Многоуровневая структура систем автоматизации
Структурная модель требований предъявляемых системе автоматизации похожа на пирамиду разделенную на несколько уровней.
1 – полевой уровень
2 – уровень управления
3 – уровень руководства
4 - уровень управления производством
5 – уровень планирования
Такая структура позволяет отчетливо разделить задачи автоматизации и отдать их решения соответствующим системам.
При решении задач автоматизации для каждого уровня действуют следующие принципы:
Получение и обработка информации на каждом уровне должны осуществляться независимо, насколько это возможно.
Время обмена информацией между уровнями должно быть как можно меньше и не критичным, для выполнения задач всей системы.
Интерфейсы должны быть разделены физически и по функционалу.
Большинство современных систем автоматизации имеют многоуровневую структуру и при этом уровни автоматизации имеют друг с другом информационно техническую связь. При этом при построение систем автоматизации стараются придерживаться следующих принципов:
Независимость уровней друг от друга
Предварительная обработка данных на каждом уровне, на сколько это возможно.
Задачи уровней автоматизации
Функцией нижнего уровня или уровня процесса или полевого уровня, является учет параметров технологического процесса.
На данном уровне применяются датчики и исполнительные механизмы, датчики это приборы, преобразующие физические величины, например давление или температура, в электрические сигналы.
Исполнительные механизмы - это приводы, насосы клапаны и тому подобное.
Оборудование данного уровня рассредоточено по всей площади технологической установки.
На втором уровне управления сосредоточены все управляющие устройства, для одного или нескольких участков установки, которые выполняют такие функции, как обработка измеренных величин управления, регулирования технологического процесса, контроль состояния оборудования, а так же функции противоаварийной защиты.
В системе автоматизации на уровне управления, размещаются программируемые логические контроллеры, которые устанавливаются в щитовых помещениях, вынесенных за пределы технологического процесса.
Третий уровень – это операторский уровень или уровень руководством процессом, который контролирует производственный цикл, на данном уровне оператор (человек), может наблюдать, контролировать и управлять процессом. Оборудование данного уровня, а это в основном персональные компьютеры сосредоточены в операторских помещениях. Диалог с технологическим процессом осуществляется через мониторы, а управление через клавиатуру и посредством мыши.
Все производственные процессы управляются на уровне руководства процессом, это четвертый уровень, который называется – уровень систем оперативного управления производством. MES (Manufacturing Execution System). Его задачами является производственное планирование и управление, а так же складской учет, логистика и оптимизация технологического процесса. Этот уровень координирует весь производственный процесс и осуществляет детальное планирование, при распределении заданий.
Уровень руководства процессом требует для этого данных, относящихся ко всему процессу производства, это рецептура, данные о партиях материалов, заданные аналитические величины, обработанные и обобщенные текущие данные от технологического процесса, а так же балансы материалов и параметры машин.
Самым верхним пятым уровнем является уровень планирования ресурсов предприятия, включающий в себя координирующие и административные функции всего предприятия, такие как материально техническое снабжение, планирование мощностей и статистика.
Этот уровень ERP систем (Enterprise Resource Planning System) – это система планирования ресурсов предприятия.
Цель системы: организация взаимодействия потоков информации, между всеми хозяйственными подразделениями предприятия и информационная поддержка связей с другими предприятиями, построенная как правило на централизованной базе данных ERP система формирует стандартизованное единое информационное пространство предприятия.