Назначение системы управления
3.5.1 Структура и функционирование системы управления
Система управления (СУ) выполнена как единая, законченная управляющая, противоаварийная и информационная система для управления технологическим процессом гидроочистки дизельного топлива установки Л-24/8с и объектами ОЗХ к ней.
СУ является информационно-управляющей системой, включающей в себя:
— децентрализованную модульную систему для контроля и управления технологическим оборудованием;
— децентрализованную модульную выделенную систему противоаварийной защиты с дублированием необходимых элементов;
— комплект датчиков и необходимых преобразователей;
— прикладное программное обеспечение СУ.
В СУ предусмотрены функциональные, аппаратные, программные и другие средства обеспечения высокой живучести системы и надежности ее функционирования при возможных отказах оборудования и ошибках персонала. При этом функциональная надежность обеспечивается системной организацией структуры и взаимодействием программно-технических средств, диагностируемостью их отказов, простотой их обслуживания и замены.
Режим функционирования СУ – круглосуточный, непрерывный, с выдачей информации и управляющих воздействий в реальном масштабе времени.
3.5.2 Требования надежности
Технические и программные средства СУ рассчитаны для работы в непрерывном режиме с проведением регламентных работ по поддержанию и обслуживанию системы без остановки технологического процесса.
Регламентные работы должны осуществляться в соответствии с поставляемой комплектно с СУ эксплуатационной документацией.
3.5.3 Требования безопасности
СУ построена таким образом, чтобы явные ошибки в действиях оперативного персонала или отказы технических средств не приводили к ситуациям, опасным для жизни и здоровья людей и материальному ущербу.
Оборудование СУ, требующее осмотра или обслуживания при работающем оборудовании, должно устанавливаться в местах, безопасных для пребывания персонала.
Уровни освещенности информационных и моторных (клавиатуры, ключи, кнопки) полей оперативных контуров должны обеспечивать комфортные условия работы операторов-технологов. Должна быть предусмотрена защита от слепящего действия света и устранение бликов.
Конструкция, монтаж и правила эксплуатации СУ должны соответствовать требованиям «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ), «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей», «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», применительно к конкретному исполнению СУ.
3.5.4 Защита информации от несанкционированного доступа
В системе управления предусмотрены мероприятия по защите информации от доступа лиц, не имеющих полномочий (по должностной инструкции) производить те или иные действия.
С этой целью введены ограничения доступа путем применения паролей, защищающих доступ в операционные (рабочие) среды доступа. При доступе к операционной системе на управляющей станции предусматривается отдельный пароль для каждого пользователя.
Доступ к операционным средам системы должен быть защищен различными паролями для различных категорий пользователей, кроме того, автоматически ведется протокол действий оператора, где фиксируется время, место входа в ту или иную среду управления и все производимые действия.
3.5.5 Сохранность информации при авариях
Возможные основные аварийные ситуации в системе:
Полное длительное обесточивание всей системы – в этом случае источники бесперебойного питания должны обеспечивать 30 минутный запас времени для безопасного перевода агрегатов в безопасное состояние, а также для штатного завершения работы операционной системы с целью полного сохранения всей информации на жестком диске управляющей станции. Эта информация необходима для последующего включения системы.
— сбор и обработка аналоговых технологических параметров;
— сбор и обработка дискретных параметров, характеризующих состояние и положение первичных приборов и исполнительных механизмов;
— отображение значений важнейших параметров, характеризующих работу технологического объекта управления:
— индикация состояния важнейших исполнительных механизмов;
— отображение по запросу оператора неоперативной информации о текущих значениях технологических параметров в цифровом и графическом виде;
— автоматическое непрерывное предоставление предупредительной информации об угрозе возникновения аварийной ситуации, связанной с выходом технологических параметров за установленные пределы или срабатыванием защит;
— сигнализация о пожаре и уровне загазованности:
— автоматическое запоминание первопричины срабатывания аварийной сигнализации, защиты и блокировки;
— сообщение о невыполненных операциях, пуска, работы и остановки, а также о неисправностях отдельных составных частей системы.
— автоматическое формирование массивов ретроспективной информации штатных и аварийных режимов работы, включая действия персонала;
— сигнализация основных режимов работы;
— справочная информация по технической документации на СУ.
Массивы ретроспективной информации формируются в виде непрерывно обновляемых файлов с заданной по каждому параметру длительностью хранения.
В объем информации, необходимой для документирования включены:
— параметры, в том числе вычисляемые, подлежащие регулярной периодической регистрации согласно действующим инструкциям;
— предупредительные сигналы с указанием времени события и значениями аналоговых сигналов;
— аварийные дискретные сигналы с указанием времени события с точностью до
0,2 сек. Данная информация должна быть сформирована в виде отдельного файла и должна сохраняться до санкционированного сброса;
— изменения состояния технологического оборудования по факту события;
— изменения программного обеспечения (уставок, алгоритмов управления) с фиксацией времени изменения, идентификатора станции и кода исполнителя.
Регистрация осуществляется с помощью принтера, входящего в состав АС.
При реализации функций регулирования, в случае исчезновении используемых входных сигналов, предусмотрена возможность перехода в ручной режим регулирования.
— автоматический контроль целостности цепей управления механизмами, функционирующими в режимах аварийного и экстренного останова;
— контроль исправности технических средств СУ до уровня сменного модуля с соответствующей индикацией и регистрацией;
— защита средств управления и информации от несанкционированного доступа;
— сохранность информации и прикладных программ функционирования СУ при полном отключении внешних источников питания;
— автоматический контроль наличия питания на основных модулях и устройствах системы.
3.5.6 Система противоаварийной защиты (СПАЗ)
СПАЗ обеспечивает аварийную остановку технологических объектов в соответствие с утвержденными алгоритмами.
СПАЗ обеспечивает реализацию алгоритма останова по команде оператора или автоматически (с фиксированной временной выдержкой) после получения сигнала о неустранимой в заданный интервал времени неисправности программно-технических средств СУ, грозящей непредсказуемыми последствиями. При исчезновении электропитания на входе в UPS и исчерпании емкости UPS, технологический процесс аварийно останавливается.
UPS оснащен батарейным блоком, емкость которого обеспечивает электроснабжение АСУТП в течении 30 минут для аварийного останова технологического процесса.
Источник статьи: http://infopedia.su/13x8bfb.html
Структура управляющей системы цифровой системы коммутации. Классификация и характеристики УС. Организация системного интерфейса
Страницы работы
Фрагмент текста работы
1 вопрос : Структура управляющей системы (УС) цифровой системы коммутации. Классификация и характеристики УС . Организация системного интерфейса .
Электронная управляющая система (ЭУС) узла коммутации представляет собой комплекс технических и программных средств обеспечивающих возложенные на неё основных , дополнительных и вспомогательных функций и удовлетворяющих техническим ,эксплуатационным и экономическим требованиям .
Классификация управляющих систем:
В зависимости от используемого способа управления различают три основных типа УС :
централизованные , децентрализованные и иерархические .
1)Централизованная УС – состоит из одного центрального управляющего устройства (ЦУУ), осуществляющего управление установлением всех соединений в пределах всего узла коммутации (УК).
Рис. 1 Структура централизованной УС
Достоинства: 1) Наиболее простые по принципу построения
2) Позволяют наиболее экономично удовлетворять требованиям к производительности узла коммутации заданной фиксированной мощности .
Недостатки: 1) Большие начальные затраты на УС даже при небольшой емкости станции.
2) Все задачи управления выполняет только ЦУУ , а ПУУ выполняет только функции системного интерфейса .
3) Проблема «живучести» станции — выход из строя ЦУУ приведет к полной потери работоспособности узла коммутации .
Станциями с централизованной УС являются «Квант» , «Кварц», «Исток» .
2) Иерархическая УС (частичная децентрализация)- состоит из ЦУУ и нескольких групп ПУУ , находящихся между собой в отношении иерархического подчинения .
ЦУУ имеет самый высокий иерархический уровень, а группа ПУУ подключенная непосредственно к периферийному интерфейсу – самый низкий иерархический уровень. Процесс управления на каждом этапе обслуживания вызова проходит в УС через иерархические уровни , начиная с самого низкого до самого верхнего и обратно .При этом УУ на более высоком иерархическом уровне выполняют более сложные функции управления .
Рис.2 Структура иерархической УС
Достоинства : Сочетает в себе простоту и экономичность централизованных систем с возможностью наращивания производительности и достаточно высокой живучестью децентрализованных УС .
Недостатки : В значительноменьшей степени , но всё же ей присущи недостатки как централизо- ванных так и децентрализованных УС .
