XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Введение

С ростом количества датчиков, увеличением площади территории, на которой расположена автоматизированная система, становится более эффективным решением — применение Распределенных Систем Управления (РСУ). Онализируя современный рынок РСУ можно выделить несколько корпараций как использующие распределённые системы управления, так и разрабатывающие её состовляющие.

ABB (Asea Brown Boveri) — швейцарская корпорация, специализирующаяся в области электротехники и энергетического машиностроения. На предприятиях используются компьютеры и информационные базы на основе Microsoft, для создания и поддержки серверов с информацией. Для управления процессами используется технология OLE которая является отраслевым стандартом связи. Создала новую систему 800xA для максимальной функциональности с помощью полевой шины. Сейчас техника полевой шины использовалась для интеграции приложений мониторинга машин, приводов, качества и состояния в одну РСУ с системой Valmet DNA. [1]

Анализируя всё вышесказанно можно сделать выводы что РСУ уже зарекомендовали себя по всему миру как надёжная система использующаяся во многих отросляж производства. Задача моей работы состоит в том, чтобы более подробно расскрыть тему РСУ, её структуру, общие понятия, требования , задачи и т. д.

Общее понятие распределённых систем управления.

РСУ - система, состоящая из множества устройств, распределённых в пространстве, каждое из которых не зависит от остальных, но взаимодействует с ними для выполнения общей задачи. Система управления технологическим процессом, отличающаяся построением распределённой системы ввода-вывода и децентрализацией обработки данных. Элементы системы могут находиться на довольно большом расстоянии, а связь между ними может выполняться через интернет.[2]

Одни из первых инструментальных средств, для создания РСУ были представлены на рынок в 1975 году компаниями Honeywell и Yokogawa.

СтруктураРСУ

Обычно распределенная система управления включает большое количество связок менеджер - агент, которые дополняются рабочими станциями операторов сети, с помощью которых они получают доступ к менеджерам.

Каждый агент собирает данные и управляет определенным элементом сети. Менеджеры, собирают данные от своих агентов, обобщают их и хранят в базе данных. [3]

Рисунок 1 – Распределённая система управления

Наличие нескольких менеджеров позволяет распределить между ними нагрузку по обработке данных управления, обеспечивая масштабируемость системы (рис. 1).

Как правило, связи между агентами и менеджерами носят более упорядоченный характер, чем тот, который показан на картинке выше. Чаще всего используются два подхода к их соединению - одноранговый и иерархический. В случае одноранговых связей (рис.2) каждый менеджер управляет своей частью сети на основе информации, получаемой от нижележащих агентов. [4]

Рисунок 2 –Одноранговые РСУ

Одноранговое построение системы управления (рис.2) сегодня считается неэффективным и устаревшим.

Рисунок 3 –Иерархическое РСУ

Гораздо более гибким является иерархическое построение связей между менеджерами (рис.3). Каждый менеджер нижнего уровня выполняет также функции агента для менеджера верхнего уровня.

Отличия РСУ от ССУ

Во многих случаях термин "распределенная" является антонимом к термину "сосредоточенная". Так как: Сосредоточенные системы управления (ССУ), состоят из отдельных элементов, занимающих относительно небольшой объем пространства и реализующих некоторую функцию преобразования. В свою очередь распределённые системы управления (РСУ), состоят из элементов, связывающих некоторые сосредоточенные элементы между собой. Их основная задача не преобразование, а передача чего-либо в системе от одного элемента к другому.

Требования к современным РСУ.

Отказоустойчивость.

Масштабируемость (единая конфигурационная база данных).

Простота разработки и конфигурирования.

Поддержка территориально распределённой архитектуры.

Развитый человеко-машинный интерфейс.

После выполнения и проверки всех вышесказанных требований, РСУ обязана выполнять её основные задачи:

Соединение пользователей с ресурсами.

Прозрачность.

Открытость.

Масштабируемость.

Как правило, существует три типа распределенных вычислительных систем со следующими целями:

Распределенные информационные системы

Распределенные всеобъемлющие системы

А также распределенные вычислительные системы

Анализ сложных РСУ позволяет выделить в них несколько уровней иерархии.

Нижний уровень. Включает в себя датчики и исполнительные устройства

Второй уровень. Состоит из программируемых логических контроллеров с модулями ввода-вывода, которые обмениваются информацией по промышленной сети.

Сферы применения РСУ

Химия и нефтехимия.

Нефтепереработка и нефтедобыча.

Газодобыча и газопереработка.

Металлургия.

Пищевая промышленность: молочная, сахарная, пивная и т.д.

Энергоснабжение и т.д.

Заключение.

В данной статье была широко раскрыта тема распределённых систем управления, их: общее понятие системы, структура, отличие от ССУ, современные требования, основные задачи, типы РСУ, уровни иерархии, тема децентрализации и распределённости, сферы применения, контролеры использующиеся на современныx распределённых системах управления, современный рынок РСУ с примерами компаний, как производителей, так и потребителей.

На основе проведенного анализа показано, что РСУ является передовой системой управления для современных предприятий и имеет широкие возможности для модернизации, включая не только совершенствование оборудования, датчиков и контроллеров, но и саму структуру, разрабатывая новую архитектуру распределенных систем управления с централизацией на основе SCADA - систем.

Список литературы

https://ru.wikipedia.org/wiki/ABB (6.10.2021)

https://finestart.school/media/Distributed_control_systems(6.10.2021)

https://studopedia.ru/15_90630_strukturi-raspredelennih-sistem-upravleniya.html(20.10.2021)

https://helpiks.org/8-78229.html(6.10.2021)

Код для цитирования: Скопировать