Меню
Меню

Асу тп как правильно пишется

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 29 декабря 2021 года; проверки требуют 2 правки.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) — группа решений технических и программных средств, предназначенных для автоматизации управления Технологическим процессом. Может иметь связь с более общей автоматизированной системой управления предприятием(АСУП)[1].

Под АСУ ТП обычно понимается целостное решение, обеспечивающее автоматизацию технологических процессов. Частным случаем может быть автоматизация на производстве в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершённое изделие. АСУ ТП как и технологический процесс не привязаны к производству каких либо изделий и могут представлять собой представление услуги, к примеру Технологический процесс подготовки воздуха в здании, Технологический процесс очистки воды или сточных вод.

Понятие «автоматизированный», в отличие от понятия «автоматический», подчёркивает необходимость участия человека в отдельных операциях, как в целях сохранения контроля над процессом, так и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации отдельных операций.

Составными частями АСУ ТП могут быть отдельные системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Такие как системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA), распределенные системы управления (DCS), системы противоаварийной защиты (ESD) и другие более мелкие системы управления (например, системы на программируемых логических контроллерах[2] (PLC)). Как правило, АСУ ТП имеет единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, устройства управления, исполнительные устройства. Главной особенностью АСУ ТП является периодическое либо регулярное участие человека-оператора в ее работе. Роль оператора состоит в периодическом либо регулярном контроле за системой операторского управления[3]. Для информационной связи всех подсистем используются промышленные сети. Поскольку в промышленной автоматизации сетевые интерфейсы могут быть неотъемлемой частью соединяемых устройств, а сетевое программное обеспечение прикладного уровня модели OSI исполняется на основном процессоре промышленного контроллера, то отделить сетевую часть от устройств, объединяемых в сеть, иногда физически невозможно[4].

В развитии АСУ ТП наблюдалось последовательное усложнение задач, стоящих перед системами управления от управления отдельными установками и параметрами, к автоматизации процессом в целом, автоматизации систем управления. Использование современных АСУ ТП позволяет не только эффективно осуществлять управление и контроль в производственной сфере, но и частично исключить влияние человеческого фактора в управлении, что позволяет избежать ошибок. В настоящее время актуальными являются вопросы повышения автономности АСУ ТП, перераспределения функций в направлении увеличения нагрузки в принятии решений на АСУ. Актуальными в данном случае выступают вопросы развития интеллектуальной составляющей АСУ ТП в направлении создания алгоритмов реагирования в режиме реального времени на возникающие критические ситуации. Активное использование в АСУ ТП беспроводных технологий вызывает повышенные требования к обеспечению безопасности от несанкционированного доступа[5].

Распределённая система управления[править | править код]

Распределённая система управления, РСУ (англ. Distributed Control System, DCS) — система управления технологическим процессом, отличающаяся построением распределённой системы ввода вывода[6] и децентрализацией обработки данных[7].

Программируемый логический контроллер[править | править код]

Программи́руемый логи́ческий контро́ллер (ПЛК) (англ. Programmable Logic Controller, PLC) или программируемый контроллер — электронная составляющая промышленного контроллера, специализированного (компьютеризированного) устройства, используемого для автоматизации технологических процессов.

См. также[править | править код]

  • SCADA
  • Распределённая система управления
  • Теория управления
  • Промышленная автоматика
  • Приборостроение
  • Техника
  • ПТК Квинт — используется для построения АСУ ТП.

Примечания[править | править код]

  1. ЗЫКИН С.А., КАТАЕВА М.И. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ НА ПРЕДПРИЯТИИ // Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь). — 2018. — Т. 1. — С. 139-140.
  2. ЕГОРОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ. ПРОМЫШЛЕННЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ: ПРОШЛОЕ, НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ КОНТРОЛЛЕРЫ: ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ // АВТОМАТИЗАЦИЯ И IT В ЭНЕРГЕТИКЕ. — 2018. — № 6 (107). — С. 36-50.
  3. А. В. Андрюшин, В. Р. Сабанин, Н. И. Смирнов.Управление и инноватика в теплоэнергетике. — М: МЭИ, 2011. — С. 15. — 392 с. — ISBN 978-5-38300539-2.
  4. УБАЙДУЛЛАЕВА ШАХНОЗ РАХИМДЖАНОВНА1, АКБАРОВА САДОКАТ1. ПРОМЫШЛЕННЫЕ СЕТИ И ИНТЕРФЕЙСЫ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ // Закрытое акционерное общество “Университетская книга” (Курск). — 2019.
  5. ЛУКОВ ДМИТРИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ (АСУ ТП) // Олимп (Иваново). — 2019.
  6. МАРТЫШКИН АЛЕКСЕЙ ИВАНОВИЧ. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ВВОДА-ВЫВОДА РЕКОНФИГУРИРУЕМОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ (рус.) // Пензенский государственный технологический университет (Пенза) : статья в журнале – научная статья. — 2020. — 2 февраля (т. 9, № 1 (49)). — С. 31-37. — ISSN 2221-951X.
  7. ПОУНАРЕС ЕВАНГЕЛОС. ДЕЦЕНТРАЛИЗАЦИЯ В ЦИФРОВОМ ОБЩЕСТВЕ (англ.) // Финансовый университет при Правительстве РФ, ООО “Издательский дом “Реальная экономика” (Санкт-Петербург) : статья в журнале – научная статья. — 2020. — Т. 1, № 11. — С. 8-13. — ISSN 2618-947X.

Литература[править | править код]

  • Втюрин В. А. Основы АСУ ТП. — 2006. — 154 с.

Ссылки[править | править код]

  • «Энциклопедия АСУ ТП»
  • Rational Enterprise Management
  • «itech. Журнал интеллектуальных технологий»
  • «Автоматизация в промышленности»
  • «Вестник Автоматизации»
  • «Информатизация и системы управления в промышленности» (ИСУП)
  • «Мир компьютерной автоматизации»
  • «Промышленные АСУ и контроллеры»
  • «Современные технологии автоматизации»

АСУ ТП

автоматизированная система управления технологическим процессом

Словари: Словарь сокращений и аббревиатур армии и спецслужб. Сост. А. А. Щелоков. — М.: ООО «Издательство АСТ», ЗАО «Издательский дом Гелеос», 2003. — 318 с., С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. — С.-Пб.: Политехника, 1997. — 527 с.

автоматизированная система управления топливоподачей

автоматизированные системы управления тепловыми процессами

Словарь сокращений и аббревиатур . Академик . 2015 .

