Глава 5. УРОВЕНЬ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ

            МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОГО ВЫБОРА ВАРИАНТОВ 10

     1.1.   Уровни распределённых систем управления и задачи выбора

вариантов по уровням 10

1.2. Классификация задач выбора вариантов 20

1.3. Алгоритм процесса построения модели принятия решений

 при выборе вариантов 21

1.4. Методы выбора нехудших вариантов на основе безусловного

     критерия предпочтения 28

1.4.1. Метод рабочих характеристик 28

1.4.2. Метод модифицированных рабочих характеристик 33

1.4.3.Весовой метод выбора нехудших вариантов 34

1.4.4.Комбинированный метод выбора нехудших вариантов 35

1.5.  Методы выбора вариантов на основе условных

 критериев предпочтения 36

  1.5.1. Методы на основе введения результирующего

            показателя эффективности 36

  1.5.2.  Минимаксные методы 43

  1.5.3. Метод на переводе всех показателей эффективности,

           кроме одного, в разряд ограничений 45

1.5.4. Метод последовательных уступок 45

Глава 2. МНОГОСТАДИЙНЫЙ ВЫБОР ВАРИАНТОВ

            НА ОСНОВЕ БИНАРНЫХ ОТНОШЕНИЙ МЕЖДУ

МНОЖЕСТВАМИ 47

     2.1 Структурная модель многостадийного выбора вариантов 47

2.2. Формирование модели представления информации для

  выбора вариантов 50

2.3. Нормализация исходных таблиц соответствий 56                           

2.4. Метод выбора допустимых вариантов 63

2.5. Методы выбора нехудших вариантов на основе

  безусловного критерия предпочтения 66

  2.5.1. Выбор нехудших вариантов на основе абсолютного

            критерия 66

  2.5.2. Выбор нехудших вариантов на основе метода рабочих

            характеристик 70

  2.5.3. Выбор нехудших вариантов на основе метода

            усеченных матриц 75

2.6. Методы выбора оптимальных вариантов на основе

  условных критериев предпочтения 80

  2.6.1. Выбор оптимальных вариантов на основе

            лексикографического метода 80

  2.6.2. Выбор оптимальных вариантов при ранжировании

            показателей эффективности с уступками 83

Глава 3. УРОВЕНЬ ДАТЧИКОВ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ

УСТРОЙСТВ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ

            УПРАВЛЕНИЯ 86

     3.1. Постановка задачи 86

3.2. Операторские уравнения и структуры процессорных

измерительных средств 91

3.3. Светооптические первичные преобразователи 94

3.4. Структурная модель выбора процессорных

измерительных средств 98

3.5. Выбор операторского уравнения и структуры

процессорных измерительных средств 99

3.6. Выбор оптимального варианта первичных

светооптических преобразователей. Метод выбора

общепромышленных датчиков 108

3.7. Варианты процессорных измерительных средств на базе

приборов с зарядовой связью для измерения размеров

древесного сырья 115

3.8. Сенсорные сети для подключения датчиков и

     исполнительных устройств 122

3.8.1. Модель взаимодействия открытых систем. 122

3.8.2. Характеристики промышленных сетей 127

3.8.3.Сенсорные сети для подключения датчиков и

     исполнительных устройств. Промышленная сеть

      AS-интерфейс 142

3.8.4.Комплекс технических средств промышленной сети

      AS-интерфейс для подключения к промышленному

     контроллеру SIMATIC S7-300 (Siemens) 156

     3.8.4.1.  Ведущие устройства сети AS-интерфейс 157

           3.8.4.2.  Кабель сети AS-интерфейс 162

           3.8.4.3.  Ведомые устройства AS-интерфейса в системе

                          SIMATIC S7-300 (фирма Siemens) 167

           3.8.4.4.  Распределители, ответвители адаптеры

                         сенсорной сети AS-интерфейса в системе

                          SIMATIC S7-300 (фирма Siemens) 175

           3.8.4.5.  Датчики для подключения к промышленной

                         сети AS-интерфейс 176

Глава 4. УРОВЕНЬ НИЗОВОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ

            РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ 181

     4.1. Классификация и аппаратные средства промышленных

              контроллеров 181

4.2. Процессорный модуль промышленных контроллеров 187

4.3. Основные характеристики промышленных контроллеров 191

4.4. Примеры промышленных контроллеров и их характеристики 195

  4.4.1. Промышленный контроллер научно-исследовательской

            лаборатории проектирования (НИЛ АП,

            www RealLab. ru) 195

  4.4.2. Промышленные контроллеры компании ICP DAS

            (www ipc 2U. ru) 199

  4.4.3. Промышленные контроллеры группы компаний «Текон»

