Математичне та програмне забезпечення

Укрупнена інформаційна структура АСУ (рис. 5,7) характеризує взаємозв’язок вхідних і вихідних інформаційних масивів. Зібрана з об'єкта управління вихідна інформація піддається переробці в інформаційно-керуючої частини системи.

Рис. 5.6. Технічна структура АСУ

У результаті формуються три основні масиву інформації: первинна, вторинна і керуюча. Первинна інформація складається переважно з даних, що надходять від УСО (минаючи ВК). На основі головним чином цієї інформації реалізуються функції контролю роботи об'єкта управління. Подальша обробка інформації пов'язана з розрахунком показників (у тому числі ТЕП)

Рис.5.7. Інформаційна структура АСУ

і аналізом технологічних ситуацій. В результаті формується вторинна інформація (і частково керуюча). Рішення завдань оптимального управління об'єктом дозволяє сформувати керуючу інформацію.

Кількісні характеристики масиву вихідної інформації наведені нижче.

Вторинна інформація (розрахункові показники) ділиться на дві групи ТЕП: оперативні і неоперативні (облікові). До оперативних ТЕП відносяться показники, що розраховуються кожні 5, 15 і 60 . Групу неоперативних ТЕП складають підсумкові показники роботи виробництва або його ділянок (цехів), за зміну, добу і з початку доби. По кожному з ділянок розраховуються 50 - 100 ТЕП, а всього по виробництву їх обчислюється більше 500.

Математичне забезпечення АСУ виробництвом аміаку являє собою сукупність алгоритмів, за допомогою яких реалізуються групи функцій контролю розраховуються показників, обліку, аналізу ситуацій та оптимізації, підготовки інформації для інших систем.

Рис.5.8. Алгоритмічна структура АСУ

Узагальнена алгоритмічна структура АСУ показана на рис. 5.8.

У ній можна виділити дві групи алгоритмів: інформаційні (містять алгоритми первинної обробки інформації і розрахунку показників, в значній мірі аналогічні відповідним алгоритмам АСУ технологічними процесами і агрегатами) і керуючі (включають в себе алгоритми, в значній мірі специфічні для АСУ хімічними виробництвами).

Слід зазначити, що кожний із зазначених на рис. 5,8 алгоритмів в свою чергу може бути представлений більш детальної алгоритмічної структурою, необхідної, зокрема, для складання завдання на програмування. Покажемо це на прикладі алгоритмів первинної обробки і розрахунку одного показника з 500, обчислюваних в системі. При цьому для простоти виберемо показник, який вираховується за вихідними даними, одержуваних від трьох автоматичних датчиків (для обчислення таких показників, як собівартість, часто буває необхідна інформація від датчиків 5-100). Спрощена блок-схема названого алгоритму наведена на рис-5.9. Блоки 1-3 здійснюють фільтрацію вихідної інформації (поточних значень витрати, тиску і температура пари) від високочастотних перешкод. У блоках 4-6 за вихідним сигналам датчиків визначаються істинні значення технологічних параметрів. Для тисків залежність вимірюваної величини від сигналу датчика зазвичай лінійка, для витрат і температур відповідні залежності, як правило, нелінійні.
Якщо витрата пари вимірюється по перепаду тисків на діафрагмі, а фактичні параметри пари відрізняються від розрахункових, виникає похибка, для усунення якої вводять спеціальну корекцію (блок 5) за результатами розрахунку щільності пара (блок 7). Отриманий об'ємна витрата пара використовується в блоці 9 для розрахунку масової витрати, за яким визначається витрата тепла. Всі показники, обчислюється в блоках 8-10, були «миттєвими». У блоці 11 відповідні «миттєві» значення усереднюються на часовому інтервалі. Середньогодинні значення витрати тепла пара в блоці 12 інтегруються на інтервалі зміни. У блоці 13 перевіряється факт відхилення змінного витрати тепла від планового значення.

Розглянемо коротко алгоритми другої групи: оптимальної стабілізації технологічного режиму, статичної оптимізації та ідентифікації моделі обтзекта, аналізу виробничих ситуацій. Прикладом алгоритму оптимальної стабілізації може служити автоматичне регулювання співвідношення азот - водень здійснюване ВК шляхом видачі розрахованих впливів на датчики локальних контурів стабілізації витрат керуючих параметрів. Рішення задачі оптимізації виробництва вимагає знання моделі об'єкта, наявності алгоритму пошуку екстремуму функції мети (критерію) і методів адаптації моделі об'єкта. Модель об'єкта і алгоритм оптимізації побудовані відомими методами. Для корекції параметрів моделі об'єкта я? системі використовується спеціальний ітеративний алгоритм.