Станциями с иерархической структурой УС являются МТ 20/25, АХЕ – 10, EWSD, NEAX-61.
3) Децентрализованная УС – состоит из нескольких управляющих устройств (УУ) ,каждое из которых выполняет только определенную часть функций по управлению установлением всех или определенной части соединений в пределах определенной части УК и равноправно с остальными УУ .
Отличительная черта : Управлениепроцессом установления каждого соединения несколькими ПУУ и отсутствие единого координирующего их совместную работу ЦУУ .
Рис.3 Структура децентрализованной УС .
Достоинства : 1) Здесь не нужна мощная ЭВМ, используются простые микропроцессоры .
2) Очень высокая живучесть , повреждение одной или нескольких ПУУ не приведет к простоям станции .
3) Её легко развивать добавляя необходимые модули .
Недостатки : 1) Сложность в организации и координации совместной работы многих ПУУ.
2) Перегрузка отдельных ПУУ из-за не рационального и не равномерного распределения функций между ПУУ.
3) Наличие большого числа ПУУ для обеспечения высокой производительности на станциях с большой емкостью приводит к ухудшению их экономических показателей .
Станциями с децентрализованной структурой УС являются DX-200 , S-12 .
2вопрос : Функциональная структура программного обеспечения (ПО ЦСК). Программная организация процессов обслуживания вызова в АТС с программным управлением .
Внутренние ПО – это программы, которые обеспечивают вспомогательные функции и зависят от конфигурации станции.
Внутренние ПО делятся на:
(СКП) Система коммутационных программ – управляет установлением
Источник статьи: http://vunivere.ru/work88540
Указать назначение управляющей системы ус
Системой называется совокупность целенаправленно взаимодействующих объектов любой природы. Примерами систем могут служить весь окружающий нас мир или любая его часть, человеческое общество, отрасль народного хозяйства, завод, летательный аппарат, вычислительная машина, организм человека или животного и т. д.
Чтобы применить математические методы для изучения функционирования какой-либо системы, необходимо построить ее математическую модель. Для этого нужно определить совокупность величин, которые могут служить количественными характеристиками функционирования системы. Затем следует установить соотношения между этими величинами, приближенно описывающие функционирование реальной системы.
Всякая система взаимодействует с окружающей средой, что-то получает извне и после переработки что-то отдает в окружающую среду. В этом заключается работа системы.
Летательный аппарат получает на входе (от летчика или автономной системы управления) управляющие воздействия – положение его органов управления (рулей и дросселей двигательной установки) как функции времени. Вследствие этого изменяется ориентация осей летательного аппарата и направление его движения. В результате работы такой системы получается определенная траектория полета. Заметим, что эта траектория определяется и массой других внешних факторов, связанных, например, с метеоусловиями полета.
Первым шагом к построению математической модели системы является математическое описание того, что система получает на входе и выдает на выходе.
Величины, определяющие внешние воздействия на систему, называются ее входными сигналами. Величины, определяющие действие системы на окружающую среду, называются выходными сигналами системы.
Кроме входных и выходных сигналов, для построения математической модели вводятся вспомогательные величины, характеризующие внутреннее состояние системы в каждый момент времени. Такие величины называются переменными состояния системы.
Множество всех возможных входных сигналов системы будем называть ее пространством входных сигналов. Множество всех выходных сигналов – пространством выходных сигналов. Множество всех возможных состояний системы будем называть ее пространством состояний.
Математическая модель системы
После определения входных и выходных сигналов и переменных состояний системы для получения ее математической модели нужно установить соотношения между этими величинами. Эти соотношения могут быть относительно простыми или весьма сложными, носить детерминированный или вероятностный характер. Математической моделью системы называется совокупность четырех элементов:
1) пространство состояний;
2) пространство входных сигналов;
3) пространство выходных сигналов;
4) соотношения, связывающие входные и выходные сигналы и переменные состояния.
Пример. Движение материальной точки массой m описывается с помощью второго закона Ньютона:
или 
.
Входным сигналом служит сила 
, действующая на точку, а выходным – вектор 
положения точки в трехмерном пространстве. Состояние точки в каждый момент времени определяется ее координатами 
и вектором скорости 
.
Таким образом, вектором состояния служит шестимерный вектор 
. Пространством входных сигналов является множество всех трехмерных функций времени. Пространство выходных сигналов представляет собой множество непрерывных трехмерных функций времени. Пространством состояний является шестимерное пространство.
