Проектирование цементных заводов (стр. 46 )

В настоящее время в составе КТС АСУ ТП все более широко применяются персональные электронно-вычислительные машины (ПЭВМ). Комплекс аппаратных средств ПЭВМ обычно включает наряду с собственно процессором цветной или черно-белый дис­плей, печатающее устройство (принтер), клавиатуру, дисковод для гибкого диска и «винчестер»-диск. Тенденция распростране­ния ПЭВМ обусловлена тем, что, обладая значительным быстро­действием и памятью, а значит большими функциональными воз­можностями по переработке информации, они имеют малые габариты и не предъявляют особых требований к помещениям, где размещены. Развитое и непрерывно совершенствующееся об­щее программное обеспечение ПЭВМ обеспечивает проектиров­щикам АСУ ТП все более широкие возможности представления информации технологу-оператору в текстовой и графической формах. Определенные сложности использования ПЭВМ в соста­ве АСУ ТП были обусловлены необходимостью разработки уст­ройств связи персональных компьютеров с объектом управления, однако в настоящее время такие устройства уже разработаны и имеется положительный опыт их применения.

9.4.3. Микропроцессорные контроллеры

Важным направлением развития средств ВТ является создание микропроцессорных контроллеров.

Согласно Малой Советской Энциклопедии, контроллер — это электрический многопозиционный переключающий аппарат низ­кого напряжения, с помощью которого изменяют режим работы электрических двигателей. Использование микропроцессорных контроллеров (например, Б9601) для управления пуском и оста­новом отдельных механизмов и целых технологических узлов позволяет заменить громоздкие и дорогостоящие релейно-контактные схемы управления электродвигателями, расширить функци­ональные возможности, отказаться от специальных помещений, сократить время аварийного простоя оборудования из-за неисп­равностей релейно-контактных схем.

При использовании таких контроллеров последовательность выполнения операций пуска — останова соответствует заложен­ной в контроллер программе.

Регулирующие микропроцессорные контроллеры — ремиконты — представляют собой новый класс устройств управления, выполненных на микропроцессорной элементной базе и специа­лизированных для решения задач автоматического регулирова­ния. Один из первых ремиконтов Р-100 располагает библиотекой из 25 наиболее употребляемых алгоритмов автоматического ре­гулирования. Сюда входят алгоритмы аналогового и импульсного регулирования, динамического, статического и нелинейного пре­образования, а также управляющей логики. Эти алгоритмы «за­шиваются» в блок постоянной памяти устройства при его изго­товлении. Программирование ведется непосредственно на объекте управления, для чего не нужны программисты — с этой работой могут справиться заводские специалисты, занимающиеся настрой­кой и эксплуатацией обычных аналоговых устройств. В настоя­щее время создано ПО, позволяющее конфигурировать и настра­ивать алгоблоки Р-100 (а также последующих модификаций Р-110, Р-130) с использованием ПЭВМ, что сильно ускоряет и упрощает процесс создания и настройки системы управления. В Р-110 встроены средства самодиагностики, позволяющие относи­тельно быстро обнаружить неисправность. Автоматическое пере­ключение с рабочего на резервный контур значительно повышает надежность систем регулирования. На вход Р-100 можно подклю­чать сигналы до 64 аналоговых и 126 дискретных сигналов. Вы­ходные устройства формируют на выходе контроллера до 64 им­пульсных, 64 аналоговых и 126 дискретных сигналов.

9.4.4. Техническая структура АСУ ТП

В период использования мини-ЭВМ преобладала централизо­ванная структура управления, когда контроль и управление тех­нологическим процессом были сосредоточены в одной или не­скольких мини-ЭВМ, расположенных в специально оборудованном помещении, достаточно удаленном от технологи­ческих агрегатов. Недостатками централизованной структуры яв­ляются низкая надежность и высокая стоимость АСУ ТП. Нена­дежность обусловлена тем обстоятельством, что при выходе из строя центральной ЭВМ выходит из строя вся АСУ ТП. Высокая стоимость обусловлена сложностью коммуникаций между объек­том, ЭВМ и технологом-оператором (многочисленные кабельные трассы от датчиков и исполнительных механизмов к ЭВМ).