Смотреть что такое «АСУ ТП» в других словарях:

АСУ — аварийно спасательное устройство напр. на подводной лодке Словари: Словарь сокращений и аббревиатур армии и спецслужб. Сост. А. А. Щелоков. М.: ООО «Издательство АСТ», ЗАО «Издательский дом Гелеос», 2003. 318 с., С. Фадеев. Словарь сокращений… … Словарь сокращений и аббревиатур

АСУ-57 — БРОНЕВОЙ ЩИТ КРЫЛ … Энциклопедия техники

АСУ — По ГОСТ 24.003 84 Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

АСУ — см. Автоматизированная система управления. * * * АСУ АСУ, см. Автоматизированная система управления (см. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ) … Энциклопедический словарь

АСУ НО — АСУНО автоматизированная система управления наружным освещением например: АСУ НО на трассе М 4 Липецк Воронеж (М4 федеральная автомобильная трасса, которая станет самой короткой дорогой от столицы России до столицы Олимпиады 2014 Сочи) АСУ НО… … Словарь сокращений и аббревиатур

АСУ ГП УЗ-Е — (Единая автоматизированная система управления грузовыми перевозками «Укрзализныци», АСК ВП УЗ Е) − система объединяющая АСОУП всех шести железных дорог Украины. Основной функцией является сбор и предоставление оперативной информации и суточной… … Википедия

АСУ ТП — Организационно техническая система управления объектом в целом в соответствии с принятым критерием (критериями) управления, в которой сбор и обработка необходимой информации осуществляется с применением средств вычислительной техники Источник: РД … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

АСУ ЛР — автоматизированная система управления «Лесные ресурсы» Республика Коми Источник: http://ib.komisc.ru/t/ru/ir/vt/99 18/05.html АСУ ЛР автоматизированная система управления линейными районами ж. д. Источник: http://www.rzd.ru/agency/news… … Словарь сокращений и аббревиатур

АСУ — см. Автоматизированная система управления … Большой Энциклопедический словарь

АСУ — англ. system of management, automated; нем. Автономия Leitungssystem, automatisiertes. Совокупность экон. автоматических методов, техн. средств (ЭВМ, средства связи, устройства отображения информации и т. д.) и организационных комплексов,… … Энциклопедия социологии

Источник статьи: http://sokrasheniya.academic.ru/42522/%D0%90%D0%A1%D0%A3_%D0%A2%D0%9F

Промышленное программирование, или Пара слов об АСУ ТП

Есть такая профессия — производство автоматизировать. Аббревиатура АСУ ТП означает «автоматизированная система управления технологическим процессом» — это система, состоящая из персонала и совокупности оборудования с программным обеспечением, использующихся для автоматизации функций этого самого персонала по управлению промышленными объектами: электростанциями, котельными, насосными, водоочистными сооружениями, пищевыми, химическими, металлургическими заводами, нефтегазовыми объектами и т.д. и т.п.

Фактически, каждый человек, живущий не в лесу и пользующийся благами цивилизации, использует результаты труда предприятий, на которых функционируют АСУ ТП.

Иногда на эту тему проскакивают статьи и на хабре. Обычно они не пользуются особой популярностью, но всё же я хочу написать несколько обзорных статей об АСУ ТП в надежде рассказать хабравчанам что-то интересное (а возможно, кому-то даже полезное) и привлечь на хабр больше своих коллег.

Сначала пара слов о себе. Я только начинаю свой жизненный путь в автоматизации, опыт работы без малого два года. За это время побывал на нескольких газовых месторождениях, сейчас работаю на нефтяном.

Поскольку область обширная, несмотря ни на что развивающаяся, местами противоречивая и спорная, буду стараться обобщать не в ущерб достоверности, но не могу избежать перекоса в свою область — то оборудование, софт и сферу, с которыми лично я сталкивался.

Итак, программно-технический комплекс АСУ ТП делится на три уровня: верхний (компьютеры), средний (контроллеры), нижний (полевое оборудование, датчики, исполнительные механизмы). Про нижний уровень рассказывать не буду — слишком уж это далеко от от тематики хабра, да и статья получится слишком большая.

Верхний уровень

Верхний уровень — это серверы и пользовательские ПК (у нас они называются АРМ — автоматизированное рабочее место). Сюда выводится состояние технологического процесса, и отсюда при необходимости оператором подаются команды на изменение его параметров. Для упрощения разработки создано большое количество SCADA-систем (от англ. supervisory control and data acquisition — диспетчерское управление и сбор данных). Это в некотором роде расширенный аналог IDE, в котором скомпилированная «программа» и выполняется.

Системы SCADA

Вообще, если отбросить академизм, то на предприятии для всех кроме асушников скада выглядит вот так:

А если совсем не повезёт, то вот так:

Подразумеваются два режима функционирования: режим разработки и режим выполнения (runtime). Не обязательно эти режимы взаимоисключающи: можно редактировать проект на одном АРМе, инженерном, заливать его, он обновится на пользовательских. Это очень важно — изменять проект без простоев и отключений, потому что технологический процесс прерывать нельзя, и операторы всегда должны иметь возможность его контролировать. В скаде создаются графические интерфейсы, настраиваются источники данных с полевых устройств, она отвечает за взаимодействие пользователя (оператора, диспетчера, технолога) с происходящим на производстве, а также за архивирование всех нужных данных в БД.

Архивирование — одна из обязательных функций, очень важно иметь возможность «вернуться назад во времени» для разбора полётов в случае чего-то непредвиденного либо для глобального анализа при медленных, длительных процессах. Например, недавно геологи попросили меня выгрузить табличкой данные по давлению нефти на скважинах за последний год.

Периодически скада складывает все собранные данные в БД. Их потом можно посмотреть в виде графиков (называем их трендами), а при необходимости, если оговорено в ТЗ на АСУТП, реализуется выгрузка в виде отчётов в эксель или ещё как-нибудь. Архивация сделана по-разному: в MS SQL; MS Access; в ту же MS SQL, но по своему хитрому алгоритму с дополнительной архивацией; а у кого-то вообще в свою собственную бинарную БД.

Особым пунктом в скадах идёт информирование оператора: текущие сообщения и аварийные. Они тоже обязательно архивируются. В общем виде сообщения делятся на текущие и важные (аварийные). Текущие прячут подальше, но журнал аварийных всегда выводится на экране оператора. К текстовым аварийным сообщениям привязываются звуковые, чтобы кто-нибудь не проспал ЧП :-)

Рынок SCADA

Самыми распространёнными, по-моему, считаются скады производства Invensys Wonderware, Iconics, Siemens, Indusoft, AdAstra, Emerson, Rockwell Automation.

Я лично работал с виндовыми: Invensys Wonderware InTouch и более мощной System Platform, с Iconics Genesis32 — и с (пока ещё?) малоизвестной B&R APROL под SLES (формально, это не совсем скада, а покруче — из-под апрола программируются и сами контроллеры).

По поисковым запросам, например, SCADA, HMI можно посмотреть примеры интерфейсов и мнемосхем.

