Одной из областей применения средств телемеханики является построение на их основе АСУ технологическими процессами и производством. Автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) — это система для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический процесс в соответствии с принятым критериев управления^ Автоматизированной она называется потому, что является человеко-машинной системой, т. е. предполагает участие в управлении и ЭВМ, и человека-оператора.
Основными причинами необходимости участия человека в процессе управления являются недостаточная гибкость и надежность автоматической системы. Возникновение непредвиденных ситуаций в ОУ или случайный сбой в системе управления (прежде всего в ЭВМ) при отсутствии оператора могут привести к возникновению аварийного режима; оператор в данном случае выполняет функции контроля действий автоматической части системы. Также причинами участия человека в управлении технологическими процессами являются сложность в отдельных случаях стыковки ЭВМ с регуляторами и экономические соображения.
Степень участия оператора в работе АСУ может быть различной (рис. 14.9). В одних случаях ЭВМ используют только для сбора
Рис. 14.9. Схема участия оператора и ЭВМ в АСУ
и предварительной обработки данных о ходе технологического процесса, а формирование и выдачу управляющих воздействий осуществляем оператор; в других — ЭВМ производит расчеты и предлагает оператору оптимальные варианты управления и т.д. Соответственно различают информационные, управляющие и вспомогательные функции АСУ ТП/ Информационными функциями АСУ являются:
- контроль соответствия технологических параметров процесса заданным значениям;
- измерение отдельных параметров процесса по запросу оператора; Я отображение и регистрация информации о ходе технологического процесса}
- обнаружение и сигнализация о возникновении опасных и аварийных ситуаций;
- расчет оптимальных режимов работы оборудования и вариантов управления.
К управляющим функциям АСУ XII относятся автоматическая выдача управляющих воздействий на технологические объекты, а также автоматические пуск и остановка различного оборудования. Вспомогательные функции включают в себя учет выпуска продукции и загрузки оборудования, связь данной АСУ с АСУ верхнего уровня, а также автоматическую диагностику и контроль функционирования системы. Чем совершеннее и надежнее автоматизированная система, тем больше функций по реализации управления она осуществляет автоматически.
Системы АСУ TП используют для управления самыми различными объектами; укажем наиболее типичные из них: группа станков с ЧПУ, для которых необходимо обеспечить оптимальную загрузку; парогенераторная установка большой мощности, представляющая собой сложный объект с экстремальной характеристикой и переменными параметрами; автоматическая линия производства интегральных схем, в которой несколько десятков различных технологических установок; нефтепровод большой протяженности, в котором расстояние между пунктом управления и контролируемыми пунктами может составлять тысячи километров атомный реактор, энергоблок на электростанции, доменная печь и т. д.
Таким образом, АСУ ТП в общем случае представляет собой многоточечную систему, в которой широко применяются средства вычислительной техники различной сложности, а передача информации осуществляется средствами телемеханики.
Для того чтобы при большом разнообразии ОУ конкретные АСУ ТП можно было проектировать на основе типовых блоков, используют принцип агрегатизации структуры — возможность компоновки системы из унифицированных автономных функциональных блоков различного назначения, которые легко стыкуются между собой. Существует агрегатная система средств телемеханической техники (АССТТ), номенклатура функциональных блоков которой позволяет компоновать телемеханические комплексы самого различного назначения. Типовыми блоками АССТТ являются аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, преобразователи кодов, коммутаторы, блоки управления выполнением отдельных телемеханических функций, блоки оперативной памяти, устройства обработки информации, блоки синхронизации, блоки сопряжения с различными устройствами ввода-вывода и др. Агрегатная система средств телемеханической техники входит в Государственную систему приборов (ГСП). Комплексы АССТТ могут работать по различным каналам связи: по выделенной физической цепи, по телеграфным и телефонным каналам (как выделенным, так И коммутируемым), а также по радиоканалам.
Для обеспечения необходимой надежности АСУ ТП в комплексах АССТТ предусматриваются многократное резервирование аппаратуры, защитное кодирование и обратная связь при передаче информации. Допускается сопряжение АССТТ с системами вычислительной техники. В процессе эксплуатации возможности конкретных комплексов могут быть легко расширены за счет наращивания аппаратуры и замены отдельных блоков. Назовем выпускающиеся отечественной промышленностью комплексы АССТТ: ТМ-120 для построения автоматизированной системы управления технологическими процессами трубопроводного транспорта;
- TM-800 для электростанций и других предприятий с сосредоточенными объектами;
- ТК-210 для управления системами жилищно-коммунального хозяйства.
Указанные системы обеспечивают централизацию управления из одного ПУ, причем все их функции реализуются чисто аппаратным путем.
В настоящее время происходит переход к выпуску телемеханических комплексов второй очереди АССТТ-2, основанных на микропроцессорах и микро ЭВМ. В этих комплексах значительно расширяются функции КП, обеспечивается возможность перепрограммирования, что позволяет строить как централизованные, так и децентрализованные АСУ ТП. В целом комплексы АССТТ-2 представляют собой многомашинные системы, в которых происходит обмен информацией между ЭВМ контролируемых пунктов и пункта управления
