Автоматизированные системы распределенного управления

Область применения автоматизированных систем распределенного управления

Первые распределенные системы управления появились в крупных, дорогостоящих и критически важных для безопасности технологических производствах. Распределенное управление применяется в производственных процессах, являющихся непрерывными или ориентированными на партии. В число сфер их применения входят:

1. Приложения для сельского хозяйства.
2. Химические заводы.
3. Сахарные заводы.
4. Нефтеперерабатывающие или нефтехимические заводы.
5. Фармацевтическое производство.
6. Целлюлозно-бумажное производство.
7. Металлургические технологические установки.
8. Системы управления котлами и электрическими станциями.
9. Производство автомобилей.
10. Атомные электрические станции.
11. Производство удобрений.
12. Системы экологического контроля.
13. Пищевая промышленность.
14. Установки для очистки вод.
15. Установки для очистки сточных вод.
16. Системы управления водными ресурсами.
17. Машиностроение.

Характеристики и особенности автоматизированных систем распределенного управления

Современные системы распределенного управления состоят из большого количества разнесенных модулей ввод/вывода и контроллеров. В таком случае структура распределенной системы и структура алгоритма ее работы становятся подобны структуре самого объекта автоматизации, а функции обработки данных, их сбора, управления и вычисления распределяются между контроллерами. Каждый из контроллеров работает со своей группой устройств ввода/вывода и обслуживает определенную часть объекта управления. Например, часть технологического оборудования выпускается с встроенными программируемыми логическими контроллерами. Распределенная система управления может быть определена как система, которая состоит из большого количества устройств, разнесенных в пространстве, при этом каждое из них никак не зависит от остальных, но взаимодействует с ним для выполнения общей задачи. В предельном случае составляющие системы могут располагаться на разных континентах, а связь между ними поддерживаться при помощи Интернета. Максимальное преимущество распределенной системы управления достигается за счет автономной работы контроллеров, при этом обмен данными между ними минимальный. Распределенная система обладает следующими характеристиками, отличающими ее от сосредоточенной:

1. Большая устойчивость к сбоям.
2. Повышенная надежность - отказ одного контроллера никак не влияет на работоспособность других.
3. Большое быстродействие за счет распределения задач между параллельно работающими процессорами.
4. Более простое наращивание или реконфигурирование системы.
5. Упрощенная процедура модернизации.
6. Простота проектирования, настройки, обслуживания и диагностики за счет соответствия архитектуры системы архитектуре системы объекта управления и относительной простоты каждого модуля системы.
7. Улучшенная помехоустойчивость и точность за счет уменьшения длины линий передачи аналоговых сигналов от датчиков к устройствам ввода.
8. Меньший объем кабельной продукции, пониженные требования к качеству и его более низкая стоимость.
9. Меньшие расходы, связанные с монтажом и обслуживанием кабельного хозяйства.

Распределенная система управления “смягчает” требования к операционным системам реального времени, потому что задачи распределяются между параллельно работающими контроллерами, на каждом из которых устанавливается отдельная операционная система. Для эффективного проектирования автоматизированных систем распределенного управления необходимы строгие методы их описания. Также должна быть обеспечена совместимость и взаимозаменяемость между собой всех устройств, входящих в состав системы. Для этого был разработан международный стандарт МЭК 61499. В данном стандарте используются три уровня иерархии: модель системы, модель физических устройств и модель функциональных блоков.