Внешний вид и юзабилити по приоритету, увы, находятся на последнем месте. Причём, это касается не только рантайма, но и разработки. Для разработки в каждой скаде существуют как минимум дефолтные библиотеки символов — от кнопок и прочих контролов до графических изображений насосов, труб, задвижек, ёмкостей. Здесь-то и могли бы умные разработчики SCADA-пакетов (не путать с нами, асушниками — разработчиками проектов в этих пакетах) добиться принципиального преимущества над конкурентами, сделав продуманные библиотеки, из которых бы даже самый далёкий от дизайна и юзабилити инженер при всём нежелании делал бы гуманные интерфейсы и мнемосхемы. К сожалению, сейчас эта сфера идёт по пути экстенсивного развития, по которому развивалась IT до недавнего времени — наращивание функционала, добавление плюшек, больше, выше, сильнее, harder, better, stronger, и о пользователях пока думают мало.

Средний уровень

Средний уровень — ПЛК, программируемые логические контроллеры. Здесь всё достаточно просто, чаще всего физически ПЛК состоят из отдельных модулей. Для программирования у каждого ПЛК есть своя среда разработки, иногда она объединена со средой для создания SCADA.

Состав ПЛК

Модули бывают такие:

  • блок питания;
  • процессорный;
  • дискретных входов;
  • дискретных выходов;
  • аналоговых входов;
  • аналоговых выходов;
  • температурных входов;
  • интерфейсные/коммуникационные.


Контроллер B&R серии X20

Зачем нужен блок питания — понятно. БП сделан отдельным именно модулем, а не устройством, чтобы гарантировать совместимость с данной линейкой ПЛК. Чаще всего входное напряжение у БП 220 В переменного тока, выходное — 24 В постоянного тока.

Процессорный модуль — это голова ПЛК. Внутри у него, само собой, ЦПУ, ОЗУ и ПЗУ, сервисный порт для прошивки и, возможно, коммуникационный порт (ethernet, RS232/422/485, Profibus, etc). Иногда коммуникационный порт используется и как сервисный. Иногда на модуле есть переключатель (у Allen Bradley ещё круче — там натуральный ключ с замочной скважиной) для перевода ПЛК в различные режимы работы. Отдельной кнопки включения/выключения нет, в лучшем случае — тот переключатель, иначе, если есть питание — ПЛК запускается, а выключается и перезагружается «по-варварски» отключением питания.


Контроллер Allen Bradley серии CompactLogix

Дискретные и аналоговые модули обрабатывают соответствующие сигналы. Входные модули принимают эти сигналы с поля, выходные — формируют их.

Дискретный сигнал — это обычно напряжение цепи 24 вольта. Есть 24 — это «1», нет — «0». Бывают модули на 220В, есть модули с проверкой целостности цепи. Дискретные сигналы, приходящие с поля, могут информировать, например, о состоянии насоса включен/выключен. Управляющие дискретные сигналы могут запускать либо останавливать этот насос. Оптимизация здесь не оправдана, поэтому на запуск будет отдельная цепь, на останов — отдельная.

Модули I/O одного типа могут быть объединены: например, один модуль с 16 дискретными входами и 16 дискретными выходами.

Аналоговые входные сигналы — это приходят показания с датчиков. Здесь чаще всего используется токовая петля 4-20 мА, в соотетствие которой ставятся пределы измерения датчика. Начинается от 4 мА для диагностирования обрыва цепи (если меньше 4 мА, значит где-то что-то не в порядке с проводкой).

Рассмотрим на примере уровня жидкости в резервуаре. Стоит уровнемер, он измеряет уровень от 0 до 2 метров. Тогда: уровень 0 метров — это 4 мА, уровень 2 метра — это 20 мА. Промежуточные значения калибруются по ситуации, не всегда 1 метр соответствует 4+(20-4)/2=12 мА, может быть небольшая погрешность, уровень в 1 метр может быть какие-нибудь 12,7553 мА.

Аналоговые выходные — то же, только на управление. Не встречал чтобы использовалось, т.к. всегда существуют наводки. В измерении это допустимая погрешность, в управлении — нет. Да и неудобно это. Вместо них используется цифровая передача данных по различным протоколам через коммуникационные модули.

Температурные модули замеряют сопротивление в цепи либо термо-ЭДС. Если на них подключаются термометры сопротивления — при нагревании металла его сопротивление, по законам физики, повышается, соответственно определяется температура. Если подключается термопара (два спаянных проводника из разных металлов, при нагревании стыка возникает разность потенциалов между другими концами), замеряется напряжение.

Интерфейсные (или коммуникационные) модули предоставляют нам порты под RJ45, DB9, DB15, просто клеммники или что ещё бог производителю на душу положит. Помимо реализации непосредственно интерфейса (физического разъёма под коннектор, физического уровня модели OSI) они также реализуют протокол обмена через этот разъём.

Протоколы и интерфейсы

Протоколов напридумывали и используют кучу: ModBus (RTU, TCP, ASCII), Profibus, Profinet, CAN, HART, DF1, DH485 и т.д. Некоторые особо хитрые производители реализуют свои протоколы поверх общепринятых.

Я достаточно тесно знаком с интерфейсами RS232/485 и протоколами Modbus. RS232 это всем знакомый COM-порт, с тремя основными линиями: Tx (transmit, передача), Rx (recieve, получение) и GND (ground, земля). RS485 это асинхронный полудуплексный последовательный интерфейс по 2 проводам (совмещённые Tx/Rx+ и Tx/Rx-) или 4 проводам (отдельно Tx+, Tx-, Rx+, Rx-) с разностью потенциалов на каждой паре от 2 до 10 вольт.

А модбас это в общем-то нехитрая штука, с проверкой целостности пакета по чексумме, подтверждением доставки и корректности запроса — или ответом, почему запрос неверен. В сети модбас есть два вида устройств: master — инициирует обмен; slave — выполняет запросы мастера. Пакет от мастера расходится ко всем слейвам, которые сравнивают адрес назначения со своим, если сходится, то смотрят следующие два байта — это команда работы с регистрами памяти — чтение/запись (за исключением нескольких редко используемых служебных команд), потом байты адреса и непосредственно данных, в конце чексумма. Достаточно подробно и понятно расписано на википедии.

Программная начинка

Первое, что нужно сказать, программа в ПЛК выполняется циклически с определённой частотой. Возможности зависят от контроллера, обычно это где-то 20, 50, 250 мс, 1, 2, 3, 4, 5 с. Естественно, это не гарантирует выполнение кода именно за такой промежуток времени, нельзя большие программы пихать в цикл 20 мс, к началу следующего цикла предыдущий должен быть завершён.

Второе, это языки программирования. По идее программируются ПЛК на языках, определённых стандартом МЭК61131:

  1. IL (Instruction List) — низкоуровневый ассемблероподобный язык.
  2. LD (Ladder Diagram) — графический язык, представляет собой программную реализацию электрических схем на базе электромагнитных реле. Придумано в лохматые года для тех асушников, которые больше электрики, чем программисты.

