Структура АСУТП

АСУТП можно представить в виде трех (рисунок 1.1) уровней иерархии:

  • - датчиков и исполнительных устройств;
  • - ПЛК и микроконтроллеров;
  • - человеко-машинного интерфейса (HMI).

Самым нижним (первым) уровнем АСУТП является уровень датчиков и исполнительных устройств, которые устанавливаются непосредственно на технологических объектах. Их деятельность заключается в получении параметров процесса (восприятии информации), преобразовании их в сигнал для дальнейшей передачи на более высокую ступень (функции датчиков), а также в приеме управляющих сигналов и реализации соответствующих управляющих воздействий (функции исполнительных устройств). Исполнительные устройства - это все, что воздействует на объект управления: приводы, насосы, клапаны и т.д.

ПЛК и микроконтроллеры, которые в распределенных АСУТП объединены промышленной сетью, выполняют следующие функции:

  • - обработка информации, получаемой от датчиков;
  • - передача информации на верхний уровень (уровень диспетчерского управления);
  • - выработка управляющих сигналов для исполнительных и сигнальных устройств;
  • - диагностика и удаленное конфигурирование датчиков и исполнительных устройств.

Уровень человеко-машинного интерфейса (HMI) включает компьютеры, операторские панели, пульты управления, содержащие органы управления, вторичные приборы и сигнальные устройства. Компьютеры, пульты управления могут размешаться в специальном помещении - диспетчерском пункте (рисунок 1.2). Здесь же может быть установлен сервер базы данных и могут быть организованы автоматизированные рабочие места (АРМ) специалистов. На уровне человеко-машинного интерфейса реализуется диспетчерское управление, то есть осуществляется сбор поступающих с производственных участков данных, их накопление, обработка и выдача руководящих директив нижним уровням АСУТП, представление информации о ходе технологических и рабочих процессов операторам. Человек-оператор наблюдает за деталями технологического процесса и при необходимости корректирует режимы.

Человеко-машинный интерфейс (HMI - human machine interface) - широкое понятие, охватывающее инженерные решения, обеспечивающие взаимодействие операторов с управляемыми ими техническими системами. HMI включает в себя создание рабочего места оператора: стола или пульта управления, размещение приборов и органов управления, освещение рабочего места. Также в HMI входят действия оператора с органами управления, их доступность и необходимые усилия, согласованность (непротиворечивость) управляющих воздействий, расположение дисплеев и размеры надписей на них. HMI чаще всего реализуется с использованием типовых средств: операторских панелей, персональных компьютеров и типового программного обеспечения.

АРМ в виде компьютеров подключаются к промышленной информационной сети и к ПЛК. Информационный обмен подуровня диспетчерского управления с АСУП, системой автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированной системой технологической подготовки производства (АСТПП) осуществляется по офисной информационной сети.

В прошлом диспетчерское управление подразумевало голосовое управление по показаниям приборов и сигнальных устройств.

В настоящее время, в связи с развитием АСУТП и переходом на цифровое управление, диспетчерское управление осуществляется с помощью SCADA-систем.

Автоматизированные системы диспетчерского управления (АСДУ) осуществляют управление технологическими объектами на расстоянии, то есть телеуправление. Средства человеко-машинного интерфейса АСДУ располагаются в пунктах управления или диспетчерских пунктах (рисунок 1.2), удаленных на значительные расстояния от пунктов контроля, в которых находятся технологические объекты, датчики и исполнительные устройства, ПЛК и микроконтроллеры. Передача информации между уровнями ПЛК и микроконтроллеров (датчиков и исполнительных устройств) и человеко-машинного интерфейса осуществляется по каналам связи.

АСДУ представляет собой автоматизированную систему телемеханики - техническую систему, обеспечивающую контроль и управление на расстоянии посредством передачи специально преобразованных сигналов по каналам связи. Важной характеристикой функциональных возможностей системы телемеханики является спектр поддерживаемых ею протоколов обмена данными. В России получили распространение такие протоколы телемеханики, как АИСТ, ТМ-512, ГРАНИТ, TM-800А, ТМ-120, КОМПАС, УТК-1, УТМ-7. Некоторые производители систем телемеханики продолжают осуществлять поддержку этих национальных протоколов для обеспечения совместимости с уже эксплуатируемыми системами. Гораздо более перспективными являются протоколы, принятые в качестве международных стандартов - семейство МЭК (ІЕС, CEI): МЭК 60870-5, МЭК 60870-6. Их применение в системах телемеханики гарантирует аппаратную

и программную совместимость компонентов всех крупных производителей.

Современный диспетчерский пункт

Рисунок 1.2- Современный диспетчерский пункт

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >