Общая структурная схема современной системы автоматизированного управления производством представлена на рис. 4.1. Нижний уровень системы составляют датчики, устройства измерения технологических параметров, приводы и исполнительные устройства, установленные на технологическом оборудовании и предназначенные для сбора первичной информации и реализации исполнительных воздействий. Этот уровень называют уровнем ввода-вывода (I/O) или полевым (Field) уровнем. Устройства полевого уровня могут быть интеллектуальными, в этом случае обмен информацией с ними может осуществляться непосредственно по сети передачи данных.

Рис. 4.1. Структура современной промышленной системы автоматизированного управления производством

Следующий уровень системы – программируемые контроллеры. Они выполняют функцию непосредственного автоматического управления технологическими процессами. Управление исполнительными механизмами осуществляется по определенным алгоритмам путем обработки данных о состоянии технологических параметров, полученных посредством измерительных приборов. Этот уровень получил наименование уровня непосредственного управления (Control).

Серверы технологических данных и автоматизированные рабочие места (АРМ) операторов технологического оборудования (рис. 4.1) образуют так называемую SCADA-систему, верхний уровень АСУ ТП.

SCADA – аббревиатура от английского Supervisory Control and Data Acquisition, что переводится как «сбор данных и диспетчерское управление». Серверы обеспечивают работу SCADA-системы, поддерживая протокол обмена данными с технологическими устройствами (контроллерами, интеллектуальными датчиками и исполнительными механизмами) и протокол работы с сетью персональных компьютеров. Основными функциями SCADA-систем являются:

• сбор, первичная обработка и накопление информации о параметрах технологического процесса и состоянии оборудования от промышленных контроллеров и других цифровых устройств, непосредственно связанных с технологической аппаратурой;
• отображение информации о текущих параметрах технологического процесса на экранах АРМ операторов и технического персонала в виде графических мнемосхем;
• отображение графиков текущих значений технологических параметров в реальном времени за заданный интервал;
• операторское управление технологическим процессом;
• обнаружение критических (аварийных) ситуаций;
• вывод на экраны АРМ операторов технологических и аварийных сообщений;
• архивирование истории изменения параметров технологического процесса;
• предоставление данных о параметрах технологического процесса для их использования в системах управления предприятием.

Выше АСУ ТП различных технологических комплексов предприятия в иерархии системы управления расположены:

• система организации производства MES (Manufacturing Execution System). Эта система выполняет упорядоченную обработку информации о ходе изготовления продукции в различных цехах предприятия, обеспечивает управление качеством и предоставляет в реальном времени необходимую информацию для следующих уровней управления предприятием;
• системы материально-производственного планирования MRP (Manufacturing Resource Planning) и планирования производственных ресурсов предприятия ERP (Enterprise Resource Planning). В России системы этого уровня больше известны под названием АСУП (автоматизированные системы управления предприятием). Они предназначены для автоматизации планирования производства и финансовой деятельности, снабжения и продаж, анализа, прогнозирования и т.д. [13].

Рассмотренную модель комплексной автоматизации предприятия можно упрощать, объединяя любые два соседних уровня иерархии, но принципиально подход остается одинаковым.

В соответствии с современной идеологией основные задачи управления решаются на нижних уровнях системы, что позволяет повысить быстродействие системы и разгрузить вычислительную сеть от передачи излишней информации. На верхние уровни управления возлагаются только те задачи, для выполнения которых вычислительные средства нижних уровней не приспособлены, например, отображение текущего состояния автоматизируемого производства, работа с большими базами данных (БД), документальное сопровождение деятельности предприятия и т.д.

© А.Восканьянц