            (www tecon. ru) 203

    4.4.3.1.  Система «Теконик» на основе процессорных

                  модулей РО4, РО4М 206

    4.4.3.2.  Система «Теконик» на основе процессорных

                  модулей РО6, РО6 DIО 223

    4.4.3.3.  Программное обеспечение системы «Теконик»  

                   на основе процессорных модулей

                   РО6, РО6 DIО 239

           4.4.3.4.  Промышленный контроллер МФК группы

                         кампаний «Текон» 241

           4.4.3.5.  Промышленный контроллер МФК 3000 ЗАО ПК

                         «Промконтроллер»(www tecon. ru) 249

  4.4.3. Промышленные логические контроллеры компании 

             «ОВЕН» (www. Owen. ru) 266

     4.5. Модули ввода-вывода сигналов промышленных

            контроллеров 297

     4.6. Модули ввода аналоговых сигналов. 302

     4.7. Модули вывода аналоговых сигналов 322

     4.8. Модули ввода дискретных сигналов 328

     4.9. Модули вывода дискретных сигналов 336

     4.10. Модули ввода частоты, периода и счета импульсов 347

     4.11. Объединение модулей ввода-вывода в сеть 363

     4.12. Специальные модули промышленных контроллеров 370

     4.13. Контроллерные промышленные сети 378

Глава 5. УРОВЕНЬ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ

            УЧАСТКАМИ И ПРОЦЕССАМИ 382

     5.1. Промышленные компьютеры 382

5.2. Модели промышленных компьютеров 389

5.3. Операторские станции в распределенных системах 

  управления 395

5.4. Модели операторских станций 407

     5.5. Универсальные промышленные сети 415

Глава 6. УРОВЕНЬ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ 420

     6.1. Локальные вычислительные сети – основа управления

            производством 420

6.2. Аппаратные средства локальных вычислительных сетей 426

5.3. Классификация локальных вычислительных сетей 446

Глава 7. SCADA-СИСТЕМЫ В РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМАХ

            УПРАВЛЕНИЯ 472

     7.1. Функции и свойстваSCADA-систем 472

7.2. Общие положения и особенности SCADA-систем 476

7.2.1. Интегрированная SCADA-система TRACE MODE-6 +   

           TFACTORY-6 480

7.2.2. Экономические модули SCADA-системы TRACE MODE-6 +   

           TFACTORY-6 491

7.2.3. Исполнительные модули TRACE MODE-6 +

           TFACTORY-6 495

7.2.4. Технология разработки проекта в инструментальной

           системе TRACE MODE-6 501

7.3. Выбор SCADA-систем 511

Библиографический список 517

Введение

Современные системы управления являются распределенными по уровням и интегрированными по функциям АСУ ТП и АСУП. Каждому уровню соответствуют определенные функции, реализованные соответствующими техническими средствами автоматизации и программным обеспечением. Основой первого уровня распределенных систем управления являются оконечные устройства, в основном это датчики и исполнительные устройства, расположенные непосредственно на объектах контроля и управления. Второй уровень относится к уровню низовой автоматизации. Основными техническими средствами этого уровня являются промышленные контроллеры и промышленные контроллерные сети. Главной задачей третьего уровня является управление технологическими участками и технологическими процессами. Промышленные компьютеры, операторские станции и универсальные промышленные сети – основа уровня. Четвертый уровень относится к управлению производством (АСУП) в тесной интеграции с системами автоматизации технологических процессов (АСУ ТП). Технической основой уровня являются компьютеры, серверы, коммуникационные устройства, объединенные в вычислительные сети с соответствующими автоматизированными рабочими местами (АРМ). Для создания таких распределенных систем управления необходимы интегрированные системы проектирования SCADA-системы, обеспечивающие работу АСУ ТП и АСУП в реальном времени на основе единого математического обеспечения при интеграции информационных ресурсов и программного обеспечения от уровня датчиков и исполнительных устройств, низовой автоматики до уровня управления производством, доступности информации на всех уровнях принятия решений.

