Место программируемого контроллера в АСУ предприятия.docx

Место программируемого контроллера в АСУ предприятия

Специалисты по комплексной автоматизации предприятий придерживаются 5-уровневой структуры при построении индустриальных систем (рис.11.1):

1     - системы планирования ресурсов предприятия ERP (Enterprise Resource Planning);

2   - Системы исполнения производства MES (Manufacturing Execution Systems);

3      - станции оперативного технического персонала MMI (Men- Maching Interface);

Рис.11.1 Пирамида комплексной автоматизации предприятия 4 — средства локального управления (Control);

5 — датчики и исполнительные устройства I/O (Input/Output).

На уровне ERP осуществляются расчет и анализ финансово-эко- номических показателей, решаются административные и логистические задачи; на уровне MES — задачи управления качеством продукции, планирования и контроля последовательности операций                             технологического           процесса,            управления производственными и людскими ресурсами в рамках технологического процесса, технического обслуживания производственного оборудования.

Согласно ранее принятой терминологии эти два уровня относятся к задачам АСУП (автоматизированные системы управле- ния предприятием). Технические средства, с помощью которых решаются задачи уровней ERP и MES - персональные компьютеры и рабочие станции.

На следующих трех уровнях решаются задачи, которые относятся к классу АСУТП (автоматизированные системы управления технологическими процессами).

Уровень I/O представлен датчиками и исполнительными механизмами.

Уровень Control занимают устройства под общим названием программируемые контроллеры (ПК). Условно задачи, решаемые контроллерами на этом уровне можно разделить на две группы:

·       локальное управление объектом (например, поддержание температуры на заданном уровне);

·       сбор данных (например, опрос нескольких датчиков температуры и передача сообщения о параметрах в цифровом виде системе верхнего уровня).

На практике часто встречается сочетание этих двух типов задач. На протяжении последних 30 лег техническими средствами уровня Control служили программируемые логические контроллеры  (ПЛК). Однако в настоящее время на уровне Control развернута жесткая конкуренция между ПЛК с универсальными программируе- мыми контроллерами, оснащенными устройствами сопряжения с объектами (УСО). На уровне MMI осуществляется оперативное управление технологическим процессом, принимаются тактические решения, направленные на поддержание стабильности процесса, решаются задачи двусторонней связи оператор — технологический процесс. По способу организации взаимосвязей между уровнями MES, MMI и Control системы MMI подразделяют на две группы:

·       SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition);

·       DCS (Distributed Control System).

Ведущие производители программируемых логических кон- троллеров (фирмы Siemens, Allen Bradley, Mitsubishi, AEG Modicon) ориентируются на использование своей продукции в системах типа SCADA, структурная схема которой приведена на рис11.2. Системы SCADA обычно имеют серверную структуру. Выделенный узел осуществляет сбор информации от контроллеров, ее обработку и передачу контроллерам управляющих воздействий. Этот же узел может выполнять функции операторской станции или быть ее сервером. Техническими средствами, на основе которых реализуют операторские станции, служат промышленные компьютеры.

Однако в ряде случаев экономически целесообразно объе- динить функции управления и MMI интерфейса на основе единых аппаратных средств, и тогда неминуемо придется выбирать между промышленным компьютером и программируемым логическим контроллером.

Рис11.2 Обобщенная структура системы типа SCADA

Таким образом, современные ПЛК могут использоваться в ка- честве технического средства сразу на двух уровнях «пирамиды», и на каждом из них они испытывают все более серьезную конкуренцию со стороны средств, программно совместимых с персональными компьютерами общего назначения.

Прежде, чем обратиться к классификации программируемых контроллеров, взглянем еще раз на пирамиду комплексной ав- томатизации (см. рис.11.1) и отметим два важных аспекта:

l. Движение от основания пирамиды к ее вершине сопровождается значительным усложнением аппаратных средств и программного обеспечения, требующихся для реализации задач каждого уровня;

2. Число единиц технических средств, используемых на верхнем и нижнем уровнях, несоизмеримы. Самыми массовыми изделиями средств автоматизации являются датчики, исполнительные устройства и программируемые контроллеры.