    IL и LD легко конвертируются друг в друга, кажется, всеми средами программирования. Они не очень читабельны, и потому неудобны для разработки, но в ситуациях, когда внутренней памяти контролера немного, приходится писать на них.
  3. ST (Structured Text) — текстовый паскалеподобный язык. По-моему, из всех пяти самый удобный.
  4. FBD (Function Block Diagram) — своего рода графический язык, «блоксхемоподобный». Программа составляется из функциональных блоков, которые представляют собой подпрограммы, написанные на каком-либо из языков стандарта МЭК61131. У каждого ФБ есть входы и выходы, которые соединяются со входами и выходами других ФБ. Кому-то, возможно, удобнее делать так, чем писать всё на том же ST.
  5. SFC (Sequential Function Chart) — графический высокоуровневый язык. Создан на базе математического аппарата сетей Петри. Описывает последовательность состояний и условий переходов. Ни разу не встречал и не слышал, чтобы где-то использовался.

Это «по идее». Но, например, Siemens придерживается своего наименования языков, а у B&R есть возможность писать на ANSI C.

Самые используемые контроллеры, безоговорочно, у Siemens и Allen Bradley (последним, к слову, принадлежит Rockwell Automation со своей линейкой SCADA-пакетов RSView). За ними по пятам идут Schneider Electric; ОВЕН; General Electric; AutomationDirect; ICP DAS; Advantech; Mitsubishi Electric; B&R.

Источник статьи: http://habr.com/ru/post/197276/

АСУ ТП

АСУ ТП
  1. АСУТП
  2. АСУ ТП

автоматизированная система управления технологическим процессом


техн.

  1. АСУТП

Словари: Словарь сокращений и аббревиатур армии и спецслужб. Сост. А. А. Щелоков. — М.: ООО «Издательство АСТ», ЗАО «Издательский дом Гелеос», 2003. — 318 с., С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. — С.-Пб.: Политехника, 1997. — 527 с.

АСУ ТП

автоматизированная система управления топливоподачей


энерг.

Источник: http://www.lawtek.ru/news/tek/22529.html

  1. АСУ ТП
  2. АСУТП

автоматизированные системы управления тепловыми процессами

кафедра МЭИ (ТУ)

http://acswww.mpei.ac.ru/


образование и наука

Словарь сокращений и аббревиатур.
.
2015.

Смотреть что такое “АСУ ТП” в других словарях:

  • АСУ — аварийно спасательное устройство напр. на подводной лодке Словари: Словарь сокращений и аббревиатур армии и спецслужб. Сост. А. А. Щелоков. М.: ООО «Издательство АСТ», ЗАО «Издательский дом Гелеос», 2003. 318 с., С. Фадеев. Словарь сокращений… …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • АСУ-57 — БРОНЕВОЙ ЩИТ КРЫЛ …   Энциклопедия техники

  • АСУ — По ГОСТ 24.003 84 Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • АСУ — см. Автоматизированная система управления. * * * АСУ АСУ, см. Автоматизированная система управления (см. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ) …   Энциклопедический словарь

  • АСУ НО — АСУНО автоматизированная система управления наружным освещением например: АСУ НО на трассе М 4 Липецк Воронеж (М4 федеральная автомобильная трасса, которая станет самой короткой дорогой от столицы России до столицы Олимпиады 2014 Сочи) АСУ НО… …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • АСУ ГП УЗ-Е — (Единая автоматизированная система управления грузовыми перевозками «Укрзализныци», АСК ВП УЗ Е) − система объединяющая АСОУП всех шести железных дорог Украины. Основной функцией является сбор и предоставление оперативной информации и суточной… …   Википедия

  • АСУ ТП — Организационно техническая система управления объектом в целом в соответствии с принятым критерием (критериями) управления, в которой сбор и обработка необходимой информации осуществляется с применением средств вычислительной техники Источник: РД …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • АСУ ЛР — автоматизированная система управления «Лесные ресурсы» Республика Коми Источник: http://ib.komisc.ru/t/ru/ir/vt/99 18/05.html АСУ ЛР автоматизированная система управления линейными районами ж. д. Источник: http://www.rzd.ru/agency/news… …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • АСУ — см. Автоматизированная система управления …   Большой Энциклопедический словарь

  • АСУ — англ. system of management, automated; нем. Автономия Leitungssystem, automatisiertes. Совокупность экон. автоматических методов, техн. средств (ЭВМ, средства связи, устройства отображения информации и т. д.) и организационных комплексов,… …   Энциклопедия социологии

  • АСУ — автоматизированная система управления Ряд технологий производства, позволяющих осуществлять управление работой оборудования и контроль за работой оборудования при помощи ЭВМ. [http://tourlib.net/books men/meskon glossary.htm] Тематики менеджмент… …   Справочник технического переводчика

Руководство предприятием — это сложный и трудоемкий процесс. Особенно если речь идет о крупном производстве, насчитывающем сотни сотрудников и большое количество оборудования. Для оптимизации и увеличения производительности компании нередко используются методы, которые позволяют автоматизировать ход работы. Мы подробно разберем, что это такое — автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), из чего они состоят, а также для чего их применяют в различных областях бизнеса. Кроме того, пойдет речь о разновидностях решений. Также будет дан ответ на вопрос, как именно они помогают руководителям предприятия увеличивать свои показатели и достигать максимального результата.

системы и средства управления технологическими процессами

Определение

Очень часто в публицистике и специализированной литературе используется буквосочетание для обозначения этого комплекса мер. Прежде чем разбираться в сути понятия, которое описывается в данном материале, необходимо выяснить, как расшифровывается аббревиатура АСУ ТП. Как уже было указано выше, это автоматизированные системы управления технологическими процессами.

Теперь стоит подробнее разъяснить, что они представляют собой. Если кратко, то это совокупность решений, которые направлены на осуществление различных операций на предприятии. Они включают в себя как оборудование, так и специализированное программное обеспечение, применяются в разных отраслях промышленности, сфере транспорта, энергетике и многих других. Чтобы не возникало путаницы, крайне важно понимать, в чем отличие между автоматическими и автоматизированными типами управления. Последние характеризуются тем, что некоторые функции сохраняются за сотрудниками – операторами. Как правило, это задачи, которые невозможно делегировать машинам.

автоматизация асу тп

Назначение

Существует ряд преимуществ у использования указанных комплектов. Прежде всего, система АСУ ТП – это отличная возможность увеличить эффективность установленной на предприятии техники. Кроме того, эта совокупность мер позволяет исключить ошибки в рабочих процессах и сделать их мониторинг более удобным. Еще одна сильная сторона подобного подхода к делу – это шанс обнаружить и в кратчайшие сроки исправить все неполадки, которые возникли в результате ручного управления.

Внедрением новых методик, обслуживанием коммуникаций, а также принятием всех важных решений внутри организации, связанных с технологиями, занимается отдел АСУ ТП.

Готовые решения для всех направлений

Склады

Ускорьте работу сотрудников склада при помощи мобильной автоматизации. Навсегда устраните ошибки при приёмке, отгрузке, инвентаризации и перемещении товара.

Узнать больше

Магазины

Мобильность, точность и скорость пересчёта товара в торговом зале и на складе, позволят вам не потерять дни продаж во время проведения инвентаризации и при приёмке товара.

