2.2 Иасу – Решение проблемы комплексной автоматизации систем управления

В настоящее время для предприятий ставится задача повышения эффективности производства и повышения качества продукции, а также обеспечение нового качества управления за счёт единого информационного пространства. Достичь этого можно, обладая полной достоверной информацией обо всех объектах производства. Это можно осуществить путём интеграции отдельных подсистем всего предприятия. 

ИАСУ – человеко-машинная многоуровневая иерархическая территориально и фу0нкционально распределённая совокупность взаимосвязанных систем управления, объединённых в единую систему локальными и внешними связями для достижения единой цели.

Управление технологическими процессами и управление финансово-хозяйственной деятельностью (бизнес-процессы) должны строиться в рамках единой системы на основе единого информационного пространства. Только такая единая система позволяет поддерживать интегрированную модель промышленного предприятия и на основе этой модели строить управление в соответствии с главным критерием - рентабельностью производства.

Единое информационное пространство подразумевает оперативный доступ (при наличии, разумеется, соответствующих прав доступа) с любого рабочего места ко всем видам данных, возникающих и накапливаемых в системе. Информация, порождаемая в любой точке предприятия, тут же становится доступной всем заинтересованным службам и отделам. Например, сведения по состоянию технологических установок, их загрузке, параметрам и объему исходной и конечной продукции, поступающие непосредственно с контрольно-измерительной аппаратуры, могут быть сразу же обработаны как на уровне диспетчера цеха, так и экономической или производственно-технической службами завода. Приказы и распоряжения руководства предприятия, решения и выводы специалистов доставляются средствами электронной почты до всех адресатов (с подтверждением приема). Становится возможной групповая работа специалистов одного или нескольких отделов над общими проектами или документами на их рабочих местах.

Создание единого информационного пространства позволяет по-новому поставить вопрос о накоплении и дальнейшем использовании для исследования, диагностики и прогнозирования массивов первичных технологических данных. "Тонкая структура" этих данных при ее должной обработке может дать много дополнительной информации об особенностях работы оборудования и технологических процессах, но она обычно теряется на уровне диспетчерского управления после интегрирования и агрегирования. Наличие вертикальных информационных каналов для данных реального времени между технологическими агрегатами и верхними уровнями системы управления дает возможность проведения различных специальных измерений и экспериментов без непосредственного доступа к опасным или труднодоступным объектам, возможность использования современной, быстро развивающейся технологии оперативной аналитической обработки данных - OLAP.

На рисунке 2 приведена обобщенная схема ИСУ предприятием. 

Рисунок 2 – Обобщённая схема ИАСУ предприятием

Графическое отображение укрупненной схемы модели функционирования интегрированной системы предприятия приведено на рисунке 3.Средним овалом схемы условно представлена та часть системы, в которой происходит наиболее интенсивный обмен информацией между другими подсистемами интегрированной системы предприятия. Анализ существующих разработок АСУ показывает, что, несмотря на функциональную значимость, данная часть интегрированной системы в большинстве случаев автоматизирована недостаточно. В общем случае обмен данными между бизнес-системами и АСУ ТП осуществляется по вертикали во встречных направлениях. В силу этого можно говорить о нисходящем и восходящем потоках данных. Рисунок 3 – Укрупнённая схема модели функционирования интегрированной системы предприятия Нисходящий поток — на нижний технологический уровень передаются производственные задания, графики работы и ремонтов, технологические регламенты, спецификации на качество вырабатываемых продуктов и др.

Восходящий поток формируется производственной информацией, поступающей с технологических участков, установок и цехов. Данные восходящего потока обеспечивают менеджеров верхнего уровня сведениями о количественных и качественных показателях переработанного сырья и продуктах переработки, технологических режимах и их нарушениях, состоянии технологического оборудования, потреблении реагентов и энергоносителей, затратах труда и др.

Даже краткий перечень информации, формирующей встречные потоки, характеризует сложность автоматизации обменных процессов. В то же время многие предприятия, специалисты информационных подразделений которых имеют мощный творческий потенциал, в целях сокращения временных и финансовых затрат, пытаются собственными силами решать частные задачи интеграции функционально неоднородных систем. В большинстве случаев такой подход позволяет добиться временного успеха, но в стратегическом смысле подобные решения необоснованны. 

Во-первых, в этом случае крайне затруднительна техническая поддержка и развитие «самодельных» систем в силу низкой системной проработки принимаемых решений. Динамичное производство постоянно выдвигает новые задачи, требующие развития программного обеспечения. Во-вторых, кадровые перемещения разработчиков ПО и отсутствие формализованных описаний проведенных разработок ставят предприятие в тяжелейшее и иногда безвыходное положение. При этом необходимо отметить, что, несмотря на кажущуюся простоту, «средний» уровень системы управления не менее важен и сложен, чем ERP- или SCADA-системы.

На нижнем уровне АСУ ТП используются: 

• Контрольно-измерительные приборы, необходимые для контроля за ходом ТП на данном участке 

• Исполнительные механизмы, необходимые для управления ТП на данном участке 

• Преобразователи сигналов, обеспечивающие связь датчиков и исполнительных механизмов с программируемыми контроллерами (при необходимости) 

• Контроллеры обеспечивают ввод, обработку и вывод всех сигналов датчиков и устройств системы

• Дублированная локальная вычислительная сеть (ЛВС) 10/100 Мбит/сек – 100% «горячее» резервирование. 

В системе среднего уровня АСУ ТП используются: 

Серверы оперативной (архивной) базы данных на базе персональных компьютеров или серверов в комплекте с цветными графическими мониторами, клавиатурами и промышленными манипуляторами типа "мышь" 

Дублированная локальная вычислительная сеть (ЛВС) 10/100 Мбит/сек – 100% «горячее» резервирование 

Станция инжиниринга на базе персонального компьютера в комплекте с цветным графическим монитором, клавиатурой и манипулятором типа "мышь". Обеспечивает сетевую загрузку и модификацию ПО контроллеров, а также позволяет осуществлять диагностику контроллера и его модулей в режиме on-line.