Показатели надежности

1. вероятность безотказной работы за некоторое время;

2. время наработки на отказ;

3. среднее время восстановления системы. В сложных системах отказы элементов не приводят к отказу всей системы, а снижают ее эффективность. Поэтому для таких систем в качестве показателя оценки используют коэффициент снижения эффективности, который показывает какую часть идеальной эффективности составляет реальная система (или реальный УВК);

4. показатель помехозащищенности - показывает какую часть составляет эффективность АСУТП работающая в реальных условия от эффективности АСУТП в идеальных условиях, т.е. в отсутствие помех;

5. Экономический показатель - представляет собой относительную оценку технической разработки к приведенным затратам.

В процессе разработки САР ТП конкретного регулируемого объект решаются две взаимосвязанные друг с другом задачи. Первой из них является синтез рациональной структуры САР, второй - выбор наиболее подходящего типа и параметров настройки автоматического регулятора (или группы регуляторов - для сложных САР) и другой аппаратуры автоматического контроля, регулирования и управления, необходимой для реализации синтезированной (либо выбранной типовой) структуры САРТП.

Синтез рациональной структуры САР сводится к разработке схемы взаимодействия регулятора (или регуляторов) с регулируемым объектом, обеспечивающей возможность сравнительно легкого ввода в действие и успешную работу всей аппаратуры САР в пусковых и наладочных режимах, в режиме длительной эксплуатации, остановки, а также в аварийных ситуациях.

Для успешного решения задачи синтеза рациональной структуры САР ТП разработчик обязан хорошо изучить регулируемый объект, условия его эксплуатации и требования к качеству автоматического регулирования.

В процессе синтеза рациональной структуры САР ТП конкретного регулируемого объекта решаются следующие вопросы:

1. определение главных (выходных) и вспомогательных (промежуточных) регулируемых величин объекта, по состоянию которых осуществляется управление ходом ТП и противоаварийная защита;

2. определение регулируемых и нерегулируемых возмущающих воздействий и их влияния на изменение главных и вспомогательных регулируемых величин;

определение регулирующих воздействий и их влияния на изменение главных и вспомогательных регулируемых величин;

3. определение взаимозависимости между отдельными регулируемыми величинами и выяснение возможности независимого регулирования от­дельных величин либо регулирования по сложным схемам многосвязанного регулирования;

4. определение статических и динамических характеристик регулируемого объекта по различным каналам возмущающих и регулирующих воздействий, их постоянства во времени при различных нагрузках и других условиях эксплуатации регулируемого объекта, влияющих на стабильность указанных характеристик;

5. определение требований к качеству регулирования как в установившемся, так и в переходном режиме работы САР, при этом должно учитываться, что завышенные требования к качеству регулирования нежелательны, так же как и заниженные;

6. требования к качеству регулирования должны быть обоснованы;

7. выбор методов и аппаратуры для измерения текущих значений главных и вспомогательных регулируемых величин; при этом определяется точность, надежность и инерционность измерительной аппаратуры;

8. выбор типов регулирующих органов, определение их расходных характеристик и положения (открытое или закрытое), которое должен занять каждый регулирующий орган при аварийном падении давления питающего воздуха или при исчезновении командного сигнала, поступающего к исполнительному механизму;

9. выяснение характера изменения заданного значения каждой регулируемой величины - постоянное, изменяющееся по заранее установленной программе, изменяющееся в соответствии с изменением другой (независимой) регулируемой величины, либо устанавливающееся на оптимальном значении самим регулятором (в том числе на максимально или мини­мально возможном значении);

10. определение длины линий связи регуляторов с регулируемым объектом, т.е. расстояния от места измерения каждой главной и вспомогательной регулируемой величины до датчика, от датчика до пункта (щита) управления и от пункта управления до исполнительного механизма.

На основании полученных данных разрабатывается структура САР. Часто выбирается типовая структура из числа известных.

Разработанная (или выбранная типовая) структура вместе с выбранным регулятором (или группой регуляторов) и другой аппаратурой необходимой для нормального функционирования САР, должна быть всесторонне проанализирована с точки зрения ее рационального использования для конкретного объекта. При этом если иметь в виду, что слишком упрощенная структура может не обеспечить требуемого качества регулирования, а излишне усложненная может оказаться ненадежной и громоздкой в эксплуатации.

1-29 Принципы и этапы развития систем управления. Проектирование «неправильной» АСУТП. Иерархия управления производственным предприятием.

1.Функции управления осуществлялись оператором путем воздействия на тепловые и материальные потоки. На основе знаний процесса и информации, которую он получал с помощью своих органов чувств.

2.Связан с появлением средств контроля и регистрации, которые позволили повысить точность работы оператора, что привело к улучшению качества регулирования. Но при этом выработка решений и осуществление регулирующих воздействий осуществлялась оператором.

3.Введение автоматических регуляторов в цепь с ОС позволило освободить оператора от выработки решений по управлению. Появление локальных систем регулирования. Регулятор сравнивал текущий параметр с заданным и вырабатывал регулирующее воздействие в соответствии с заложенным оператором алгоритмом управления. Функция оператора заключалась в контроле качества регулирования и изменения параметров настройки регуляторов в случае необходимости. При увеличении числа регулируемых параметров простое увеличение локальных контуров не давало желаемого результата.

