Басқару жүйелерін автоматтандыру: деңгейлер, құралдар, мүмкіндіктер және қолданбалар

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Басқару жүйелерін автоматтандыру (БАЖ) – басқару процестерін автоматтандырылған енгізуге арналған ақпараттық жүйе. Айта кету керек, мұндай технологияны енгізу техникалық-экономикалық тұрғыдан негізделуі керек. Көбінесе мұндай жүйені орнату жұмыс істейтін персонал санын қысқартуға, басқару тиімділігін арттыруға және нысанның сапасын жақсартуға мүмкіндік береді.

ACS талаптары

Басқару жүйесін автоматтандыруға кейбір талаптар бар.

Біріншіден, барлық элементтердің бір-бірімен қосылуы, сонымен қатар автоматтандырылған басқару жүйесіне қосылған автоматтандырылған жүйемен байланысы болуы өте маңызды. Сонымен қатар, бұл жерде жүйенің кеңею, даму және жаңғырту мүмкіндігінің болуы өте маңызды. Бұл болашақта кәсіпорын дамиды және одан да жаңартылған жүйе қажет болады деген үмітпен жасалады.

Екінші, бірақ кем дегенде, басқаруды автоматтандыру жүйесісенімділіктің жеткілікті дәрежесі болуы керек. Басқаша айтқанда, ол бастапқы орнатылған параметрлермен жұмыс істегенде 100% қауіпсіз болуы керек. Тағы бір маңызды талап - бейімделу. Жүйе параметрлердің өзгеруіне байланысты өзгеретіндей етіп конфигурациялануы керек. Дегенмен, бұл жерде автоматтандырылған басқару жүйесін орнатпас бұрын өзгертулер ауқымы алдын ала талқыланатынын, сондықтан бұл өзгерістердің шектеулері жүйеге алдын ала енгізілгенін айту керек.

Басқаруды автоматтандыру жүйесі оның жұмысын басқару мүмкіндігін қамтамасыз етуі керек. Сонымен қатар, ақаулық туындаған жағдайда жүйе диагностикалау және белгілі бір мәселенің орнын, түрін және себебін көрсете алуы өте маңызды. Автоматтандырылған басқару жүйесіне қойылатын соңғы маңызды талап - персоналдың дұрыс емес әрекеттерінен қорғау. Объектіні критикалық күйге келтіруі мүмкін параметрлерді кездейсоқ немесе әдейі өзгерту кезінде басқару жүйесі қорғалуы керек. Бұл ереже ақпарат бір жерде шығып кеткен жағдайда да қолданылады.

АБЖ бөліктері. Функционалдық

Қазіргі уақытта кез келген ақпараттық жүйені, соның ішінде кәсіпорынды басқаруды автоматтандыру жүйесін шартты түрде екі құрамдас бөлікке бөлуге болады. Біріншісі функционалды, екіншісі қамтамасыз етеді. Бірінші бөлім әрбір жеке жүйе құрылатын әрекеттер аспектісіне жауап береді. Осы жеке тапсырмалардың тіркесімі жалпы жүйенің функционалды бөлігін жасайды.

Содан кейін кез келген автоматтандырылған басқару жүйесі орындауы керек екеніне назар аудару керек.келесі қадамдар:

• ол нысанның күйіне қатысты барлық ақпаратты жинауы, өңдеуі және талдауы керек;
• жүйе қажет болған кезде бақылау әдістерін жасай алуы керек;
• Автоматтандырылған басқару жүйесі сонымен қатар басқару әрекеттерін атқарушы элементтерге тасымалдауға, сондай-ақ деректерді басқару үшін операторға жіберуге қабілетті болуы керек;
• Әзірленген бақылау әрекеттерін орындау және бақылау да басқару жүйесіне байланысты.

Автоматтандырылған басқару жүйесінің бір бөлігін қамтамасыз ету. Ақпараттық бөлім

Екінші үлкен бөлігі қамтамасыз ету. Бұл біршама күрделірек және ол шартты түрде келесі бөлімдерді қамтитын бірнеше кішірек орындаушы топтарға бөлінген:

• бағдарлама-математикалық;
• ақпараттық;
• техникалық;
• әдістемелік және ұйымдастырушылық;
• лингвистикалық;
• персонал.

