Управления технологическими процессами

Под автоматизированными системами управления технологическими процессами АСУ ТП в принятом иерархическом делении задач управления предприятием трубопроводного транспорта нефти понимается вся совокупность алгоритмов, средств управления и обслуживающего персонала, имеющая отношение к оперативному управлению отдельными технологическими агрегатами и группами агрегатов.

В общей иерархической структуре системы управления производством АСУ ТП являются нижней ступенью иерархии, и поэтому они характеризуются более тесной связью с объектом, наибольшей независимостью от других ступеней иерархии, наибольшей оперативностью контроля и управления.

Объектами АСУ ТП нижнего уровня являются отдельные агрегаты (например, насос магистральный, насос подпорный, резервуар, и др.) или группа взаимосвязанных агрегатов, представляющих собой единую технологическую установку (например, основная насосная станция, резервуарный парк, и др.). В связи с многообразием объектов для АСУ ТП характерно разнообразие задач управления, методов управления и технических средств реализации алгоритмов управления.

Основные функции АСУ ТП сводятся к следующему:

· контроль за основными переменными технологического процесса;

· стабилизация технологического процесса на некотором постоянном уровне, определяемом технологическим регламентом производства;

· программное управление (включая пуск и остановку процесса) по заданным функциям времени;

· оптимальное управление технологическим процессом (исходя из технологических или технико-экономических критериев);

· защита оборудования от аварий;

· оперативная связь со старшими ступенями управления.

Как правило, АСУ ТП характеризуются непосредственной связью с объектом. В большом числе случаев информация вводится в систему

управления от датчиков автоматически, управляющие воз­действия могут поступать непосредственно на регулирующие клапаны и задвижки. В состав средств, применяемых на этом уровне, входят разнообразные специали­зированные аналоговые и цифровые устройства, специальные датчики, регуля­торы, вычислительные машины и устройства связи вычислительных машин с объектом.

Перечисленные особенности АСУ ТП обусловливают специфику методики построения системы управления агрегатами и технологи­ческими процессами.

В начале при разработке АСУ ТП производится формализация исходного представления об объекте и всей задаче управления. Далее либо математически строго, либо при помощи целого ряда дополнительных упрощающих предполо­жений синтезируется (либо просто предлагается) алгоритм управления. Важной особенностью является то обстоятельство, что эффективность принятых решений до экспериментальной проверки на объекте проверяется в лабораторных условиях, опираясь на имеющиеся формальные представления об объекте, при помощи вычислительных машин.

Для решения сформулированной задачи управления на базе формали­зованного подхода нужно выполнить следующие стадии работы:

· провести исходную формализацию (постановку) задачи синтеза алго­ритма управления;

· разработать соответствующие алгоритмы управления с проверкой на ЭВМ;

· подобрать рациональную структуру технических средств, реализующих АСУ ТП;

· провести всестороннее опробование разработанной АСУ ТП на реальном объекте.

В соответствии с традиционными представлениями любую систему упра­вления рассматривают состоящей из объекта управления и управляющей части системы.

Под объектом управления понимают всю установку или ее часть, управление которой предполагается автоматизировать. Объект управле­ния однозначно выделяется принятой совокупностью наблюдаемых величин, управляющих воздействий и критериев управления (наряду с ограниче­ниями). Под наблюдаемыми величинами понимают сигналы (показа­ния) измерительных приборов установки. Информация о наблюдаемых величинах поступает в управляющую часть системы.

Управляющими воздействиями называют переменные, характеризующие положения органов управления установкой. Изменения значений управляющих воздействий осуществляются на основании решений, принимаемых управляющей частью системы.

Критерием управления называется некоторый показатель (в общем случае функционал), определяющий качество работы системы, а огра­ничениями – допустимые пределы изменения тех или иных переменных,

характеризующих протекание технологического процесса, конструктивные возможности установки, номенклатурные признаки продукта и т. п.

Одной из самых сложных проблем, возникающих при создании автомати­зированных систем, является разработка соответствующих алгоритмов контроля и управления технологическими процессами.