Рассмотрим современную структуру управления пищевым предприятием на примере хлебозавода.

Эффективность функционирования АСУ хлебозавода в основном определяется выбором структур АСУТП, его подразделений, их функциями, комплексом технических средств управления с учетом мощности и необходимого уровня автоматизации.

Структурную организацию АСУ хлебозавода следует рассматривать:

– по горизонтали (где выделяются его технологические подразделения в плане задач управления законченными технологическими процессами производства);

– по вертикали (где выделяются уровни управления технологическими процессами).

На рис. 4.1 приведена структура АСУ хлебозавода (АСУП). (слайд)

Рис. 4.1 Структура АСУ хлебозавода

Технологические подразделения хлебозавода, как правило, состоят из ряда взаимосвязанных технологических аппаратов, агрегатов, установок, на которых протекает технологический процесс производства полуфабриката, продукта или подготовка вспомогательных материалов, энергоносителей, теплоносителей и других материалов, связи между ними обозначены на рис. 9.1 сплошными линиями.

Автоматизированное управление технологическими отделениями и подразделениями осуществляется сменными технологами под руководством главного технолога и руководителей хлебозавода, связи между ними обозначены на рис. 4.1 пунктирными линиями.

В первую очередь следует автоматизировать наиболее подготовленные подразделения хлебозавода, а затем, развивая АСУ, подключать новые.

Структура управления и порядок оснащения техническими средствами АСУ хлебозавода большой и средней мощности приведены на рис. 4.2. (слайд)

Рис. 4.2. Структура управления хлебозаводом средней и большой мощности:

1 – преобразователи (датчики) технологических параметров, установленные на технологическом оборудовании;

2 – исполнительные устройства и электродвигатели технологического оборудования;

3 – нормирующие преобразователи, сигнализаторы параметров, блоки питания, смонтированные на щитах;

4 – пусковая аппаратура электродвигателей и исполнительных устройств;

5 – пульт оператора по месту;

6 – локальная вычислительная сеть (ЛВС);

7 – локальные микропроцессорные контроллеры;

8 – сетевые микропроцессорные контроллеры;

9 – программно-технический комплекс (ПТК): 9.1 – печатающее устройство 9.2 – управляющая ЭВМ и УСО, 9.3 – видеотерминал;

10 – цветной графический монитор;

11 – АРМы оператора-технолога АСУТП;

12 – персональная ЭВМ;

13 – базовая ЭВМ третьего уровня: 13.1 – внешнее запоминающее устройство (система хранения данных), 13.2 – ЭВМ и видеотерминал, 13.3 – печатающее устройство;

14 – сервер базы данных предприятия;

15 – АРМы АСУП.

По вертикали структуру завода можно представить в виде трех иерархических уровней управления. Для хлебозаводов малой мощности и хлебопекарен целесообразна двухуровневая иерархическая структура управления.

Первый уровень структуры управления завода состоит из локальных автоматизированных систем управления. Они обеспечивают:

– формирование информации о протекании технологических процессов производства хлебобулочных изделий, смонтированных непосредственно по месту аппаратов, агрегатов, установок или линии;

– обработку этой информации и передачу на следующий уровень управления с помощью полевой сети Fieldbus H1.

Каждый из видов технологического оборудования в основном оснащается локальной системой управления ЛВС. При этом обработка информации, ее представление оператору, формирование команд управления осуществляется техническими средствами микропроцессорной техники.

Целесообразным является оснащение ТОУ современными интеллектуальными датчиками технологических параметров, локальными микропроцессорными устройствами для обработки информации, а также микропроцессорными исполнительными устройствами. Информация о состоянии ТОУ передается также на второй иерархический уровень управления для представления оператору и формирования команд управления технологическими процессами.

На первом уровне управления реализуются следующие функции АСУП: (слайд)

- измерение технологических параметров, обработка и передача сигналов информации на второй уровень;

- регулирование заданных значений технологических параметров;

- формирование управляющих воздействий на исполнительные устройства (клапаны, насосы, мешалки и др.);

- автоматическое управление по заданным алгоритмам отдельными технологическими агрегатами, установками и линиями;

- сбор и передача на второй уровень управления сигналов о состоянии исполнительных устройств, срабатывании защиты и блокировок.