Из изложенного выше следует, что во всех случаях проектирования возникает задача многокритериального выбора вариантов из исходного множества вариантов, удовлетворяющих заданным показателям эффективности. Для решения такой задачи необходимы:

¾ методы выбора вариантов;

¾ структурная модель выбора;

¾ математическое описание процесса выбора вариантов технических средств и программного обеспечения;

¾ алгоритм процесса выбора;

¾ вычислительная процедура процесса выбора вариантов;

¾ комплекс технических средств для всех уровней распределенной системы управления, включая варианты современных SCADA-систем, содержащих инструментальную систему проектирования и исполнительные программные модули.

C этой целью в учебном пособии в первой и второй главах рассмотрены способы решения задач многокритериального выбора вариантов при

проектировании распределенных систем управления. Проведен сравнительный анализ методов выбора на основе безусловного и условного критериев предпочтения. Предложен метод многостадийного выбора вариантов с использованием бинарных отношений между множествами, включающий выбор допустимых, нехудших и оптимальных вариантов с использованием абсолютного критерия, метода рабочих характеристик, усеченных матриц, лексикографического метода, метода ранжирования показателей эффективности с уступками. Приведены примеры реализации предложенного многостадийного метода.

В третьей главе рассмотрены составляющие уровня датчиков и исполнительных устройств распределенных систем управления:

¾ операторные уравнения и структуры современных процессорных измерительных средств;

¾ математическое описание и алгоритм процесса выбора операторных уравнений и структуры процессорных измерительных средств;

¾  варианты измерительных средств с применением светооптических первичных преобразователей на базе приборов с зарядовой связью;

¾  метод выбора оптимальных вариантов первичных светооптических преобразователей;

¾  метод выбора общепромышленных датчиков

¾ сенсорные сети для подключения датчиков и исполнительных устройств с подробным описанием комплекса технических средств промышленной сети AS-интерфейс для подключения к промышленному контроллеру SIMATIC (Siemens).

Четвертая глава посвящена уровню низовой автоматизации распределенных систем управления. Приведены классификация, аппаратные средства и характеристики промышленных контроллеров. Рассмотрены варианты конфигурации (компоновки) систем автоматизации на базе промышленных контроллеров различных фирм, программное обеспечение и схемы подключения. Дано описание и приведены характеристики контроллерных промышленных сетей для подключения контроллеров к операторским станциям. Большое внимание в данной главе уделено модулям ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов, специальным модулям промышленных контроллеров, объединению модулей в сеть. Рассмотрены варианты построения модулей, схемы подключения датчиков к модулям ввода сигналов и исполнительных устройств к модулям вывода сигналов. Приведены характеристики для выбора вариантов аналогового и дискретного ввода-вывода. В четвертой главе также рассмотрены варианты операторских панелей, характеристики и схемы подключения в системах автоматизации.

Для уровня управления технологическими участками и технологическими процессами в пятой главе представлены основные модели промышленных компьютеров и операторских (рабочих) станций, их характеристики и параметры для выбора, в том числе для автоматизированного выбора вариантов. Указаны особенности промышленных компьютеров и варианты схемных решений операторских станций в распределенных системах управления.

Локальные вычислительные сети (ЛВС) являются неотъемлемой частью любой современной компьютерной сети. Информационные ресурсы крупных корпоративных сетей практически сосредоточены в локальных сетях, а глобальные сети являются транспортом, который соединяет многочисленные локальные сети. В производственной практике локальные сети играют очень большую роль. Посредством таких сетей объединяются рабочие места в систему на уровне управления производством, которые используют оборудование, программные средства и информацию предыдущих уровней распределенной системы управления. В шестой главе приведена классификация и аппаратные средства локальных вычислительных сетей: сетевые адаптеры, трансиверы, концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы. Приведены варианты ЛВС на основе разделяемой среды передачи данных и коммутируемые ЛВС.

Проектирование распределенных систем управления невозможно без применения интегрированных SCADA-систем, позволяющих создавать в автоматизированном режиме проекты и выполнять программирование, начиная с интеллектуальных датчиков, промышленных контроллеров и кончая созданием операторского интерфейса и автоматизированных рабочих мест для управления производством. В седьмой главе приведены функции, свойства и особенности SCADA-систем. Подробно рассмотрен один из вариантов интегрированной SCADA-системы TRACE MODE-6 + T-FACTORY-6 (компания AdAstra, Россия): инструментальная система для создания проектов, технология разработки проекта, исполнительные модули для программирования технических средств АСУ ТП и АСУП. Приведен метод многокритериального выбора SCADA-систем.

Мы поможем в написании ваших работ!