Узнать больше

Маркировка

Обязательная маркировка товаров – это возможность для каждой организации на 100% исключить приёмку на свой склад контрафактного товара и отследить цепочку поставок от производителя

Узнать больше

E-commerce

Скорость, точность приёмки и отгрузки товаров на складе — краеугольный камень в E-commerce бизнесе. Начни использовать современные, более эффективные мобильные инструменты.

Узнать больше

Учреждения

Повысьте точность учета имущества организации, уровень контроля сохранности и перемещения каждой единицы. Мобильный учет снизит вероятность краж и естественных потерь.

Узнать больше

Производство

Повысьте эффективность деятельности производственного предприятия за счет внедрения мобильной автоматизации для учёта товарно-материальных ценностей.

Узнать больше

RFID

Первое в России готовое решение для учёта товара по RFID-меткам на каждом из этапов цепочки поставок.

Узнать больше

ЕГАИС

Исключи ошибки сопоставления и считывания акцизных марок алкогольной продукции при помощи мобильных инструментов учёта.

Узнать больше

Сертификация

Получение сертифицированного статуса партнёра «Клеверенс» позволит вашей компании выйти на новый уровень решения задач на предприятиях ваших клиентов..

Узнать больше

Инвентаризация

Используй современные мобильные инструменты для проведения инвентаризации товара. Повысь скорость и точность бизнес-процесса.

Узнать больше

Показать все решения по автоматизации

Цели

Современные решения делают возможным достижение нескольких важных задач для компании. Это быстрый рост уровня производительности товаров или услуг. Кроме того, внедрение нововведений в систему – это потенциал для повышения рентабельности производства и получаемой от его функционирования прибыли. Приборы нередко выполняют свои функции более эффективно, чем работники. Даже если у сотрудников высокая квалификация.

асу тп в промышленности

В глобальном смысле существует две цели у использования АСУ ТП в промышленности:

  1. Освобождение персонала от необходимости выполнять трудоемкие и опасные операции.
  2. Увеличение производительности, качества выпускаемой продукции и доходов.

Состав

Сюда входит ряд обеспечений, каждое из которых выполняет свои функции. Среди них:

  • информационное – это вся документация и нормативная база, которая применяется в процессе функционирования;
  • техническое – совокупность всех машинных и инженерных средств, которые обеспечивают бесперебойную работу коммуникаций;
  • программное – общее и специализированное ПО, которое используются для автоматизации АСУ ТП;
  • организационное – акты, которые регулируют действия персонала, а также мероприятия, которые направлены на внедрение инновационных решений.
  • метрологическое – использование всех методов, которые нужны для того, чтобы производить точные измерения всех необходимых параметров;
  • эргономическое – перечень принятых мер, направленных на изучение психологических и физиологических характеристик пользователей;
  • оперативный персонал – сотрудники, задачи которых – обслуживание и контроль работы.

Классификационные признаки

Существует несколько основных критериев, по которым разделяются автоматизированные системы управления технологическими процессами АСУ ТП. Первый – это сфера функционирования. Например, объект может быть задействован в строительной отрасли, сельском хозяйстве, химической промышленности и многих других.

Второй – это разновидность операций, которыми руководят. К примеру, экономические, технологические и так далее. Последний параметр – это уровень, на котором осуществляется менеджмент – цех, завод, министерство.

Виды

Существует несколько стандартных типов мер, которые применяются на предприятиях. Прежде всего, это уже знакомые нам АСУ технологическими процессами и производством. Они предназначаются для решения проблем, связанных с оперативным управлением на заводе, в сфере транспорта и других отраслях.

Следующая разновидность – это автоматизация интеллектуального труда. Вычислительное оборудование способствует облегчению умственной работы человека.

Выделяют также автоматизированные системы управления производством. Их применяют для поиска путей реализации программ, связанных с входящей и исходящей логистикой, учетом товаров, планирования и схожих задач. Еще один тип – функциональные. Они нужны для разработки плановых расчетов и других целей.

автоматизированное управление технологическими процессами

Принцип действия

Схема работы систем и средств управления технологическими процессами (АСУПТ) – это необходимые изменения их параметров посредством задействования интеллектуальных методов измерения и последующего оперирования.

Весь комплекс состоит из датчиков, полевого оборудования, исполнительных механизмов. Индикаторы фиксируют данные, которые необходимо контролировать. Также они подают сигнал на промышленные контроллеры. Еще один элемент – программируемые машины. Их часто обозначают аббревиатурой ПЛК. Это средний уровень АСУ ТП. На нем осуществляется запуск и остановка станков, аварийное отключение, а также контроль всех функций.

В это время диспетчер занимается отслеживанием производственного процесса. Еще одна его задача – удаленное управление работой всех механизмов. На верхнем уровне происходит составление регулярных отчетов и архивация поступающих данных.

До операторов доводится вся необходимая для мониторинга информация. Данные отображаются в виде мнемосхемы. На их основе контроллер принимает решения и передает сигналы исполнительным машинам.

Структурные особенности

Автоматизированная система управления технологическим процессом — это структура, которая состоит из нескольких уровней. На каждом из них осуществляется определенный набор действий, направленный на улучшение эффективности и производительности. Нижний и полевой укомплектованы индикаторами, а также исполнительным оборудованием. Средний отвечает за считывание сигналов, которые передаются датчиками. Как было указано ранее, на верхнем происходит составление отчета о функционировании, обработке данных и архивировании.

Описанная схема позволяет руководителям предприятий повысить показатели, повысить объемы выпускаемой продукции. В результате увеличивается прибыль компании.

автоматизация систем управления технологическими процессами

Профессиональная разработка

Создание качественной автоматической системы управления технологическим процессом – это сложное и ответственное дело. Поэтому доверить его стоит профессионалам, у которых есть соответствующие навыки и опыт. Например, можно обратиться в компанию «Клеверенс». Мы занимаемся выпуском готовых решений для бизнеса уже больше 15 лет. Обратившись к нам за услугами, каждый клиент получает полный спектр «под ключ» – начиная от планирования и заканчивая введением в эксплуатацию.

Организация предоставляет владельцам предприятий тщательную разработку автоматизированных систем управления технологическим процессом, которая основывается на поставленных задачах и потребностях руководителей. Этот комплекс решений увеличит производительность и за короткий промежуток времени окупит средства, которые были вложены в его создание.

Готовые решения для всех направлений

Склады

Ускорьте работу сотрудников склада при помощи мобильной автоматизации. Навсегда устраните ошибки при приёмке, отгрузке, инвентаризации и перемещении товара.

Узнать больше

Магазины

Мобильность, точность и скорость пересчёта товара в торговом зале и на складе, позволят вам не потерять дни продаж во время проведения инвентаризации и при приёмке товара.

Узнать больше

Маркировка

Обязательная маркировка товаров – это возможность для каждой организации на 100% исключить приёмку на свой склад контрафактного товара и отследить цепочку поставок от производителя

Узнать больше

E-commerce

Скорость, точность приёмки и отгрузки товаров на складе — краеугольный камень в E-commerce бизнесе. Начни использовать современные, более эффективные мобильные инструменты.