Для вирішення завдання управління виробництвом в цілому розроблений алгоритм аналізу виробничих ситуацій, що включає алгоритми класифікації ї керуючі. Завданням алгоритму класифікації є «віднесення стану виробництва до того чи іншого класу ситуацій. Кожен клас характеризується областю значень деяких змінних і вимагає однотипних керуючих впливів. Алгоритм класифікації здійснює аналіз найбільш істотних змінних процесу. Керуючі алгоритми ліквідації порушень технологічного режиму і максимізації навантаження «вузького місця» дозволяють визначити допустимі впливу і аналізують їх ефективність. У результаті формуються управляючі дії, які видаються у вигляді рекомендацій щодо ведення процесу диспетчеру виробництва.

Задача оптимального управління, розв'язувана в даній системі, в загальному вигляді формулюється як задача математичного програмування. Її рішення традиційними методами утруднюється.

Рис.5.9. Приклад блок-схеми алгоритму первинної обробітку і розрахунку показників

будинок факторів (велика розмірність, низька точність деяких моделей і т. д.). Ефективне вирішення завдання можливе в два етапи при використанні відносно простих алгоритмів, які враховують специфіку об'єкта управління. Спочатку виконуються дії, що обмежують область зміни і число змінних, а потім здійснюється більш «тонке» управління - оптимізація. На кожному етапі використовуються відповідні моделі об'єкта. На практиці перший етап полягає в ідентифікації ситуації в поточний момент часу і віднесення її до однієї з областей

Рис.5.10. Склад програмного забезпечення АСУ виробництвом аміаку.

станів виробництва, яким відповідають певні класи керуючих впливів. На другому етапі шляхом зміни параметрів оптимізації здійснюється мінімізація витрат, Залежно від приналежності поточного стану процесу до того чи іншого класу ситуацій використовуються різні аналітичні вирази, оптимізація ведеться за різними розділами керуючих параметрів і т. д.

Призначення програмного забезпечення розглянутої АСУ виробництвом складає в реалізації функцій АСУ, покладених на ВК, і підтримці працездатності ВК і ПО. Склад ПО наведено на рис. 5.10. Загальне програмне забезпечення включає в себе засоби автоматизації програмування, операційну систему, бібліотеку стандартних програм і тестову систему. Крім засобів, що поставляються в комплекті з ВК, загальне програмне забезпечення містить елементи, пов'язані з особливостями технічної структури і функцій АСУ. До таких особливостей в даному випадку відносяться використання в якості УСО системи телемеханіки (ТМ-301) і наявність ініціативних заявок на виконання різних програм.

Спеціальне програмне забезпечення даної системи включає в себе програми обслуговування ініціативних заявок, ПОІ та розрахунку показників (РП), формування вихідних масивів, а також програми, що реалізують функції управління об'єктом. Програмне забезпечення будується у вигляді декількох трирівневих систем: модуль - програма - комплекс програм.

Основні елементи програмного комплексу ПОІ і РП: бібліотека модулів ПОІ та РП та інтерпретатор. Бібліотека модулів презначена для виконання найбільш уживаних операцій обробки аналогових сигналів, що надходять від системи збору даних. Інтерпретатор є службовою програмою, що забезпечує необхідну обробку даних. Завдання на обробку записується в спеціальних таблицях, для заповнення яких не вимагається кваліфікації програміста. Інтерпретатор здійснює дешифрування таких таблиць, визначає адреси даних і забезпечує виконання модулів в необхідній послідовності.

Розглянемо питання синтезу програмного забезпечення АСУ виробництвом аміаку на прикладі програми алгоритму первинної обробки і розрахунку показника, структура якого була приведена на рис. 5.9. Для складання програми цього алгоритму необхідно задати (довизначити), його структуру і параметри. До числа питань, що потребують вирішення при розробці навіть такого простого алгоритму, відносяться:

вибір частоти (дискретності) опитування технологічних параметрів;

оцінка доцільності фільтрації, якщо рівень перешкод такий, «що фільтрація необхідна, слід вибрати один з декількох можливих методів і задати відповідні параметри: 1 оцінка необхідності корекції витрати пари по щільності;. в деяких випадках фактичні параметри середовища Змінюються мало, і близькі до розрахункових, і тоді, очевидно, можна істотно спростити алгоритм за рахунок виключення блоків 2, 5, 5, 6, 8 (див. рис 5.9.);

визначення залежностей, за якими ведуться обчислення в блоках 4-7, 10 (зазвичай це робиться шляхом апроксимації відповідних таблиць);

вибір оптимального в деякому розумінні алгоритму усереднення. Слід також зазначити, що питання вибору частоти опитування, методів фільтрації, усереднення взаємопов'язані, тому вирішувати їх треба в комплексі.

