Управляющие вычислительные комплексы

Состав управляющего вычислительного комплекса

В составе управляющего вычислительного комплекса выделяется три группы устройств:

1. Вычислительный комплекс.
2. Устройства связи с объектом.
3. Устройства связи с оперативным персоналом.

Оперативный персонал – это дежурные сотрудники объекта, которые уполномочены на осуществление на объекте операций, связанных с изменением его технологического режима работы или эксплуатационного состояния, а также на подтверждение возможности данного изменения или координации этих операций.

Вычислительный комплекс предназначен для математической и логической обработки информации о технологическом объекте. Такой комплекс состоит из одной или нескольких вычислительных машин. Благодаря устройствам связи с оперативным персоналом операторы-технологи могут следить за протеканием технологического процесса и управлять им. В современных вычислительных комплексах широкое распространение получили микропроцессоры и микрокомпьютеры. Микропроцессор представляет собой функционально законченное устройство для программной обработки данных, которое реализовано на одной или нескольких больших интегральных схемах. В состав микропроцессора входят большие интегральные схемы обработки информации и местной памяти, а также составляющие интерфейса. Микрокомпьютеры представляют собой вычислительные машины на основе микропроцессора, к которому добавляются большие интегральные схемы памяти и управления вводом/выводом. Основой создания микрокомпьютеров и микропроцессоров являются микропроцессорные наборы. При помощи таких наборов строятся универсальные микрокомпьютеры и специальные процессоры, входящие в состав универсального управляющего комплекса. Специальные процессоры предназначены для создания внешних устройств, которые способны самостоятельно выполнять некоторые функции по обработке данных.

Режимы работы управляющего комплекса

При управлении технологическим процессом выделяется три режима работы управляющего вычислительного комплекса:

1. Режим советчика.
2. Супервизорный режим.
3. Режим непосредственного цифрового управления.

Режим советчика используется во время первого этапа внедрения управляющего вычислительного комплекса, когда алгоритм управления не до конца отработан, в данном случае вычислительный комплекс работает в замкнутом цикле. Управление осуществляется оператором, который получает советы от комплекса. Система работает следующим образом: через определенные интервалы времени происходит сбор данных с объекта управления и их передача в комплекс, где осуществляется расчет оптимальных значений для управляющих воздействий или регуляторов. Данные значения в виде рекомендаций выдаются оператору, который изменяет принимает окончательные решения. В данном случае ограничивающий фактор - человек, потому что количество управлений и частота их передачи к объекту не могут быть большими, а количество контуров управления не превышает 5-20. При супервизорном управлении сохраняются локальные регуляторы, а задания для них изменяются от вычислительного комплекса с целью настройки на оптимальный технологический режим. Подобная структура управления высокую надежность и живучесть: система остается работоспособной даже при отказах комплекса, но эффективность все равно снижается. Реализация супервизорного управления требует значительного аппаратного парка: сохраняются локальные регуляторы, добавляются их связи с управляющим вычислительным комплексом, а также соответствующая аппаратура.

При непосредственном цифровом управлении локальные регуляторы отсутствуют, сигнал от комплекса поступает через соответствующие преобразователи к исполнительным устройствам. В данном случае отсутствует аппаратурная избыточность, но значительно возрастают требования к уровню надежности функционирования вычислительных средств, потому что отказ может стать причиной остановки технологического процесса. Главным достоинством непосредственного цифрового управления является возможность изменения алгоритмов управления контурами посредством переделки программного обеспечения.