ТПБАЖ және диспетчерлік басқару

Пән: Іс жүргізу
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

КІРІСПЕ

Қазіргі заманғы ТПБАЖ (технологиялық процесті басқарудың автоматтандырылған жүйесі) бұл көпсатылы адам машина басқару жүйесі. БАЖ-ды (АСУ) күрделі технологиялық процестермен жасағанда техникалық құралдар мен бағдарламалық жасаулардың(прог. обеспечение) дамуымен бірге жетіле түсетін автоматты ақпараттық жүйелер пайдаланылады.

Жаңа ғылыми идеялар мен техникалық құралдардың пайда болуына байланысты ТПБАЖ дамуын үш кезеңге бөлуге болады. Уақыт барысында объектілер мен басқару әдістері, автоматтандыру құралдары және басқа компоненттердің мінездемесі өзгереді. Олар қазіргі басқару жүйесінің мазмұнынын құрайды.

Бірінші кезең автоматтық реттеу жүйелерінің (АРЖ) енгізілуін бейнелейді. Бұл кезеңдегі басқару объектілері - жеке параметрлер, құрылғылар, агрегаттар. Тұрақтандыру, бағдарламалық басқару, қадағалау міндеттерін шешу адамнан АРЖ-ге көшеді. Адамда тапсырманы есептеу және реттегіштердің реттеу параметрлері функциялары пайда болады.
Екінші кезең - технологиялық процестерді автоматтандыру. Кеңістікте бөлініп орналасқан жүйе басқару объектісі болып табылады . АРЖ көмегімен бұрынғыдан күрделі басқару заңдары жүзеге асырылады, оптимальды және адаптивті басқару тапсырмалары орындалады, объект пен жүйе күйін идентификациялау жүргізіледі. Бұл кезеңнің өзіндік ерекшелігі - технологиялық процесті басқаруға телемеханика жүйелерін ендіру. Адам басқару объектісінен алыстай түседі, объект пен диспетчер арасында өлшеу жүйелері, орындаушы механизмдер, телемеханика құралдары, мнемосхемалар және басқа да ақпаратты бейнелеу құралдарының (АБҚ) тізбегі құралады.
Үшінші кезең - технологиялық процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйелері - технологиялық процестерді басқаруға есептеуіш техникасын енгізумен сипатталады. Алғашқыда - микропроцессорларды қолдану, басқарудың жеке фазаларында есептеуіш жүйелерді қолдану, кейінірек адам - машина басқару жүйелерін, инженерлік психологияны, операцияларды зерттеу әдістері мен модельдерін дамыту, және соңында - қазіргі есептеуіш кешендер мен автоматты ақпараттық жүйелерді қолдану негізіндегі диспетчерлік басқару.

Кезеңнен кезеңге технологиялық процестің регламенттік қызмет етуін қамтамасыз ететін адамның (оператор /диспетчер) қызметі өзгеріп отырды. Басқару сатысында шешілетін тапсырмалар көбейеді; технологиялық процесті басқарудың тікелей қажеттілігмен шектелген тапсырмалар жиынтығы бұрын көмекші мәнге ие болған немесе басқарудың басқа сатысына жатқызылған жаңа тапсырмалармен толығады.

Көпсатылы ТПБАЖ-дегі диспетчер ЭЕМ мониторынан немесе ақпаратты бейнелеудің электрондық жүйесінен ақпарат алып, телекоммуникациялық жүйе, контроллер мен интеллектуалды орындау механизмдері көмегімен өзінен айтарлықтай қашықтықтағы объектілерге әсер етеді.

Айқын динамикалық сипаттағы диспетчерлік басқаруды тиімді жүргізудің негізгі шарты - ақпаратпен жұмыс істеу. Яғни ақпаратты жинау, өңдеу, тасымалдау, бейнелеу процестері. Енді диспетчер тек технологиялық процесті, оны басқару негіздерін ғана біліп қоймай, сонымен бірге одан ақпараттық жүйелерде жұмыс істеуі, аппатты жағдайларда шешім қабылдау талап етіледі.

Диспетчерлік басқару туралы айтқанда, технологиялық тәуекел (риск) мәселесін қозғамауға болмайды. Энергетика, мұнай-газ және тағы бірқатар салаларда технологиялық процестер потенциалды қауіпті және апат болғанда адам шығынына және айтарлықтай материалдық және экологиялық зардаптарға әкеледі. Статистика бойынша отыз жыл ішінде әр он жыл сайын апат саны екі есе көбейеді. Кез-келген апат негізінде (табиғат апаттарын қоспағанда) адамның қателігі жатыр.

