Кәсіпорынды автоматтандырудың басқару жүйесінде программаланатын контроллер қандай орын алады?

Кәсіпорынды комплексті автоматтандырушы мамандар жүйелерді құру барысында 5 деңгейлі құрылымды ұстанады.

1 деңгей – жоғарғы деңгей – бұл кәсіпорынның ресурстарын жоспарлау жүйелері (ERP)

2 деңгей – өндірісті басқару жүйелері (MES)

3 деңгей – оперативті техникалық қызметкердің жүйе-станциялары (MMI)

4 деңгей – локальді басқару құралдары (CTRL)

5 деңгей – INPUT, OUTPUT – датчиктер, атқарушы механизмдер.

ERP деңгейінде қаржылық-экономикалық көрсеткіштерді есептеу және талдау жүзеге асырылады, логистикалық тапсырмалар шешіледі.

MES деңгейі – өнім сапасын басқару тапсырмалары, техникалық үдеріс операцияларының бірізділігін жоспарлау және бақылау, технологиялық үдеріс төңірегіндегі өндірістік және адами ресурстарды басқару, технологиялық қызмет көрсету.

Бұл екі деңгей КАБЖ (кәсіпорынды автоматтандырудың басқару жүйесі) тапсырмаларына жатады.

Келесі үш деңгейде ТҮ АБЖ (технологиялық үдерістерді автоматты басқару жүйесі) класына жататын тапсырмалар орындалады.

CTRL деңгейімен өнеркәсіптік контроллерлер айналысады. Ол екіге: обьектіні локальді басқаруға арналған өнеркәсіптік контроллерлерге және деректерді жинау және технологиялық автоматиканы басқаруға арналған өнеркәсіптік контроллерлерге бөлінеді. Тәжірибеде бұл екі тип тапсырмалары бірге қолданылды және ол үшін 50 жыл аралығында бұл функцияларды программаланатын логикалық контроллерлер орындады. Сандық контурлы реттегіштер.

MMI деңгейінде технологиялық үдерісті оперативті басқару жүзеге асырылады, үдерістің тұрақтылығын қолдауға арналған шешімдер қабылданады, екіжақты байланыс тапсырмалары орынадалады: оператор – технологиялық үдеріс.

MES, MMI, CTRL деңгейлері арасындағы өзара байланыс ұйымдастыру тәсілі бойынша MMI жүйелері SCADA және DCS болып бөлінеді. Программаланатын технологиялық контроллерлерді (Magikon, Siemens, Allen Breandly, Mitsubishi) өндірушілері SCADA типті жүйелерді өндіруге бағытталады.

SCADA – аналогтық датчиктерден сигналдарды қабылдайтын және басқарушы іс-әрекетті аналогтық атқарушы жүйеге жіберетін ТҮ АБЖ. SCADA-ға қарама-қарсы DDS жүйелері бар. Олар сандық датчиктер және сандық атқарушы механизмдермен жұмыс жасайды. SCADA жүйелері көбіне серверлік құрылымға ие.
12. SCADA жүйесінің жалпы құрылымын көрсету.

Күрделі өндіріс орындарындағы технологиялық процестерді басқару үшін қолайлы желілік технология мен қажетті топология қолданылады. Ғылыми зерттеулерді, тәжірбиелерді жүргізудің нәтижесінде, объектегі процестің ыңғайлы технологялық параметрлері анықталынған. Сол параметрлерді ескере отырып, алдыңғы қатардағы программаларды пайдаланып, мысалыға, SCADA жүйесіндегі Step7, LabVIEW, т.б., технологиялық процесті бақылау мен басқару алгоритмдері жазылып, контроллерге орнатылады. Яғни, контроллерлер объектегі технологиялық процестерді бақылау мен басқаруға дайын. Егер технологиялық процестің, мысалыға, бір параметрі, объектегі газдың, не болмаса, сұйықтың, температурасы ыңғайлы мәнінен ауытқитын болса, онда контроллер оған талдау жасап, сол параметрді бастапқы қалпына келтіреді. Ол үшін объектке келіп түсетін, газ бен сұйықтың температурасын бастапқы қалпына келтіру үшін будың шығынын өзгертеді. Осындай алгоритммен объектердегі барлық технологиялық параметрлерді ыңғайлы басқаруда контроллер, сезгіш элементтер, пайдалы желілік топология мен технология және кабельдердің керекті түрлерінің бір тұтас болып жұмыс істеуінің нәтижесінде, сапалы өнім алуға болады. Күрделі технологиялық процестерді, мысалға, мұнай өнімдерін, ауыл шаруашылық өнімдерін өндіруде, түсті металлургия өндіріс орындарындағы процестерді бақылау мен басқаруда негізгі қондырғылардың қатарына контроллерлер жатады. Технологиялық процесті басқару үшін контроллерді арнайы программалармен қамтамасыз ету керек. Сондай программалардың қатарына SCADA жүйесі жатады.