Микро-ЭВМ и микропроцессорные контроллеры позволяют ре­ализовать децентрализованные структуры управления. В вариан­те использования микро-ЭВМ структуру управления современно­го цементного завода можно представить следующим образом. Каждая параллельно работающая группа агрегатов оснащается одной микро-ЭВМ, выполняющей функции контроля и управле­ния данным технологическим процессом. Она производит вычис­лительную обработку и контроль измеряемых величин, многока­нальное регулирование процесса, оптимизацию (если требуется) по заданному критерию. Взаимосвязь технолога-оператора с ЭВМ осуществляется через пульт контроля и управления, оснащенный дисплеями, ключами управления и клавиатурой. Щитовые вто­ричные показывающие и записывающие приборы не проектиру­ются, либо проектируются в ограниченном числе для самых глав­ных параметров. На дисплеях высвечивается мнемосхема кон­тролируемого процесса (или ее часть) и представляются текущие цифровые значения всех контролируемых параметров. На экране дисплея могут быть представлены графики изменения во времени основных параметров процесса. В такой системе большое внима­ние уделяется диагностике различных нарушений.

Параметры контроля состояния объекта управления в агреги­рованном виде передаются со всех микро-ЭВМ на верхний уро­вень в мини-ЭВМ. Применительно к цементному заводу на ЦПУ* располагается одна мини-ЭВМ, информационно связанная со все­ми микро-ЭВМ. На дисплее и печатающих устройствах этой ма­шины приводятся сводки работы технологической линии или за­вода в целом за текущие интервалы времени (час, смену, сутки) и осуществляется связь с операторами местных постов.

При использовании микропроцессорных контроллеров они, располагаясь в непосредственной близости от соответствующих технологических участков, выполняют функции интеллектуаль­ного УСО. Контроллеры осуществляют прием и первичную об­работку информации от ТОУ и передачу ее в микро-ЭВМ для представления оператору на экранах дисплея и выработки уп­равляющих воздействий. Кроме того, контроллеры могут осуще­ствлять программное управление пуском и остановом исполни­тельных механизмов и относительно простые функции автома­тического регулирования технологических процессов.

В последние годы в качестве микропроцессорных комплексов стали применяться автоматизированные рабочие места (АРМ) на базе персональных компьютеров (ПЭВМ), связанные с помощью специальных аппаратных средств с микропроцессорными конт­роллерами.

За рубежом применяется сходная контроллерно-микропроцес-сорная структура, объединенная в единую информационную сеть. В качестве примера можно привести схему управляющего вы­числительного комплекса фирмы F. L. Smidth (Дания), приведен­ную на рис. 9.3. В соответствии с этой схемой всем технологи­ческим процессом управляет с ЦПУ один технолог-оператор. Благодаря сетевому принципу, когда на общей шине «сидят» многочисленные общающиеся между собой абоненты, достигается большая надежность системы (за счет децентрализации и резер­вирования) и высокая скорость обмена информацией.

Значительная степень унификации сетевых устройств и ПО к ним позволяет быстро конфигурировать системы управления на стадии проектирования и адаптировать ПО прямо на объекте, для чего предусмотрен специальный программирующий терминал.

В отечественном цементном производстве АСУ ТП, базирую­щиеся на т. н. локальных микропроцессорных вычислительных сетях (ЛМВС), находятся в стадии разработки.

* ЦПУ — центральный пульт управления.

