Общие технические требования
К АСУТП в целом предъявляются следующие основные требования:
- • осуществление управления ТОУ в целом (в темпе протекания технологического процесса и в выработке и реализации решений по управлению должны участвовать средства вычислительной техники и человек-оператор);
- • обеспечение управления ТОУ в соответствии с принятыми критериями эффективности функционирования АТК (критериями управления АСУТП);
- • выполнение всех возложенных на нее функции с заданными характеристиками и показателями качества управления;
- • требуемый уровень надежности;
- • обеспечение возможности взаимосвязанного функционирования с системами управления смежных уровней иерархии и другими АСУТП;
- • соответствие эргономическим требованиям, предъявляемым к системам, в частности к способам и форме, представление информации оператору, к размещению технических средств и т.д.;
- • соответствие требуемым метрологическим характеристикам измерительных каналов;
- • возможность модернизации и развития в пределах, предусмотренных техническим заданием (ТЗ) на создание АСУТП;
- • нормальное функционирование в условиях, указанных в ТЗ на систему;
- • обеспечение заданного среднего срока службы с учетом проведения восстановительных работ, указанных в технической документации на основные составные части АСУТП.
Классификация АСУТП
При планировании, проведении и обобщении разработок АСУТП следует иметь в виду их существенное разнообразие. Для решения ряда научных, технических и организационных вопросов необходимо пользоваться общей классификацией АСУТП, т. е. правилами разбиения всего множества этих систем на такие подмножества (классификационные группы), в пределах которых все входящие в них АСУТП одинаковы, близки или похожи в том или ином отношении. АСУТП как объекты классификации характеризуются многими существенными факторами и показателями, каждый из которых может выступать в роли классификационного признака. Поэтому общая классификация АСУТП состоит из ряда частных классификаций, проводимых по одному из таких признаков. В зависимости от поставленных целей необходимо пользоваться различными классификационными признаками или их разными сочетаниями.
Приводимая ниже классификация АСУТП может использоваться в основном со следующими целями:
- - выбор систем-аналогов на ранних этапах разработки АСУТП;
- - оценка необходимых ресурсов при укрупненном планировании работ по созданию АСУТП;
- - определение качества (научно-технического уровня) АСУТП;
- - определение капиталоемкости АСУТП в условных единицах.
К основным классификационным признакам АСУТП относятся: уровень, занимаемый ТОУ и АСУТП в структуре предприятия; характер протекания технологического процесса во времени; показатель условной информационной мощности; уровень функциональной надежности АСУТП; тип функционирования АСУТП.
Классификации по каждому из указанных признаков (а также по любым их сочетаниям) могут рассматриваться и использоваться как независимые: конкретному индексу одного или нескольких признаков могут соответствовать любые индексы других признаков. По уровню, занимаемому в структуре предприятия, АСУТП классифицируется в соответствии с табл. 1.1.
Характер протекания управляемого технологического процесса во времени определяется непрерывностью (или дискретностью) поступления сырья и реагентов, наличием (или отсутствием) длительных установившихся и переходных режимов функционирования ТОУ, наличием и длительностью дискретных операций по переработке входных потоков материалов. По этому признаку АСУТП классифицируются в соответствии с табл. 1.2.
Таблица 1.1
Классификация АСУТП по уровню, занимаемому в организационно-_______________ производственной иерархии__________________
Класс АСУТП |
Кодовый индекс |
ТОУ |
АСУТП нижнего уровня |
1 |
Технологические агрегаты, установки, участки |
АСУТП верхнего уровня |
2 |
Группы установок, цеха, производства; не включают АСУТП нижнего уровня |
АСУТП многоуровневые |
3 |
То же, что в классе 2, но включая АСУТП нижнего уровня |
Таблица 1.2
Классификация АСУТП по характеру протекания управляемого технологического процесса во времени
Класс АСУТП |
Кодовый индекс |
Характер технологического процесса |
АСУ непрерывным технологическим процессом |
н |
Непрерывный с длительным поддержанием режимов, близких к установившимся, и практически безостановочной подачей сырья и реагентов |
АСУ непрерывно дискретным технологическим процессом |
п |
Сочетание непрерывных и прерывистых режимов функционирования различных технологических агрегатов или на различных стадиях процесса (в том числе, периодические процессы) |
АСУ дискретным технологическим процессом |
Д |
Прерывистый, с несущественной для управления длительностью технологических операций |
Условная информационная мощность ТОУ характеризуется числом технологических переменных, измеряемых или контролируемых в данной АСУТП. В зависимости от значения этого показателя АСУТП подразделяются на классы (табл. 1.3).