Предположим, что нам точно известна математическая модель некоторой системы, которую представим в виде рис. 1. Это означает, что при любом заданном входном сигнале 
можно определить, как будет вести себя эта система. Пусть, например, 
– координата материальной точки на прямой. Тогда уравнение движения 
и при заданной силе можно построить график изменения состояния системы в пространстве состояний (рис. 2).
В том случае, когда внешнее воздействие формируется без нашего участия, задача управления системой отсутствует. Например, если – сила притяжения Земли. Вместе с тем, существует очень широкий класс задач управления, связанный с требуемым вмешательством в процесс изменения состояния системы. Этот класс задач возникает в том случае, когда все или часть внешних воздействий может формироваться специально для достижения заданной цели. Например, необходимо переместить грузик массой 
(рис. 3) из состояния (
, 
) в состояние (
, ) за наименьшее время.
В этом случае мы должны сами выбрать величину и направление силы , обеспечивающие наилучшее значение показателя качества ‑ времени перемещения. Даже в рассматриваемом простейшем случае это не тривиальная задача, если учесть дополнительные ограничения на величину , связанные, например, c механической прочностью грузика. Подумайте, как нужно поступить, если 
.
Итак, если имеется возможность управления системой, т. е. формирования входных сигналов , и цель такого управления, то система называется объектом управления (рис. 4). Кроме управляющих сигналов на вход объекта управления могут поступать мешающие сигналы 
.
Полное математическое описание управляемой системы состоит из математической модели объекта управления, сформированной цели управления и показателя качества, позволяющего сравнивать между собой различные способы достижения цели.
Показатели качества управления
Рассмотрим некоторые показатели или критерии качества управления.
Предположим, что некоторый объект управления необходимо перевести из исходного состояния 
в заданное состояние 
с помощью какого-либо управления . Обычно существует множество управлений , обеспечивающих выполнение задачи. Показатель качества предназначен для сравнения всех возможных управлений между собой и выбора наилучшего или оптимального управления 
, минимизирующего этот показатель. Одним из показателей может служить время 
достижения цели. Наилучшим или оптимальным будет управление , соответствующее минимальному 
. В этом случае говорят об оптимальных по быстродействию системах.
В других задачах величина 
соответствует расходу топлива на перемещение объекта. Такие задачи характерны, например, для управления ракетами. В этом случае из множества допустимых управлений желательно выбрать такое, которое обеспечивает 
.
Очень часто требуется обеспечить равенство выходного сигнала системы заданной величине 
. В этом случае все критерии качества, как правило, основаны на величине рассогласования 
между заданным и действительным состоянием системы. Например, 
или 
. Такие системы называются системами слежения. В частном случае, когда 
– системами стабилизации. В системах слежения управляющее воздействие формируется на основании измерения величины ошибки 
. При этом системы приобретают замкнутую структуру, включающую объект управления, измеритель рассогласования и устройство управления (рис. 5).
Объект управления вместе с устройством управления образуют систему управления. На рис. 5 представлена замкнутая система управления. В таких системах выходной сигнал передается на вход и сравнивается с заданной функцией . Цепь, по которой происходит передача сигнала, называется цепью главной обратной связи.
В качестве примера следящей системы рассмотрим автоматическое управление углом поворота вала, который может быть связан, например, с направленной антенной для приема спутниковых сигналов, рулевым механизмом летательного аппарата или валом прокатного стана. Следящий вал приводится во вращение электродвигателем (ДВ) постоянного тока (рис. 6).
Напряжение 
, подводимое к двигателю, пропорционально рассогласованию между заданным углом поворота и действительным угловым положением вала двигателя.
Назначение такой системы заключается в обеспечении минимума рассогласования . На рис. 7 представлена эквивалентная схема такой следящей системы.
Для того, чтобы дать математическое описание системы, необходимо установить связь между углом поворота вала двигателя и напряжением . Если не учитывать инерционность двигателя, то можно приблизительно полагать, что скорость вращения 
пропорциональна , т. е. 
. Поскольку 
, то связь между напряжением и углом поворота запишется в виде
.
Таким образом, электродвигатель рассмотренной системы может быть приближенно заменен интегрирующим звеном.
Источник статьи: http://scask.ru/a_book_tau.php?id=2