Կառավարման համակարգերի ավտոմատացում՝ մակարդակներ, գործիքներ, առանձնահատկություններ և հավելվածներ

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Կառավարման համակարգերի ավտոմատացումը (ACS) տեղեկատվական համակարգ է, որը նախատեսված է կառավարման գործընթացների ավտոմատացված իրականացման համար: Հարկ է նշել, որ նման տեխնոլոգիայի ներդրումը պետք է հիմնավորված լինի տեխնիկատնտեսական տեսանկյունից։ Ամենից հաճախ նման համակարգի տեղադրումը հնարավորություն է տալիս կրճատել աշխատող անձնակազմի թիվը, բարձրացնել կառավարման արդյունավետությունը և բարելավել օբյեկտի որակը:

Պահանջներ ACS-ի համար

Կան որոշ պահանջներ կառավարման համակարգի ավտոմատացման համար:

Նախ, շատ կարևոր է, որ բոլոր տարրերը կարող են միացված լինել միմյանց, ինչպես նաև կապ ունենալ ավտոմատացված համակարգի հետ, որը միացված է ավտոմատ կառավարման համակարգին: Բացի այդ, այստեղ շատ կարևոր է, որ համակարգն ունենա ընդլայնման, զարգացման և արդիականացման հնարավորություն։ Դա արվում է այն ակնկալիքով, որ ապագայում ձեռնարկությունը կզարգանա և ավելի արդիականացված համակարգ կպահանջվի։

Երկրորդ, բայց ոչ պակաս, կառավարման ավտոմատացման համակարգըպետք է ունենա հուսալիության բավարար աստիճան: Այլ կերպ ասած, այն պետք է լինի 100% անվտանգ, երբ աշխատում է սկզբնապես սահմանված պարամետրերով: Մեկ այլ կարևոր պահանջ է հարմարվողականությունը: Համակարգը պետք է կազմաձևվի այնպես, որ այն կարող է փոխվել պարամետրերի փոփոխության դեպքում: Սակայն այստեղ պետք է ասել, որ փոփոխությունների շրջանակը քննարկվում է նախօրոք, նախքան ավտոմատացված կառավարման համակարգի տեղադրումը, և հետևաբար փոփոխությունների այս սահմանները նախօրոք մուտքագրվում են համակարգ։

Կառավարման ավտոմատացման համակարգը պետք է ապահովի իր աշխատանքը վերահսկելու հնարավորություն: Բացի այդ, շատ կարևոր է, որ անսարքության դեպքում համակարգը կարողանա ախտորոշել և նշել կոնկրետ խնդրի տեղը, տեսակը և պատճառը: Ավտոմատացված կառավարման համակարգի վերջին կարևոր պահանջը անձնակազմի ոչ ճիշտ գործողություններից պաշտպանությունն է: Պարամետրերի պատահական կամ միտումնավոր փոփոխությունների դեպքում, որոնք կարող են օբյեկտը հասցնել կրիտիկական վիճակի, կառավարման համակարգը պետք է պաշտպանված լինի: Այս կանոնը կիրառվում է նաև այն դեպքում, երբ որևէ տեղ տեղեկատվություն է արտահոսում:

ACS-ի մասեր: Ֆունկցիոնալ

Ներկայումս ցանկացած տեղեկատվական համակարգ, ներառյալ ձեռնարկությունների կառավարման ավտոմատացման համակարգը, պայմանականորեն կարելի է բաժանել երկու բաղադրիչի. Առաջինը ֆունկցիոնալ է, երկրորդը՝ ապահովող։ Առաջին մասը պատասխանատու է գործողությունների այն կողմի համար, որոնցում ստեղծվում է յուրաքանչյուր անհատական համակարգ: Այս անհատական առաջադրանքների համակցությունը ստեղծում է ընդհանուր համակարգի ֆունկցիոնալ մաս:

Հաջորդ, դուք պետք է ուշադրություն դարձնեք այն փաստին, որ ցանկացած ավտոմատացված կառավարման համակարգ պետք է կատարիհետևյալ քայլերը՝

• այն պետք է հավաքի, մշակի և վերլուծի օբյեկտի վիճակի հետ կապված բոլոր տեղեկությունները;
• համակարգը պետք է կարողանա մշակել կառավարման մեթոդներ, երբ անհրաժեշտություն առաջանա;
• Ավտոմատացված կառավարման համակարգը պետք է նաև կարողանա փոխանցել կառավարման գործողությունները գործադիր տարրերին, ինչպես նաև տվյալներ փոխանցել օպերատորին հսկողության համար;
• մշակված հսկողության գործողությունների իրականացումն ու վերահսկումը նույնպես պատկանում է կառավարման համակարգին:

Ավտոմատացված կառավարման համակարգի մասի տրամադրում. Տեղեկատվական մաս

Երկրորդ մեծ մասը տրամադրումն է: Այն որոշ չափով ավելի բարդ է և պայմանականորեն բաժանված է մի քանի ավելի փոքր կատարողական խմբերի, որոնք ներառում են հետևյալ բաժինները՝

• ծրագրային-մաթեմատիկական;
• տեղեկատվական;
• տեխնիկական;
• մեթոդաբանական և կազմակերպչական;
• լեզվաբանական;
• անձնակազմ.

Ձեռնարկությունների կառավարման ավտոմատացման համակարգի, ավելի ճիշտ՝ դրա օժանդակ մասի գործունեությունը հիմնված է այն փաստի վրա, որ այն հավաքում է օբյեկտի մասին ամբողջական տեղեկատվություն։ Ստացված տեղեկատվության հիման վրա, որը ներառում է տվյալներ կոդավորման, հասցեավորման մեթոդների, տվյալների ձևաչափերի և այլնի վերաբերյալ, կգործի ACS-ը: Դուք պետք է հասկանաք, որ մեծ քանակությամբ տեղեկատվություն պահանջում է պահեստային տարածք: Այդ իսկ պատճառով ստացված բոլոր տվյալները հավաքվում են մեծ տվյալների բազաներում, որոնք հետագայում պահվում են մեքենայական կրիչների վրա:

Այստեղ կարևոր է հասկանալ, որ պահպանել ամբողջ տեղեկատվությունը աշխատանքի սկզբից մինչ օրսԱնհնար է, քանի որ դրա չափը շատ է: Հետևաբար, բոլոր պահված տվյալները վերագրվում են կրիչների վրա որոշակի հաճախականությամբ, որն անհրաժեշտ է օբյեկտի բնականոն աշխատանքի համար: Բացի այդ, յուրաքանչյուր նման գործընթացի ավտոմատացման համակարգ ունի որոշակի պահեստային տվյալների պահեստավորում: Այն նախատեսված է, որպեսզի կարողանա վերականգնել տեղեկատվության կորուստը, եթե որևէ սարք խափանվի:

Մաթեմատիկական մաս

Անմիջապես պետք է նշել, որ այն այսօր ամենակարեւորն է ցանկացած կառավարման համակարգում։ Այս տեսակի ծրագրային մասը ներառում է ցանկացած ծրագրակազմ, որը կատարում է համակարգին վերապահված բոլոր առաջադրանքները, ինչպես նաև ապահովում է այս ձեռնարկությունում օգտագործվող տեխնիկական միջոցների ամբողջ համալիրի բնականոն գործունեությունը: Մաթեմատիկական մասը տեղեկատվական համակարգի աշխատանքի մեջ օգտագործվող բոլոր մաթեմատիկական բանաձևերի, մոդելների, ալգորիթմների ամբողջությունն է։

Գործընթացների ավտոմատացման կառավարման համակարգի ծրագրակազմը պետք է լիովին բավարարի բոլոր գործառույթների կատարումը, որոնք պահանջվում են ավտոմատացման օբյեկտից: Այստեղ կարևոր է նշել, որ այս բոլոր գործառույթներն իրականացվում են հաշվողական գործիքների միջոցով: Կան մի քանի հատուկ հատկություններ, որոնք պետք է բավարարի ACS-ի ծրագրային մասը՝

1. Ֆունկցիոնալ բավարարություն. Այսինքն՝ համակարգը պետք է ամբողջական լինի։
2. Կարևոր է, որ համակարգը ոչ միայն հուսալի է, այլև ունի սեփականությունինքնաբուժում, ինչպես նաև պարզում է փլուզման պատճառը:
3. Համակարգը պետք է հարմարվի օբյեկտի փոփոխվող պարամետրերին:
4. Անհրաժեշտության դեպքում հնարավոր լինի փոփոխել:
5. Կառուցման մոդուլյարությունը, ինչպես նաև օգտագործման հեշտությունը նույնպես համակարգի կարևոր բաղադրիչներն են:

Տեխնիկական բաժին

Այստեղ ամեն ինչ բավականին պարզ է: Տեխնիկական աջակցությունը ներառում է բոլոր տեխնիկական միջոցների առկայությունը, որոնք անհրաժեշտ են ավտոմատացված կառավարման համակարգի առավելագույն ֆունկցիոնալությունն ապահովելու համար: Այս բաժինը ամենից շատ ազդում է համակարգչային տեխնիկայի և համակարգչային տեխնոլոգիաների զարգացման վրա: Այս երկու ոլորտների զարգացման շնորհիվ տեխնիկական չափիչ գործիքների բազմազանությունը դառնում է ավելի լայն, և դրանք ինքնուրույն կարողանում են լուծել խնդիրների ավելի լայն շրջանակ:

Ներկայումս ավտոմատացման և կառավարման համակարգերն ու տեխնիկական միջոցները կարելի է բաժանել երկու մեծ խմբի. Առաջին խումբը կապի միջոցներն են, իսկ երկրորդը՝ կազմակերպչական տեխնոլոգիաները։

Այստեղ անհրաժեշտ է հասկանալ, որ ավտոմատացման տեխնիկական միջոցներն օգտագործվում են ավտոմատացված կառավարման համակարգի գործունեության բոլոր փուլերում՝ պարամետրերի ամրագրումից մինչև դրանց պահեստավորում, ինչպես նաև դրանց օգնությամբ հնարավոր է միացնել ամբողջ կառավարման համակարգը մեկ ցանցի մեջ: Եթե խոսենք կապի միջոցների մասին առանձին, ապա դրանք, առաջին հերթին, կատարում են մի սարքից մյուսը տեղեկատվություն փոխանցողների դերը։ Որոշ հազվադեպ դեպքերում նրանք աշխատում են համակարգիչների հետ միասին։ Կազմակերպչական տեխնոլոգիան այն սարքն է, որը թույլ է տալիսիրականացնել տարբեր գործողություններ նախկինում ձեռք բերված տեղեկություններով։

Բավականին կարևոր կանոն է, որ ավտոմատ կառավարման համակարգի ցանկացած տեխնիկական միջոց, խափանման դեպքում, պետք է փոխարինվի նմանատիպով առանց որևէ խնդրի, առանց այն վերակազմավորելու անհրաժեշտության:

Համակարգի մեթոդական և կազմակերպչական բաժին

Կառավարման ավտոմատացման համակարգի նախագծումը ենթադրում է այնպիսի բաժնի առկայություն, ինչպիսին է մեթոդաբանական և կազմակերպչական: Ավտոմատ կառավարման համակարգի այս ճյուղը մեթոդների, գործիքների և որոշ հատուկ փաստաթղթերի մի շարք է, որոնք սահմանում են գործառնական ընթացակարգը ոչ միայն բուն համակարգի, այլև այն սպասարկող անձնակազմի համար: Բացի այդ, կան նաև փաստաթղթեր, որոնք համակարգում են անձնակազմի աշխատանքի կարգը միմյանց հետ շփվելիս: Սա ներառում է նաև որոշ մեթոդներ, որոնց արդյունքում անձնակազմը վերապատրաստվում է որոշակի տեղեկատվական համակարգի հետ աշխատելու համար: Այսինքն՝ սա մի հատված է, որն ազդում է ոչ միայն բուն համակարգի, այլև մարդկային գործոնի վրա։

Այս բաժնի հիմնական նպատակն է պահպանել համակարգը և գործել, ինչպես նաև թույլ տալ, որ այն հետագայում զարգանա, եթե անհրաժեշտ լինի: Կարելի է ավելացնել, որ այս բաժինը պարունակում է հրահանգներ, որոնք վերաբերում են նրան, թե ինչ պետք է անի անձնակազմը ACS-ի շահագործման ընթացքում՝ դրա բնականոն գործունեությունը պահպանելու համար: Այն նաև պահում է ֆայլեր, որոնք պարունակում են տեղեկատվություն այն մասին, թե ինչ պետք է արվի, եթե համակարգը մտնի արտակարգ ռեժիմ կամ պարզապես չգործի այնպես, ինչպես պետք է:

Լեզվաբանություն

ԼՕԽ-ի օժանդակ մասի վերջին բաժինը լեզվաբանական է։ Բնականաբար, այս համակարգը լեզվական հավաքածու է։ Սա ներառում է անձնակազմի հաղորդակցման լեզուները, որոնք սպասարկում են արտադրության կառավարման ավտոմատացման համակարգը, ինչպես նաև դրա օգտագործողների հաղորդակցման լեզուները բուն համակարգի այնպիսի մասերի հետ, ինչպիսիք են տեխնիկական, տեղեկատվական և ծրագրային-մաթեմատիկական: Կան նաև բոլոր տերմինների և սահմանումների սղագրությունները, որոնք օգտագործվում են ACS-ի կողմից իր աշխատանքի ընթացքում:

Շահագործման ընթացքում շատ կարևոր է, որ օպերատորները կարողանան ժամանակին և հարմար հաղորդակցվել կառավարման համակարգի հետ: Լեզվական աջակցության շնորհիվ է, որ ձեռք է բերվում այս հաղորդակցության պահանջվող հարմարավետությունը, միանշանակությունը և կայունությունը: Հարկավոր է միայն ավելացնել, որ այստեղ անհրաժեշտ է ունենալ տեխնիկական միջոցներ, որոնք կուղղեն սխալները, եթե այդպիսիք կան, օգտագործողի և ավտոմատացման համակարգի շփման ժամանակ։ Մինչ օրս ACS-ի հետ աշխատելու երկու տարբեր մոտեցում կա:

Առաջին ճանապարհը, որով իրականացվում է ավտոմատացման կառավարման գործընթացը, համակարգչային տեխնոլոգիաների տեղադրումն ու օգտագործումն է։ Այս գործիքները կօգտագործվեն միայն փաստաթղթերի հետ աշխատելիս որոշ գործողություններ պարզեցնելու համար: Մինչ օրս այս մեթոդը համարվում է անարդյունավետ, քանի որ այն թույլ չի տալիս լիովին բացել համակարգչային տեխնիկայի ներկա մակարդակի ներուժը։

Երկրորդ մեթոդը սկզբունքորեն տարբերվում է առաջինից և կայանում է նրանում, որ ձեռնարկությունը ստեղծում է կառավարման ինտեգրված ավտոմատացման համակարգ.առարկաներ. Այս դեպքում տեխնիկին է փոխանցվում ոչ միայն փաստաթղթերի կառավարումը, այլ նաև տվյալների բազաները, փորձագիտական համակարգերը, հաղորդակցման գործիքները, ինչպես նաև բազմաթիվ այլ գործառույթներ։

ACS-ի ստորին և միջին մակարդակ

Այսօր գործընթացների կառավարման ցանկացած համակարգ պայմանականորեն կարելի է բաժանել մի քանի մակարդակների. Կառավարման համակարգի ավտոմատացումը ներկայումս ունի երեք նման մակարդակ։

Ստորին մակարդակը սենսորներն են, ինչպես նաև չափիչ սարքերը, որոնք վերահսկում են վերահսկվող բնութագրերը: Բացի այդ, սա ներառում է նաև շարժիչներ, որոնցից կախված է բնութագրերի արժեքը: Այս մակարդակում իրականացվում է միայն նվազագույն հսկողություն, որը բաղկացած է սենսորից ազդանշանի համապատասխանեցումից կառավարման սարքի մուտքագրման հետ: Գոյություն ունի նաև այս սարքերի կողմից ստեղծվող ազդանշանների փոխանակում ակտուատորների հետ:

Հաջորդ միջին մակարդակը սարքավորումների կառավարումն է: Այլ կերպ ասած, ծրագրավորվող տրամաբանական կարգավորիչները տեղակայված են այս կառավարման քայլում: Այս PLC-ները կարող են ազդանշաններ ստանալ չափիչ սարքավորումներից, ինչպես նաև սենսորներից, որոնք վերահսկում են գործընթացի վիճակը: Ստացված տեղեկատվությանը, ինչպես նաև օգտագործողի կողմից սահմանված տվյալներին համապատասխան, PLC-ն առաջացնում է կառավարման ազդանշան, որը փոխանցվում է մղիչին հստակ հրամանով:

Վերագույն մակարդակ

Տեխնիկական համակարգերում հսկողության ավտոմատացումն ունի նաև երրորդ՝ ավելի բարձրմակարդակ. Նման սարքավորումներ են օպերատոր և դիսպետչերական կայաններ, ցանցային սարքավորումներ, արդյունաբերական սերվերներ։ Հենց այս փուլում է, որ օբյեկտում տեխնոլոգիական գործողությունների ընթացքի նկատմամբ լիարժեք վերահսկողություն է իրականացվում անձի կողմից: Բացի այդ, այստեղ ապահովված է նաև շփումը նախորդ երկու մակարդակների հետ, ինչը թույլ է տալիս հաջողությամբ հավաքել ցանկացած անհրաժեշտ տեղեկատվություն։

Այս փուլում օգտագործվում է HMI, SCADA: Առաջինը մարդ-մեքենա ինտերֆեյսն է, որի օգնությամբ դիսպետչերը կարողանում է վերահսկել օբյեկտում տեխնոլոգիական գործողությունների առաջընթացը։ Սա ներառում է տարբեր մոնիտորներ կամ գրաֆիկական վահանակներ, որոնք առավել հաճախ տեղադրվում են ավտոմատացման պահարանների վրա և նախատեսված են միայն օբյեկտի և գործընթացի առաջընթացի մասին տեղեկատվության ցուցադրման համար: Ավտոմատացման սարքավորումները և կառավարման համակարգը վերահսկելու համար գործում է SCADA համակարգ, որը ենթադրում է վերահսկիչ վերահսկողության առկայություն և տվյալների հավաքագրման հնարավորություն։ Պարզ ասած, այս ցանցը թույլ է տալիս տեղադրել այնպիսի ծրագրակազմ, որը կարող է կազմաձևվել և տեղադրվել դիսպետչերների համակարգիչների վրա:

Բոլոր ամենակարևոր տվյալները, որոնք PLC-ն հավաքում է միջին մակարդակում, հավաքվում, արխիվացվում և վիզուալացվում են այս համակարգի միջոցով: Ավտոմատացման հիմքը հենց այստեղ է, քանի որ SCADA-ն ի վիճակի է ոչ միայն տեղեկատվություն ստանալ, այլև համեմատել այն օպերատորի կողմից մուտքագրվածի հետ: Եթե առկա է սահմանված արժեքից որևէ պարամետրի շեղում, ապա համակարգը ահազանգի միջոցով տեղեկացնում է օգտատիրոջը։ Մի քանիհամակարգերը հնարավորություն ունեն ոչ միայն վերահսկելու, այլև ավտոմատ կերպով փոխելու ցանկացած արժեք՝ սահմանված սահմաններից դուրս եկած արժեք վերադարձնելու համար:

Ավտոմատացման գործիքներ

Անձնակազմի կառավարման ավտոմատացման համակարգը, տեխնոլոգիական գործընթացն իրականացվում է ավտոմատացման տեխնիկական միջոցների կամ TCA-ի հաշվին։ Այլ կերպ ասած, դրանք սարքեր են, որոնք կարող են կամ ինքնին լինել տեխնիկական գործիք և իրականացնել ցանկացած գործունեություն, կամ լինել ապարատային-ծրագրային համալիրի մաս։

Ամենից հաճախ TCA-ն ավտոմատացման համակարգի հիմնական տարրն է: Սա ներառում է բոլոր սարքավորումները, որոնք տեղեկատվություն են հավաքում, մշակում, փոխանցում: Նման գործիքների օգնությամբ հնարավոր է վերահսկել, կարգավորել և վերահսկել արտադրական գործընթացի ավտոմատացված կողմերը։ Կան TCA-ներ, որոնք վերահսկում են որոշ պարամետր: Դրանք կարող են լինել ճնշում, ջերմաստիճան, մակարդակի տվիչներ, կոնդենսիվ սենսորներ, լազերային սենսորներ և այլն: Հաջորդը տեղեկատվական TSA-ներն են, որոնց հիմնական խնդիրը սենսորներից ստացված տեղեկատվության փոխանցումն է: Այլ կերպ ասած, դա կապն է ցածր մակարդակի և ավելի բարձր մակարդակի կառավարման սարքավորումների միջև:

Վերահսկիչ սարքավորումները հնարավորություն ունեն ամբողջությամբ կամ մասնակի դադարեցնելու արտադրական գործընթացը մինչև կանգառի պատճառի վերացումը: Նաև որոշ առաջադեմ համակարգեր կարող են ինքնուրույն լուծել անսարքությունները: Այս դեպքում դրանք վերաբերում են ինքնաբուժման վերահսկման և կառավարման համակարգերին։