиболее приемлемых пара­метров технологического процесса для конкретных усло­вий работы агрегата (влияние соседних агрегатов, наличие ресурсов управления, ограничения и др.). Такие задачи в рамках АСУ ТП во многих случаях можно решать лишь с участием опытных операторов-технологов в диалоговом режиме их работы с ЭВМ.