ASU MKT- ის სტრუქტურული დიაგრამის შემუშავება. ავტომატური მონიტორინგისა და კონტროლის სისტემების ACS ბლოკის დიაგრამის ფუნქციური დიაგრამის შედგენა და აღწერა

ლექცია 9

ავტომატიზაციის პროექტის შემუშავებისას, უპირველეს ყოვლისა, აუცილებელია იმის გადაწყვეტა, თუ რომელი ადგილებიდან მოხდება ობიექტის გარკვეული ნაწილების კონტროლი, სად იქნება განლაგებული საკონტროლო პუნქტები, ოპერატორის ოთახები, როგორი უნდა იყოს მათ შორის ურთიერთობა, ე.ი. აუცილებელია მენეჯმენტის სტრუქტურის არჩევის საკითხების გადაწყვეტა. საკონტროლო სტრუქტურა გაგებულია, როგორც ავტომატური სისტემის ნაწილების ერთობლიობა, რომლებშიც იგი შეიძლება დაიყოს გარკვეული კრიტერიუმის მიხედვით, ასევე მათ შორის გავლენის გადაცემის გზები. მართვის სტრუქტურის გრაფიკულ წარმოდგენას სტრუქტურული დიაგრამა ეწოდება. მიუხედავად იმისა, რომ მენეჯმენტის სტრუქტურის არჩევისა და მისი იერარქიის სხვადასხვა ხარისხთან დაკავშირებული პირველადი მონაცემები დამკვეთის მიერ შეთანხმებულია დიზაინის დავალების გაცემისას, მთლიანი მენეჯმენტის სტრუქტურა უნდა შეიმუშაოს საპროექტო ორგანიზაციამ.

ძალიან ზოგადი ხედიავტომატიზაციის სისტემის ბლოკ -დიაგრამა ნაჩვენებია ნახაზზე 9.1. ავტომატიზაციის სისტემა შედგება ავტომატიზაციის ობიექტისა და ამ ობიექტის კონტროლის სისტემისგან. ავტომატიზაციის ობიექტსა და საკონტროლო სისტემას შორის გარკვეული ურთიერთქმედების გამო, ავტომატიზაციის სისტემა მთლიანობაში უზრუნველყოფს ობიექტის ფუნქციონირების აუცილებელ შედეგს, რომელიც ხასიათდება პარამეტრებით x 1 x 2 ... x n

რთული ავტომატიზაციის ობიექტის მოქმედება ხასიათდება რიგი დამხმარე პარამეტრებით y 1, y 2, ..., y j, რომლებიც ასევე უნდა იყოს მონიტორინგი და რეგულირება.

ოპერაციის დროს, ობიექტი იღებს შემაშფოთებელ გავლენას f 1, f 2, ..., f i, რაც იწვევს პარამეტრების გადახრებს x 1, x 2, x n მათი საჭირო მნიშვნელობებიდან. ინფორმაცია მიმდინარე მნიშვნელობების შესახებ x 1, x 2, xn, y 1, y 2, yn შედის საკონტროლო სისტემაში და შედარებულია gj, g 2, ..., gk დადგენილ მნიშვნელობებთან, შედეგად რომელიც საკონტროლო სისტემა წარმოქმნის საკონტროლო მოქმედებებს E 1, E 2, ..., E m გამომავალ პარამეტრებში გადახრების კომპენსაციისთვის.

სურათი 9.1 - ავტომატიზაციის სისტემის ბლოკის დიაგრამა

ავტომატიზაციის ობიექტის საკონტროლო სტრუქტურის არჩევანი მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს მისი მუშაობის ეფექტურობაზე, ამცირებს კონტროლის სისტემის ფარდობით ღირებულებას, მის საიმედოობას, შენარჩუნებას და ა.

ზოგადად, ნებისმიერი სისტემა შეიძლება იყოს წარმოდგენილი:

· კონსტრუქციული სტრუქტურა;

· ფუნქციური სტრუქტურა;

· ალგორითმული სტრუქტურა.

სისტემის კონსტრუქციულ სტრუქტურაში მისი თითოეული ნაწილი დამოუკიდებელი კონსტრუქციული მთლიანობაა (სურათი 9.1).

კონსტრუქციული სქემა შეიცავს:

· ობიექტი და ავტომატიზაციის სისტემა;

· ინფორმაციისა და კონტროლის ნაკადები.

ალგორითმულ სტრუქტურაში, თითოეული ნაწილი შექმნილია შეყვანის სიგნალის გარდაქმნის კონკრეტული ალგორითმის შესასრულებლად, რომელიც არის სისტემის ფუნქციონირების მთელი ალგორითმის ნაწილი.

დიზაინერი ავითარებს ავტომატიზაციის ობიექტის ალგორითმულ ბლოკ დიაგრამას (ACC), რომელიც ეფუძნება დიფერენციალურ განტოლებებს ან გრაფიკულ მახასიათებლებს. ავტომატიზაციის ობიექტი წარმოდგენილია რამდენიმე ბმულის სახით, სხვადასხვა გადაცემის ფუნქციებით, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული. ACC– ში, ცალკეულ ბმულებს შეიძლება არ ჰქონდეთ ფიზიკური მთლიანობა, მაგრამ მათი კავშირი (სქემა მთლიანად) სტატიკური და დინამიური თვისებების მიხედვით, ფუნქციონირების ალგორითმის მიხედვით, ავტომატიზაციის ობიექტის ექვივალენტი უნდა იყოს. სურათი 9.2 გვიჩვენებს ACS ACS- ის მაგალითს.

სურათი 9.2 - ალგორითმული ბლოკ -დიაგრამა, წარმოდგენილი მარტივი ბმულების სახით

ფუნქციურ სტრუქტურაში თითოეული ნაწილი შექმნილია კონკრეტული ფუნქციის შესასრულებლად.

ავტომატიზაციის პროექტებში გამოსახულია სტრუქტურული სტრუქტურული დიაგრამები ფუნქციური ნიშნების ელემენტებით. ფუნქციური სტრუქტურის შესახებ სრული ინფორმაცია ადგილობრივი საკონტროლო მარყუჟების, საკონტროლო არხების და პროცესის კონტროლის მითითებით მოცემულია ფუნქციურ დიაგრამებში (ლექცია 10).

APCS- ის სტრუქტურული დიაგრამა შემუშავებულია "პროექტის" ეტაპზე ორეტაპიანი დიზაინით და შეესაბამება სისტემის შემადგენლობას. მაგალითად, სურათი 9.3 გვიჩვენებს გოგირდმჟავას წარმოების მართვის ბლოკ დიაგრამას.

სურათი 9.3 - გოგირდმჟავას წარმოების მართვისა და კონტროლის სტრუქტურული დიაგრამის ფრაგმენტი:

1 - საკომუნიკაციო ხაზი სახელოსნოს ქიმიურ ლაბორატორიასთან; 2 - საკომუნიკაციო ხაზი მჟავების განყოფილების კონტროლისა და მართვის პუნქტებთან; 3 - საკომუნიკაციო ხაზი III და IV ტექნოლოგიური ხაზების კონტროლისა და მართვის პუნქტთან

სტრუქტურული დიაგრამა ზოგადი ფორმით აჩვენებს APCS– ის ფუნქციონალურ, ორგანიზაციულ და ტექნიკურ სტრუქტურებთან დაკავშირებულ ძირითად საპროექტო გადაწყვეტილებებს სისტემის იერარქიისა და კონტროლისა და მართვის პუნქტებს, ოპერატიულ პერსონალსა და ტექნოლოგიური კონტროლის ობიექტს შორის ურთიერთობების შესაბამისად. ტექნოლოგიური ობიექტის ოპერატიული მართვის ორგანიზების პრინციპები, სტრუქტურული დიაგრამის ცალკეული ელემენტების შემადგენლობა და აღნიშვნა, მიღებული სტრუქტურული დიაგრამის განხორციელებისას, დაცული უნდა იყოს APCS– ის ყველა საპროექტო დოკუმენტში.

ცხრილი 9.1 - APCS- ის ფუნქციები და მათი სიმბოლოები ფიგურაში 9.3

ბლოკის დიაგრამა აჩვენებს შემდეგ ელემენტებს:

1. ტექნოლოგიური განყოფილებები (განყოფილებები, განყოფილებები, სემინარები, წარმოება);

2. კონტროლისა და მართვის პუნქტები (ადგილობრივი დაფები, ოპერატორისა და დისპეტჩერიზაციის პუნქტები, ბლოკის დაფები და სხვა);

3. ტექნოლოგიური პერსონალი (ოპერატიული) და დამატებითი სპეციალური სერვისები, რომლებიც უზრუნველყოფენ ოპერატიულ მენეჯმენტს;

4. ძირითადი ფუნქციები და ტექნიკური საშუალებები, რომლებიც უზრუნველყოფენ მათ განხორციელებას კონტროლისა და მართვის თითოეულ პუნქტში;

5. ურთიერთობა ქვედანაყოფებსა და უმაღლეს ACS– ს შორის.

APCS- ის ფუნქციები დაშიფრულია და დიაგრამაში მითითებულია რიცხვებით. ფიგურა 9.3 – ში APCS ფუნქციების სიმბოლოები ნაჩვენებია ცხრილში 9.1.

ავტომატიზაციის სისტემის სტრუქტურული დიაგრამა ხორციელდება კვანძებით და მოიცავს სისტემის ყველა ელემენტს სენსორიდან მარეგულირებელ ორგანოს ადგილმდებარეობის მითითებით, რომელიც აჩვენებს მათ ურთიერთკავშირებს.

სტრუქტურული დიაგრამა განკუთვნილია სისტემის ზოგადი გაცნობისთვის (სურ. 6.2). სტრუქტურული სქემა -ეს არის დიაგრამა, რომელიც განსაზღვრავს პროდუქტის ძირითად ფუნქციურ ნაწილებს, მათ დანიშნულებას და ურთიერთობას.

სტრუქტურა -ეს არის ავტომატური სისტემის ნაწილების ერთობლიობა, რომლებშიც იგი შეიძლება დაიყოს გარკვეული კრიტერიუმის მიხედვით, ასევე მათ შორის გავლენის გადაცემის გზები. ზოგადად, ნებისმიერი სისტემა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგი სტრუქტურებით:

• ? კონსტრუქციული -როდესაც სისტემის თითოეული ნაწილი დამოუკიდებელი კონსტრუქციული მთლიანობაა;
• ? ფუნქციონალური -როდესაც სისტემის თითოეული ნაწილი შექმნილია კონკრეტული ფუნქციის შესასრულებლად (ფუნქციური სტრუქტურის შესახებ სრული ინფორმაცია, საკონტროლო მარყუჟების მითითებით, მოცემულია ავტომატიზაციის დიაგრამაზე);

ბრინჯი 6.2.

? ალგორითმული -როდესაც სისტემის თითოეული ნაწილი შექმნილია შეასრულოს გარკვეული ალგორითმი შეყვანის მნიშვნელობის გარდაქმნისათვის, რომელიც არის ოპერაციის ალგორითმის ნაწილი.

უნდა აღინიშნოს, რომ სტრუქტურული დიაგრამები შეიძლება არ იყოს გათვალისწინებული მარტივი ავტომატიზაციის ობიექტებისთვის.

ამ სქემების მოთხოვნები დადგენილია RTM 252.40 „ტექნოლოგიური პროცესების ავტომატური კონტროლის სისტემები. მართვისა და კონტროლის სტრუქტურული სქემები ". ამ დოკუმენტის თანახმად, სტრუქტურული სტრუქტურული დიაგრამები შეიცავს: ავტომატიზაციის ობიექტის ტექნოლოგიურ ქვედანაყოფებს; ქულები

კონტროლი და მართვა, მათ შორის ისეთებიც, რომლებიც არ არიან შემუშავებული პროექტის ნაწილი, მაგრამ აქვთ კავშირი დაპროექტებულ სისტემასთან; ტექნიკური პერსონალიდა მომსახურება, რომელიც უზრუნველყოფს ტექნოლოგიური ობიექტის ოპერატიულ მართვას და ნორმალურ ფუნქციონირებას; ძირითადი ფუნქციები და ტექნიკური საშუალებები, რომლებიც უზრუნველყოფენ მათ განხორციელებას კონტროლისა და მართვის თითოეულ პუნქტში; ავტომატიზაციის ობიექტის ნაწილებს შორის ურთიერთობა.

სტრუქტურული დიაგრამის ელემენტები გამოსახულია ოთხკუთხედის სახით. ცალკე ფუნქციონალური მომსახურება და ჩინოვნიკებინება დართეს წრეში გამოსახული. ამ მონაკვეთის სტრუქტურა ვლინდება მართკუთხედების შიგნით. პროცესის ავტომატური კონტროლის სისტემის ფუნქციები მითითებულია სიმბოლოებით, რომელთა დეკოდირება მოცემულია ცხრილში, მთავარი წარწერის ზემოთ, წარწერის სიგანის გასწვრივ. სტრუქტურული დიაგრამის ელემენტებს შორის ურთიერთობა გამოსახულია მყარი ხაზებით, შერწყმით და ტოტებით - გატეხილი ხაზებით. ხაზების სისქე ასეთია: ჩვეულებრივი სურათები - 0.5 მმ, საკომუნიკაციო ხაზები - 1 მმ, დანარჩენი - 0.2 ... 0.3 მმ. სტრუქტურული დიაგრამების ელემენტების ზომები არ არის რეგულირებული და შეირჩევა შეხედულებისამებრ.

მაგალითი (ნახაზი 6.2) გვიჩვენებს წყლის გამწმენდი ნაგებობის მართვისა და კონტროლის საპროექტო სქემის განხორციელების ფრაგმენტს. ქვედა ნაწილში გამოვლენილია ავტომატიზაციის ობიექტის ტექნოლოგიური განყოფილებები; შუა ნაწილის მართკუთხედებში - დანაყოფების ადგილობრივი საკონტროლო პუნქტების ძირითადი ფუნქციები და ტექნიკური საშუალებები; ზედა ნაწილში - სადგურის ცენტრალიზებული საკონტროლო პუნქტის ფუნქციები და ტექნიკური საშუალებები. ვინაიდან დიაგრამა იკავებს რამდენიმე ფურცელს, მითითებულია საკომუნიკაციო ხაზების გადასვლები მომდევნო ფურცლებზე და ნაჩვენებია მართკუთხედის შესვენება, რომელიც ავლენს ავტომატიზაციის ობიექტის სტრუქტურას.

საკონტროლო სისტემის ცალკეულ ელემენტებს შორის საკომუნიკაციო ხაზებს შეუძლიათ მიუთითონ გადაცემული ინფორმაციის ან საკონტროლო მოქმედებების მიმართულება; საჭიროების შემთხვევაში, საკომუნიკაციო ხაზები შეიძლება აღინიშნოს კომუნიკაციის ტიპის ასოებით, მაგალითად: K - კონტროლი, C - სიგნალიზაცია, დისტანციური მართვა - დისტანციური მართვა, AR - ავტომატური რეგულირება, DS - დისპეტჩერიზაციის კომუნიკაცია, PGS - სამრეწველო სატელეფონო (დინამიკი) კომუნიკაცია და ა.შ.

ზოგადად, ერთი მარყუჟის სისტემის ბლოკ-დიაგრამა ავტომატური კონტროლინაჩვენებია ნახაზზე 1.1. ავტომატური კონტროლის სისტემა შედგება ავტომატიზაციის ობიექტისა და ამ ობიექტის კონტროლის სისტემისგან. ავტომატიზაციის ობიექტსა და საკონტროლო სქემას შორის გარკვეული ურთიერთქმედების გამო, ავტომატიზაციის სისტემა მთლიანობაში უზრუნველყოფს ობიექტის ფუნქციონირების აუცილებელ შედეგს, რაც ახასიათებს მის გამომავალ პარამეტრებსა და მახასიათებლებს.

