Система управления производственным процессом

Самая сложная часть аппаратных средств -ЭВМ, управляющая производственным про­цессом, или система управления с программи­руемым контроллером (СУПК) — в наше вре­мя меньше всего нуждается в объяснении, поскольку практически каждый человек регу­лярно работает на персональном компьютере. Говоря о СУПК, ведут речь все-таки о компью­терах, программа которых составлена на до­вольно простом «языке», ориентированном на выполнение определенных задач и разработан­ным в меньшей степени для обработки боль­ших массивов данных, но в большей степени на быструю обработку множества инструкций, входных и выходных сигналов.

11.3.2.1.1. Обработка сигналов в СУПК

С внешних устройств в СУПК поступают входные сигналы, а на выходе на исполни­тельные элементы (в основном клапаны и двигатели, насосы, мешалки и т. д.) направ­ляются управляющие сигналы, выработан­ные в СУПК. Со входов в СУПК поступает информация о фактическом состоянии уста­новки, которое сопоставляется с заданным состоянием, предписанным программой для каждого этапа технологического процесса в соответствии с функциональным планом.

Задача СУПК заключается в согласова­нии каждого шага с фактическим и заданным состоянием. Обычно ей это удается — при воз­никновении отклонений она выдает команды

(включает те или иные выходы), которые вы­зывают изменение в технологическом процес­се, а ответный сигнал (входной) подтверждает выполнение команды. Если, например, посту­пает сигнал на открытие какого-либо клапана, который по программе и выходному сигналу должен быть закрыт, то СУПК не остается ничего иного, как зарегистрировать сбой и от­реагировать на него в соответствии с состав­ленной для таких ситуаций программой.

Если зарегистрированный «нелогичный» ответный сигнал противоречит программе, отрабатываемой в данный момент времени, то соответствующая функция блокируется, пере­ключения на следующий этап не происходит и вырабатывается сигнал сбоя (например, требуется помощь или вмешательство опера­тора, обслуживающего установку).

Если такой «нелогичный» сигнал поступа­ет из зоны, не имеющей отношения к програм­ме, выполняемой в данный момент времени, то он также регистрируется как сигнал сбоя, од­нако не вызывает последствий для эксплу­атации установки до тех пор, пока не произой­дет включение соответствующего шага про­граммы.

11.3.2.1.1.1. «Общение» пивоваров с СУПК

Пивовар, работающий на центральном пуль­те управления, реагировать на подобные сбои может по-разному: в идеальном случае он на­ходит ошибку и устраняет ее самостоятельно, что, к примеру, вполне возможно в случае от­ветного сигнала с клапана. Если он не в со­стоянии самостоятельно устранить причину неисправности, то для техника сервисной службы будет большим подспорьем, если для целенаправленного поиска неисправности пивовар сможет точно описать состояние ус­тановки при появлении сбоя.

Опасная ситуация может возникнуть в том случае, если для устранения сигнала сбоя заданное состояние на периферийном обору­довании восстанавливается вручную или имитируется путем манипулирования сигна­лом позиционирования. В порядке исключе­ния такие действия допустимы для хорошо знающего установку человека в том случае, если они позволят разрешить критическую ситуацию (например, если требуется завер­шить выполненную программу мойки танка путем имитирования неисправности датчика

_______________________________ 847 ©

опорожнения с целью запуска процесса ох­лаждения сусла и наполнения танка). Важно лишь, чтобы затем при первом возможном случае причина сбоя была действительно ликвидирована.

В современных системах управления име­ется возможность шунтировать отсутствую­щие условия последовательного включения в процессе выполнения шагов программы, ис­пользуя функцию управления «безусловное последовательное включение» (т. е. происхо­дит включение следующего шага программы при отсутствии требующегося для этого сиг­нала); при этом отпадает необходимость вы­полнения каких-либо действий на внешних устройствах.

В целях безопасности эту функцию управ­ления необходимо защитить особым кодом.

11.3.2.1.2.0 режиме работы и конфигурации аппаратных средств СУПК

Задача СУПК состоит в отработке заранее заданных шагов программы в соответствии с функциональным планом, в непрерывном со­поставлении фактических значений всех по­ступающих с внешних устройств сигналов состояния с заданными значениями и в стрем­лении при помощи управляющих команд сде­лать так, чтобы они совпадали. Так как ком­пьютер, строго говоря, всегда может выпол­нять только одну операцию в определенный момент времени, то его эффективность преж­де всего определяется той скоростью, с кото­рой центральный процессор «циклически» опрашивает «входы» и «выходы».

Сердце процессора — так называемый так­товый генератор, работающий обычно с час­тотой 1 МГц (то есть каждую секунду он по­сылает в процессор около одного миллиона импульсов — «рабочих шагов»). С этой скоро-

бесконтактных датчиков приближения. В це­лях экономии зачастую контролируют только одно крайнее положение — наиболее важное с точки зрения безопасности, которому в систе­ме управления отводится роль блокиратора.

При работе с подобными сигналами и при их интерпретации необходимо учесть следую­щее:

1. Пневматические клапаны, как правило,
конструируют таким образом, что при от­
ключении энергии они приводятся под
действием пружины в безопасное положе­
ние. Так называемое «состояние покоя»
(например, на сливных отверстиях танков
или на входных клапанах CIP) оказыва­
ется зачастую закрытым положением, но
бывает и наоборот (например, дренажный
выпускной клапан, см. раздел 11.4.2.3).

2. Если контролируют одно конечное положе­
ние, то это всегда должно быть безопасное
положение, то есть обычно состояние по­
коя клапана. Включенный концевой вык­
лючатель может означать как положение
«клапан открыт», так и «клапан закрыт».

3. Схемы контроля одного конечного положе­
ния часто предусматривают так называе­
мый ток покоя, который гарантирует, что в
случае, если произойдет, например, обрыв
провода, то упавший до уровня «О» сигнал
не будет ошибочно воспринят как «клапан
в состоянии покоя», что могло бы довести
до бессмыслицы всю предохранительную
блокировку. В связи с этим в отличие от
«природного чувства» пивовара в схемах
тока покоя на управляющий вход клапана
в состоянии покоя приложено напряжение
24 В, а при включенном клапане — О В.

4. «Присутствие» схемы тока покоя совер­
шенно незаметно, если состояние исполни­
тельных элементов отслеживать по конт­
рольным индикаторам мнемосхемы или на
экране монитора. При этом с целью соот­
ветствия естественному восприятию СУ ПК
инвертирует сигнал и регистрирует вклю­
чение клапана путем загорания индикатора.

5. И, наконец, следует упомянуть также
функцию «контроля времени срабатыва­
ния». Система управления регистрирует
несовпадение заданного и фактического
состояния как сбой. Но в течение времени
переключения клапана начиная с момента
выдачи сигнала (команды установки) и до
изменения ответного (обратного) сигнала

_______________________________ 849 ©

«система управления сама себя обманы­вает», то есть она в течение установленно­го программой времени срабатывания по­давляет ответный сигнал или намеренно «не замечает» несоответствия сигналов входа и выхода.

Дата добавления: 2015-07-10