Після того як всі необхідні залежності знайдені, вибір методів і параметрів зроблений, т. тобто кожному блоку поставлена у відповідність певна формула, можливий перехід до наступного етапу - програмної реалізації алгоритму. При складанні програми необхідно враховувати наступне:

перші шість блоків можуть виконуватися в довільному порядку (це типовий приклад паралельних обчислень, які в багатопроцесорних комплексах можуть виконуватися одночасно);

метод фільтрації, тричі використовуваний в цій програмі, з метою скорочення обсягу пам'яті можна виділити в окрему підпрограму;

програма повинна містити лічильники циклів розрахунку (на інтервалі 1 ) і годин (на інтервалі зміни); лічильники операції усереднення та інтегрування вимагають початкової установки значень, яка може бути здійснена за допомогою спеціальної програми запуску, виконуваної перед першим викликом програми обробки;

операції «вхід в програму» і «вихід з неї» повинні оформлятися відповідно до використовуваною операційною системою;

вхідними змінними для програми обробки є поточні значення витрати, температури і тиску пари, планове значення витрати тепла пара за зміну. Результатами обчислень є поточне, усереднене та інтегральне значення витрати тепла пара, відхилення тепла за зміну від планового значення (в абсолютному вигляді і в процентному відношенні).

Розглянутий приклад показує, що, хоча деякі з алгоритмів контролю і управління виробництвом відносно прості, завдання їх програмної реалізації, як правило, достатньо трудомістка і завжди вимагає ретельної всебічної опрацювання. Тільки за цієї умови можна розраховувати на те, що застосування ЕОМ у складі АСУ виробництвом (як, втім, і будь-який інший АСУ) буде ефективним і життєздатним.

Розділ шостий

ІНТЕГРОВАНІ АСУ НА ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВАХ

6.1. СТРУКТУРА ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА ТА ЗАВДАННЯ УПРАВЛІННЯ НИМ

Щоб ясніше зрозуміти відмітні особливості і місце АСУ технологічними процесами і виробництвами в загальній ієрархії управління об'єктами народного господарства, розглянемо коротко деякі основні поняття і приклади останніх досягнень в області АСУ на промислових підприємствах. Кожне таке підприємство - це відокремлена соціально-економічна одиниця народного господарства, зайнята випуском певної продукції і характеризується виробничо-технічних, організаційних, економічних єдністю і оперативно-господарською самостійністю. Підприємство має необхідні кадри, матеріально-технічні та грошові ресурси для здійснення закінченого виробничого процесу. Зазвичай підприємство складається з ряду підрозділів, що беруть участь у випуску продукції (основні виробництва і цехи), а також допоміжних виробництв, складів, служб і функціональних відділів (рис 6.1).

Розглядаючи підприємство як об'єкт управління, можна встановити наявність "численних зовнішніх і внутрішніх зв'язків. 'Зовнішні зв'язки визначаються місцем промислового підприємства в народному господарстві. Спрощена структура системи«народне господарство - підприємство»наведена на рис. 6.2. Вона показує, що нормальне функціонування підприємства можливе лише за наявності необхідних зв'язків між виробництвом і постачанням (постачальниками), виробництвом та грошовими коштами, виробництвом і реалізацією (збутом) готової продукції. При цьому постачання повинно бути забезпечено грошовими коштами, надходження яких залежить від реалізації готової продукції, тобто після отримання готового товарного продукту, а реалізація можлива лише після закінчення виробничого циклу. Загальне число таких зовнішніх зв'язків у сучасного промислового підприємства досить велике; так, число постачальників може досягати сотень, а споживачів 2000 і більше; номенклатура споживаних матеріалів на окремих підприємствах налічує тисячі найменувань.

Внутрішні зв'язки визначаються досить складною сукупністю виробничих, техніко-економічних, адміністративно-господарських і суспільно-соціальних відносин, що існують на кожному підприємстві. Важлива роль в управлінні підприємством належить функціональним відділам - виробничому, плановому, праці і заробітної плати, бухгалтерського, постачання, збуту, фінансовому, головного механіка, головного енергетика.

Коло завдань, що стоять перед ними, широкий і різноманітний, а їх специфіка виявляється в тому, що ці відділи знаходяться на стику двох потоків інформації: один іде зверху - від вищих інстанцій, інший знизу - від технологічних виробництв. Великі обсяги переробляється інформації, складність завдань і різноманіття можливих ситуацій обумовлюють труднощі прийняття цими відділами правильних і оперативних рішень. Найбільш часто застосовувана на більшості підприємств організаційна структура з деякими спрощеннями представлена ​​на рис. 6.3.

Автоматизовані системи управління, створювані в даний час для управління промисловими підприємствами, являють собою в загальному випадку цілу сукупність систем (або підсистем) різної складності і призначення, об'єднаних в єдину ієрархічну автоматизовану систему управління. При цьому системи нижніх рівнів, володіючи певною самостійністю, підчищені системам більш високого рівня або рангу. Строго говори, об'єктом управління для такої системи є все промислове підприємство в цілому, тобто комплекс основних і допоміжних виробництв, загальнозаводські транспортні та Енергетичні служби, матеріально-технічні та фінансові засоби підприємства, кадри і т. д. При цьому система (підсистема), що займає самий верхній рівень в загальній ієрархії управління підприємством, зазвичай не вирішує завдань визначення технологічних режимів роботи конкретного устаткування (агрегатів або установок, транспортних засобів і навіть окремих виробництв); тут визначаються лише загальні, укрупнені показники їх роботи-завдання на вироблення продукції, навантаження виробництв, значення загальних вхідних (і вихідних) потоків, окремі якісні та вартісні показники і т. п.