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) жүйесі технологиялық процестер туралы қажетті мәліметтерді жинап, басқаруға және бақылауға қолданылады. SCADA жүйесінің көмегімен кез келген технологиялық процестерді: энергияны өндіруде; қайта өңдеу өндірістерінде; ағын сулар мен таза суларды тазартуларда; газ- мұнай тасымалдау өндірістерінде; ауе жайларындағы бақылау мен басқаруды; сауда кемелерінде; ғарыштық кемелерді басқару мен бақылауға болады. Осы жүйенің көмегімен нақты уақыт аралықтарында объектегі болып жатқан процестер туралы барлық мәліметтерді талдап, SCADA жүйесінен мониторға жеткізіледі. SCADA жүйесінің ерекшеліктері: • технологиялық процестер туралы ақпараттарды, мәліметтерді жинау және талдау, сонымен қатар қондырғылардың жағдайын анықтау; • мониторда мнемосхема түрінде технологиялық процестің параметрлерінің өзгеруін көрсету; • технологиялық параметрлерге нақты уақыт аралығында кіру, төменгі деңгейдегі қондырғыларға және сигналдау жүйелеріне кіру; • апаттық жағдайды анықтау; • компьютердің экранына технологиялық параметр мен апаттық хабарламаларды шығару; • технологиялық параметрлердің өзгерулерін қорға жинау; • технологиялық процестерді басқару үшін оператордың кіруі; • технологиялық параметрлердің өзгерулері туралы есепті көрсету; • шығынды азайту үшін өндірістік жүйлердің жұмыстарын оптималдау. SCADA жүйесі күрделі өндірістерді автоматтандыруға жұмсалған шығындарды азайтуға мүмкіншілік береді. ТП АБЖ негіздері сезгіш эементтер мен атқару механизмдерін объектерде дұрыс орналастыру, контроллерді программалау, операторлық интерфейсті дайындау болып келеді. SCADA жүйесінде контроллерді программалауда DCS (үлестірілген басқару жүйесі) қолданылады.

Сурет 1.2 - SCADA-жүйелер негізгі құрылымдық компоненттер

Төменде көретілген техникалық құралдардың терминдерін түсіндіру: өнеркәсіптік компьютер, әмбебап программаланатын контроллер, программаланатын логикалық контроллер, деректерді жинайтын контроллер.

программаланатын логикалық контроллер – микропроцессорлық жабдық ретінде ұсынылады, ол мәліметтерді жинауға, түрлендіруге, өңдеуге, мәліметтерді сақтауға және басқару командаларын таңдауға, кіріс және шығыстарының түпкі саны бар, оларға қосылған датчиктердің, кілттердің, орындаушы механизмдердің басқару объектісіне, және нақты уақыт режимінде жұмыс ісеуге арналған программаланатын логикалық контроллер.

әмбебап программаланатын контроллер ( ПК ) - микропроцессорлық жүйе, қуаты іс жүзінде өнеркәсіптік компьютердің қуаттынан айырмашылығы жоқ. Контроллер жергілікті түйін ретінде жұмысқа негізделген, яғни нақты уақыт режимінде үлестірілген желісіне деректерді жинау және жіберу. Бұл құрылғылар өздерінің икемділігімен ерекшеленеді және оларды іс жүзінде кез-келген өндірістік процесті автоматикаға пайдалануға болады. ПК кәдімгі электр желісінен қоректенеді . ПК- мен бірге алмалы - салмалы модуль программотор пайдаланылады. ПК құрамындағы интерфейс құрылғылары мен мәліметтерді ендіру - шығару қүрылғылары қосалқы алмалы - салмалы модуль ретінде болады. Программаланатын контроллерді ЭЕМ - нің бір түрі деп есептеуге болады.

өнеркәсіптік компьютер – кәсіпорында өндірістік бағдарламалық қамтамасызды өндіріс процесінде пайдалану үшін әзірленген компьютер.Қолдану аясы:

· SCADA жүйелерін құру үшін ПЛК-мен өзара әрекеттеседі

· Бұл өнеркәсіпте басқару бөлігінде, бақылау және өлшеу жүйелері ретінде пайдаланылады

· визуализацияны жүзеге асыру үшін аппараттық платформа ретінде

деректерді жинайтын контроллер –тек ақпаратты жинауға арналған микропроцес–сорлық жүйе болып табылады. Бұл контроллерлер бастапқы датчиктер тобының сигналдарын сандық кодқа түрлендіру және беру ретінде қызмет етеді. Жергілікті өнеркәсіптік желілер хаттамаларының кез келгенін пайдаланып, жоғарғы деңгейдегі құралдарға деректерді жіберу.