9.5. АСУ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЦЕМЕНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Работы в отрасли по проектированию и вводу в эксплуатацию АСУТП начались около 30 лет назад с момента серийного выпуска первых отечественных управляющих вычислительных машин типа УМ-1, УМ-1-НХ, ДНЕПР-1. Силы разработчиков АСУТП концент­рировались на нескольких базовых цементных предприятиях, таких как Себряковский, Чимкентский, Кантский, Балаклейский, «Проле­тарий», Липецкий. С появлением более совершенных средств вычис­лительной техники, УВК М-6000, практически все АСУТП семидеся­тых и начала восьмидесятых годов создавались с использованием этой техники и распространялись на многие предприятия.

В середине и во 2-й половине 80-х годов с появлением мик­ропроцессоров и микро-ЭВМ начался новый период в развитии АСУТП. Он характеризуется созданием более дешевых и надеж­ных систем, причем проектирование занимает меньше времени, а для обслуживания таких АСУТП требуется незначительный персонал.

Первоначально разработки АСУТП осуществлялись на заво­дах мокрого способа производства. Затем с появлением первых отечественных современных заводов сухого способа производства работы были сосредоточены и на этих объектах. В настоящее время все новые высокопроизводительные технологические линии сухого способа производства оснащаются АСУТП.

Работы по созданию АСУТП охватывают все основные пере­делы цементного производства. К ним можно отнести процессы измельчения сырьевой шихты в шаровых мельницах разомкну­того и замкнутого циклов, приготовления сырьевой смеси при порционной, полупоточной и поточной технологии, обжига и ох­лаждения клинкера в печах мокрого и сухого способов произ­водства, измельчения цементной шихты в мельницах разомкну­того и замкнутого циклов.

Ниже остановимся на некоторых функциях, которые выполняют перечисленные системы. К общим функциям всех систем относятся следующие:

сбор и обработка аналоговой и дискретной информации о ходе технологического процесса и состоянии агрегатов;

расчет основных показателей технологического процесса, ра­боты оборудования и системы;

расчет управляющих воздействий в соответствии с выбранным алгоритмом управления и непосредственное цифровое управле­ние исполнительными механизмами регулирующих органов;

представление технологу-оператору информации о ходе тех­нологического процесса, состоянии агрегатов и комплекса техни­ческих средств АСУТП;

формирование и печать сменного протокола сводных показа­телей.

Далее приводятся перечни специализированных, т. е. харак­теризующих непосредственно каждую конкретную систему, ос­новных функций.

АСУТП измельчения сырья в мельницах разомкнутого цикла реализует контур управления загрузкой мельниц сырьем и по­дачей воды по косвенным сигналам акустических устройств кон­троля загрузки, размещенных вдоль корпусов мельниц. В конту­рах учитываются сигналы расходов сырья и воды, а также показания индикаторов вязкости на выходе мельниц. Подсистемы управления загрузкой сырьем и расходом воды по косвенным сигналам обеспечивают удовлетворительную компенсацию значи­тельной части высокочастотных возмущений. Подсистема управ­ления с использованием показаний индикатора вязкости шлама обеспечивает компенсацию низкочастотных возмущений.

Особенностью АСУТП является наличие алгоритма управле­ния процессом в переходных режимах, необходимого для ввода технологического процесса в режим после пуска мельницы и под­ачи в нее сырья, а также при длительных перебоях в поступле­нии сырья.

АСУТП измельчения сырья в мельницах замкнутого цикла с сепараторами воздушно-проходного типа и сушкой отходящими газами печи выполняет:

стабилизацию загрузки мельницы путем поддержания на за­данном уровне соотношения между значениями расхода шихты в мельницу и сигналом контроля загрузки мельницы;

управление аэродинамическим режимом путем поддержания на заданном уровне расхода сушильно-транспортирующего аген­та, оцениваемого по величине тока привода мельничного дымо­соса, с воздействием на направляющий аппарат мельничного ды­мососа;

стабилизацию влажности сырьевой муки, измеряемой лабора­торным путем или косвенно (по температуре газовоздушной сме­си на выходе мельницы), путем регулирования подачи в мельницу отходящих газов печи;

стабилизацию тонкости помола сырьевой муки путем коррек­ции заданного уровня расхода сушильно-транспортирующего агента (по лабораторным данным о тонкости помола сырьевой муки).

АСУТП приготовления шлама при порционной и полупоточ­ной технологии используется в информационно-советующем ре­жиме. Аппаратурно-программное обеспечение системы осущест­вляет:

автоматическую обработку результатов экспресс-анализа хи­мического состава материалов на рентгеновском анализаторе;

контроль объемов и характеристик шламов в вертикальных шламбассейнах;

расчет дозировок компонентов приготавливаемой смеси с целью их последующего дозирования в определенных количест­вах в усреднительную емкость; система рассчитывает оптималь­ные дозировки компонентов таким образом, чтобы стабилизиро­вать характеристики химического состава готовой смеси на уровне заданий технологической карты;

предоставление оператору рекомендаций по управлению про­цессом с прогнозом характеристик приготавливаемой смеси в ви­де концентраций оксидов, значений коэффициента насыщения, глиноземного и силикатного модулей, а также расчетного мине­ралогического состава.

АСУТП приготовления сырьевой смеси в потоке разработана для различных вариантов технологических схем. Одна из них приведена на рис. 9.4. Сырьевая смесь составляется из несколь­ких доставляемых на завод сырьевых материалов путем их со­вместного дозирования в измельчительные агрегаты с последую­щей гомогенизацией в усреднительно-накопительных емкостях. В общем случае каждый из сырьевых материалов может проходить предварительную гомогенизацию на усреднительном складе. Го­товая сырьевая смесь должна удовлетворять оеределенным тре­бованиям, которые сводятся к поддержанию в рамках заданных допусков значений основных модульных характеристик. Стаби­лизация качества приготавляемой смеси осуществляется путем изменения соотношения смешиваемых компонентов. Расчет не­обходимого соотношения компонентов смеси и его реализация осуществляются на ЭВМ.

В ЭВМ поступает необходимая для управления процессом ин­формация о химическом составе готовой смеси, о количестве смеси, поступающей в усреднительные емкости, и количестве каждого подаваемого в мельницу компонента. Такие измерения производятся датчиками весовых дозаторов твердых сырьевых компонентов на входе в мельницу и расходомером готовой смеси на выходе из мельницы. Автоматический пробоотборник на вы­ходе мельницы отбирает пробу, которая затем транспортируется в лабораторию, где подвергается анализу на химсостав на спе­циальном анализаторе.

ЭВМ обрабатывает сигналы контролируемых параметров, про­изводит расчет дозировок и выдачу соответствующих управляю­щих воздействий на дозаторы мельниц. Соотношения компонен­тов устанавливаются такими, чтобы их суммарный объем, смешанный с объемом, находящимся в усреднительной емкости, составил сырьевую смесь, максимально приближенную по своему химическому составу к технологическим нормам. Ввиду наличия в объекте значительного транспортного запаздывания система осуществляет прогноз возмущающих воздействий на время за­паздывания. Для этого строятся и постоянно корректируются рас­четные модели содержимого выходных и промежуточных емко­стей объекта.

Расчет, формирование и выдача на задатчики дозаторов (или исполнительные механизмы других расходных устройств) управ­ляющих воздействий осуществляется в режиме непосредственного цифрового управления. Взаимодействие всех частей системы ре­ализуется программным обеспечением, включающим, как обычно, общее и специальное программное обеспечение.

АСУ ТП обжига и охлаждения клинкера разработаны для технологических схем мокрого и сухого способа производства цемента. Рассмотрим особенности этих систем применительно к обжиговым агрегатам перспективного сухого способа. Такие аг­регаты представляют собой последовательное соединение систе­мы циклонных теплообменников со встроенным в них реакто-ром-декарбонизатором, вращающейся печи и колосникового холодильника.

АСУ ТП обжига сырьевой смеси в агрегатах сухого способа осуществляют следующие основные функции, относящиеся глав­ным образом к стабилизации ТП.

1. На участке «Циклонные теплообменники — декарбониза-тор»:

стабилизацию температуры в смесительной камере реактора-декарбонизатора с воздействием на расход топлива, подаваемого в реактор;

стабилизацию соотношения топливо/воздух в зависимости от состава отходящих газов (О2, СО);

стабилизацию разрежения отходящих газов перед запечным | дымососом с воздействием на частоту вращения ротора дымососа;

стабилизацию расхода сырьевой муки, обычно подаваемой в третью ступень циклонов, с воздействием на регулирующие ор­ганы дозаторов.

2. На участке обжига во вращающейся печи: стабилизацию мощности привода печи и температуры отходя­щих газов путем связанного регулирования расхода топлива в печь и скорости вращения печи;

стабилизацию косвенных показателей качества клинкера (средний расчетный диаметр гранул клинкера, концентрация сво­бодного оксида кальция, вес литра клинкера) с воздействием на уставку регулятора мощности главного привода печи.

3. На участке охлаждения клинкера:

стабилизация давления воздуха под решеткой холодильника с воздействием на скорость решетки;

стабилизация разрежения в горячей головке печи с воздейст­вием на направляющий аппарат дымососа аспирации.

В перспективе предполагается реализация функций оптими­зации основных режимных параметров обжига в зависимости от данных текущего контроля физико-химических характеристик поступающей в обжиговый агрегат сырьевой смеси.

АСУТП помола цементной шихты в мельницах разомкнутого цикла управляет загрузкой мельниц путем поддержания на за­данном уровне соотношения между суммарным расходом шихты, подаваемой в мельницы, и суммарным сигналом устройства кон­троля загрузки мельницы материалом. В системе используется также параметр текущей производительности мельниц, опреде­ляемый по сигналам дискретных датчиков подключения камер­ных насосов. В случае отсутствия дозирующих устройств управ­ляющие воздействия реализуются путем изменения положения ножей тарельчатых питателей с помощью исполнительных меха­низмов, сигналы которых используются в качестве обратной свя­зи в АСУТП. В случае кратковременного прекращения подачи шихты в мельницы система не отключается, а после подачи ших­ты автоматически вводит мельницы в режим и затем переходит на управление в стационарном режиме.

9.6. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ РАБОЧИЕ МЕСТА (АРМ) ПЕРСОНАЛА ЦЕМЕНТНЫХ ЗАВОДОВ

Ввиду больших возможностей, предоставляемых современной вычислительной техникой, ее постепенным удешевлением, совер­шенствованием средств общения между ЭВМ и пользователем целесообразно оснастить АРМ на основе вычислительной техники весь заводской персонал, участвующий в ведении технологиче­ского процесса.

АРМ на основе ПЭВМ представляет собой единую систему аппаратных и программных средств, предназначенных для завод­ского персонала.

АРМ является удобным и эффективным инструментом для сбора, обработки, анализа и хранения информации, а также при­нятия объективно обоснованных решений по оперативному уп­равлению соответствующим участком производства.

Режим работы — диалоговый, ориентированный на пользова­теля, не знакомого с программированием. Диалог оснащен сред­ствами защиты пользователя от неправильных действий при об­работке и интерпретации информации.

Комплекс аппаратных средств современных АРМ включает ПЭВМ, дисплей, принтер, клавиатуру, дисковод для гибкого ди­ска и «винчестер»-диск.

Внедрение АРМ позволяет улучшить технологический порядок на производстве, повысить качество продукции, снизить энерго­потребление, избавить работников заводских служб от многочис­ленных рутинных операций.

Рассмотрим далее три типа АРМ, получивших в послед­нее время распространение на отечественных цементных заводах.

Автоматизированное рабочее место геолога-маркшейдера обеспечивает:

создание и ведение базы данных геологического фонда пред­приятия и выдачу по нему справок в установленной форме;

получение различных моделей месторождения и построение с их помощью структур карт в изолиниях значений характеристик сырья (мощности пластов, содержания оксидов, физических па­раметров пород, сортов пород и карты рельефа) в виде планов и разрезов;

определение запасов сырья и его сортности в заданных кон­турах месторождения;

расчеты по оптимизации шихтовки сырьевых материалов, до­бываемых на различных участках карьера, исходя из совокупно­сти задаваемых пользователем критериев (соответствие химиче­ского состава сырьевой смеси и шихт требуемым значениям, равномерность разработки карьеров, минимизация стоимости добычных работ).

АРМ может быть использован как инструмент информацион­ной подготовки и обоснования решений при оперативно-кален­дарном планировании добычных и вскрышных работ, при марк­шейдерской нарезке добычных и вскрышных уступов и внутрикарьерном усреднении, при перспективном планировании горных работ и рекультивации, при обосновании отвода новых земель под карьер, при оперативном управлении распределением автотранспорта по участкам добычи на карьерах, при оформле­нии отчетной документации.

Таблица 9.1

Стадии, этапы и основное содержание работ по проектированию и вводу в действие АСУТП

Стадии	Этапы	Основное содержание работ
Технико-экономическое обоснование (ТЭО)	Выполнение технико-экономических исследований целесообразности создания АСУТП. Подготовка ТЭО и исходных технических требований к АСУТП	Перечень основных разделов ТЭО. Характеристика объекта и существующей системы управления. Цели, критерии и ограничения создания АСУТП. Функции и задачи создаваемой АСУТП. Ожидаемые технико-экономические результаты создания АСУ. Рекомендации по созданию АСУТП.
Техническое задание (ТЗ)	Выполнение преддипломных научно-исследовательских работ (при необходимости). Эскизная разработка АСУТП (при необходимости). Разработка и утверждение ТЗ на АСУТП. Общесистемная документация.	Перечень основных разделов ТЗ. Характеристика объекта управления. Назначение АСУТП. Основные требования к АСУТП. Технико-экономические показатели АСУТП. Состав, содержание и организация работ по созданию АСУТП. Пояснительная записка к проекту. Расчет экономической эффективности. Патентный обзор. План мероприятий по подготовке объекта к вводу АСУТП в эксплуатацию.
Технический проект (ТП)	Документация технического обеспечения. Документация функциональной части. Документация информационного обеспечения. Документация организационного обеспечения.	Структурная схема комплекса технических средств. Схема автоматизации. Обоснование оценки надежности комплекса технических средств. Перечень заданий генпроектировщику на проектирование смежных частей проекта. Смета затрат. Ведомость оборудования и материалов. Схема функциональной структуры. Описание организации информационной базы. Описание массива (видеограммы). Перечень входных сигналов и данных. Перечень выходных сигналов и документов. Схема организационной структуры.
Рабочий проект (РП)	Общесистемная документация. Документация технического обеспечения. Документация организационного обеспечения. Документация программного обеспечения.	Общее описание АСУТП. Формуляр системы. Ведомость эксплуатационных документов. Принципиальная схема. Схема соединений внешних проводок. Чертежи общего вида комплекса технических средств. Смета затрат. Таблица соединений и подключений. Заказная спецификация. Инструкция обслуживающему персоналу по эксплуатации. Описание программы. Руководство программиста. Описание контрольного примера.
Ввод в действие.	Подготовка объекта к внедрению. Наладка и опытная эксплуатация. Приемно-сдаточные испытания и ввод в промышленную эксплуатацию.	Комплектация АСУТП. Проведение работ по модернизации технологического оборудования. Проведение комплекса строительно-монтажных работ. Создание и обучение группы обслуживания АСУТП. Наладка комплекса средств АСУТП. Наладка программных средств АСУТП. Комплексная наладка, испытания и опытная эксплуатация АСУТП. Разработка программы испытаний. Производственные испытания. Оформление и анализ результатов испытаний. Уточнение затрат на создание АСУТП и показателей ее эффективности.
Промышленная эксплуатация	Освоение Первый и второй годы эксплуатации	Освоение проектных возможностей и режимов эксплуатации АСУТП. Доработка документации. Определение фактической экономической эффективности. Анализ функционирования АСУТП.

Автоматизированное рабочее место начальника лаборатории предназначено для:

ведения архива данных об изменениях разнообразных техно­логических переменных;

статистической обработки информации, включая расчет сред­них и среднеквадратичных значений переменных, числа выходов переменных за границы технологических допусков, авто - и взаимнокорреляционных функций, регрессионных зависимостей меж­ду различными технологическими показателями;

представления информации в форме, удобной для восприятия и принятия оперативных решений, с выводом на экран дисплея или печать текста, таблиц и графиков;

формирования и печати отчетов по итогам работы завода за различные промежутки времени (от сменных сводок до годовых отчетов).

К специальным функциям АРМ относятся:

расчеты по приготовлению многокомпонентных смесей;

расчеты по прогнозированию активности клинкера и цемента;

расчеты по определению статистических характеристик, необ­ходимых для подтверждения гарантированной марки цемента;

выработка рекомендаций по управлению вещественным соста­вом и заданием на тонкость помола цементной шихты. Автоматизированное рабочее место главного технолога цемен­тного завода обеспечивает:

создание и ведение базы данных, характеризующих ход тех­нологических процессов основных участков производства;

статистическую обработку технологической информации, включая расчет средних и среднеквадратичных значений пере­менных, построение полигонов частот, подсчет числа выходов переменных за границы технологических допусков;

архивирование информации и выдачу сводок по различным признакам;

прогнозирование изменения технологических переменных с оценкой доверительных интервалов;

определение зависимостей между различными технологиче­скими показателями на основе построения математических мо­делей с оценкой их точности;

выполнение расчетов, связанных с оптимизацией и стабили­зацией режимов технологических процессов на основе построен­ных математических моделей;

представление информации и результатов расчетов в форме, удобной для восприятия и принятия оперативных решений с выводом на экран дисплея или печать текста, графиков, диаграмм, таблиц, чертежей, планов и разрезов.

На предприятиях, где функционируют АРМ персонала отдель­ных технологических участков, информационная база АРМ глав­ного технолога формируется путем межмашинного обмена или путем перенесения данных на гибких магнитных дисках.

9.7 СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ВВОДА В ДЕЙСТВИЕ АСУТП

Процесс проектирования и ввода в действие АСУТП слагается из нескольких стадий, каждая из которых подразделяется на эта­пы, которые в свою очередь состоят из набора работ. В таблице 9.1 приводится перечень всех стадий и этапов, а также основных работ по созданию АСУТП. Состав работ понятен из перечня. Документация на конкретную АСУТП включает в себя технико-экономическое обоснование (ТЭО), техническое задание (ТЗ), технический и рабочий проекты (ТП) и (РП). Проектирование может осуществляться также в одну стадию — техно-рабочий проект. Документация на техническое и рабочее проектирование в свою очередь включает техническое, информационное, програм­мное, организационное обеспечение и общесистемную докумен­тацию. После рассмотрения, согласования и утверждения техни­ческого (техно-рабочего) проекта АСУТП проводятся работы по его реализации. Основанием для начала проектирования являют­ся утвержденные ТЭО, ТЗ, а также исходные технические тре­бования на проектирование, которые представляет проектиров­щику заказчик. Для вновь строящихся предприятий или технологических линий заказчиком АСУТП является генпроектировщик, а для действующих объектов — промышленное пред­приятие.