ნებისმიერი ტექნოლოგიური პროცესი ხასიათდება გარკვეული ფიზიკური სიდიდეებით (პარამეტრებით). ტექნოლოგიური პროცესის რაციონალური მსვლელობისთვის, მისი ზოგიერთი პარამეტრი უნდა იყოს მუდმივი, ზოგი კი უნდა შეიცვალოს გარკვეული კანონის შესაბამისად. ავტომატიზაციის სისტემით კონტროლირებადი ობიექტის ექსპლუატაციის დროს მთავარი ამოცანაა ტექნოლოგიური პროცესის მიმდინარეობის რაციონალური პირობების შენარჩუნება.

განვიხილოთ ადგილობრივი ავტომატური კონტროლის სისტემების სტრუქტურების აგების ძირითადი პრინციპები. როგორც წესი, სამი სახის პრობლემა წყდება ავტომატური რეგულირებით.

პირველი ტიპის ამოცანები მოიცავს მოცემულ დონეზე ერთი ან მეტი ტექნოლოგიური პარამეტრის შენარჩუნებას. ავტომატური კონტროლის სისტემები, კრიტიკული ამოცანებიამ ტიპის ეწოდება სტაბილიზაციის სისტემებს. სტაბილიზაციის სისტემების მაგალითებია კონდიცირების დანადგარებში ჰაერის ტემპერატურისა და ტენიანობის რეგულირების სისტემები, ქვაბებში ზედმეტად გახურებული ორთქლის წნევა და ტემპერატურა, ორთქლისა და გაზის ტურბინებში რევოლუციების რაოდენობა, ელექტროძრავები და ა.

მეორე ტიპის პრობლემა არის კორესპონდენციის შენარჩუნება ორ დამოკიდებულ ან ერთ დამოკიდებულ და სხვა დამოუკიდებელ რაოდენობას შორის. სისტემებს, რომლებიც არეგულირებენ კოეფიციენტებს, ეწოდება თვალთვალის ავტომატური სისტემები, მაგალითად, საწვავი-ჰაერის თანაფარდობის რეგულირების ავტომატური სისტემები საწვავის წვის პროცესში ან ორთქლის მოხმარება-წყლის მოხმარების თანაფარდობა ქვაბების წყლით კვების დროს და ა.

მესამე ტიპის ამოცანები მოიცავს გარკვეული კანონის შესაბამისად დროთა განმავლობაში კონტროლირებადი ღირებულების ცვლილებას. სისტემებს, რომლებიც ამ ტიპის პრობლემას აგვარებენ, პროგრამული უზრუნველყოფის კონტროლის სისტემები ეწოდება. ამ ტიპის სისტემის ტიპიური მაგალითია ტემპერატურის კონტროლის სისტემა სითბოს მკურნალობალითონის

ვ ბოლო წლებიფართოდ გამოიყენება ექსტრემალური (ძებნის) ავტომატური სისტემები, რომლებიც უზრუნველყოფენ ტექნოლოგიური ობიექტის ფუნქციონირების მაქსიმალურ დადებით ეფექტს ნედლეულის, ენერგიის მინიმალური მოხმარებით და ა.

ტექნიკური საშუალებების ერთობლიობა, რომლის დახმარებითაც ერთი ან რამდენიმე კონტროლირებადი ღირებულება ადამიანური ოპერატორის მონაწილეობის გარეშე, შეესაბამება მათ მუდმივობას ან იცვლება გარკვეული კანონის მიხედვით დადგენილი ღირებულებების მიხედვით კონტროლირებად მნიშვნელობებს მათი რეალური მნიშვნელობების შედარებისას, ეწოდება ავტომატური კონტროლის სისტემა (ACP) ან ავტომატური კონტროლის სისტემა. აქედან გამომდინარეობს განმარტება, რომ ზოგად შემთხვევაში, შემდეგი ელემენტები უნდა შედიოდეს უმარტივეს ACP– ში:

საკონტროლო ობიექტი (OU), ახასიათებს რეგულირებადი მნიშვნელობა x n. x (t);

საზომი მოწყობილობა (სე), რომელიც ზომავს კონტროლირებად მნიშვნელობას და გარდაქმნის მას ფორმაში, რომელიც მოსახერხებელია შემდგომი კონვერტაციისთვის ან დისტანციური გადაცემისათვის;

კონფიგურაციის მოწყობილობა (ZU), რომელშიც მითითებულია მითითებული წერტილის სიგნალი, რომელიც განსაზღვრავს მითითებულ წერტილს ან კონტროლირებული მნიშვნელობის ცვალებადობის კანონს;

შედარების მოწყობილობა (CS), რომელშიც კონტროლირებადი ცვლადის რეალური მნიშვნელობა შედარებულია დადგენილ მნიშვნელობასთან g (t) და,

გადახრა გამოვლენილია (g (t) - x (t));

მარეგულირებელი მოწყობილობა (RU), რომელიც, როდესაც გადახრა (ε) აღწევს მის შეყვანისას, წარმოქმნის მარეგულირებელ მოქმედებას, რომელიც უნდა იქნას გამოყენებული საკონტროლო ობიექტზე, რათა აღმოიფხვრას კონტროლირებადი ცვლადის x გადახრა დადგენილი მნიშვნელობიდან g ( ტ);

აღმასრულებელი მექანიზმი (MI). რეაქტორის ქარხნის გასასვლელში, საკონტროლო მოქმედებას აქვს მცირე სიმძლავრე და გამოიცემა ისეთი ფორმით, რომელიც საერთოდ არ არის შესაფერისი საკონტროლო ობიექტზე პირდაპირი მოქმედებისთვის. საჭიროა მარეგულირებელი ზემოქმედების ზრდა ან მოსახერხებელ ფორმად x p გარდაქმნა. ამისათვის გამოიყენება სპეციალური გამაქტიურებლები, რომლებიც მარეგულირებელი ელემენტის აღმასრულებელი გამომავალი მოწყობილობებია;

მარეგულირებელი ორგანო (RO). აქტივატორებს არ შეუძლიათ პირდაპირ გავლენა მოახდინონ კონტროლირებად ცვლადზე. ამრიგად, რეგულირების ობიექტებს მიეწოდება RO სპეციალური მარეგულირებელი ორგანოები, რომელთა მეშვეობითაც IM მოქმედებს რეგულირებად ღირებულებაზე;

საკომუნიკაციო ხაზები, რომლის საშუალებითაც სიგნალები გადადის ელემენტიდან ელემენტში ავტომატურ სისტემაში.

მაგალითად, განვიხილოთ ავტომატური კონტროლის გაფართოებული ბლოკ დიაგრამა (სურათი 1.1). დიაგრამაში გამომავალი პარამეტრები არის კონტროლირებადი ობიექტის მუშაობის შედეგი, ისინი მითითებულია x 1, x 2, ……… x n. ამ ძირითადი პარამეტრების გარდა, ავტომატიზაციის ობიექტების მოქმედება ხასიათდება რიგი დამხმარე პარამეტრებით (1 -ზე, 2 -ზე, ……. საათზე), რომელთა მონიტორინგი და რეგულირებაა საჭირო, მაგალითად, მუდმივი.

სურათი 1.1. ავტომატური კონტროლის ბლოკის დიაგრამა

ოპერაციის პროცესში, საკონტროლო ობიექტი იღებს შემაშფოთებელ გავლენას f1…. fn, რამაც გამოიწვია პარამეტრების გადახრები x1 …… .хn მათი რაციონალური მნიშვნელობებიდან. ინფორმაცია x tech და y tech– ის ამჟამინდელი ღირებულებების შესახებ შემოდის საკონტროლო სისტემაში და შედარებულია მათ მიერ დადგენილ მნიშვნელობებთან (პარამეტრები) g1 …… gn, რის შედეგადაც საკონტროლო სისტემა ახორციელებს საკონტროლო მოქმედებებს Е1… ..Еn ობიექტზე, რომელიც მიზნად ისახავს კომპენსაციის მნიშვნელობებიდან მიმდინარე გამომავალი პარამეტრების გადახრების კომპენსირებას.

ავტომატური კონტროლის სისტემის სტრუქტურის მიხედვით, ავტომატიზაციის ობიექტი შეიძლება იყოს, განსაკუთრებულ შემთხვევებში, ერთ დონის ცენტრალიზებული, ერთ დონის დეცენტრალიზებული და მრავალ დონის. ამავე დროს, ერთი დონის საკონტროლო სისტემებს უწოდებენ სისტემებს, რომლებშიც ობიექტი კონტროლდება ერთი საკონტროლო პუნქტიდან ან რამდენიმე დამოუკიდებელიდან. ერთ დონის სისტემებს, რომლებშიც კონტროლი ხორციელდება ერთი საკონტროლო პუნქტიდან, ეწოდება ცენტრალიზებული. ერთ დონის სისტემებს, რომლებშიც რთული ობიექტის ცალკეული ნაწილები კონტროლდება დამოუკიდებელი საკონტროლო პუნქტებიდან, ეწოდება დეცენტრალიზებული.

2.2 ფუნქციური - ტექნოლოგიური სქემებიავტომატური კონტროლი

ფუნქციონალურ-ტექნოლოგიური სქემა არის მთავარი ტექნიკური დოკუმენტი, რომელიც განსაზღვრავს ავტომატური კონტროლის სისტემის კვანძების და ელემენტების მოწყობილობების ფუნქციურ-ბლოკ სტრუქტურას, ტექნოლოგიური პროცესის რეგულირებას (ოპერაციებს) და მისი პარამეტრების კონტროლს, აგრეთვე საკონტროლო ობიექტის აღჭურვას. მოწყობილობებით და ავტომატიზაციის აღჭურვილობით. ასევე, დიაგრამებს ხშირად უწოდებენ უბრალოდ ავტომატიზაციის დიაგრამებს. შემადგენლობა და განხორციელების წესი ნაკარნახევია სტანდარტების მოთხოვნებით (იხ. თავი 1).

ავტომატიზაციის ფუნქციონალური და ტექნოლოგიური სქემა შესრულებულია ერთ ნახატზე, რომელშიც სიმბოლოები ასახავს ტექნოლოგიურ აღჭურვილობას, სატრანსპორტო ხაზებს და მილსადენებს, ინსტრუმენტებსა და ავტომატიზაციის აღჭურვილობას მათ შორის კავშირების მითითებით. დამხმარე მოწყობილობები (დენის წყაროები, რელეები, ამომრთველები, კონცენტრატორები, დაუკრავენ და ა.შ.) დიაგრამებზე არ არის ნაჩვენები.

ავტომატიზაციის ფუნქციური დიაგრამები დაკავშირებულია წარმოების ტექნოლოგიასთან და ტექნოლოგიურ აღჭურვილობასთან, შესაბამისად, დიაგრამა გვიჩვენებს ადგილმდებარეობას ტექნოლოგიური აღჭურვილობაგამარტივებული, არა მასშტაბით, არამედ ფაქტობრივი კონფიგურაციის გათვალისწინებით.

ტექნოლოგიური აღჭურვილობის გარდა, ფუნქციონალური ავტომატიზაციის დიაგრამებზე სტანდარტების შესაბამისად, გამოსახულია გამარტივებული (ორხაზოვანი) და პირობითად (ერთხაზოვანი) სატრანსპორტო ხაზები სხვადასხვა მიზნით.

ტექნიკური დოკუმენტაციის სქემების მშენებლობა და შესწავლა უნდა განხორციელდეს გარკვეული თანმიმდევრობით.

პროცესის პარამეტრები, რომლებიც ექვემდებარება ავტომატურ კონტროლს და რეგულირებას;

მართვის ფუნქციური სტრუქტურა;

საკონტროლო მარყუჟები;

დაცვისა და განგაშის ხელმისაწვდომობა და მიღებული დაბლოკვის მექანიზმები;

კონტროლისა და მართვის პუნქტების ორგანიზება;

ავტომატიზაციის ტექნიკური საშუალებები, რომელთა დახმარებით წყდება მონიტორინგის, სიგნალიზაციის, ავტომატური რეგულირებისა და კონტროლის ფუნქციები.

ამისათვის აუცილებელია იცოდეთ ტექნოლოგიური კონტროლის ავტომატური კონტროლის სისტემების აგების პრინციპები და ტექნოლოგიური აღჭურვილობის, მილსადენების, ინსტრუმენტებისა და ავტომატიზაციის აღჭურვილობის ჩვეულებრივი სურათები, ცალკეულ მოწყობილობებსა და ავტომატიზაციის მოწყობილობებს შორის ფუნქციონალური კავშირები და წარმოდგენა ბუნებაზე. ტექნოლოგიური პროცესი და ინდივიდუალური დანადგარების და ტექნოლოგიური აღჭურვილობის ერთეულების ურთიერთქმედება.

ფუნქციურ დიაგრამაზე, საკომუნიკაციო ხაზები და მილსადენები ხშირად ნაჩვენებია ერთი ხაზის სურათზე. ტრანსპორტირებული საშუალების აღნიშვნა შეიძლება იყოს ციფრული ან ალფანუმერული. (მაგალითად: 1.1 ან B1). პირველი ნომერი ან ასო მიუთითებს ტრანსპორტირებული საშუალების ტიპზე, ხოლო შემდგომი ნომერი - მის მიზანს. ციფრული ან ალფანუმერული აღნიშვნები წარმოდგენილია წამყვანი ხაზების თაროებზე ან სატრანსპორტო ხაზის ზემოთ (მილსადენი) და, საჭიროების შემთხვევაში, სატრანსპორტო ხაზების შესვენებებში (ამ შემთხვევაში, მიღებული აღნიშვნები ახსნილია ნახატებში ან ტექსტურ დოკუმენტებში) იხ. ცხრილი 1.1.). ტექნოლოგიური ობიექტები აჩვენებენ იმ საკონტროლო და გამორთულ სარქველებს, ტექნოლოგიურ მოწყობილობებს, რომლებიც უშუალოდ მონაწილეობენ პროცესის კონტროლსა და მართვაში, ასევე სელექციურ (სენსორებს), გამორთვის და მარეგულირებელ ორგანოებს, რომლებიც აუცილებელია განსაზღვროს შერჩევის წერტილების ფარდობითი მდებარეობა (სენსორების დაყენების წერტილები), ასევე გაზომვის ან კონტროლის პარამეტრები (იხ. ცხრილი 1.2).

სრული მოწყობილობები (ცენტრალიზებული საკონტროლო მანქანები, საკონტროლო მანქანები, ტელემექანიკის ნახევრად კომპლექტი და ა.შ.) განისაზღვრება თვითნებური განზომილებების მართკუთხედებით, მართკუთხედის შიგნით მოწყობილობის ტიპის მითითებით (მწარმოებლის დოკუმენტაციის მიხედვით).

ვ ინდივიდუალური შემთხვევებიტექნოლოგიური აღჭურვილობის ზოგიერთი ელემენტი ასევე ნაჩვენებია დიაგრამებში მართკუთხედების სახით, რაც მიუთითებს ამ ელემენტების სახელებს. ამავდროულად, სენსორების მახლობლად, სელექციური, მიმღები და დანიშნულების მსგავსი სხვა მოწყობილობები მიუთითებენ იმ ტექნოლოგიური აღჭურვილობის დასახელებას, რომელსაც ისინი მიეკუთვნებიან.

ცხრილი 1.1. მილსადენების სატრანსპორტო ხაზების აღნიშვნა GOST 14.202 - 69 შესაბამისად

ცხრილი 1.2. პროცესის სარქველების სიმბოლოები

სახელი	აღნიშვნა GOST 14.202 - 69 შესაბამისად
გამორთვის სწორი სარქველი (კარიბჭის სარქველი)
ელექტრო სარქველი
სამმხრივი სარქველი
უსაფრთხოების სარქველი
მბრუნავი ჩამკეტი (დამშლელი, კარიბჭე)
დიაფრაგმის გამტარებელი
ცხრილი 1.3. გამომავალი ელექტრული გადართვის ელემენტები
სახელი	აღნიშვნა GOST 2.755 - 87 შესაბამისად
კონტაქტი მაღალი დენის მიკროსქემის გადართვისთვის (კონტაქტორის კონტაქტი)
კონტაქტის დახურვა
NC კონტაქტი

დიაგრამების წაკითხვის გასაადვილებლად, ისრები, რომლებიც აღნიშნავენ ნივთიერების მოძრაობის მიმართულებას, მიმაგრებულია მილსადენებზე და სხვა სატრანსპორტო ხაზებზე.

ფუნქციურ და ტექნოლოგიურ სქემაში, ისევე როგორც მილსადენის სურათზე, რომლის მეშვეობითაც ნივთიერება ტოვებს ამ სისტემას, კეთდება შესაბამისი წარწერა, მაგალითად: "შთანთქმის სახელოსნოდან", "ტუმბოებიდან", "პოლიმერიზაციის სქემამდე ".

სურათი 1.2. სენსორების და შერჩეული მოწყობილობების სურათი (ფრაგმენტი)

ავტომატიზაციის ინსტრუმენტების ჩვეულებრივი გრაფიკული აღნიშვნები მოცემულია ცხრილებში 1.2., 1.3., 1.4 .. ფუნქციონალური ავტომატიზაციის დიაგრამებში გამოყენებული ელექტრო მოწყობილობების ჩვეულებრივი გრაფიკული აღნიშვნები უნდა იყოს გამოსახული სტანდარტების შესაბამისად (ცხრილი 1.3.). ნებისმიერი ავტომატური მოწყობილობის სტანდარტული სიმბოლოების არარსებობის შემთხვევაში, თქვენ უნდა მიიღოთ თქვენი სიმბოლოები და ახსნათ ისინი დიაგრამაზე წარწერით. ამ აღნიშვნების ხაზების სისქე უნდა იყოს 0.5 - 0.6 მმ, გარდა ფარიზე დამონტაჟებული მოწყობილობის ჩვეულებრივი გამოსახულების ჰორიზონტალური გამყოფი ხაზისა, რომლის სისქეა 0.2 - 0.3 მმ.

ყველა მუდმივად დაკავშირებული მოწყობილობის აღების მოწყობილობას არ აქვს სპეციალური აღნიშვნა, მაგრამ არის თხელი მყარი ხაზი, რომელიც აკავშირებს პროცესის მილსადენს ან აპარატს მოწყობილობასთან (სურ. 1.2. მოწყობილობები 2 და 3 ა). თუ აუცილებელია აღვნიშნო აღების მოწყობილობის ზუსტი ადგილმდებარეობა ან გაზომვის წერტილი (ტექნოლოგიური მოწყობილობის გრაფიკული აღნიშვნის შიგნით), ბოლოს, 2 მმ დიამეტრის წრე გამოჩნდება თამამად (ნახ. 1.2 მოწყობილობა 1 და 4 ა)

ცხრილი 2.4. ავტომატიზაციის აღჭურვილობისა და მოწყობილობების ჩვეულებრივი გრაფიკული სიმბოლოები

სახელი	აღნიშვნა GOST 21.404 - 85 შესაბამისად
პირველადი საზომი გადამყვანი (სენსორი) ან მოწყობილობა, რომელიც დამონტაჟებულია ადგილზე (ტექნოლოგიურ ხაზზე, აპარატზე, კედელზე, იატაკზე, სვეტზე, ლითონის კონსტრუქციაზე). ძირითადი ნებადართულია
პანელზე დამონტაჟებული მოწყობილობა, დისტანციური მართვა ძირითადი დასაშვებია
მოწყობილობის შერჩევა მოწყობილობის მუდმივი კავშირის გარეშე
ამოქმედების მექანიზმი
სამოგზაურო გადამრთველი
ელექტრო ზარი, სირენა, სიგნალი
ელექტრო გამათბობელი: ა) წინააღმდეგობა, გ) ინდუქცია
ჩაწერის მოწყობილობა
ინკანდესენტური ნათურა, გაზის გამონადენი (სიგნალი)
სამფაზიანი ელექტრო მანქანა (M - ძრავა, G - გენერატორი)
ელექტრო DC მანქანა (ძრავა M, გენერატორი G)

მოწყობილობის ან სხვა ავტომატიზაციის ინსტრუმენტის სრული (თავისუფლად წაკითხვადი) აღნიშვნის მისაღებად, ასო სიმბოლო შეიტანება მის ჩვეულებრივ გრაფიკულ გამოსახულებაში წრის ან ოვალის სახით, რომელიც განსაზღვრავს მიზანს, შესრულებულ ფუნქციებს, მახასიათებლებს და ფუნქციურ პარამეტრებს. ამ შემთხვევაში, წერილის ადგილმდებარეობა განსაზღვრავს მის მნიშვნელობას. ამრიგად, ცხრილში 1.5 მოცემულია ძირითადი პარამეტრები და ფუნქციები, ხოლო ცხრილში 1.6 მოცემულია ფუნქცია, პარამეტრი.

ცხრილი 1.5. ავტომატიზაციის სქემებში ძირითადი გაზომილი პარამეტრების აღნიშვნა

ხელით კონტროლის დასახატად გამოიყენეთ ასო H. იმისათვის, რომ დაადგინოთ ის ღირებულებები, რომლებიც არ არის გათვალისწინებული სტანდარტით, შეგიძლიათ გამოიყენოთ სარეზერვო ასოები: A, B, C, I, N, O, Y, Z (ასო X არის არარეკომენდირებული). გამოყენებული სათადარიგო ასოები უნდა იყოს გაშიფრული წარწერით სქემის თავისუფალ ველზე.

ქვემოთ მოცემულია გაზომილი მნიშვნელობების გამწმენდი მნიშვნელობების აღნიშვნები.

ცხრილი 1.6. ასოების დამატებითი სიმბოლოები

ასო, რომელიც ემსახურება გაზომილი მნიშვნელობის გარკვევას, მოთავსებულია გაზომული მნიშვნელობის აღმნიშვნელი წერილის შემდეგ, მაგალითად P, D, - წნევის სხვაობა (დიფერენციალური).

მოწყობილობების მიერ ინფორმაციის ჩვენების ფუნქციები აღინიშნება ლათინური ასოებით (იხ. ცხრილი 2.7).

ცხრილი 1.7. ფუნქციური ასოები

გარდა ამისა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას აღნიშვნები ასოებით E, G, V.

ყველა ზემოხსენებული ასო აღნიშვნა მიმაგრებულია მოწყობილობის (მოწყობილობის) აღმნიშვნელი წრის ზედა ნაწილზე.

თუ რამდენიმე ასო გამოიყენება ერთი მოწყობილობის დასახატად, მაშინ მათი განლაგების წესი პირველის შემდეგ, აღმნიშვნელი მნიშვნელობით, უნდა იყოს, მაგალითად: TIR - მოწყობილობა ტემპერატურის გაზომვისა და ჩაწერისთვის, PR - წნევის ჩაწერის მოწყობილობა.

ცალკეული ბლოკების სახით დამზადებული და ხელით მუშაობისთვის განკუთვნილი მოწყობილობების დანიშვნისას, ასო H პირველ რიგშია განთავსებული.

მაგალითად, ნახ. 1.2 გვიჩვენებს ავტომატიზაციის დიაგრამას ტემპერატურისა და წნევის სხვაობის აღმწერი მოწყობილობების გამოყენებით, სადაც მოწყობილობის სიმბოლოს შესაქმნელად (კომპლექტი), ფუნქციური დანიშნულება მითითებულია წრის ზედა ნაწილში, ხოლო მისი საცნობარო აღნიშვნა მოთავსებულია ქვედა ნაწილში წრის (ალფანუმერული ან ციფრული - 1, 2, 4 ა, 4 ბ, 3 ა, 3 ბ). ამრიგად, ერთი ნაკრების ყველა ელემენტი, ე.ი. მოწყობილობების ერთი ფუნქციური ჯგუფი (პირველადი, შუალედური და გადამცემი საზომი გადამცემები, საზომი მოწყობილობა, მარეგულირებელი მოწყობილობა, ამძრავი, მარეგულირებელი სხეული) განსაზღვრულია იმავე რიცხვით. ამ შემთხვევაში, ნომერი 1 ენიჭება პირველ (მარცხნივ) კომპლექტს, ნომერი 2 მეორეს და ა.

ერთი ნაკრების ელემენტების გასარჩევად, რიცხვის გვერდით იდება ანბანური ინდექსი (Z და O ასოები, რომელთა მონახაზი მსგავსია რიცხვების მონახაზისა, არ არის რეკომენდებული): პირველადი გადამყვანისთვის ( მგრძნობიარე ელემენტი) - ინდექსი "a", გადამცემი გადამცემისთვის - "b", საზომი მოწყობილობისთვის - "in" და ა. ამრიგად, ერთი ნაკრებისთვის, პირველადი საზომი გადამცემის სრული აღნიშვნა იქნება 1a, გადამცემი საზომი გადამყვანი 1b, საზომი (მეორადი) მოწყობილობა 1c და ა. ფიგურის სიმაღლეა 3.5 მმ, ასოს სიმაღლე 2.5 მმ.

ფუნქციონირების მოთხოვნების შესაბამისად სათბურის ობიექტებიკონვექციური სითბოს გაცვლით და სარწყავი სისტემით, სტაციონარული ბლოკის სათბურებში სასოფლო -სამეურნეო პროდუქტების მოყვანის ტექნოლოგიური პროცესის ავტომატიზაციის სქემა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ნახატზე ნაჩვენები ფუნქციური ავტომატიზაციის სქემის სახით. 3.1.

ავტომატიზაციის დიაგრამაზე (იხ. სურათი 3.1), შემდეგი აღნიშვნებია მიღებული:

• 1 - ელექტრომომარაგების სავენტილაციო დამშლელი;
• 2 - მოცირკულირე გულშემატკივარი;
• 3 - გათბობის ელემენტი;
• 4 - ელექტრო გამონაბოლქვი სავენტილაციო დამშლელი;
• 5 - სარწყავი მიკროსქემის სარქველი;
• 6 - სარწყავი სისტემის საქშენები (მორწყვა);
• 7 - სენსორი კარების (ან ფანჯრების) გასახსნელად;
• 8, 9 - ნიადაგის ტენიანობის სენსორი;
• 10 - ჰაერის ტენიანობა და ტემპერატურის მრიცხველი.

შემუშავებული ავტომატიზაციის სქემის საფუძველზე მიზანშეწონილია საკონტროლო სისტემის არქიტექტურის შემუშავება სამი დონის სქემის მიხედვით. პირველ (ქვედა) დონეზე გათვალისწინებულია ტექნოლოგიური ინფორმაციის შეგროვება გამზომი გადამცემებიდან და ადგილზე დამონტაჟებული ამძრავებისა და სარელეო ავტომატიკის კონტროლი. ტემპერატურისა და ტენიანობის გამზომი სიგნალები დამუშავებულია პროგრამირებადი ლოგიკური კონტროლერის (PLC) მიერ.

შემუშავებული ავტომატიზაციის სქემის საფუძველზე მიზანშეწონილია საკონტროლო სისტემის არქიტექტურის შემუშავება სამი დონის სქემის მიხედვით. პირველ (ქვედა) დონეზე გათვალისწინებულია ტექნოლოგიური ინფორმაციის შეგროვება გამზომი გადამცემებიდან და ადგილზე დამონტაჟებული ამძრავებისა და სარელეო ავტომატიკის კონტროლი. ტემპერატურისა და ტენიანობის გამზომი სიგნალები დამუშავებულია PLC– ით. მიკროკლიმატის რეჟიმის კონტროლის მოცემული ალგორითმის მიხედვით, ის წარმოქმნის საკონტროლო სიგნალებს საკონტროლო მარყუჟების გამტარებლებზე. მეორე დონე უზრუნველყოფს პროგრამის კონტროლს ოპერატორის სადგურიდან სასოფლო -სამეურნეო კულტურების მოყვანის მოცემულ ტექნოლოგიურ პროცესზე. პროგრამული სისტემა ავტომატურად ამოწმებს და აკონტროლებს ტემპერატურას, ტენიანობის დონეს პალატაში და მიწის ზედაპირზე სენსორების და გათბობის მილის სარქველის, ასევე დამატენიანებელი სისტემის გამოყენებით. ამ დონის აღჭურვილობა მოიცავს საკონტროლო პანელს და საკონტროლო ოთახში დამონტაჟებულ PLC- ს. სამრეწველო კომპიუტერი უკავშირდება Profibus DP ქსელს განაწილებული აღჭურვილობით და უკავშირდება სასათბურე მეურნეობის ადგილობრივ სეგმენტს Ethernet- ის საშუალებით მესამე დონეზე.

მესამე (ზედა) დონეზე, ტექნოლოგიური პროცესის შესახებ ინფორმაციის ცენტრალიზებული დამუშავება ხდება საწარმოში Ethernet ქსელის საშუალებით. ინფორმაციის დამუშავება მოიცავს ტექნოლოგიური პროცესის მიმდინარეობის მონიტორინგს, გამაგრილებლის ნაკადის სიჩქარეს, ხე -ტყის მოპოვებას, დაარქივებას და ოპერატიულ კონტროლს.

სათბურის გარემოს შიგნით კლიმატის რეგულირების ტექნოლოგიური პროცესის ავტომატური კონტროლის სისტემის ბლოკ -სქემა ნაჩვენებია ნახ. 3.2.

სურათი 3.1 -სათბურის მიკროკლიმატის კონტროლის ავტომატური სისტემა

სურათი 3.2 - ACS MKT ბლოკის დიაგრამა

პროცესის ავტომატური კონტროლის სისტემების განვითარება დღევანდელ ეტაპზე ასოცირდება კონტროლისთვის მიკროპროცესორებისა და მიკროკომპიუტერების ფართოდ გამოყენებასთან, რომელთა ღირებულება ყოველწლიურად მცირდება კონტროლის სისტემების შექმნის საერთო ხარჯებთან შედარებით. მიკროპროცესორების მოსვლამდე, პროცესის კონტროლის სისტემების ევოლუციას თან ახლდა ცენტრალიზაციის ხარისხის ზრდა. ამასთან, ცენტრალიზებული სისტემების შესაძლებლობები უკვე შეზღუდულია და არ აკმაყოფილებს თანამედროვე მოთხოვნებს საიმედოობის, მოქნილობის, საკომუნიკაციო სისტემებისა და პროგრამული უზრუნველყოფის ღირებულების შესახებ.

ცენტრალიზებული კონტროლის სისტემებიდან დეცენტრალიზებულზე გადასვლა ასევე გამოწვეულია ცალკეული ტექნოლოგიური ერთეულების სიმძლავრის ზრდით, მათი გართულებით, მათი მუშაობის სიჩქარისა და სიზუსტის გაზრდილი მოთხოვნებით. კონტროლის სისტემების ცენტრალიზაცია ეკონომიკურად გამართლებულია TOU– ს შედარებით მცირე ინფორმაციის მოცულობით (საკონტროლო და რეგულირების არხების რაოდენობა) და მისი ტერიტორიული კონცენტრაცია. საკონტროლო, მარეგულირებელი და საკონტროლო არხების დიდი რაოდენობით, APCS– ში საკომუნიკაციო ხაზების დიდი სიგრძით, საკონტროლო სისტემის სტრუქტურის დეცენტრალიზაცია ხდება APCS– ის სიცოცხლისუნარიანობის გაზრდის ფუნდამენტური მეთოდი, ღირებულებისა და საოპერაციო ხარჯების შემცირება.

უნდა იყოს აღიარებული APCS– ის დეცენტრალიზაციის ყველაზე პერსპექტიული მიმართულება ავტომატური კონტროლიპროცესები განაწილებული არქიტექტურით, რომელიც ეფუძნება საკონტროლო ობიექტის ფუნქციურ-მიზნობრივ და ტოპოლოგიურ დეცენტრალიზაციას.

ფუნქციონალური და მიზნობრივი დეცენტრალიზაცია- ეს არის რთული პროცესის ან სისტემის დაყოფა უფრო მცირე ნაწილებად - ქვეპროცესები ან ქვესისტემები ფუნქციური მახასიათებლების მიხედვით (მაგალითად, ტექნოლოგიური პროცესის გადანაწილება, ერთეულების მუშაობის რეჟიმი და სხვა), რომლებსაც აქვთ დამოუკიდებელი ფუნქციონირების მიზნები.

ტოპოლოგიური დეცენტრალიზაციანიშნავს პროცესის ტერიტორიული (სივრცითი) დაყოფის შესაძლებლობას ფუნქციურ-მიზნობრივ ქვეპროცესებად. ოპტიმალური ტოპოლოგიური დეცენტრალიზაციით, განაწილებული APCS ქვესისტემების რაოდენობა შეირჩევა ისე, რომ მინიმუმამდე დაიყვანოს საკომუნიკაციო ხაზების საერთო სიგრძე, რომელიც ადგილობრივ საკონტროლო ქვესისტემებთან ერთად ქმნის ქსელის სტრუქტურას.

თანამედროვე განაწილებული კონტროლის სისტემების ტექნიკური საფუძველი, რამაც შესაძლებელი გახადა ასეთი სისტემების დანერგვა, არის მიკროპროცესორები და მიკროპროცესორული სისტემები.

მიკროპროცესორული სისტემა ასრულებს მონაცემთა შეგროვების, რეგულირებისა და კონტროლის ფუნქციებს, მონაცემთა ბაზაში არსებული ყველა ინფორმაციის ვიზუალიზაციას, პარამეტრების შეცვლას, ალგორითმების პარამეტრებს და თავად ალგორითმებს, ოპტიმიზაციას და ა. მიკროპროცესორების (მათ შორის მიკროკომპიუტერების) გამოყენება ჩამოთვლილი ამოცანების გადასაჭრელად შესაძლებელს ხდის შემდეგი მიზნების მიღწევას:

ა) ანალოგური ტექნოლოგიის ციფრულით შეცვლა, სადაც ციფრულ საშუალებებზე გადასვლა აუმჯობესებს სიზუსტეს, აფართოებს ფუნქციონირებას და ზრდის კონტროლის სისტემების მოქნილობას;

ბ) მყარი ლოგიკით აღჭურვილობის შეცვლა პროგრამირებადი (პროგრამის შეცვლის უნარით) მოწყობილობებით, ან მიკროკონტროლერები;

გ) შეცვალოს ერთი მინი კომპიუტერი რამდენიმე მიკროკომპიუტერის სისტემით, როდესაც აუცილებელია წარმოების ან ტექნოლოგიური პროცესის დეცენტრალიზებული კონტროლის გაზრდა საიმედოობითა და სიცოცხლისუნარიანობით, ან როდესაც მინი კომპიუტერის შესაძლებლობები სრულად არ არის გამოყენებული.

მიკროპროცესორულ სისტემებს შეუძლიათ განაწილებული APCS– ის ქვესისტემებში შეასრულონ მონიტორინგის, გაზომვის, რეგულირების, კონტროლის და ოპერატორისთვის ინფორმაციის წარდგენის ყველა ტიპიური ფუნქცია.

განაწილებული პროცესის კონტროლის სისტემებში, ქვესისტემების ურთიერთქმედების სამი ტოპოლოგიური სტრუქტურა ზოგადად მიღებულია: ვარსკვლავის ფორმის (რადიალური); ბეჭედი (მარყუჟი); ავტობუსი (საბარგული) ან მისი კომბინაციები. სენსორებთან და აქტივატორებთან კომუნიკაციის ორგანიზება ინდივიდუალურია და უპირატესად რადიალურია.

სურათი 3.5 გვიჩვენებს განაწილებული პროცესის კონტროლის სისტემების ტოპოლოგიურ ვარიანტებს.

სურათი 3.5 - განაწილებული APCS- ის ტიპიური სტრუქტურები:

a - რადიალური, b - მთავარი ხაზი, c - წრიული

ქვესისტემების ურთიერთქმედების რადიალური სტრუქტურა (ნახაზი 3.5, ა) ასახავს მოწყობილობების დამაკავშირებელ ტრადიციულად გამოყენებულ მეთოდს სპეციალურ საკომუნიკაციო ხაზებთან და ხასიათდება შემდეგი მახასიათებლებით:

ა) არის ცალკეული, ერთმანეთთან დაუკავშირებელი ხაზები, რომლებიც აკავშირებს ცენტრალურ ქვესისტემას (CPU) თვითმფრინავის i ავტომატიზაციის ადგილობრივ სისტემებთან;

ბ) ტექნიკურად ადვილია ინტერფეისის მოწყობილობების დანერგვა აშშ 1-აშშ მ ადგილობრივი ავტომატიზაცია. ცენტრალური საკომუნიკაციო მოწყობილობა USC არის აშშ -ს i ტიპის მოდულების ნაკრები ხაზების რაოდენობის მიხედვით ან საკმაოდ რთული მოწყობილობა ინფორმაციის გადაცემის არხების მულტიპლექსირებისთვის;

გ) ცალკეულ ხაზებზე მაქსიმალური გაცვლითი კურსი უზრუნველყოფილია გამომთვლელი მოწყობილობების საკმარისად მაღალი წარმადობით პროცესორის დონეზე;

დ) საკომუნიკაციო ქვესისტემის საიმედოობა დიდწილად დამოკიდებულია პროცესორის ტექნიკის საიმედოობაზე და სიცოცხლისუნარიანობაზე. პროცესორის უკმარისობა პრაქტიკულად ანადგურებს გაცვლის ქვესისტემას, ვინაიდან ყველა ინფორმაციის ნაკადი დახურულია ზედა დონეზე.

რადიალური სტრუქტურის მქონე განაწილებული სისტემა არის ორ დონის სისტემა, სადაც ქვესისტემებში ქვედა დონეზე ხორციელდება საჭირო კონტროლის, რეგულირებისა და კონტროლის ფუნქციები, ხოლო მეორე დონეზე, პროცესორში, კოორდინაციის მიკროკომპიუტერი (ან მინი -კომპიუტერი), მიკროკომპიუტერ-თანამგზავრების მუშაობის კოორდინაციის გარდა, ოპტიმიზირებს TOU– ს საკონტროლო ამოცანებს, ენერგიის განაწილებას, აკონტროლებს ტექნოლოგიურ პროცესს მთლიანობაში, ითვლის ტექნიკურ და ეკონომიკურ მაჩვენებლებს და ა. რადიალური სტრუქტურის მქონე განაწილებულ სისტემაში არსებული მთელი მონაცემთა ბაზა უნდა იყოს ხელმისაწვდომი კოორდინირებული მიკროკომპიუტერის მიერ ზედა დონეზე საკონტროლო პროგრამებისთვის. შედეგად, საკოორდინაციო მიკროკომპიუტერი მუშაობს რეალურ დროში და უნდა კონტროლდებოდეს მაღალი დონის ენების გამოყენებით.

სურათი 3.5 (ბ, გ) გვიჩვენებს დონის ურთიერთქმედების რგოლისა და ავტობუსის ტოპოლოგიებს. ამ სტრუქტურებს აქვთ მრავალი უპირატესობა რადიალურ სტრუქტურებთან შედარებით:

ა) საკომუნიკაციო ქვესისტემის ფუნქციონირება, რომელიც მოიცავს არხს და საკომუნიკაციო მოწყობილობებს, არ არის დამოკიდებული ტექნიკური საშუალებების მუშაობაზე ავტომატიზაციის დონეზე;

ბ) სპეციალური მოწყობილობების გამოყენებით შესაძლებელია დამატებითი მოწყობილობების დაკავშირება და მთელი ქვესისტემის კონტროლი;

გ) საკაბელო პროდუქციის მნიშვნელოვნად დაბალი ღირებულებაა საჭირო.

საჰაერო ხომალდებსა და აშშ -ს შორის ინფორმაციის გაცვლის გამო ("თითოეული თითოეულს"), არსებობს დამატებითი შესაძლებლობა დინამიური გადანაწილების საჰაერო ქვესისტემების ერთობლივი ოპერაციის საკოორდინაციო ფუნქციების ქვედა დონეზე. პროცესორის უკმარისობის შემთხვევა. ავტობუსის (უფრო მცირე ზომით, ზარის) სტრუქტურა უზრუნველყოფს ქვესისტემებს შორის გაცვლის მაუწყებლობის რეჟიმს, რაც მნიშვნელოვანი უპირატესობაა ჯგუფის საკონტროლო ბრძანებების განხორციელებისას. ამავდროულად, ავტობუსების და ბეჭდების არქიტექტურა უკვე მნიშვნელოვნად აყენებს მოთხოვნებს ინტერფეისის მოწყობილობების "ინტელექტზე" და, შესაბამისად, გაზრდილია ერთჯერადი ხარჯები ძირითადი ქსელის განხორციელებისთვის.

საკომუნიკაციო ქვესისტემის რგოლისა და ავტობუსის ტოპოლოგიების შედარებისას უნდა აღინიშნოს, რომ ბეჭდის სტრუქტურის ორგანიზება უფრო იაფია, ვიდრე ავტობუსი. ამასთან, ბეჭდის საკომუნიკაციო სისტემით მთელი ქვესისტემის საიმედოობა განისაზღვრება თითოეული ინტერფეისის მოწყობილობისა და საკომუნიკაციო ხაზების თითოეული მონაკვეთის საიმედოობით. სიცოცხლისუნარიანობის გასაზრდელად აუცილებელია ორმაგი რგოლების ან დამატებითი საკომუნიკაციო ხაზების გამოყენება შემოვლითი მარშრუტებით. ტრანსფორმატორებით გათიშული ავტობუსის არქიტექტურის ფიზიკური გადამცემი არხის მუშაობა არ არის დამოკიდებული ინტერფეისის მოწყობილობების მუშაობაზე, თუმცა რაც შეეხება ბეჭედს, უარეს შემთხვევაში ნებისმიერი ინტერფეისის მოწყობილობის უკმარისობა იწვევს სრულ ავტონომიური მუშაობაქვესისტემის წარუმატებელი კვანძი, ანუ კონტროლის ფუნქციის დაკარგვა პროცესორის დონიდან წარუმატებელი კვანძის ავტომატიზაციით.

მთელი ავტომატიზაციის სისტემის სიცოცხლისუნარიანობის გაზრდის მკაფიო მეთოდი საკომუნიკაციო ქვესისტემაში შესაბამისი მოწყობილობების გაუმართაობის შემთხვევაში არის ქვესისტემის კვანძებში შესატყვისი მოწყობილობების დუბლირება. ბეჭდის სტრუქტურაში, ეს მიდგომა უკვე იგულისხმება ორმაგი რგოლებისა და შემოვლითი გზების ორგანიზებისას. თუ ქვედა ტოპოლოგიის უწყვეტი ფიზიკური არხის საიმედოობა ეჭვს არ იწვევს, მაშინ მხოლოდ ინტერფეისის მოწყობილობების დუბლირება შესაძლებელია სარეზერვო მაგისტრალური კაბელის გამოყენების გარეშე.

საკომუნიკაციო ქვესისტემის საიმედოობის გასაზრდელად იაფი გზაა კომბინირებული სტრუქტურების გამოყენება, რომლებიც აერთიანებს რადიალური და რგოლური (ხერხემალი) ტოპოლოგიების უპირატესობებს. ბეჭდისთვის, რადიალური ობლიგაციების რაოდენობა შეიძლება შემოიფარგლოს ორი ან სამი ხაზით, რომელთა განხორციელება იძლევა მარტივ და იაფ გადაწყვეტას.

განაწილებული APCS- ის ისეთი მაჩვენებლების შეფასება, როგორიცაა ეკონომიკური(საკაბელო პროდუქტების ხარჯები, საკაბელო მიკვლევა, ქსელის საშუალებების განვითარება ან შეძენა, მათ შორის საკომუნიკაციო მოწყობილობები და ა.შ.), ფუნქციონალური(ჯგუფის გადაცემის ოპერაციების გამოყენება, გაცვლითი კურსი, გაცვლის შესაძლებლობა "თითოეული თითოეულს"), ასევე გაერთიანების მაჩვენებლები და ევოლუციის შესაძლებლობებიქსელები (დამატებითი სააბონენტო კვანძების მარტივი ჩართვის შესაძლებლობა, APCS– ში გამოყენების ტენდენციები) და ინდიკატორები ქსელის საიმედოობა(საკომუნიკაციო არხის და საკომუნიკაციო ან ინტერფეისის მოწყობილობების გაუმართაობა), გვაძლევს საშუალებას გამოვიტანოთ შემდეგი დასკვნები:

ა) განვითარების და გამოყენების თვალსაზრისით ყველაზე პერსპექტიული არის საკომუნიკაციო ქვესისტემის ხერხემალი ორგანიზაცია;

ბ) ხერხემლის ტოპოლოგიის ფუნქციონირება არ ჩამოუვარდება ბეჭდისა და რადიალური შესაძლებლობების;

გ) ხერხემლის სტრუქტურის საიმედოობის მაჩვენებლები საკმაოდ დამაკმაყოფილებელია;

დ) განაწილებული APCS- ის ხერხემლის ტოპოლოგია მოითხოვს დიდ ერთჯერად ხარჯებს საკომუნიკაციო არხისა და ინტერფეისის მოწყობილობების შექმნისა და განხორციელებისთვის.

უმეტესწილად ამ მახასიათებლების გამო ხერხემლის სტრუქტურა და მოდულური ორგანიზაცია ტექნიკისა და პროგრამული უზრუნველყოფის თანამედროვე პროცესის კონტროლის სისტემებში მაგისტრალური მოდულური პრინციპიმშენებლობა ტექნიკური მხარდაჭერანაპოვნია შეღავათიანი განაწილება.

მიკროპროცესორებისა და მიკროკომპიუტერების გამოყენება შესაძლებელს ხდის ეფექტურად და ეკონომიკურად განახორციელოს APCS– ის ფუნქციონალური და ტოპოლოგიური დეცენტრალიზაციის პრინციპი. ამრიგად, შესაძლებელია მნიშვნელოვნად გაიზარდოს სისტემის საიმედოობა და სიცოცხლისუნარიანობა, შეამციროს ძვირადღირებული საკომუნიკაციო ხაზები, უზრუნველყოს ოპერაციის მოქნილობა და გააფართოვოს ტექნიკური საშუალებების კომპლექსების ეროვნულ ეკონომიკაში გამოყენების სფერო, რომლის მთავარი ელემენტია მიკროკომპიუტერი ან მიკროპროცესორი. ასეთ განაწილებულ კონტროლის სისტემებში, ეს ხდება ძალიან მნიშვნელოვანი ინტერფეისის სტანდარტიზაცია, ე.ი. ერთიანი ნორმების, მოთხოვნებისა და წესების დამკვიდრება და გამოყენება, რომლებიც უზრუნველყოფენ ტექნიკური საშუალებების ინფორმაციის ინტეგრაციას APCS- ის სტანდარტულ სტრუქტურებში.