Структура и основные функции УВМ. Иерархическая структура АСУ ТП.

То, что 30—35 лет назад считалось современной большой ЭВМ, в настоящее время является устаревшей техникой с очень скромными возможностями. Современный персональный компьютер с быстродей­ствием в сотни миллионов операций в секунду становится доступ­ным средством для массового пользователя,

В этих условиях любая предложенная классификация ЭВМ очень быстро устаревает и нуждается в корректировке. Например, в клас­сификациях десятилетней давности широко использовались названия мини-, миди- и микроЭВМ, которые сейчас почти исчезли из обихода.

Отдельные единицы оборудования, вхо­дящие в состав ТО, управляемого АСУТП, имеют автономные системы управления, позволяющие как встраивать данное обору­дование в технологический комплекс, так и использовать его ав­тономно.

По указанной причине управление в АСУТП организуется по иерархическому принципу. Иерархическое управление является од­ной из разновидностей централизованного управления. При уп­равлении по иерархическому принципу система управления под­разделяется на отдельные уровни, или ранги. Общее управление осуществляется центральной управляющей вычислительной ма­шиной (ЦУВМ), которая считается УВМ высшего (первого) ран­га. Однако ЦУВМ при иерархическом управлении управляет ТО не непосредственно, а только через промежуточные, локальные, управляющие вычислительные машины (ЛУВМ).

Все ЛУВМ, управляемые непосредственно от ЦУВМ, называ­ются УВМ второго ранга (второго уровня управления). Если име­ются ЛУВМ, управляемые не от ЦУВМ, а от УВМ второго ранга, то такие ЛУВМ называются ЛУВМ третьего ранга. По отношению к ним соответствующая УВМ второго ранга оказывается централь­ной. В результате при управлении по иерархическому принципу каждая УВМ управляет лишь управляющими устройствами бли­жайшего низшего ранга, а подчиняется лишь одной из УВМ бли­жайшего высшего ранга. Исключение составляет самый нижний уровень управления, на котором осуществляется непосредствен­ное управление ТО, т.е. не управляющими, а исполнительными устройствами.

Для АСУТП типична трехуровневая иерархическая структура, представленная на рис. 1.1. Здесь ЦУВМ, которая является доста­точно мощным промышленным компьютером, снабжает управ­ляющими программами TV ЛУВМ, а последние управляют испол­нительными электроприводами (например, М электроприводов)

Рис. 1.1. Типичная трехуровневая иерархическая структура АСУТП

через системы управления электроприводами (СУЭП) или дру­гими исполнительными устройствами.

ЛУВМ могут строиться на базе компьютеров, программируемых логических контроллеров и микроконтроллеров в зависимости от сложности решаемых задач управления. В качестве исполнительных устройств могут быть использованы не только электроприводы, но и нагревательные, электрофизические, электрохимические и другие установки. Системы управления исполнительных устройств могут быть построены как на базе микропроцессорных комплек­тов, так и без них, могут быть как цифровыми, так и аналоговыми.

На рис. 1.1 показано прохождение лишь прямых управляющих сигналов, а описание каналов обратной связи от ТО к АСУТП будет приведено далее. Прохождение сигналов обратной связи стро­ится также по иерархическому принципу: от исполнительных ус­тройств и агрегатов информация поступает сначала в ЛУВМ по результатам опросов датчиков, установленных на технологиче­ском оборудовании, а ЦУВМ получает необходимую информа­цию о состоянии технологического объекта в порядке обмена ин­формацией сЛУВМ.