Нагадаємо, що під рівнями ієрархії маються на увазі:

- перший або нижній рівень (установки, агрегати, в окремих випадках цехи), на якому, головним завданням є управління технологічним процесом;

- другий або середній рівень (великі цехи, виробництва, заводи, що входять до складу підприємства), на якому основними завданнями є оперативна координація робіт окремих виробничих одиниць, розподіл навантажень між ними і ДР;

- третій або верхній рівень, який забезпечує планування виробничої та адміністративно-господарської діяльності підприємства.

Відповідно до ГОСТ автоматизованою системою управління підприємством (АСУП) називають АСУ, призначену для вирішення основних завдань управління виробничо-господарською діяльністю промислового підприємства в цілому і (або) його самостійних частин на основі застосування економіко-математичних методів і обчислювальної техніки. Іншими словами, під терміном АСУП в більшості випадків розуміється автоматизована система (підсистема) управління підприємством на його верхньому рівні. Тому надалі * будемо позначати АСУ верхнього рівня ієрархії управління промисловим підприємством саме як АСУП, залишаючи для автоматизованої системи управління підприємством в цілому (включаючи також нижні рівні ієрархії) термін інтегрована АСУ підприємством.

Проблема створення автоматизованої системи управління сучасним промисловим підприємством відноситься до числа досить складних і трудомістких. Як і будь-яка інша автоматизована система, АСУП призначена для тривалого функціонування з можливістю її модернізації, подальшого розвитку та заміни окремих частин системи (підсистем, функціональних завдань та ін.) При створенні АСУП повинні бути враховані вимоги до структури АСУП і організації її функціонування, перелік функціональних завдань і періодичність їх вирішення, режим роботи комплексу технічних засобів '(однозмінний, двозмінний, цілодобовий) я умови їх експлуатації, вимоги сумісності системи з АСУ інших рівнів (наприклад, з АСУ технологічними процесами, галузевими АСУ і т. п.). техніко-економічна ефективність системи.

Внаслідок сильно взаємопов'язаності різних показників діяльності підприємства визначення і формалізація обшего критерію управління в АСУП в даний час є досить складний. Найбільш часто в якості критерію управління для АСУП приймається прибуток підприємства за планований період (рік). Максимізація цього критерію при обліку іншихпоказників у вигляді відповідних обмежень служить формалізованої метою роботи підприємства.

Як уже зазначалося, на сучасних промислових підприємствах в останні роки стали створюватися інтегровані автоматизовані системи управління (ІАСУ), що представляють собою органічне об'єднання декількох АСУ технологічними процесами і виробництвами між собою і (або) з АСУ організаційно-виробничими службами підприємства (підсистемами АСУП). Такі інтегровані системи характеризуються насамперед розширенням своїх функціональних можливостей і ускладненням застосовуваного комплексу технічних засобів, що надає таким системам нові якості і насамперед підвищення загальної ефективності управління. Відмінною особливістю інтегрованих АСУ в масштабі підприємства є наявність тісної взаємодії окремих систем (підсистем), що охоплюють всі сторони його діяльності (управління технологічними процесами, оперативне управління основним виробництвом, рішення адміністративно-комерційних завдань і пр.) на основі єдиних принципів і системного підходу.

Розрізняють такі основні форми інтеграції:

- функціональна, забезпечує єдність цілей, сукупність узгоджених критеріїв управління та взаємодію реалізуються системою функцій;

- програмно-алгоритмічна, що передбачає наявність взаємопов'язаного комплексу моделей, алгоритмів, операційних систем і прикладних програм;

- інформаційна, яка забезпечує можливість створення банку даних, що базується на єдиній системі накопичення і оновлення інформації;

- технічна, при якій реалізується застосування багатомашинних комплексів, мереж ЕОМ та ін;

- організаційна, забезпечувана раціональним поєднанням можливостей персоналу і техніки в єдиному людино-машинному комплексі, чітким розподілом завдань, прав і обов'язків між учасниками процесу управління, що знаходяться на всіх рівнях ієрархії.

Особливо важливе значення інтегровані АСУ мають для великих підприємств, що порозумівається наступними їхніми особливостями:

- складністю функціонально-виробничої структури (різнохарактерних цехів, їх численністю, масштабністю і т. п.), що вимагає великих обчислювальних потужностей для окремих систем і організації складних інформаційних зв'язків між ними;

- багаторівневою структурою (агрегати, виробництва, підприємства) з різними вимогами до технічних і програмних засобів управління різних рівнів;

- наявністю різноманітних АСУ ТП і складністю організації їх сумісного функціонування з АСУП;

- високими швидкостями протікання взаємопов'язаних виробничих процесів і необхідністю координації їх у реальному масштабі часу;

- просторової роз'єднаністю систем, обумовленої територіальними розмірами підприємств.

