Классификация аиус

Современные АИУС очень разнообразны и в связи с этим классифицируются по различным признакам. Наиболее распространённые признаки следующие:

1. По характеру объекта управления.

2. По уровню системы управления в общей иерархии.

3. По степени функциональной сложности.

4. По информационной мощности системы управления.

5. По способу разделения функции контроля и управления между оператором и ЭВМ (ЦСОИ).

1. Разновидности аиус по характеру объекта управления (оу)

На нижнем уровне СУ для технических и технологических объектов используется такая разновидность АИУС как АСУТП. Именно эта разновидность систем предназначена для реализации всевозможных специфических задач управления, как объектами с непрерывным характером процессов, так и с дискретным характером процессов управления. Кроме того, имеет место непрерывно – дискретный характер управления.

2.4.1.1. Объекты с непрерывным характером процесса

Такие объекты наиболее распространены в химической, нефтехимической, энергетической отраслях народного хозяйства. Пример такого объекта приведён на рис. 2.4.1.1.

1.Объекты с непрерывным характером процесса характеризуются непрерывностью входных и выходных, материальных или энергетических потоков объекта управления, а так же непрерывностью параметров, определяющих состояния объекта управления

(рис. 2.4.1.2, рис. 2.4.1.3).

Рис.2.4.1.1.Система управления объектом с непрерывным характером процесса

Рис.2.4.1.2. График зависимости давления Рис.2.4.1.3.График зависимости

пара от времени. напряжения от времени.

2. Для АСУТП таких объектов сбор информации о состоянии объекта обычно реализуется с помощью датчиков аналогового типа или частично с помощью датчиков дискретного типа.

3. Алгоритмы управления объектом управления с непрерывным характером процесса базируются на непрерывных математических моделях (ДУ, ИУ и др.). В частности:

3.1. Алгоритм стабилизации параметров по различным законам.

3.2.Алгоритм оптимизации режимов объекта с использованием непрерывной

математической модели.

4. Сформированные управляющие воздействия передаются обычно

• на исполнительное устройство аналогового типа;

• на исполнительное устройство дискретного типа.

2.4.1.2. Объекты управления с дискретным характером процесса

Они наиболее распространены в приборостроительной, станкостроительной отраслях и т.д.

1. Такие объекты характеризуются наличием дискретных материальных потоков (штуки, детали) (рис. 2.4.1.4), а также цикличностью операций, реализуемых на объектах (рис. 2.4.1.5).

Рис.2.4.1.4. АСУ объекта в общей иерархии.

ТА1 – сверлильный станок;

ТА2,3 – фрезерные станки;

ТА4 – пресс.

Рис.2.4.1.5. Диаграмма работы последовательности операций ТА4 (пресс).

ОП1 – установка детали в рабочую позицию;

ОП2 – прессование;

ОП3 – удаление готовой детали;

ОП4 – технологическая выдержка времени.

2. Для контроля состояния объекта управления широко используется датчики дискретного типа (счётчики, датчики состояния органов технических агрегатов).

Используются пульты рабочих мест для выявления состояния объекта с участием производственного персонала.

3. Алгоритмы базируются на таких разделах математики: алгебра логики, теория расписаний, комбинаторика, логико-программное управление и т.д. В частности, это оперативно – календарное планирование и т.д. Хотя управление частью параметров может реализовываться с помощью алгоритмов стабилизации параметров.

4. Выдача управляющих воздействий осуществляется:

• на исполнительные устройства дискретного типа;

• в виде кодов команд, соответствующих той или иной программе;

• в виде указаний, распоряжений, графиков загрузки, выгрузки, передаваемых техническому персоналу.

Объекты с непрерывно-дискретным характером производства сочетают свойства и особенности первых двух рассмотренных видов объектов.

Разновидности АИУС по уровню системы управления в общей иерархии

1. АИУС 1-го уровня (АСУ ТА, ТП);

2. АИУС 2-го уровня (АСУ цеха, участка, АСУ блока эл. станции).

3. АИУС 3-го уровня (АСУП, АСУ ГРЭС…)

4. АИУС 4-го уровня (ОАСУ).

Смотри пункт 2.2.

Разновидности АИУС по информационной мощности системы управления

Разновидности АИУС по информационной мощности системы управления делят на:

1. Малая (до 40 контролируемых параметров);

2. Средняя (до 500 контролируемых параметров);

3. Большая (более 2000 контролируемых параметров).