Өнеркәсіпте, энергетикада және көліктің барлық түрінде болған апаттарға анализ жүргізу нәтижесінде қызықты мәліметтер алынды. 60-жылдары адам қателігі тек 20 % апаттың себебі болса, 80-жылдары «адамдық фактор» үлесі 80 %-ға жетті. Мұның себептерінің бірі - күрделі басқару жүйелерін құруға ескі дәстүрлі көзқарас, яғни жаңа техникалық және технологиялық жетістіктерді қолданып, адамға (диспетчерге) бағытталған адам-машиналық интерфейсін құру қажеттілігін бағалай алмау.

Оператор (диспетчер) мен оның міндетіне бағытталған жүйелер құруда жаңа көзқарас пайда болуының алғышарттарының бірі - диспетчерлік басқару жүйесінің сенімділігін арттыру.

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition - диспетчерлік басқару және мәлімет жинау) концепциясы басқару жүйесінің дамуы мен ғылыми техникалық прогресс нәтижелерімен анықталған. SCADA - технологияларын қолдану ақпаратты жинау, өңдеу, тасымалдау, сақтау және бейнелеу мен басқару жүйелерін жасау тапсырмаларын шешуде авоматтандырудың жоғары деңгейіне жетуге мүмкіндік береді.

SCADA жүйе беретін экрандағы ақпараттың толықтығы, басқару «рычагтарының» қол жеткіліктілігі, көмек алу қолайлығы және т. б. - диспетчердің жүйемен байланыс тиімділігін арттырып, оның басқарудағы қателіктерін нөлге теңестіреді.

SCADA концепциясы сонымен бірге осыған дейін шешілмейді деп есептелінген бірқатар міндеттерді ( автоматтандыру бойынша жобалардың жасалу мерзімін және тікелей қаржылық шығындарды қысқарту) шешуге мүмкіндік береді.

Қазіргі кезде SCADA күрделі динамикалық жүйелерді автоматтандырылған басқарудың негізгі әдісі болып табылады.

Батыс елдерінде SCADA жүйелері негізінде технологиялық процесті басқару 80 жылдары басталды. Қолдану аймағы күрделі электр және сумен қамтамасыз ету объектілерін, химиялық, мұнай-химиялық, мұнай өңдеу өнеркәсіптерін, темір жол көлігін, мұнай және газ тасымалын т. б. қамтиды.

Ресейде технологиялық процесті диспетчерлік бақылау негізінен оперативті-диспетчерлік қызметкерлер тәжірибесіне сүйенеді. Сондықтан SCADA жүйе негізіндегі басқаруға көшу кейінірек жүзеге асты. Ресейде SCADA жүйесін игерудегі қиындықтарға пайдалану тәжірибесінің жоқтығымен қатар, әртүрлі SCADA жүйелер туралы ақпараттық аздығын жатқызуға болады. Дүние жүзінде SCADA жүйелерін дайындау және өндірумен ондаған компаниялар айналысады. Әр SCADA жүйе бұл компанияның “Know-how”-ы, сондықтан жүйелер туралы мәліметтер онша көп емес.

Қазіргі заманғы диспетчерлік басқару жүйелерін енгізуде мына тапсырмаларды шешу үлкен маңызға ие:

SCADA - жүйені таңдай (технологиялық процес ерекшеліктеріне және талаптарына байланысты)
Кадрлік қамтамасыз ету.

Кейбір критерийлерді ақпарат жоқтығына байланысты бағалай алмаумен қиындатылған көпкритерийлік жағдайда SCADA жүйені таңдай - айтарлықтай күрделі тапсырма. SCADA бағдарламалық жасау (прог. обеспечение) негізінде басқару жүйесін және пайдалану бойынша мамандар дайындау әр түрлі фирмалардың мамандандырылған курстарында, квалификация көтеру курстарында жүргізіледі. Қазір кейбір техникалық университеттердің жоспарына SCADA жүйелерді оқытатын пәндер енгізіле бастады. Бірақ SCADA жүйелер бойынша арнайы әдебиет жоқ, тек жекелеген мақалалар мен жарнамалық проспекттер бар.

Бақылау және басқару жүйелерінің компоненттері мен олардың арналуы

Автоматтандырылған бақылау және басқару жүйелерінің (ББЖ) жобаларының көбі оны жүзеге асырудың жалпылама схемасын көрсетуге мүмкіндік береді.

Көбіне бұл екі деңгейлі жүйе. Бұл деңгейлерде технологиялық процесті басқару тікелей жүзеге асырылады. Әр нақты басқару жүйесінің ерекшеліктері әр деңгейде қолданылатын бағдарламалы - ақпаратты платформамен анықталады.

● Төменгі деңгей - объет деңгейі (контроллерлік) - технологиялық процесс барысы туралы ақпарат жинайтын әртүрлі датчиктер, реттеу және басқару әсерлерін жүзеге асыратын атқару механизмдері мен электро жетектер.

