Математическое и программное обеспечение АСУТП.

Математическое обеспечение АСУТП представляет собой совокупность методов, моделей и алгоритмов, используемых в системе. Математическое обеспечение АСУТП реализуется в виде программ специального программного обеспечения. Разработка математического обеспечения производится на стадии "Технический проект".

Переменные, характеризующие состояние процесса, которые измеряются и поддерживаются на заданном уровне или изменяются по определенному закону, принято называть управляемыми величинами. Как правило, управляемые переменные легко измеряются, ко иногда их вычисляют по другим измеряемым переменным, используя математическое моделирование процесса.

С позиций системного подхода математическое моделирование можно рассматривать как итеративный процесс, протекающий в три этапа:

I) формализация изучаемого процесса - составление математического описания его модели;

2) разработка алгоритма, моделирующего изучаемый процесс;

3) установление адекватности модели изучаемому объекту.

Метода математического моделирования позволяют исследовать различные варианты аппаратурного оформления процесса, изучить его основные особенности и вскрыть резервы усовершенствования. При этом всегда гарантируется отыскание оптимальных решений в рамках используемой математической модели.

Необходимо отметить, что математическое моделирование ни в коей мере не противопоставляется физическому моделированию, а, наоборот, призвано дополнить его имеющимся арсеналом полученных математических зависимостей.

При построении комбинированной модели принимают, что аппарат состоит из отдельных зон, соединенных последовательно или параллельно, в которых наблюдаются различные структуры потоков. С увеличением количества зон можно описать процесс любой сложности, но математическое моделирование при этом усложняется.

Программное обеспечение АСУТП представляет собой совокупность программ и эксплуатационной программной документации, необходимую для реализации функций автоматизированной системы управления технологическим процессом и заданного режима функционирования комплекса технических средств АСУТП.

Программное обеспечение АСУТП подразделяется на общее программное обеспечение (ОПО) и специальное программное обеспечение (СПО).

К общему программному обеспечению АСУТП относят ту часть программного обеспечения, которая поставляется в комплекте со средствами вычислительной техники или приобретается готовой в специализированных фондах алгоритмов и программ. В состав ОПО АСУТП входят программы, используемые для разработки программ, компоновки программного обеспечения, организации функционирования вычислительного комплекса и другие служебные и стандартные программы (например, организующие программы, транслирующие программы, библиотеки стандартных программ и др.).

ОПО АСУТП изготавливается и поставляется в виде продукции производственно-технического назначения заводами-изготовителями средств ВТ.

Специальное программное обеспечение АСУТП разрабатывается на базе и с использованием программ общего программного обеспечения.

Отдельные программы или СПО АСУТП в целом могут изготавливаться и поставляться в виде программных средств как продукция производственно-технического назначения.

Инструментальные средства для технологического программирования контроллеров разделяются на специализированные, программирующие определенный тип контроллеров (жестко программируемые контроллеры), и универсальные (SoftLogic-пакеты) – предназначенные для программирования SoftPLC. Прикладное ПО для визуализации и управления (ПО для рабочих станций) может быть разработано как «классическими» средства создания программного обеспечения, использующие современные методы программирования: С++ Bilder, Delphi и т.п., так и специализированными инструментальными средствами или пакетами (наборами) программ. Такие инструментальные пакеты в настоящее время именуются SCADA-пакетами, по аналогии с создаваемыми на их основе системами управления. Существует специализированное ПО, интегрирующее в себе функции создания технологических программ для контроллеров и прикладных программ для рабочих станций.

Инструментальные средства для технологического программирования котроллеров это ПО для компьютеров, которое обеспечивает разработку и отладку технологической программы для контроллера непосредственно на компьютере и последующий перенос ее в контроллер. Такие инструментальные средства для описания процесса управления (создания технологической программы) обычно используются язык релейно-контактных схем и функциональных блоков, теоретические основы которых взяты из методов автоматического управления. Накопленный опыт создания таких программ был обобщен в виде стандарта IEC 1131-3, где определено пять языков программирования контроллеров:

SFC - последовательных функциональных схем,

LD - релейных диаграмм,

FBD - функциональных блоковых диаграмм,

ST - структурированного текста,

IL - инструкций.

Использование данного стандарта делает инструментальную программу для контроллера независимой от конкретного оборудования - ни от типа процессора, ни от операционной системы, ни от плат ввода-вывода