4. Разновидности АИУС по функциональной сложности

Определяется наиболее сложной управляющей функцией, которую способна реализовать система (см. п.2.3.). Наиболее просты АИУС – реализующие многоконтурное автоматическое регулирование, более сложные – каскадное регулирование, самые сложные – оптимальное управление с адаптацией.

2.4.5. Разновидности АИУС по способу разделения функций контроля и управления между оператором и аппаратурой (ЦСОИ)

По этому признаку выделяют следующие АСУТП:

1. АСУТП без ЦСОИ.

2. АСУТП с ЦСОИ, выполняющими информационные функции.

3. АСУТП с ЦСОИ, выполняющими управляющие функции в режиме советчика.

4. АСУТП с ЦСОИ, выполняющими супервизорное управление.

5. АСУТП с ЦСОИ, выполняющими непосредственное управление.

.4.5.1. АСУТП без ЦСОИ

Рис.2.4.5.1.1. Структурная схема АСУТП без ЦСОИ.

Обозначения:

УИИК – устройство индивидуального измерения и контроля.

УИКВ – устройство измерения и контроля по вызову.

УМИК – устройство массового измерения и контроля.

УСОиРИ – устройство сигнализации, отображения и регистрации информации.

ЦЩУ – центральный щит управления.

МЩУ – местный щит управления.

ПУ – пульт управления.

УДУ – устройство дистанционного управления.

УЛПУ – устройство логико-программного управления.

УЗ – устройство защиты.

Такие человеко-машинные системы в настоящее время используются для управления

автономными, сравнительно простыми объектами с хорошо изученными процессами (т.е. есть ММО – простая и детерминированная).

Такая система реализует обычно следующий набор функций:

1. Сбор информации о состоянии объекта (аппаратура).

2. Контроль нахождения параметров объекта в регламентных пределах (оператор).

3. Сигнализация, отображение и регистрация информации об объекте (аппаратура).

4. Регулирование параметров объекта в заданных пределах или по заданному графику (аппаратура).

5. Программное управление пусками и остановками объекта (оператор, УЛПУ).

6. Выявление предаварийных и аварийных ситуаций на объекте и принятие мер по их устранению (аппаратура, оператор).

УИИК позволяет измерять и контролировать наиболее важные технологические параметры, которые существенно влияют на состояние объекта и на результаты его функционирования.

УИВК обычно применяется для измерения, контроля и наблюдения за менее важными параметрами. Они реализуются обычно с использованием одного показывающего прибора и группы датчиков, которые подключаются к нему через коммутирующее устройство.

УМИК используется в тех случаях, когда надо измерять, наблюдать большое количество однотипных вспомогательных параметров, значения которых во времени изменяются медленно.

Для реализации УМИК, применяются автоматические многоканальные измерительные системы, снабжённые коммутирующими устройствами, связанные с системой световой сигнализации.

УСОиРИ. Его назначение обычно состоит в том, чтобы в момент выхода параметра за допустимые пределы, оператору в наглядной форме предоставлялась информация об этом факте.

УД предназначены для передачи команд от оператора на исполнительные устройства или на задатчики ЛАР.

ЛАР это обычно серийно выпускаемые устройства – локальные регуляторы, которые обеспечивают возможность либо поддерживание параметра в заданных пределах, либо изменение параметра по заданному закону.

УЛПУ реализует логическую последовательность действий по переводу объекта из одного состояния в другое.

УЗ предназначены для выявления ненормальных ситуаций на объекте, и для защиты его от повреждений и разрушений.

Для обеспечения надёжности рекомендуется, чтобы данные для решающей части устройств зашиты и исполнительные устройства, на которые действуют устройства защиты, были автономными и имели автономные источники питания.

Набор описанных устройств позволяет оператору контролировать состояние объекта и в случае необходимости через пульт управления и устройства дистанционного управление оказать воздействие на объект. Таким образом, эти устройства разгружают оператора от утомительной работы по контролю всех параметров объекта и по управлению всеми параметрами, что даёт ему возможность сосредоточиться на контроле наиболее важных параметров и даёт время на принятие правильных решений в нештатных ситуациях.

Такие системы, хотя и не содержат в своём составе цифровых вычислительных средств, тем не менее являются человеко-машинными системами, которые позволяют с достаточно высокой степенью надёжности и небольшими затратами управлять большой группой технических объектов.