Датчиктер ақпаратты жергілікті программаланатын логикалық контроллерлерге (PLC - Programming Logical Controller) береді. Олар мынадай қызмет атқара алады.

* Технологиялық процесс параметрлері жайлы ақпарат жинау және өңдеу.

* Электрожетекті және басқа атқару механизмдерін басқару

* Автоматтандырылған логикалық басқару тапсырмаларын шешу.

Контроллердегі ақпарат алдын ала өңделеді және сол жерде бір бөлігі пайдаланады, сондықтан байланыс арналарының өткізу қасиеттеріне талаптар айтарлықтай төмендейді.

Қазіргі кезде әр түрлі технологиялық процестерді бақылау және басқару жүйелерінде жергілікті PCL ретінде отандық және шетелдік контроллерлер қолданылады. Нарықта ондаған және жүздеген айнымалыларды өңдейтін контроллерлердің жүздеген типтері ұсынылған.

Контроллерлік басқару деңгейінің аппаратты-бағдарламалық құралдарының сенімділігіне, оның атқару құрылғыларына, датчиктерге қайтаратын реакция уақытына қатаң талаптар қойылады. PLC берілген уақыт ішінде объектіден келген әр сыртқы әсерге жауап қайтаруы тиіс.

Жергілікті контроллерлерді басқару бағдарламаларын жасау, жөндеу жүзеге асыру нарықта кеңінен таралған арнайы бағдарламалық жасау көмегімен жүргізіледі.

Бұл класқа ISa GRAF (CJ International France) In Control (Wonderware, USA) Paradym 31 (Intellution USA) сияқтылар жатады.

Жергілікті контроллерден ақпарат тікелей немесе жоғарғы деңгей контроллерлері арқылы диспетчерлік бекет желісіне жіберіледі. Берілген тапсырмаға байланысты жоғарғы деңгей контроллерлері (концентраторлар, интеллектуалды және коммуникациялық контроллерлер) әр түрлі қызмет атқарады. Олардың кейбіреулері:

жергілікті контроллерлерден мәлімет жинау
масштабтауды қоса алғанда мәліметтерді өңдеу
жүйеде бірегей уақытты қамтамасыз ету
бағыныңқы жүйе (подсистема) жұмысын синхрондау
таңдалған параметрлер бойынша архивтер ұйымдастыру
жергілікті контроллер мен жоғарғы деңгей арасында ақпарат алмасу
жоғарғы деңгеймен байланыс үзілген кезде автономды режимде жұмыс істеу
мәліметтерді беру арналарын резервтеу

Жоғарғы деңгей - диспетчерлік бекет. Оның құрамына оператордың (диспетчердің) автоматтандырылған жұмыс орны болып саналатын бір немесе бірнеше басқару станциялары кіреді. Осы жерде мәліметтер базасының сервері де, мамандардың жұмыс орындары (компьютерлер) да және т. б. орналасуы мүмкін. Көп жағдайда жұмыс станциялары ретінде IBМ PC типті дербес ЭЕМ-дер қолданылады.

Басқару станциялары технологиялық процес барысын бейнелеуге және оперативтік басқаруға арналған SCADA жүйелер осы тапсырмаларды орындауға тиіс. SCADA - бұл сыртқы дүниемен байланысты және диспетчер мен басқару жүйесінің арасында интерфейсті қамтамасыз етуге бағытталған арнайы бағдарламалық жасау (прог. обеспечение) .

Қызметтік мүмкіндіктер спектрі SCADA-ның басқару жүйелеріндегі рөлімен анықталған және барлық дерлік дестелерде (пакет) жүзеге асырылған:

Нақты программалаусыз автоматтандыру жүйесінің бағдарламалық жасауын дайындауға мүмкіндік беретін автоматтандырылған өндіріс.
Бағыныңқы бағдарламаларды жүзеге асыру құралдары
Төменгі деңгей құрылғыларынан біріншілік ақпаратты жинақтау
Біріншілік ақпаратты өңдеу
Уақытты және тарихи мәліметтерді тіркеу
Кейін өңдеу мүмкіндігімен ақпаратты сақтау
Ақпаратты мнемосхема, график және т. б. ретінде визуалдау
Бағыныңқы бағдарламаның «бір бүтін» деп қарастырылған параметрлермен жұмыс істеу мүмкіндігі.

Басқару жүйесінің жалпыланған құрылымын қарастырғанда Micro-SCADA ұғымын енгізген жөн. Micro-SCADA жоғарғы деңгейлі SCADA жүйеге тән, бірақ белгілі бір салада ғана автоматтандыру міндеттерін орындауға бағытталған стандартты қызметтерді жүзеге асыратын бағдарламалар. Оларға қарсы жоғарғы деңгейлі SCADA жүйелер әмбебап болып табылады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.