Кәсіпорынды басқаруды автоматтандыру жүйесінің жұмысы, дәлірек айтсақ, оның тірек бөлігі объект туралы толық ақпаратты жинауына негізделген. Кодтау, адрестеу әдістері, деректер пішімдері және т.б. деректерін қамтитын алынған ақпарат негізінде АБЖ жұмыс істейді. Ақпараттың үлкен көлемі сақтау орнын қажет ететінін түсінуіңіз керек. Осы себепті, барлық алынған деректер кейіннен машиналық тасымалдағышта сақталатын үлкен дерекқорларда жиналады.

Бұл жерде жұмыстың басынан бастап осы күнге дейін барлық ақпаратты сақтау керектігін түсіну маңыздыМүмкін емес, өйткені ол өте көп. Сондықтан, барлық сақталған деректер объектінің қалыпты жұмыс істеуі үшін қажет белгілі бір жиілікпен тасымалдағышта қайта жазылады. Сонымен қатар, әрбір осындай процестерді автоматтандыру жүйесінде деректердің сақтық көшірмесін сақтаудың қандай да бір түрі бар. Ол кез келген құрылғы істен шыққан жағдайда ақпараттың жоғалуын қалпына келтіруге арналған.

Математикалық бөлім

Бүгінгі таңда кез келген басқару жүйесінде ол ең маңызды екенін бірден атап өткен жөн. Бұл түрдегі бағдарламалық қамтамасыз ету бөлігіне жүйеге жүктелген барлық тапсырмаларды орындайтын, сондай-ақ осы кәсіпорында қолданылатын техникалық құралдардың бүкіл кешенінің қалыпты жұмысын қамтамасыз ететін кез келген бағдарламалық қамтамасыз ету кіреді. Математикалық бөлік ақпараттық жүйенің жұмысында қолданылатын барлық математикалық формулалардың, модельдердің, алгоритмдердің жиынтығы болып табылады.

Процесстерді автоматтандыруды басқару жүйесінің бағдарламалық құралы автоматтандыру объектісінен талап етілетін барлық функциялардың орындалуын толығымен қанағаттандыруы керек. Бұл жерде бұл функциялардың барлығы есептеу құралдарының көмегімен жүзеге асырылатынын атап өткен жөн. ACS бағдарламалық құралының бөлігі қанағаттандыратын бірнеше ерекше қасиеттер бар:

1. Функционалдық жеткіліктілік. Яғни, жүйе толық болуы керек.
2. Жүйенің сенімді ғана емес, сонымен қатар қасиеті болуы маңыздыөзін-өзі сауықтыру, сондай-ақ бұзылу себебін анықтау.
3. Жүйе нысанның өзгеретін параметрлеріне бейімделуі керек.
4. Қажет болса өзгертуге болады.
5. Құрылыстың модульділігі, сондай-ақ пайдаланудың қарапайымдылығы да жүйенің маңызды құрамдас бөлігі болып табылады.

Техникалық бөлім

Мұнда бәрі өте қарапайым. Техникалық қамтамасыз ету автоматтандырылған басқару жүйесінің максималды функционалдығын қамтамасыз ету үшін қажетті барлық техникалық құралдардың болуын қамтиды. Бұл бөлімге компьютерлік технология мен компьютерлік технологияның дамуы көбірек әсер етеді. Осы екі саланың дамуының арқасында техникалық өлшеу құралдарының түр-түрі кеңейіп келеді және олар өз бетімен мәселелердің кең ауқымын шеше алады.

Қазіргі уақытта автоматтандыру мен басқарудың жүйелері мен техникалық құралдарын екі үлкен топқа бөлуге болады. Бірінші топ – коммуникация құралдары, ал екіншісі – ұйымдастырушылық технология құралдары.

Бұл жерде автоматтандырудың техникалық құралдары автоматтандырылған басқару жүйесі жұмысының барлық кезеңдерінде, параметрлерді бекітуден бастап оларды сақтауға дейін қолданылатынын, сондай-ақ олардың көмегімен қосуға болатынын түсіну қажет. бүкіл басқару жүйесін бір желіге біріктіреді. Егер байланыс құралдары туралы бөлек айтатын болсақ, онда олар, ең алдымен, ақпаратты бір құрылғыдан екінші құрылғыға жіберуші рөлін атқарады. Кейбір сирек жағдайларда олар компьютермен бірге жұмыс істейді. Ұйымдастыру технологиясы – мүмкіндік беретін құрылғыбұрын алынған ақпаратпен әртүрлі әрекеттерді орындау.

Маңызды ереже – автоматтандырылған басқару жүйесінің кез келген техникалық құралы бұзылған жағдайда оны қайта конфигурациялауды қажет етпей-ақ ешбір ақаусыз ұқсасымен ауыстырылуы керек.

Жүйенің әдістемелік және ұйымдастыру бөлімі

Басқаруды автоматтандыру жүйесін жобалау әдістемелік және ұйымдастырушылық сияқты бөлімнің болуын білдіреді. Автоматтандырылған басқару жүйесінің бұл саласы жүйенің өзі үшін ғана емес, сонымен қатар оған қызмет көрсететін персонал үшін де жұмыс тәртібін белгілейтін әдістердің, құралдардың және кейбір арнайы құжаттардың жиынтығы болып табылады. Сонымен қатар, жеке құрамның бір-бірімен әрекеттесу кезіндегі жұмыс тәртібін жүйелейтін құжаттар да бар. Бұл сонымен қатар кейбір әдістерді қамтиды, нәтижесінде персонал белгілі бір ақпараттық жүйемен жұмыс істеуге үйретіледі. Басқаша айтқанда, бұл жүйенің өзіне ғана емес, адам факторына да әсер ететін бөлім.

Бұл бөлімнің негізгі мақсаты - жүйені жұмыс істеп тұрған күйде ұстау, сондай-ақ қажет болған жағдайда оны әрі қарай дамытуға мүмкіндік беру. Бұл бөлімде оның қалыпты жұмысын сақтау үшін АБЖ жұмысы кезінде персонал не істеу керектігі туралы нұсқаулар бар екенін қосуға болады. Сондай-ақ ол жүйе төтенше режимге өткенде не істеу керектігі туралы ақпаратты тасымалдайтын файлдарды сақтайды.

Тіл білімі

АБЖ-ның тірек бөлігінің соңғы бөлімі лингвистикалық болып табылады. Әрине, бұл жүйе тіл жиынтығы. Бұған өндірісті басқаруды автоматтандыру жүйесіне қызмет көрсететін персоналдың, сондай-ақ оны пайдаланушылардың жүйенің техникалық, ақпараттық және бағдарламалық-математикалық сияқты бөліктерімен байланысу тілдері кіреді. Сондай-ақ, АБЖ жұмыс барысында пайдаланған барлық терминдер мен анықтамалардың транскрипттері бар.

Жұмыс барысында операторлардың басқару жүйесімен дер кезінде және ыңғайлы түрде байланысуы өте маңызды. Тілдік қамтамасыз етудің арқасында бұл коммуникацияның қажетті ыңғайлылығы, анық еместігі және тұрақтылығы қамтамасыз етіледі. Бұл жерде пайдаланушы мен автоматтандыру жүйесі арасындағы байланыс кезінде қателерді, егер бар болса, түзететін техникалық құралдардың болуы қажет екенін қосу керек. Бүгінгі күні ACS-пен жұмыс істеудің екі түрлі тәсілі бар.

Автоматтандыруды басқару процесін жүзеге асырудың бірінші жолы – компьютерлік технологияны орнату және пайдалану. Бұл құралдар құжаттармен жұмыс істеу кезінде орын алатын кейбір операцияларды жеңілдету үшін ғана қолданылады. Бүгінгі күні бұл әдіс тиімсіз болып саналады, өйткені ол компьютерлік технологияның қазіргі деңгейінің әлеуетін толық ашуға мүмкіндік бермейді.

Екінші әдіс біріншіден түбегейлі ерекшеленеді және кәсіпорынның интеграцияланған басқаруды автоматтандыру жүйесін құруында.нысандар. Бұл жағдайда техникке құжат айналымы ғана емес, сонымен қатар дерекқорлар, сараптамалық жүйелер, байланыс құралдары, сондай-ақ басқа да көптеген функциялар беріледі.

ACS-тің төменгі және орта деңгейі

Бүгінгі таңда процесті басқарудың кез келген жүйесін шартты түрде бірнеше деңгейге бөлуге болады. Басқару жүйесін автоматтандыру қазіргі уақытта осындай үш деңгейге ие.

Төменгі деңгей - сенсорлар, сонымен қатар басқарылатын сипаттамаларды басқаратын өлшеу құрылғылары. Бұған қоса, бұл сипаттамалардың мәні тәуелді атқарушы механизмдерді де қамтиды. Бұл деңгейде сенсордан сигналды басқару құрылғысының кірісімен сәйкестендіруден тұратын минималды басқару ғана жүзеге асырылады. Сондай-ақ, осы құрылғылардың жетектермен жасалған сигналдар алмасуы бар.

Келесі орта деңгей – жабдықты басқару. Басқаша айтқанда, бағдарламаланатын логикалық контроллерлер осы басқару қадамында орналасқан. Бұл PLC құрылғылары өлшеу жабдығынан, сондай-ақ процестің күйін бақылайтын сенсорлардан сигналдарды қабылдауға қабілетті. Алынған ақпаратқа, сондай-ақ пайдаланушы орнатқан деректерге сәйкес, PLC нақты командамен жетекке берілетін басқару сигналын жасайды.

Жоғары деңгей

Техникалық жүйелердегі басқаруды автоматтандыру да үшінші, жоғарыдеңгейі. Мұндай жабдыққа операторлық және диспетчерлік станциялар, желілік жабдықтар, өндірістік серверлер жатады. Нақ осы кезеңде объектідегі технологиялық операциялардың барысына толық бақылауды адам жүзеге асырады. Бұған қоса, мұнда алдыңғы екі деңгеймен де байланыс қамтамасыз етіледі, бұл кез келген қажетті ақпаратты сәтті жинауға мүмкіндік береді.

Бұл кезеңде HMI, SCADA қолданылады. Біріншісі – адам мен машина интерфейсі, оның көмегімен диспетчер нысандағы технологиялық операциялардың барысын бақылай алады. Бұған әртүрлі мониторлар немесе графикалық панельдер кіреді, олар көбінесе автоматтандыру шкафтарында орнатылады және тек объект және процестің барысы туралы ақпаратты көрсетуге арналған. Автоматтандыру жабдығын және басқару жүйесін басқару үшін SCADA жүйесі бар, ол бақылаушы бақылаудың болуын және мәліметтерді жинау мүмкіндігін білдіреді. Қарапайым тілмен айтқанда, бұл желі диспетчерлердің компьютерлеріне конфигурациялауға және орнатуға болатын бағдарламалық құралды орнатуға мүмкіндік береді.

PLC орта деңгейде жинайтын барлық маңызды деректер осы жүйенің көмегімен жиналады, мұрағатталады және визуалды түрде көрсетіледі. Автоматтандырудың негізі дәл осы жерде жатыр, өйткені SCADA ақпаратты қабылдауға ғана емес, сонымен қатар оны оператор енгізген ақпаратпен салыстыруға қабілетті. Белгіленген мәннен қандай да бір параметрдің ауытқуы болса, жүйе бұл туралы пайдаланушыға дабыл беру арқылы хабарлайды. Кейбіржүйелерде бақылау ғана емес, сонымен қатар белгіленген шектен шыққан мәнді қайтару үшін кез келген мәндерді автоматты түрде өзгерту мүмкіндігі бар.

Автоматтандыру құралдары

Персоналды басқаруды автоматтандыру жүйесі, технологиялық процесс автоматтандырудың техникалық құралдары немесе ТКА есебінен жүзеге асырылады. Басқаша айтқанда, бұл өздігінен техникалық құрал бола алатын және кез келген әрекетті жүзеге асыра алатын немесе аппараттық-бағдарламалық кешеннің бөлігі бола алатын құрылғылар.

Көбінесе TCA автоматтандыру жүйесінің негізгі элементі болып табылады. Бұл ақпаратты түсіретін, өңдейтін, тасымалдайтын барлық жабдықты қамтиды. Осындай құралдардың көмегімен өндіріс процесінің автоматтандырылған аспектілерін бақылауға, реттеуге және бақылауға болады. Кейбір параметрді басқаратын TCA бар. Бұл қысым, температура, деңгей сенсорлары, сыйымдылық датчиктер, лазерлік датчиктер және т.б. болуы мүмкін. Бұдан әрі ақпараттық TSA, олардың негізгі міндеті сенсорлардан алынған ақпаратты беру болып табылады. Басқаша айтқанда, бұл төменгі деңгей мен жоғары деңгейдегі басқару жабдығы арасындағы байланыс.

Басқару жабдығының тоқтау себебі жойылмайынша өндіріс процесін толық немесе ішінара тоқтату мүмкіндігі бар. Сондай-ақ, кейбір жетілдірілген жүйелер ақаулықтарды жоюды өздері жасай алады. Бұл жағдайда олар өзін-өзі емдеуді бақылау және басқару жүйелеріне сілтеме жасайды.