Концепция отказоустойчивой распределённой структуры АИУС

В настоящее время широкое распространение получили распределённые системы управления, которые используются при создании управляющих комплексов во многих отраслях промышленности. Например, в системах производства электроэнергии и управлении парогенераторов использование базовых распределённых систем управления типа TDCфирмы Honeywell позволяет получать достоверную информацию (хотя бы в рамках решаемых задач) о протекании технологических процессов, что позволяет подготовить техническую базу для реализации вновь разрабатываемых процедур оперативного расчёта и прогнозирования технико -экономических показателей, а также оптимизации режимов функционирования как отдельных технологических процессов, так и процесса производства электроэнергии в целом.

Распределённые системы управления - это системы (см. рис.1.1):

• c иерархической структурой, что позволяет решать задачи разных уровнях управления;

• с модульной структурой, что гарантирует надежность и автономность всех уровней при осуществлении функций системы;

• с открытой архитектурой, что позволяет существующим устройствам и системам интегрироваться в одну систему, а также самой системе интегрироваться к более высоким уровням иерархии управления.

При создании структуры технических средств АИУС сложными объектами необходимо обеспечить комплексный подход к разработке и созданию системы с учетом технологических особенностей оборудования, его диагностики, типов датчиков и исполнительных механизмов, средств и способов отображения информации оператору и вопросов упрощения наладки и эксплуатации системы.

Структура комплекса технических средств перспективной АИУС строится как совокупность локальных сетей программируемых контроллеров с подчинёнными им микросетям исполнительных автоматов и микропроцессорных регуляторов. Каждая локальная сеть включает хотя бы одну «координирующую» станцию на базе УВК промышленного исполнения, а программируемый контроллер включает устройство

сопряжения с объектом дискретного и аналогового ввода - вывода.

В качестве главных вычислительных систем применяют высокопроизводительные мультипроцессорные комплексы. Наличие таких значительных ресурсов позволяет реализовать экспертные системы с базами знаний, прогнозирующие системы и системы диагностики и тем самым обеспечить мощную информационную поддержку оперативному персоналу в различных аномальных и аварийных ситуациях на объектах управления.

Исторически процесс информатизации проникал на производство одновременно с двух сторон - «сверху» и «снизу». «Сверху» (в офисах) создавались информационные структуры, отвечающие за работу предприятий в целом. Это автоматизация бухгалтерского учета, управление финансами и материально -техническим обеспечением, организация документооборота и др. Этот уровень называется планированием ресурсов предприятия (MRP, manufacturing resource planning).«Снизу» (в цехах) информация от различных датчиков прежде всего использовалась для непосредственного управления производственным процессом с помощью различных устройств сопряжения с объектом, программируемых логических контроллеров и промышленных компьютеров. Это уровень (Control Level), на котором замыкаются самые «короткие» контуры управления производством. Поток информации от датчиков также поступал на вход систем SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).На этом уровне (SCADA level)осуществляется оперативное управление технологическим процессом, принимаются тактические решения, прежде всего направленные на поддержание стабильности процесса.

Первичная информация из цехов должна поступать на верхний уровень принятия стратегических решений. Очевидно, что поток данных без надлежащей обработки послужит скорее «информационным шумом» для менеджеров и экономистов. Необходимым связующим звеном выступает новый класс средств управления производством - MES (Manufacturing Execution Systems) или системы исполнения производством. Упорядоченная и обработанная информация о ходе процесса изготовления продукции, получаемая на этапе сбора и обработки данных, становится доступной верхнему эшелону управления предприятием в реальном времени и привычной для него форме.