Таблица 1.3 Классификация АСУТП по условной информационной мощности
Условная информационная мощность |
Кодовый индекс |
Число измеряемых или контролируемых технологических переменных |
|
Минимальное |
Максимальное |
||
Наименьшая |
1 |
10 |
40 |
Малая |
2 |
41 |
160 |
Средняя |
3 |
161 |
650 |
Повышенная |
4 |
651 |
2500 |
Большая |
5 |
2501 |
Не ограничено |
Таблица 1.4
Классификация АСУТП по уровню функциональной надежности______
Уровень функциональной надежности |
Кодовый индекс |
Краткая характеристика уровня надежности |
Минимальный |
1 |
Практически не регламентируется, не требует специальных мер |
Средний |
2 |
Регламентируется, но отказы в АСУТП не приводят к остановам ТОУ |
Высокий |
3 |
Жестко регламентируется, так как отказы в АСУТП могут привести к остановам ТОУ или авариям |
Требуемый (или достигнутый) уровень функциональной надежности АСУТП решающим образом влияет на структуру и многие технические характеристики системы, а также на реальные значения показателей ее эффективности Укрупненная классификация АСУТП по уровню функциональной надежности приведена в табл. 1.4.
Тип функционирования АСУТП приближенно характеризуется совокупностью автоматически выполняемых информационных и управляющих функций системы, (табл. 1.5.). Определенный в соответствии с табл. 1.5 класс АСУТП обозначается в кодовой или словесной форме. Кодовое обозначение класса АСУТП состоит из основного и дополнительного кодов. Основной код строится из цифровых и буквенных индексов классификации, приведенных в табл. 1.5. Например, словесному обозначению АСУ непрерывным технологическим процессом в агрегате «советующего» типа с 360 технологическими переменными и высшим уровнем функциональной надежности соответствует код 1нЗЗ с, легко определяемый по табл. 1.5.
1) В соответствии с табл. 1.5 определяют класс, к которому принадлежит разрабатываемая АСУТП, и ее составной классификационный индекс.
Таблица 1.5
Классификация АСУТП по типу функционирования_________
Условное наименование типа функционирования АСУТП |
Кодовый индекс |
Краткая характеристика особенностей функционирования системы |
Информационный |
и |
Автоматически выполняются только информационные функции, решения по управлению принимает и реализует оператор |
Локальноавтоматический |
л |
Автоматически выполняются информационные функции и функции локального управления (регулирования), решения по управлению процессом в целом принимает и реализует оператор |
Советующий |
с |
Автоматически выполняются функции информационные, локального управления, и с помощью модели процесса формируются советы по выбору управляющих воздействий с учетом критерия |
Автоматический |
а |
Все функции АСУТП, включая управление процессом по критерию, выполняются автоматически |
Выбор систем-аналогов разрабатываемой АСУТП с использованием приведенной классификации осуществляется следующим образом:
- 2) В ведомственных, отраслевых и межотраслевых классификационных фондах находят несколько разработок АСУТП, имеющих составной классификационный индекс, совпадающий с индексом данной системы.
- 3) Среди найденных таким образом разработок АСУТП выбирают ту, которая в большей степени может считаться наиболее близким аналогом создаваемой, а принятые в ней решения подлежат анализу с целью определения возможности и целесообразности их повторного применения в создаваемой АСУТП.
Основу АСУТП составляют локальные сети.