Узнать больше

Учреждения

Повысьте точность учета имущества организации, уровень контроля сохранности и перемещения каждой единицы. Мобильный учет снизит вероятность краж и естественных потерь.

Узнать больше

Производство

Повысьте эффективность деятельности производственного предприятия за счет внедрения мобильной автоматизации для учёта товарно-материальных ценностей.

Узнать больше

RFID

Первое в России готовое решение для учёта товара по RFID-меткам на каждом из этапов цепочки поставок.

Узнать больше

ЕГАИС

Исключи ошибки сопоставления и считывания акцизных марок алкогольной продукции при помощи мобильных инструментов учёта.

Узнать больше

Сертификация

Получение сертифицированного статуса партнёра «Клеверенс» позволит вашей компании выйти на новый уровень решения задач на предприятиях ваших клиентов..

Узнать больше

Инвентаризация

Используй современные мобильные инструменты для проведения инвентаризации товара. Повысь скорость и точность бизнес-процесса.

Узнать больше

Показать все решения по автоматизации

Функции

Существует несколько основных функциональных предназначений. Прежде всего – это планирование и прогнозирование. Таким образом можно рассчитать показатели от деятельности компании в будущем. Еще одна причина, по которой владельцы фирм прибегают к использованию подобных методов, это возможность производить обработку информации – хранить, мониторить, тиражировать, а также преобразовывать полученные данные. Кроме того, система автоматизации и управления технологическими процессами расширяет возможности для передачи важных сведений лицам, ответственным за принятие решений, а также для создания новых.

асу тп определение

Структура

Как было указано ранее, комплекс мер состоит из нескольких уровней. У каждого из них собственная функция. Задача нижнего уровня – это сбор показателей и передача сигналов на промышленные контроллеры. Те, в свою очередь, считаются средней ступенью. Цель такой техники заключается в запуске, остановке, аварийном отключении и регулировке работы машин в автоматическом режиме. Информация поступает на сервера, а также станции – операторские и инженерные. Эти приспособления считаются верхом всей структуры. На нем нужно производить обработку и архивацию. Данные передаются живым работникам – диспетчерам. В обязанности этого человека входит мониторинг, а также дистанционное управление механикой.

Автоматическая идентификация объектов учёта на производстве при помощи RFID оборудования и программного обеспечения Wonderfid

Одна из статей затрат – это внедрение специальных меток для распознавания станков или других машин. Технология заключается в радиочастотном опознании. Полное название – Radio Frequency IDentification. Ее применяют не только на производстве. Она активно задействована в сфере транспорта. Например, по ней работают чипы в картах для бесконтактной оплаты проезда в метро или автобусах. Еще одна область – заграничные паспорта нового поколения, которые по желанию получателя выдаются в Российской Федерации с 2009 года. В последнее время этот метод набирает популярность и занимает существенную долю рынка.

Метка RFID состоит из нескольких элементов, которые обеспечивают ее функционирование. К ним относятся:

  • микросхема, которая содержит всю необходимую информацию;
  • антенна – она является передатчиком данных;
  • оболочки, – в нее заключаются вышеуказанные компоненты;
  • корпус – служит для крепления к объектам.

Сканирование осуществляется при помощи специальных приборов – считывателей. Кроме того, эти устройства ведут запись и выполняют особые команды. К примеру, удаление для обеспечения конфиденциальности.

Существует несколько разновидностей конструкций. Самая распространенная – это дисковая. Она изготавливается из пластика. В центре расположено отверстие для крепления посредством винта.

Распространены также варианты в форме стеклянной или пластиковой колбы. Такие применяются в ветеринарии – вводятся под шкуру животных. Кроме того, на рынке представлены решения для работы в ситуациях, где нужна устойчивость к механическим повреждениям.

Описанная технология широко применяется на производстве в различных областях. С ее помощью происходит идентификация запасов на складе. Владелец предприятия может отслеживать количество товаров, потери. К тому же это помогает автоматизировать процесс менеджмента.

Если речь идет о производстве, то с помощью RFID оборудования ведется мониторинг количество инструмента, произведенной продукции и персонала..

Печать этикеток – сложный технологический процесс. Для его проведения задействуется специализированное ПО. Одна из распространенных программ – это Wonderfid. В ней задействована запатентованная технология. В отличие от аналогов пользователь может одновременно печатать и кодировать метки на специальных принтерах.

автоматизированная система управления технологическим процессом это

Заключение

В этом статье шла речь про АСУ ТП, мы рассказали, что это такое, дали определение и расшифровку. Если проанализировать всю указанную в данном материале информацию, то можно сделать вывод, что это комплекс мер, направленных на улучшение показателей на предприятии, оптимизацию работы и увеличение получаемой прибыли. Кроме того, с помощью АСУ ТП руководство фирмы может избежать ошибок, связанных с человеческим фактором, а также устранить уже существующие последствия. Они применяются в большом количестве компаний из различных сфер – от транспортных услуг до энергетики.

Это комплекс программных и машинных решений, которые помогают автоматизировать рабочие процессы на предприятии. Отличие от автоматических в сохранении ряда функций за живыми сотрудниками – операторами.

У описанных в статье систем сложная структура. Они делятся на несколько уровней, на каждом из которых выполняются собственные функции. Нарушение хотя бы одного из них приводит к неправильной работе. Отдельного внимания заслуживает состав. В него входят различные виды обеспечения: информационное, метрологическое, техническое и многие другие.

системы управления технологическими процессами

Кроме того, мы разобрали оборудование АСУ ТП – что это, какие виды бывают, и где они применяются. В числе прочего для идентификации используются специальные метки, работающие на основе радиочастотного опознания. Они отличаются по способу исполнения, габаритам и формам. Для сканирования используются приборы – считыватели. С их помощью можно также записывать информацию на чипы или удалять ее. Для изготовления этикеток применяется специфическое программное обеспечение. Хороший вариант – Wonderfid. Это приложение действует по уникальной запатентованной технологии.

Приобретения оборудования для АСУ Т – это ответственное дело и серьезная статья расходов. Поэтому обращаться необходимо только к профессионалам с опытом на рынке, например, в компанию «Клеверенс». В нашем каталоге вы найдете различные решения, которые помогут наладить оптимизацию и автоматизацию различных бизнес-процессов.

Количество показов: 16999

Промышленное программирование, или Пара слов об АСУ ТП

Время на прочтение
9 мин

Количество просмотров 210K

Есть такая профессия — производство автоматизировать. Аббревиатура АСУ ТП означает «автоматизированная система управления технологическим процессом» — это система, состоящая из персонала и совокупности оборудования с программным обеспечением, использующихся для автоматизации функций этого самого персонала по управлению промышленными объектами: электростанциями, котельными, насосными, водоочистными сооружениями, пищевыми, химическими, металлургическими заводами, нефтегазовыми объектами и т.д. и т.п.