Характерним прикладом практичного застосування названих: принципів побудови інтегрованих АСУ підприємством можуть * служити ІАСУ новими металургійними заводами. Діючі-системи такого типу демонструють високу ефективність інтеграції функцій планування контролю і управління виробництвом. Так, наприклад, за даними однієї із зарубіжних фірм, інтегрована АСУ металургійним підприємством дозволила скоротити чисельність плануючого і диспетчерського персоналу завод»на 30%, знизити втрати металу на 10%, збільшити випуск продукції на 30% (за рахунок оптимізації розмірів випускаються злитків і слябів відповідно до замовлень споживачів), зменшити-запізнювання керуючих впливів на 20%, підвищити точність-планування завдяки більш повної інформації та оперативної коригування графіків, поліпшити якість продукції за рахунок-своєчасного виявлення несприятливих факторів.

Розглянемо більш детально типові приклади ІАСУ, створених на промислових підприємствах енергетичної, хімічної № металургійної галузей промисловості.

6.2. ІНТЕГРОВАНА АСУ ТЕПЛОВОЇ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ

Незважаючи на порівняно просту схему виробництва з єдиним видом продукції і відносно малою номенклатурою споживанї сировини в матеріалів, сучасна теплова електростанція (ТЕС) є досить складним об'єктом управління з численними зовнішніми та внутрішніми зв'язками й обмеженнями. Ряд специфічних особливостей енергетики, що відрізняють її від інших галузей народного господарства (одночасність виробництва та споживання електроенергії, неможливість її зберігання,, висока одинична потужність більшості технологічних агрегатів і т. п.), призводить до появи в структурі управління ТЕС двох тісно взаємозалежних контурів управління: оперативно-диспетчерського та виробничо-господарського (рис. 6.4). На малюнку суцільні лінії позначають оперативно-диспетчерське управління, пунктирні - виробничо-господарське. У кожне иа них входять технологічне обладнання, засоби управління, матеріальні ресурси, колективи людей і інші компоненти виробничого процесу. Хоча ці контури сильно впливають один на одного і повинні працювати узгоджено в загальній системі управління ТЕС, цілі та завдання у них різні.

Метою оперативно-диспетчерського управління є забезпечення заданого виробництва електричної та теплової енергії допустимої якості в задані терміни. Мета виробничо-господарського управління - створення можливості для виконання цих завдань з мінімальними витратами, а також матеріальне та соціальне забезпечення виробництва. Загальним завданням системи управління виробництвом електроенергії є досягнення і підтримка економічно найвигіднішого режиму роботи енергосистеми, при якому споживачі безперервно отримують енергію необхідної якості при найменших народногосподарських витратах на її генерацію, передачу і розподіл.

Слід підкреслити, що теплові електростанції володіють обмеженою виробничої самостійністю. Вони працюють по незавершеному циклу виробництва і реалізації енергії, так як самі не реалізують свою продукцію, не несуть прямої відповідності перед споживачами за енергопостачання, не можуть самостійно визначати свою виробничу програму і ступінь використання встановленої потужності. Основним самостійною ланкою управління енергетикою є виробничі енергетичні об'єднання (ВЕО), які працюють по завершеному циклу виробництва і володіють повною господарською самостійністю.

Системі управління ТЕС притаманні всі основні ознаки складних систем: наявність поділи управління та необхідність відшукання умов оптимальності її дії, взаємодія елементів із зовнішнім середовищем, що є джерелом випадкових збурень, регулювання великого числа взаємопов'язаних процесів з використанням принципу зворотного зв'язку, управління цими процесами за допомогою розвиненої системи передачі, прийому та подальшої обробки інформації, великий обсяг у різнотипність розв'язуваних в системі завдань.

Створення оптимальних умов експлуатації для таких складних об'єктів, як ТЕС, неможливо без відповідних автоматизованих систем управління (АСУ ТЕС).

Основне призначення АСУ ТЕС - забезпечення якісного виробництва електроенергії у відповідності до завдань енергосистеми або енергооб'єднання. Автоматизована система управління ТЕС є однією з основних підсистем АСУ енергосистемою. Тому при створенні АСУ ТЕС необхідно враховувати складний комплекс питань оперативно-диспетчерського управління, а також різні зв'язки з вищими (енергосистема) і нижчими (енергоблоки та інше обладнання) рівнями ієрархічної системи.

Одним з основних питань, що виникають при розробці АСУ ТЕС, є визначення її загальної структури. Для оптимального вибору рівнів ієрархії в АСУ ТЕС і розбиття загальної задачі управління по цим рівням необхідно розташовувати математичною моделлю ТЕС. Оскільки така модель в даний час не розроблена, доводиться виробляти декомпозицію задач АСУ ТЕС за принципом найменших взаємозв'язків на ряд функціональних підсистем, що утворюють самостоя 1ельние комплекси. Зразковий склад егіх підсистем наведено на рис. 6.5.

Виходячи із зазначених вище специфічних особливостей управління електростанцією в рамках АСУ ТЕС повинні вирішуватися два основні завдання: управління окремими технологічними процесами і керуванням всім комплексом процесів виробництва електроенергії.

Відповідно до АСУ ТЕС можуть бути виділені два основних рівня ієрархії: АСУ енергоблоками та іншими (загальностанційне) об'єктами (нижній рівень) і АСУ загальностанційне технологічними процесами (верхній рівень). Крім того, на другий, більш високому щаблі ієрархії знаходяться підсистеми аналізу рбщестанціонних техніко-економічних показників (ТЕП), зв'язку з АСУ ПЕО ї ін (рис. 6.5).

Таким чином, АСУ ТЕС по суті являє собою дворівневу інтегровану снігу ну управління виробництвом електроенергії, нижній рівень якої охоплює ряд самостійних АСУ ТП, а верхній виконує функції контролю і управління виробництвом на ТЗС в цілому.

Необхідно підкреслити, що ефективне функціонування «системи можливо тільки за умови інтенсивного і надійного обміну інформацією між відповідними підсистемами АСУ ТЕС і АСУ ПЕО. При цьому повинні бути вирішені питання раціональної періодичності накопичення на ТЕС необхідної для передачі в ПЕО інформації, контролю за її достовірністю і точністю, аналізу прийнятих рішень і т. п.

В даний час із зазначених вище підсистем АСУ ТЕС найбільшого поширення набули АСУ ТП енергоблоков1 і-АСУ загальностанційне технологічними процесами виробництва електроенергії.

Основними завданнями верхнього рівня АСУ ТЕС є:

- оперативно-диспетчерські розподільні задачі;

- визначення та аналіз групових (для декількох блоків) та загальностанційних техніко-економічних показників;

- контроль стану і діагностика енергообладнання.

У комплекс оперативно-диспетчерських розподільних завдань «ходять (рис. 6.6): оптимальний розподіл активного навантаження між енергоблоками ТЕС, розподіл видів і кількості палива між парогенераторами енергоблоків, вибір оптимального-складу діючого обладнання.

Оптимізація розподілу навантаження між енергоблоками може бути реалізована у вигляді видачі рекомендацій оперативному персоналу або у вигляді автоматичних впливів на системи управління потужністю енергоблоків. Вирішується це завдання на основі поточної інформації про стан технологічного обладнання. Реальна ефективність систем оптимального розподілу навантажень оцінюється значенням близько 0,3-0,5% економії палива.

Розподіл видів палива на електростанції між парогенераторами, тобто визначення кількості різного палива, зживається в даний момент часу на кожному з енергоблоків, гявляется важливим завданням для досягнення високої економічності ТЕС.

Вибір оптимального складу працюючого енергообладнання "ТЕС пов'язаний зі станом обладнання енергосистеми в цілому і тому, як правило, повинен виконуватися на більш високому рівні ієрархічної системи, ніж АСУ ТЕС Лише в окремих випадках на електростанціях з великою кількістю енергообладнання можна вирішувати приватні питання складу працюючого обладнання у відповідності з заданим графіком навантаження. При вирішенні цього завдання потрібно враховувати підвищену ймовірність відмови в період пуску і останову, їх вартість, зниження надійності постачання електроенергією, а також фактичний стан обладнання.

Перераховані вище розподільні завдання вирішуються на основі енергетичних характеристик і поточної інформації про стан устаткування і параметри технологічного процесу. З цією метою в АСУ ТЕС визначаються прогнозовані характеристики енергоблоків і оптимальна характеристика режимів ТЕС, «необхідна як для вирішення розподільних завдань усередині станції, так і для вирішення оперативно-диспетчерських задач енергосистеми.

Визначення втрат за рахунок відхилень від оптимальних режимів істотно підвищує ефективність виконання оперативно-диспетчерських розподільних завдань, дозволяючи контролювати і управляти діями оперативного персоналу ТЕС з підтримання оптимальних режимів роботи електростанції.

У комплекс завдань по визначенню н аналізу групових і загально-станційних техніко-економічних показників входять розподіл по енергоблокам загальностанційних (групових) витрат теплової та електричної енергії на власні потреби, уточнення ряду блокових показників за результатами відомості теплового, електричного і паливного балансів, стимулювання оперативного персоналу за результатами фактичного топливоиспользования, складання щомісячного звіту роботи ТЕС, а також підготовка необхідної інформації для керівного персоналу ТЕС.

Інформаційною основою для всіх розрахунків, виконуваних в АСУ ТЕС, служать дані вимірювань загальностанційних параметрів, а також результати розрахунків ТЕП, одержувані в АСУ ТП енергоблоків.

Складові втрат на власні потреби, загальностанційних механізмів і блокові показники, уточнені в результаті відомості матеріальних н енергетичних балансів, щозміни передаються в АСУ ТП енергоблоків. Деякі з загальностанційних показників (виробіток електроенергії, втрати на власні потреби, питома витрата палива та інші) розраховуються кожну зміну (добу), так як вони необхідні не тільки для обліку та звітності, але і для оперативного використання при організації повсякденної експлуатації електростанції.

Для реалізації завдань верхнього рівня в АСУ ТЕС застосовують ВК, вимоги до надійності функціонування яких менш жорсткі в порівнянні з пропонованими до ВК систем нижнього рівня (АСУ ТП енергоблоків і общестаіціонних технологічних об'єктів); резервування апаратури при виході її з ладу зазвичай не передбачається. Введення інформації в цей ВК»а також представлення інформації оперативному і неоперативно персоналу проводиться таким же чином, як і в АСУ енергоблоками (див. розд. 4).

6.3. ІНТЕГРОВАНА АСУ ХІМІЧНОГО КОМБІНАТУ

Управління сучасним хімічним комбінатом здійснюється за багаторівневою схемою, що включає в себе всі три зазначених раніше рівня ієрархії. Функціональні можливості і структури АСУ об'єктами нижнього (установки) і середнього (виробництва) рівнів розглянуті раніше, в гл. 4 і 5. Основними завданнями АСУ верхнього рівня (тобто в сформованому розумінні АСУП) є визначення основних техніко-економічних показників, що характеризують роботу підприємства в цілому, рішення задач обліку, планування та аналізу в галузі виробничої, господарської та адміністративної діяльності підприємства, збір, передача та обробка всієї необхідної для цього інформації.

Виконання цих завдань в умовах АСУ переслідує дві основні мети:

- по-перше, в максімально можливій мірі розвантажити персонал функціональних відділів підприємства від вирішення трудомістких, відносно простих (іноді говорять «рутинних») завдань обліку, планування та аналізу;

- по-друге, за допомогою сучасних економіко-математичних методів дати управлінському персоналу якісно нову інформацію, що дає більші можливості для вдосконалення управління підприємством. При цьому основна техніко-економічна ефективність створення такої АСУП полягає в зниженні непродуктивних витрат (штрафи, пені, втрати від псування і т. п.), що досягають у ряді випадків 0,5% загальних витрат підприємства, у зменшенні оборотних коштів (грошей на організацію і ведення виробництва) і в скороченні управлінського апарату (головним чином працівників, зайнятих ра лічильно-технічними операціями, підготовкою первинної документації і т. п.).

Збільшена схема верхньої щаблі ієрархічної системи управління хімічним комбінатом (рис. 6.7) передбачає центральний пункт управління (ЦПУ) і систему збору та передачі інформації (ЗПІ), що складається з двох підсистем: збору і передачі оперативно-диспетчерської інформації та організаційно-економічної інформації. Центральний пункт управління реалізує рішення задач по управлінню підприємством в цілому і вироблення

керуючих впливів по всіх основних виробництвам; функціонально він підрозділяється на інформаційно-обчислювальний центр (ІОЦ),що виконує обробку всієї інформації, що надходить, включаючи різні розрахунки за основними видами діяльності підприємства, та центральний диспетчерський пункт (ЦДП), який здійснює оперативний контроль і управління основними виробництвами і цехами підприємства. При цьому особливо важливим для функціонування всієї ІАСУ є організація необхідної системи збору, передачі та обробки інформації, що забезпечує взаємозв'язок між рівнями управління і вирішення завдань верхнього рівня.

а) Підсистема збору і передачі оперативно-диспетчерської інформації

До оперативно-диспетчерської інформації відносяться відомості про матеріальних та енергетичних потоках на виробництвах (заводах) комбінату, відомості про стан устаткування, про запаси продуктів в проміжних складах і інші технологічні дані, що характеризують стан всього виробництва. Основними джерелами інформації є датчики (первинні вимірювальні перетворювачі) технологічних величин, засоби ручного введення і АСУ ТП нижчестоячих рівнів.

На виробництвах, що мають у складі системи управління ВК, в останній вводиться інформація про хід процесу; ВК обробляє її і вирішує завдання оперативного керування виробництвом; необхідна частина обробленої інформації передається на ЦДП підприємства. Передача необхідної інформації з ЦДП керівництву підприємства здійснюється у вигляді усних доповідей по об'єктивної інформації про поточний стан на підприємстві, у вигляді звітних документів з результатами вирішення тих чи інших завдань або у формі відеограми на екрані спеціальних пристроїв відображення інформації.

За характером виникнення і часу передачі оперативно-диспетчерська інформація може бути розділена на регулярну і нерегулярну. Регулярна інформація передається на ЦДП з постійною частотою, прийнятої для вирішення тієї чи іншої задачі оперативного контролю або управління. Нерегулярна інформація виникає у випадкові моменти часу і передається на ЦДП по мірі виникнення.

За характером технологічних величин зібрана інформація охоплює поточні витрати рідин, газів, склад та інші характеристики якості продукції, розрахункові техніко-економічні показники, прогноз максимальної продуктивності обладнання та ін.

б) Підсистема збору та передачі організаційно-економічної інформації

До організаційно-економічної інформації відносяться відомості про запаси матеріальних цінностей на складах, про їх рух, випуску продукції, витратах виробництв і т. п. Накопичення такої інформації в місцях її виникнення може здійснюватися на відповідних носіях інформації з одночасною печаткою дубліката вихідного документа; в певний час відбуваються зчитування інформації та автоматична передача її в ІОЦ. Результати рішення організаційно-економічних завдань (як правило, у вигляді документів або письмових розпоряджень) направляються у відповідні функціональні відділи управління і потім на основні виробництва.

Одна з можливих схем збору організаційно-економічної інформації наведена на рис 6.8. Пункти збору інформації (ПЗІ) розміщуються в різних цехах, допоміжних службах, на складах і т. п. Вони оснащуються друкарсько-перфорують пристроями, за допомогою яких оператор (майстер) за відповідними інструкціями завдає інформацію иа перфоносители і одночасно отримує необхідний документ. У встановлений час оператор ПЗІ передає необхідні відомості на перфоносітелі в пункт передачі інформації. Пункти передачі інформації (ППІ) організовуються на виробництвах підприємства, великих складах і в деяких допоміжних службах; ППІ оснащені спеціальними передавальними пристроями, що забезпечують автоматичну передачу інформації з отриманих з ПСИ перфоносіте-лей в ІОЦ підприємства. Все автоматично передані в ІОЦ техніко-економічні дані надходять в загальну систему централізованої обробки інформації ІОЦ.

в) Центральний пункт управління підприємством

Інформація, передана з виробництв в ЦПУ, використовується перш за все для вирішення задач оперативного управління підприємством. Необхідні відомості повинні видаватися диспетчеру підприємства безперервно або за його викликом.

Результати рішення організаційно-економічних завдань у вигляді відповідних документів повинні передаватися для їх подальшого використання у функціональні відділи і керівництву підприємства.

Для цього ЦПУ (рис. 6.9) оснащений двома комплексами пристроїв, що розрізняються за призначенням. Один нз них використовується для вирішення організаційно-економічних завдань управління та включає в себе необхідні засоби зв'язку н обчислювальної техніки, а інший охоплює пристрої введення-виведення інформації для оперативно-диспетчерського контролю та управління. Ці два комплекси пристроїв розміщені в окремих приміщеннях і утворюють відповідно ІОЦ та ЦДП підприємства.

Інформаційно-обчислювальний центр має своїм завданням підготовку обгрунтованих і досить оперативних техніко-економічних даних для виконання загального завдання управління підприємством. Спільно з ЦДП інформаційно-обчислювальний центр дає керівництву комбінату можливість своєчасно і якісно спланувати його роботу, представити картину поточного стану виробництва, оцінити наявні порушення і відхилення у виробничому процесі і здійснити аналіз організаційно-економічної та господарської діяльності підприємства. Основними функціями ІОЦ є:

- прийом, реєстрація, зберігання і обробка інформації, що надходить від систем СПИ;

- рішення основних задач по управлінню підприємством;

- своєчасна видача результатів рішення з виготовленням необхідних документів і необхідних звітних форм;

- забезпечення постійно діючої оперативної зв'язку з ЦДП і з усіма основними підрозділами підприємства.

Центральний диспетчерський пункт є основним елементом оперативно-диспетчерської служби підприємства, що забезпечує безпосередню реалізацію на виробництві необхідних управляючих впливів. Для вирішення цих завдань на ЦДП комбінату передаються зазвичай інтегральні (іноді і миттєві) значення вхідних і вихідних матеріальних та енергетичних потоків основних виробництв. Центральний диспетчерський пункт є постійним робочим місцем диспетчера підприємства і обладнується всіма необхідними технічними засобами подання інформації.

чних даних для виконання загального завдання управління підприємством. Спільно з ЦДП інформаційно-обчислювальний центр дає керівництву комбінату можливість своєчасно і якісно спланувати його роботу, представити картину поточного стану виробництва, оцінити наявні порушення і відхилення у виробничому процесі і здійснити аналіз організаційно-економічної та господарської діяльності підприємства.

Основними функціями ІОЦ є:

прийом, реєстрація, зберігання і обробка інформації, що надходить від систем СПИ;

рішення основних задач по управлінню підприємством;

своєчасна видача результатів рішення з виготовленням необхідних документів і необхідних звітних форм;

забезпечення постійно діючої оперативної зв'язку з ЦДП і з усіма основними підрозділами підприємства.

Центральний диспетчерський пункт є основним елементом оперативно-диспетчерської служби підприємства, що забезпечує безпосередню реалізацію на виробництві необхідних управляючих впливів. Для вирішення цих завдань на ЦДП комбінату передаються зазвичай інтегральні (іноді і миттєві) значення вхідних і вихідних матеріальних та енергетичних потоків основних виробництв. Центральний диспетчерський пункт є постійним робочим місцем диспетчера підприємства і обладнується всіма необхідними технічними засобами подання інформації.

Дата добавления: 2015-07-18