Состав интегрированной системы автоматизации предприятия.

В современном промышленном производстве все большее значение приобретает возможность оперативного доступа к достоверной и точной информации их любой точки управления производством, поскольку это определяющим образом влияет на эффективность работы предприятия, включая производительность труда, качество и конкурентоспособность выпускаемой продукции. Эта проблема решается путем создания интегрированной многоуровневой распределенной АСУ. Интегрированная система автоматизации предприятия может быть представлена в виде 5-уровневой пирамиды.

Нижний, нулевой уровень системы включает набор датчиков и исполнительных устройств, встраиваемых в конструктивные узлы технологического оборудования и предназначенных для сбора первичной информации и реализации исполнительных воздействий. Этот уровень называется уровнем I/O (ввода-вывода).

Первый уровень служит для непосредственного автоматического управления технологическими процессами с помощью различных УСО и ПК (промышленные контроллеры). Этот уровень получил название control (непосредственное управление).

Второй уровень, названный SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition - сбор данных и диспетчерское управление), предназначен для отображения (или визуализации) данных в производственном процессе и оперативного комплексного управления различными агрегатами, в том числе и с участием диспетчерского персонала.

Третий уровень MES (Manufacturing Execution System) - средства управления производством - выполняет упорядоченную обработку информации о ходе изготовления продукции в различных цехах, обеспечивает управление качеством, а также является источником необходимой информации в реальном времени для верхнего уровня управления предприятием. Системы MES имеют ряд подсистем следующего назначения:

· синтез расписаний производственных операций;

· распределение ресурсов, в том числе распределение исполнителей по работам;

· диспетчирование потоков заказов и работ;

· управление документами, относящимися к выполняемым операциям;

· оперативный контроль качества;

оперативная корректировка параметров процессов на основе данных о протекании процессов.
Современные АСУТП на базе промышленных контроллеров и SCADA-систем позволяют значительно повысить экономическую эффективность производства за счет повышения точности регулирования технологических режимов, снижения влияния человеческого фактора, применения развитых средств диагностики и противоаварийной автоматики, и т.д. Если рассматривать традиционную двухуровневую информационную систему производственного предприятия «АСУТП - АСУП», то MES-решения занимают в ней промежуточное положение, выполняя роль поставщика, информации из АСУТП в АСУП и обратно. Данные из MES-системы могут быть интегрированы с другими системами для улучшения мониторинга, отслеживания динамики и выверки процесса производства. Они облегчают работу, как уровне управления, так и на производственных участках. Задачей АСУТП является улучшение работы одного процесса или технологической линии. MES-системы ориентированы на анализ того, как данный отдельный процесс влияет на производство в целом, они могут в зависимости от текущей рыночной ситуации оптимизировать это производство. Одной из наиболее сильных сторон MES-систем является то, что они позволяют комбинировать основные бизнес-цели предприятия и локальные производственные процессы наиболее эффективным образом.

Четвертый, верхний уровень управления определяется как MRP и ERP - планирование ресурсов предприятия. В России системы этого уровня больше известны под именем АСУП (автоматизированные системы управления предприятием). Они предназначены для автоматизации планирования производства и финансовой деятельности, снабжения и продаж, анализа и прогнозирования и т.д. Эту модель комплексной автоматизации предприятия можно упрощать, объединяя любые два соседних уровня, но принципиально подход остается одинаковым. Рассмотрим основные задачи, решаемые на различных уровнях управления.

В промышленные контроллеры {первый уровень) загружаются программы и данные из ЭВМ второго уровня, уставки, обеспечивающие координацию и управление агрегатом по критериям оптимальности управления технологическим процессом в целом, выполняется вывод информации на второй уровень управления служебной, диагностической и оперативной информации, т.е. данных о состоянии агрегата, технологического процесса. Особенность обмена информацией между первым и вторым уровнями состоит в высокой степени регулярности. Здесь применимы режимы обмена, соответствующие локальным промышленным сетям, которые в настоящее время выполняются в стандартах Bitbus, Profibus и т.п. Первый уровень управления реализуется, например, на промышленных контроллерах СМ1820М.ПК, ЭМИКОН, МИК, СИКОН и др. Второй уровень управления должен обеспечивать:

· диспетчерское наблюдение за технологическим процессом по его графическому отображению на экране в реальном масштабе времени;

· расчет и выбор законов управления, настроек и уставок, соответствующих заданным показателям качества управления и текущим показателям объекта управления;

· хранение и дистанционную загрузку управляющих программ в ПК;

· оперативное сопровождение моделей объектов управления типа «агрегат», «технологический процесс», корректировку моделей по результатам обработки информации от первого уровня;

· синхронизацию и устойчивую работу систем типа «агрегат» для группового управления технологическим оборудованием;

· ведение единой базы данных технологического процесса;

· контроль работоспособности оборудования первого уровня, переход на резервную схему в случае отказа отдельных элементов.

Второй уровень управления реализуется на базе специализированных промышленных УВК, например СМ1820М.ВУ или на базе ПЭВМ. Диспетчерский интерфейс реализуется SCADA-системами, например, широко известным пакетом InTouch фирмы Wonderware. Связь с контроллерами и приложениями в SCADA-системах обычно осуществляется посредством технологий DDE, OLE, OPC или ODBC. Машины второго уровня должны объединяться в однородную локальную сеть предприятия (типа Ethernet) с выходом на третий уровень управления. В качестве каналов связи используют последовательные промышленные шины Profibus, CANbus, Foundation Fieldbus и др. В SCADA-системах в основном применяют ОС UNIX или Windows NT.

Третий уровень характеризуется необходимостью решения задач оперативной упорядоченной обработки первичной информации из цеха и передачи этой информации на верхний уровень планирования ресурсов предприятия. Третий уровень реализуется на ПЭВМ.

Для решения задач четвертого уровня выбирают многопроцессорные системы повышенной производительности.