Фактически, каждый человек, живущий не в лесу и пользующийся благами цивилизации, использует результаты труда предприятий, на которых функционируют АСУ ТП.

Иногда на эту тему проскакивают статьи и на хабре. Обычно они не пользуются особой популярностью, но всё же я хочу написать несколько обзорных статей об АСУ ТП в надежде рассказать хабравчанам что-то интересное (а возможно, кому-то даже полезное) и привлечь на хабр больше своих коллег.

Сначала пара слов о себе. Я только начинаю свой жизненный путь в автоматизации, опыт работы без малого два года. За это время побывал на нескольких газовых месторождениях, сейчас работаю на нефтяном.

Поскольку область обширная, несмотря ни на что развивающаяся, местами противоречивая и спорная, буду стараться обобщать не в ущерб достоверности, но не могу избежать перекоса в свою область — то оборудование, софт и сферу, с которыми лично я сталкивался.

Итак, программно-технический комплекс АСУ ТП делится на три уровня: верхний (компьютеры), средний (контроллеры), нижний (полевое оборудование, датчики, исполнительные механизмы). Про нижний уровень рассказывать не буду — слишком уж это далеко от от тематики хабра, да и статья получится слишком большая.

Верхний уровень

Верхний уровень — это серверы и пользовательские ПК (у нас они называются АРМ — автоматизированное рабочее место). Сюда выводится состояние технологического процесса, и отсюда при необходимости оператором подаются команды на изменение его параметров. Для упрощения разработки создано большое количество SCADA-систем (от англ. supervisory control and data acquisition — диспетчерское управление и сбор данных). Это в некотором роде расширенный аналог IDE, в котором скомпилированная «программа» и выполняется.

Системы SCADA

Вообще, если отбросить академизм, то на предприятии для всех кроме асушников скада выглядит вот так:
image from wikipedia

А если совсем не повезёт, то вот так:
image from The High Perfomance HMI Handbook

Скады неявно можно разделить на серверную и клиентскую части. Опрос полевых устройств и сбор данных производится сервером (обычно, через ПЛК), с сервера клиенты забирают эти данные к себе на монитор. Сами по себе понятия «серверная» и «клиентская» части условны. Фактически разделение производится по лицензиям на компоненты скады, а политика лицензирования у каждого производителя своя. Вплоть до разделения на: количество обрабатываемых сигналов с поля, драйвера протоколов, количество рабочих станций, возможность создания веб-интерфейса, мобильного интерфейса, да и вообще целые куски функционала могут быть за отдельные денжеки. Чаще проще обратиться к поставщику, предоставив исходные данные по проекту, чтобы помогли с подбором лицензий.

Подразумеваются два режима функционирования: режим разработки и режим выполнения (runtime). Не обязательно эти режимы взаимоисключающи: можно редактировать проект на одном АРМе, инженерном, заливать его, он обновится на пользовательских. Это очень важно — изменять проект без простоев и отключений, потому что технологический процесс прерывать нельзя, и операторы всегда должны иметь возможность его контролировать. В скаде создаются графические интерфейсы, настраиваются источники данных с полевых устройств, она отвечает за взаимодействие пользователя (оператора, диспетчера, технолога) с происходящим на производстве, а также за архивирование всех нужных данных в БД.

Архивирование — одна из обязательных функций, очень важно иметь возможность «вернуться назад во времени» для разбора полётов в случае чего-то непредвиденного либо для глобального анализа при медленных, длительных процессах. Например, недавно геологи попросили меня выгрузить табличкой данные по давлению нефти на скважинах за последний год.

Периодически скада складывает все собранные данные в БД. Их потом можно посмотреть в виде графиков (называем их трендами), а при необходимости, если оговорено в ТЗ на АСУТП, реализуется выгрузка в виде отчётов в эксель или ещё как-нибудь. Архивация сделана по-разному: в MS SQL; MS Access; в ту же MS SQL, но по своему хитрому алгоритму с дополнительной архивацией; а у кого-то вообще в свою собственную бинарную БД.

Особым пунктом в скадах идёт информирование оператора: текущие сообщения и аварийные. Они тоже обязательно архивируются. В общем виде сообщения делятся на текущие и важные (аварийные). Текущие прячут подальше, но журнал аварийных всегда выводится на экране оператора. К текстовым аварийным сообщениям привязываются звуковые, чтобы кто-нибудь не проспал ЧП 🙂

Рынок SCADA

Самыми распространёнными, по-моему, считаются скады производства Invensys Wonderware, Iconics, Siemens, Indusoft, AdAstra, Emerson, Rockwell Automation.

Я лично работал с виндовыми: Invensys Wonderware InTouch и более мощной System Platform, с Iconics Genesis32 — и с (пока ещё?) малоизвестной B&R APROL под SLES (формально, это не совсем скада, а покруче — из-под апрола программируются и сами контроллеры).

По поисковым запросам, например, SCADA, HMI можно посмотреть примеры интерфейсов и мнемосхем.

Внешний вид и юзабилити по приоритету, увы, находятся на последнем месте. Причём, это касается не только рантайма, но и разработки. Для разработки в каждой скаде существуют как минимум дефолтные библиотеки символов — от кнопок и прочих контролов до графических изображений насосов, труб, задвижек, ёмкостей. Здесь-то и могли бы умные разработчики SCADA-пакетов (не путать с нами, асушниками — разработчиками проектов в этих пакетах) добиться принципиального преимущества над конкурентами, сделав продуманные библиотеки, из которых бы даже самый далёкий от дизайна и юзабилити инженер при всём нежелании делал бы гуманные интерфейсы и мнемосхемы. К сожалению, сейчас эта сфера идёт по пути экстенсивного развития, по которому развивалась IT до недавнего времени — наращивание функционала, добавление плюшек, больше, выше, сильнее, harder,

better

, stronger, и о пользователях пока думают мало.

Средний уровень

Средний уровень — ПЛК, программируемые логические контроллеры. Здесь всё достаточно просто, чаще всего физически ПЛК состоят из отдельных модулей. Для программирования у каждого ПЛК есть своя среда разработки, иногда она объединена со средой для создания SCADA.

Состав ПЛК

Модули бывают такие:

  • блок питания;
  • процессорный;
  • дискретных входов;
  • дискретных выходов;
  • аналоговых входов;
  • аналоговых выходов;
  • температурных входов;
  • интерфейсные/коммуникационные.


Контроллер B&R серии X20

Зачем нужен блок питания — понятно. БП сделан отдельным именно модулем, а не устройством, чтобы гарантировать совместимость с данной линейкой ПЛК. Чаще всего входное напряжение у БП 220 В переменного тока, выходное — 24 В постоянного тока.

