Функции и характеристики системы управления

Верхние уровни управления представлены в системе сервером и двумя равноценными взаимозаменяемыми операторскими станциями.

Сервер системы является одновременно автоматизированным рабочим местом (АРМ) начальника цеха или технолога, а также резервной операторской станцией.

На сервере установлена база данных, включающая в себя банк рецептов, контейнеры заказов и архив.

Банк рецептов рассчитан на 500 образцов. Каждый образец содержит наименования компонентов, значения требуемых доз компонентов в расчете на 1 м³, значения влажности сыпучих компонентов, при которых рассчитывался рецепт, описание регламента загрузки-смешивания компонентов. В ряде случаев образец содержит и другие данные, относящиеся по смыслу к атрибутам рецепта. Редактирование образцов выполняется с помощью заранее составленных списков наименований компонентов и наименований марок смесей. Подготовленные (корректные) образцы рецептов доступны для применения на операторских станциях.

Контейнеры заказов — из расчета два (или более) на одну линию — предназначены для сохранения данных заказов на время их выполнения. По мере выполнения заказов контейнеры автоматически освобождаются и объявляются доступными для редактирования. В любой освободившийся контейнер оператор может поместить данные нового заказа, а именно: скопировать рецепт требуемого образца, определить план выпуска, маршрут отгрузки смеси и т. д. По готовности данных достаточно нажать кнопку «Выполнять» в окне контейнера, после чего данные заказа передаются по сети вычислительному устройству НЦУ для выполнения заказа в автоматическом режиме. Контейнеры заказов доступны оператору в необходимом для него объеме в виде окон, которые для удобства работы открываются непосредственно в кадрах визуализации технологического процесса на операторских станциях. В ходе выполнения заказа допускается частичное редактирование данных контейнера, например, списков используемых источников материалов для дозирования тех или иных компонентов.

Архив базы данных предназначен для долговременного хранения отчетных данных о выполнении заказов, включая следующие: исходные данные из контейнеров заказов; дата, время начала и окончания заказов; фактические объемы произведенных смесей; истории дозирования компонентов (требуемые и фактические значения доз компонентов во всех замесах, значения влажности и температуры компонентов, время отгрузки каждого замеса); истории вмешательств в технологический процесс. По желанию заказчика в архиве могут вестись истории загрузки расходных бункеров, журналы регистрации действий оператора, регистрации нештатных и аварийных ситуаций, учета моторесурсов оборудования, зонального расхода электрической и тепловой энергии и т. д. — всего, что поддается инструментальному или организационноинструментальному контролю.

Данные о выполнении заказов доступны для просмотра и печати на АРМ начальника цеха/технолога и в службах предприятия (через корпоративную сеть) в следующих вариантах группирования: сводный хронологический отчет о выполнении заказов за указанный период (смену, сутки, несколько суток, месяц и т. д.) с данными о расходе материалов; сводный отчет о выполнении заказов за указанный период с группированием данных по маркам смесей и с данными о расходе материалов; подробные отчеты о выполнении отдельных заказов (с историями дозирования и вмешательств) и т. д.

Непременный атрибут верхних уровней управления — визуализированный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ) оперативного управления технологическим процессом — имеет развитую систему отображения состояний управляемых механизмов, условных и текстовых сообщений о текущих фазах механизмов, агрегатов и линий, оконную систему объявления директив, инструкций, уставок, выполнения калибровок измерительных каналов и т. д. Для наиболее оперативных вмешательств в кадре предусмотрены кнопки с действием «в одно нажатие». Для других вмешательств и ведения диалога с системой управления в кадре имеется около 50 вызываемых окон. Всего в четырех кадрах визуализации — более 150 диалоговых окон. Однако, несмотря на высокую функциональную насыщенность ЧМИ, всем цехом легко управляет один оператор. Кадры визуализации технологического процесса, также как и данные архива, доступны удаленным клиентам (в первую очередь, директору завода) через корпоративную сеть предприятия в реальном масштабе времени.

Нижние уровни управления представлены в системе четырьмя вычислительными устройствами НЦУ (по количеству линий) и распределенными УСО. Каждое вычислительное устройство укомплектовано изделиями производства фирмы Octagon Systems: каркасами 5203-RM, процессорными платами (микроконтроллерами) 6050, сетевыми платами 5500. Процессорные платы могут быть и других типов: 60×0, 6225, 5025А, 5070, 5066 или СРиб86Е фирмы Fastwel. УСО полностью укомплектованы модулями и другими изделиями серии СА «Композит» производства группы компаний «Элтикон» и обеспечивают удаленный вводвывод всех необходимых дискретных и аналоговых сигналов.

Вычислительные устройства НЦУ осуществляют полное управление технологическим процессом в реальном масштабе времени. Их взаимодействие с верхними уровнями ограничено приемом заданий, инструкций, директив, уставок и передачей отчетов о текущем состоянии (векторе) управляющей программы и объекта управления.

Управляющая программа каждой линии выполняет функции интеллектуального автомата, который контролирует технологический процесс на следующих уровнях (в следующих потоках данных):

• • ввод-вывод сигналов через распределенные УСО;
• • цифровая фильтрация, масштабирование и иная цифровая обработка сигналов;
• • управление отдельными механизмами с учетом требуемых, фактических и системных состояний механизмов;
• • решение задач управления агрегатами, т. е. функциональными объединениями механизмов, в частности, дозаторами, смесителями, транспортирующими линиями и т. д.;
• • решение задач обучения и адаптации к свойствам материалов и оборудования с целью, например, прогнозирования массы падающего столба при дозировании и т. д.;
• • решение задач управления множеством агрегатов с учетом поступающих «сверху» заданий, инструкций, директив, а также состояний агрегатов, механизмов и собственно управляющей программы;
• • планирование и регулирование потока частных заданий агрегатам с целью оптимизации использования ресурсов оборудования и конвейеризации технологического процесса;
• • обслуживание интерфейса с верхним уровнем, в том числе поддержание диалога при вмешательствах, обеспечение доступа к сохраняемым уставкам и настроечным параметрам оборудования и технологического процесса, формирование отчета о текущем состоянии управляющей программы и объекта управления (объем отчета для задач автоматизации подобного класса — порядка тысячи переменных или тэгов);
• • непрерывное сохранение данных о текущем состоянии (с контролем целостности данных) для обеспечения в случае несанкционированного выключения питания возможности «поднять» технологический процесс с той фазы, на которой он был прерван;
• • непрерывная диагностика состояния технических средств системы управления, питающих сетей и т. д.