За прошедшие годы накоплен достаточно большой опыт со­здания АСУТП как на действующих, так и на строящихся пред­приятиях. Он свидетельствует о возможности и целесообразности проектирования АСУТП одновременно с проектированием тех­нологических процессов и оборудования современных высокоэф­фективных технологических линий. Таким образом, речь идет о разработке автоматизированного технологического комплекса (АТК), который затем вводится одновременно с пуском оборудо­вания или технологической линии. Одновременное проектирова­ние технологического комплекса и АСУТП (будь то новая линия или действующее реконструируемое производство) позволяет осу­ществлять более тесную взаимосвязь частей АТК, что обеспечи­вает единство функциональной, технологической, технической и организационной структур, подчинение единому критерию. Кроме того, совместная работа всех специалистов, занятых разработкой АТК, взаимно обогащает друг друга, позволяет подобрать более рациональный вариант АТК, в более сжатые сроки выполнить проектные работы.

Совместная работа специалистов по технологии и автомати­зации должна начинаться уже на начальной стадии — с разра­ботки технико-экономического обоснования (ТЭО) и технического задания (ТЗ) на создание АСУТП производства цемента в составе АТК новой или реконструируемой технологической линии.

Одновременное проектирование позволяет централизовать уп­равление технологическим процессом, сократить до минимума число вторичных приборов, устанавливаемых на щитах и пуль­тах, благодаря применению средств вычислительной техники — видеотерминальных и печатающих устройств представления ин­формации оператору. Подготовка кадров для АТК также должна вестись целенаправленно и в плановом порядке с учетом срока ввода объекта. Выбор средств АТК, структурной и функциональ­ной схемы АСУТП является одним из самых ответственных эта­пов проектирования. Поэтому в обсуждении касающихся этого вопросов должны участвовать специалисты по технологии, обо­рудованию, атвоматизации, а также компетентные представители заказчика, способные оценить результаты, которые могут быть получены при реализации того или иного варианта АТК.

9.8. Интегрированное автоматизированное управление цементным производством

Имеющийся опыт разработки и внедрения АСУ ТП в отече­ственной цементной промышленности позволяет определить ис­текший этап автоматизации как этап первого поколения авто­матизированных систем управления. Характерной особенностью этого этапа являлось независимое рассмотрение наиболее важных технологических участков и построение соответствующих одно-функциональных (в технологическом смысле) систем управления.

В то же время известно, что для эффективного управления сложными системами, к которым относятся все крупные произ­водственные комплексы, необходим переход к многофункцио­нальным иерархическим системам управления с обязательным согласованием целей управления между уровнями иерархии. Ука­занное согласование целесообразно осуществлять путем интегра­ции информационного, математического, организационного и тех­нического обеспечении отдельных подсистем в рамках единой системы, исходя из целостного представления о производствен­ной, финансовой, организационной и т. д. деятельности предпри­ятия. Такие системы принято называть интегрированными авто­матизированными системами управления (ИАСУ). В общем случае целью функционирования ИАСУ является организация согласованного многоуровневого и многофункционального управ­ления производственными и организационно-экономическими процессами предприятия, направленного на выполнение установ­ленной производственной программы и достижение наилучших технико-экономических показателей производства в целом.

Современное промышленное предприятие как объект управ­ления представляет собой сложную систему с большим числом переменных и ограничений, для которой построение единого ал­горитма оптимального поведения практически неосуществимо. Отсюда следует необходимость разделения такого объекта управ­ления на ряд менее сложных объектов, имеющих свои системы управления более локального характера как по автоматизируе­мым функциям, так и по критерию оптимизации поведения. В каждой такой подсистеме при выработке управляющих воздействий должны приниматься в расчет не только параметры состо­яния объекта, но и взаимодействие с другими подсистемами и влияние внешних возмущений. При этом за счет согласования локальных целей и критериев эффективности отдельных подси­стем можно добиться совокупного (интегрального) эффекта фун­кционирования ИАСУ, превышающего сумму эффектов автоном­ных систем.