Процессорный модуль — это голова ПЛК. Внутри у него, само собой, ЦПУ, ОЗУ и ПЗУ, сервисный порт для прошивки и, возможно, коммуникационный порт (ethernet, RS232/422/485, Profibus, etc). Иногда коммуникационный порт используется и как сервисный. Иногда на модуле есть переключатель (у Allen Bradley ещё круче — там натуральный ключ с замочной скважиной) для перевода ПЛК в различные режимы работы. Отдельной кнопки включения/выключения нет, в лучшем случае — тот переключатель, иначе, если есть питание — ПЛК запускается, а выключается и перезагружается «по-варварски» отключением питания.

image
Контроллер Allen Bradley серии CompactLogix

Дискретные и аналоговые модули обрабатывают соответствующие сигналы. Входные модули принимают эти сигналы с поля, выходные — формируют их.

Дискретный сигнал — это обычно напряжение цепи 24 вольта. Есть 24 — это «1», нет — «0». Бывают модули на 220В, есть модули с проверкой целостности цепи. Дискретные сигналы, приходящие с поля, могут информировать, например, о состоянии насоса включен/выключен. Управляющие дискретные сигналы могут запускать либо останавливать этот насос. Оптимизация здесь не оправдана, поэтому на запуск будет отдельная цепь, на останов — отдельная.

Модули I/O одного типа могут быть объединены: например, один модуль с 16 дискретными входами и 16 дискретными выходами.

Аналоговые входные сигналы — это приходят показания с датчиков. Здесь чаще всего используется токовая петля 4-20 мА, в соотетствие которой ставятся пределы измерения датчика. Начинается от 4 мА для диагностирования обрыва цепи (если меньше 4 мА, значит где-то что-то не в порядке с проводкой).

Рассмотрим на примере уровня жидкости в резервуаре. Стоит уровнемер, он измеряет уровень от 0 до 2 метров. Тогда: уровень 0 метров — это 4 мА, уровень 2 метра — это 20 мА. Промежуточные значения калибруются по ситуации, не всегда 1 метр соответствует 4+(20-4)/2=12 мА, может быть небольшая погрешность, уровень в 1 метр может быть какие-нибудь 12,7553 мА.

Аналоговые выходные — то же, только на управление. Не встречал чтобы использовалось, т.к. всегда существуют наводки. В измерении это допустимая погрешность, в управлении — нет. Да и неудобно это. Вместо них используется цифровая передача данных по различным протоколам через коммуникационные модули.

Температурные модули замеряют сопротивление в цепи либо термо-ЭДС. Если на них подключаются термометры сопротивления — при нагревании металла его сопротивление, по законам физики, повышается, соответственно определяется температура. Если подключается термопара (два спаянных проводника из разных металлов, при нагревании стыка возникает разность потенциалов между другими концами), замеряется напряжение.

Интерфейсные (или коммуникационные) модули предоставляют нам порты под RJ45, DB9, DB15, просто клеммники или что ещё бог производителю на душу положит. Помимо реализации непосредственно интерфейса (физического разъёма под коннектор, физического уровня модели OSI) они также реализуют протокол обмена через этот разъём.

Протоколы и интерфейсы

Протоколов напридумывали и используют кучу: ModBus (RTU, TCP, ASCII), Profibus, Profinet, CAN, HART, DF1, DH485 и т.д. Некоторые особо хитрые производители реализуют свои протоколы поверх общепринятых.

Я достаточно тесно знаком с интерфейсами RS232/485 и протоколами Modbus. RS232 это всем знакомый COM-порт, с тремя основными линиями: Tx (transmit, передача), Rx (recieve, получение) и GND (ground, земля). RS485 это асинхронный полудуплексный последовательный интерфейс по 2 проводам (совмещённые Tx/Rx+ и Tx/Rx-) или 4 проводам (отдельно Tx+, Tx-, Rx+, Rx-) с разностью потенциалов на каждой паре от 2 до 10 вольт.

А модбас это в общем-то нехитрая штука, с проверкой целостности пакета по чексумме, подтверждением доставки и корректности запроса — или ответом, почему запрос неверен. В сети модбас есть два вида устройств: master — инициирует обмен; slave — выполняет запросы мастера. Пакет от мастера расходится ко всем слейвам, которые сравнивают адрес назначения со своим, если сходится, то смотрят следующие два байта — это команда работы с регистрами памяти — чтение/запись (за исключением нескольких редко используемых служебных команд), потом байты адреса и непосредственно данных, в конце чексумма. Достаточно подробно и понятно расписано на википедии.

Программная начинка

Первое, что нужно сказать, программа в ПЛК выполняется циклически с определённой частотой. Возможности зависят от контроллера, обычно это где-то 20, 50, 250 мс, 1, 2, 3, 4, 5 с. Естественно, это не гарантирует выполнение кода именно за такой промежуток времени, нельзя большие программы пихать в цикл 20 мс, к началу следующего цикла предыдущий должен быть завершён.

Второе, это языки программирования. По идее программируются ПЛК на языках, определённых стандартом МЭК61131:

  1. IL (Instruction List) — низкоуровневый ассемблероподобный язык.
    image
  2. LD (Ladder Diagram) — графический язык, представляет собой программную реализацию электрических схем на базе электромагнитных реле. Придумано в лохматые года для тех асушников, которые больше электрики, чем программисты.
    image
    IL и LD легко конвертируются друг в друга, кажется, всеми средами программирования. Они не очень читабельны, и потому неудобны для разработки, но в ситуациях, когда внутренней памяти контролера немного, приходится писать на них.
  3. ST (Structured Text) — текстовый паскалеподобный язык. По-моему, из всех пяти самый удобный.
    image
  4. FBD (Function Block Diagram) — своего рода графический язык, «блоксхемоподобный». Программа составляется из функциональных блоков, которые представляют собой подпрограммы, написанные на каком-либо из языков стандарта МЭК61131. У каждого ФБ есть входы и выходы, которые соединяются со входами и выходами других ФБ. Кому-то, возможно, удобнее делать так, чем писать всё на том же ST.
    image
  5. SFC (Sequential Function Chart) — графический высокоуровневый язык. Создан на базе математического аппарата сетей Петри. Описывает последовательность состояний и условий переходов. Ни разу не встречал и не слышал, чтобы где-то использовался.
    image

Это «по идее». Но, например, Siemens придерживается своего наименования языков, а у B&R есть возможность писать на ANSI C.

Самые используемые контроллеры, безоговорочно, у Siemens и Allen Bradley (последним, к слову, принадлежит Rockwell Automation со своей линейкой SCADA-пакетов RSView). За ними по пятам идут Schneider Electric; ОВЕН; General Electric; AutomationDirect; ICP DAS; Advantech; Mitsubishi Electric; B&R.

Заключение

Пост не претендует на полное справочное описание всего — очень уж разное оборудование, софт и подходы к ним в целом. Самым формально безошибочным рассказом об АСУТП было бы перечисление соответствующих ФЗ, ГОСТов, техстандартов и регламентов. Все возможные расхождения с этими документами считать опечатками 😉 С радостью принимаются комментарии, поправки и, если интересно, пожелания для следующих статей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *