2. Структура систем управления

При разработке проекта автоматизации в первую очередь необходимо решить, с ка­ких мест те или иные участки объекта будут управляться, где будут размещаться пункты управления, операторские помещения, какова должна быть взаимосвязь между ними, т. е. необходимо решить вопросы вы­бора структуры управления. Под структурой управления понимается совокупность частей автоматической системы, на которые она мо­жет быть разделена по определенному при­знаку, а также пути передачи воздействий между ними. Графическое изображение струк­туры управления называется структурной схемой. Хотя исходные данные для выбора структуры управления и ее иерархии с той или иной степенью детализации оговари­ваются заказчиком при выдаче задания на проектирование, полная структура управле­ния должна разрабатываться проектной орга­низацией.

Выбор структуры управления объектом автоматизации оказывает существенное влия­ние на эффективность его работы, снижение относительной стоимости системы управле­ния, ее надежности, ремонтоспособности и т. д.

В самом общем виде структурная схема системы автоматизации представлена на рис. 2.1. Система автоматизации состоит из объекта автоматизации и системы управле­ния этим объектом. Благодаря определен­ному взаимодействию между объектом авто­матизации и системой управления система автоматизации в целом обеспечивает тре­буемый результат функционирования объек­та, характеризующийся параметрами х_х, х₂, ..., х„.

Рис. 2.1. Структурная схема системы авто­матизации

3. Структура трехуровневой системы управления

В качестве примера на рис. 2.3 пред­ставлена трехуровневая система управления сложным объектом с разветвленными техно­логическими связями между установками. Отдельные технологические установки управ­ляются децентрализованно с пунктов управ­ления 1 — 7. Это первый уровень управления. С пунктов 1 — 7 соответственно управляются объекты, имеющие существенную технологи­ческую взаимосвязь. В связи с этим наиболее ответственные регулируемые параметры установок передаются на пункты управления 8 — 10 второго уровня управления. Основные параметры, определяющие технологический процесс объекта в целом, могут управляться и контролироваться с пункта управления 11 третьего уровня.

Для первого уровня при проектировании целесообразно предусматривать три режима управления:

1. командами, поступающими от уровня более высокого ранга;

2. командами, формирующимися непо­средственно на первом уровне;

3. командами, поступающими как с уро­вня более высокого ранга, так и формирую­щимися непосредственно на первом уровне.

Для уровня второго ранга и выше воз­можны четыре режима работы:

1. аппаратура данного 1-го ранга прини­мает и реализует в управляюшие воздейст­вия команды (i + 1)-го ранга;

2. команды формируются непосред­ственно на аппаратуре i-го ранга;

3. все функции управления с i-ro ранга передаются на аппаратуру (i — 1)-го ранга;

4. часть команд на аппаратуру г-го ранга поступает с (i + 1)-го ранга, часть команд формируется на г-м ранге, часть функций управления передана на аппаратуру (i — 1)-го ранга.

Аппаратура г-го ранга соответственно должна иметь переключатели режимов на три положения с четкой сигнализацией по­ложений.

Перевод аппаратуры с режима 1 на ре­жим 2 осуществляется по команде или с раз­решения оператора системы вышестоящего ранга.

Передача функций управления тем или иным параметром на нижестоящий ранг осу­ществляется только после приема команды о передаче и подтверждения оператора си­стемы нижестоящего ранга о готовности к принятию на себя тех или иных функций управления (формирования команд).

Рис. 2.3. Пример трехуровневой системы управления