4.Создание централизованных систем управления в которых для обеспечения работы оператора вся информация выводилась на единый пункт. Также монтировалась основная часть регуляторов. При централизованной системе регулирования построение АСУ повышает требования предъявляемые к надежности технических средств. Кроме того, учитывая большие потоки информации, повышение требований к достоверности информации. Такие системы требовали слаженной работы отдельных элементов.

5.Использование вычислительной техники для обработки информации, а также для выработки управляющего воздействия. Появления систем программного цифрового управления и систем оптимального управления.

Основные принципы, которые необходимо учитывать при создании АСУ

1)Принцип новых задач. Суть этого принципа состоит в том, чтобы на ЭВМ не просто перекладывались традиционно сложившиеся на предприятии методы и приемы управления, а перестраивать их в соответствии с новыми возможностями, которые обеспечивают ЭВМ и формальные экономико-математические методы и модели.

2)Принцип комплексного или системного подхода при разработке АСУП. Это принцип состоит в том, что при разработке АСУП следует решать вопросы не только технического, но экономического, организационного характера и др.

3)Принцип первого руководителя. Данный принцип состоит в том, что разработка и внедрение АСУП должны вестись при непосредственном участии и под руководством директора предприятия, внедрения АСУП.

4)Принцип непрерывного развития системы. Он состоит в том, что по мере развития АСУП непрерывно расширяется круг задач, причем новые задачи не заменяют уже внедренные. Если этот не выполняется, то на определенном стадии АСУ может стать тормозом развития.

5)Принцип автоматизации документооборота и единой информационной базы. Он означает, что следует автоматизировать не только процессы обработки данных, но и оформление выходных документов и сбор исходных данных.

6)Принцип модульности и типизации. Принцип заключается в разработке решений, которые при максимальных изменениях подходят максимальному количеству заказчиков.

7)Принцип согласованности отдельных пропускных способностей отдельных частей системы. При использовании этого принципа требуется равенство пропускных способностей последовательных звеньев АСУП, что обеспечивает равномерное их использование и максимальную производительность системы в целом. Увеличение быстродействия отдельных элементов системы должно приводить к увеличению быстродействия остальных элементов.

8)Принцип минимизации вводимой информации. Заключается в том, чтобы при изменении информации вводились только эти изменения. В этом случае резко повышаются требования к достоверности информации.

Структуры сложных систем управления , как правило, строятся с использованием иерархического и функциональных принципов выделения подсистем.

Первый (нижний) уровень иерархии состоит из множества систем управления отдельными технологическими операциями. Цель управления на этом уровне обычно является выбор и поддержание заданных режимов выполнения технологических операций. Здесь управление сводится к контролю параметров технологических режимов и к воздействию непосредственно на технологическую операцию.

Второй (следующий) уровень иерархии включает системы управления производственными участками и технологическими линиями. Основная цель управления ‑ выбор и поддержание режимов совместного функционирования агрегатов станков и оборудования. На этом уровне производится корректировка параметров каждой операции технологического процесса в зависимости от случайного и вынужденного изменения режимов других.Совокупность систем управления первого и второго уровней будет называться системой управления технологическими процессами (СУТП).

Третий уровень иерархии составляют системы управления цехами. Цель управления цехом ‑ организация выпуска заданного количества изделий конкретной номенклатуры с требуемым качеством и наименьшими затратами. Для реализации такой цели в процессе управления необходимо выполнять функции организационно и экономического характера.

Объектом управления на четвертом уровне иерархии является непосредственно предприятие в целом. Цель управления ‑ организация совместного функционирования цехов для выпуска готовой продукции при заданных технико-экономических показателях. Совокупность систем управления третьего и четвертого уровней называют системой управления предприятием (СУП).

Проектирование «неправильной» АСУТП.

1. Небрежно составленное техническое задание, а еще лучше - полное его отсутствие.

2.Можно накидать соображения по концепции АСУТП на листочках

3.Схемы и тому подобную мелочь нарисуем в процессе монтажа

4.Ни в коем случае не прислушивайтесь к мнению технологов, конструкторов.

5.Обязательно выбирайте компоненты самых разных фирм.

6.Предпочтение следует отдавать самому дешевому и устаревшему оборудованию

7.Не следует пренебрегать комплектующими, выпускаемыми в соседнем подвале

8.Ни за что не предусматривайте возможность дальнейшего развития системы

9.При заказе комплектующих не включайте в смету ЗИПы и стендовые экземпляры

10.Принципиальные схемы различных блоков АСУ ТП ни в коем случае не должны стыковаться(это также касается и монтажных схем).

11.Особую небрежность следует проявить в отношении прокладки кабельных трасс и вычисления метража кабельной продукции.

12.Любую ошибку построения АСУ ТП представляйте как побочный/недокументированный эффект функционирования.

13. Если Вы разрабатываете систему, связанную с энергоносителями, опасным производством и т.п., то обязательно используйте нетиповые решения и несертифицированное оборудование.

1-30 Типы входных сигналов. Особенности регулирования объектов с