Согласно функциям АСУП, реализуемым на первом уровне, выбирают технические средства автоматизации: (слайд)

- измерительные преобразователи (датчики) технологических параметров, преобразователи сигналов, сигнализаторы технологических параметров, регистрирующие устройства, регуляторы (контроллеры) по месту;

- исполнительные устройства;

- электропусковую аппаратуру;

- локальные микропроцессорные устройства (контроллеры для логико-программного управления и регулирования технологических процессов), УСО, ПК.

ПЕРЕРЫВ. Проверить явку

Второй уровень управления хлебозавода образован системами, функцией которых является автоматизированное управление технологическими подразделениями согласно информации, полученной от систем первого уровня управления.

На втором уровне осуществляется координация управления технологическим оборудованием отделений, подразделений и линий, а также обеспечивается взаимосвязь между ними.

На этом уровне управления реализуются следующие функции АСУП: (слайд)

- отображение оперативной информации о значениях технологических параметров и состоянии технологического оборудования, а также обозначениях вводимых оператором команд и данных;

- формирование и передача управляющих воздействий на исполнительные устройства;

- автоматическое управление по заданной программе и командам оператора работой технологического оборудования, находящегося в технологическом подразделении;

- координирование режимов работы подразделений;

- регистрация информации о работе технологического подразделения на печатающим устройстве, а также ее архивирование и хранение;

- сбор, обработка и передача информации о работе технологических подразделений на третий уровень управления заводом.

Системы управления второго уровня в основном базируются на применении программно-технических комплексов (ПТК), которые включают управляющие ЭВМ, устройства связи с объектом (УСО), видеотерминалы, печатающие устройства, локальные и сетевые микропроцессорные устройства (контроллеры и др.), а также персональные ЭВМ, т. е. автоматизированные рабочие места (АРМ) технолога.

Вся информация, необходимая для принятия решений по управлению технологическим процессом, отображается на цветных мониторах и видеотерминальных устройствах.

Ввод команд, данных и регламентов (инструкций) осуществляется оператором (технологом) с помощью клавиатуры. Информация о технологических параметрах и состоянии оборудования, команды управления передаются с помощью устройства связи с объектом в ПТК или от локальных микропроцессорных устройств через сетевые микропроцессорные устройства в ЭВМ или персональные ЭВМ (ПЭВМ) посредством промышленной сети Profibus DP.

При использовании распределенных систем микропроцессорных контроллеров (что характерно для хлебопекарного производства) ко второму уровню управления относят сетевые контроллеры и ПЭВМ, которые используют АРМ технолога.

Для хлебозаводов малой мощности и хлебопекарен на втором уровне управления возможно использование средств локальной автоматики, т. е. вторичных измерительных приборов и мнемонических схем для отображения информации, пусковой аппаратуры дистанционного управления и микропроцессорных контроллеров для обработки информации.

Третий уровень управления хлебозавода образован системой централизованного управления, которая реализует задачи оперативного диспетчерского управления и координации управления технологическими подразделениями согласно задачам АСУ завода и вспомогательного производства.

На третьем уровне управления реализуются следующие функции АСУП: (слайд)

- диспетчеризация режимов работы технологических отделений и подразделений и координация их взаимодействий со вспомогательным производством;

- ведение баз данных и регистрация текущей и интегрированной информации о функционировании технологических отделений и подразделений в виде отчетной документации;

- сбор, обработка и передача необходимой информации о функционировании отделений и подразделений в АСУ хлебозавода и вспомогательного производства;

- прием и обработка информации из АСУ хлебозавода и вспомогательного подразделения и представление ее руководителям данного предприятия.

Для систем управления третьего уровня характерно применение ПТК и базовой ЭВМ, предназначенных для операторских станций, и обеспечение поддержки и манипулирования достаточно мощными базами данных.

В АСУ хлебозаводов большой и средней мощности важен обмен информацией как по горизонтали, между технологическими подразделениями, так и по вертикали, между уровнями управления подразделениями.