Системы автоматизации технологических

Процессов

Любая система представляет собой совокупность находящихся во взаимной связи частей этой системы. Мы рассматриваем систе­мы, способные осуществлять автоматизацию технологических про­цессов, т.е. собирать, обрабатывать и анализировать информацию, характеризующую состояние ТП, выводить ее оператору, а также через оператора или самостоятельно осуществлять управляющие воздействия на ТП. Очевидно, это должен быть набор технических средств, взаимодействие которых должно происходить по опреде­ленным законам так, чтобы обеспечить запланированное проте­кание технологического процесса. Такую систему называют авто­матизированной, или автоматической, системой управления тех­нологическим процессом.

Автоматизированная (автоматическая) система управления тех­нологическими процессами (АСУ ТП) — это совокупность техни­ческих средств и методов сбора, обработки, анализа и выдачи информации и воздействия на ТП, которые во взаимодействии с человеком и (или) между собой обеспечивают запланированное протекание технологического процесса.

Различие между автоматизированной и автоматической систе­мами управления связано с распределением задач между челове­ком и техническими средствами.

Если принятие и реализация решения о воздействии на ТП по результатам анализа информации о технологических параметрах производится человеком, то такая система управления называет­ся автоматизированной (рис. 1.1, а). В такой системе человек полу­чает информацию о технологических параметрах и результаты ее анализа в виде сообщений, таблиц и графиков на экране дисплея и через другие средства аудиовизуального представления инфор­мации. Часто система рассчитывает на основе этих данных реко­мендуемые значения управляющих воздействий на ТП, однако решение вопроса об использовании этих рекомендаций остается за человеком. С одной стороны, человек может быть источником ограничений: иногда он не может принять быстрого решения, а иногда может принять неправильное решение.

8

 

С другой стороны, включение человека в систему управления ТП позволяет избежать аварийных ситуаций при выходе из строя каких-либо элементов системы управления, так как человек мо­жет выбрать и принять необходимое решение и продолжить тех­нологический процесс даже при отсутствии части информации (на помощь приходят опыт, квалификация и интуиция). Напри­мер, выход из строя датчика температуры в системе аварийной защиты, отключающей технологическое оборудование, может быть воспринят человеком (оператором) как информация к размыш­лению: оценив ситуацию, он может и не прерывать процесс, если остальные параметры находятся в норме.

Если система управления по результатам анализа информации сама принимает и реализует решение о воздействии на ТП, то такая система называется автоматической, или системой с замк­нутой обратной связью (рис. 1.1, б). Такая система управления соединена с объектом управления не только на входе, где она получает информацию о технологических параметрах, но и на выходе, где она создает управляющие воздействия на технологи­ческий процесс. Человек не принимает непосредственного учас­тия в управлении и является лишь наблюдателем, готовым вме­шаться в аварийных ситуациях.

Хотя в автоматических системах управления всегда есть про­граммы отработки аварийных ситуаций, интеллект человека, с одной стороны, всегда выше интеллекта машины и он может пред­видеть развитие событий, не доступное машинному анализу. С дру­гой стороны, скорость реагирования системы на аварийную ситу­ацию может быть намного выше скорости реакции человека. Тра­гическим результатом отстранения системы защиты от слежения за ситуацией является авария на атомной электростанции в Чер­нобыле в 1986 г.

Как было сказано ранее, сбор, обработка и анализ информа­ции о ТП и работе оборудования относятся к сфере контроля. Рас-

9

смотренное включение человека в систему управления происхо­дит на этапе принятия решения по результатам анализа, т.е. уже по результатам контроля. Поэтому та часть технических средств системы управления, которая выполняет операции контроля, ра­ботая без вмешательства человека, может быть рассмотрена как отдельная автоматическая система контроля (АСК). Когда говорят об автоматизированной или автоматической системе управления, всегда подразумевают наличие в ее составе АСК.

Кроме систем контроля и управления есть еще одна разновид­ность автоматических систем. Она связана с частным случаем уп­равления, имеющим целью поддерживать постоянство или изме­нение по заданному закону какого-то одного технологического параметра. Эта разновидность управления называется регулирова­нием, и реализует ее система автоматического регулирования (САР).

Реальные АСУ ТП являются комбинированными, т.е. одни тех­нологические параметры поддерживаются с помощью САР, дру­гие отслеживаются техническими средствами самой АСУ, в со­став которой входит и АСК.