HIJERARHIJA UPRAVLJANJA INDUSTRIJSKIM POSTROJENJEM

1. HIJERARHIJA UPRAVLJANJA INDUSTRIJSKIM POSTROJENJEM • Industrijsko postrojenje s modernom tehnologijom proizvodnje predstavlja, u pravilu, složen oblik procesnog upravljanja, kako po velikim količinama obrađivanog materijala, tako i po mnoštvu fizikalnih veličina i njihovih parametara, bitnih za kvalitetu i kvantitetu odvijanja procesa. • Prethodno su utvrđeni sastav i struktura industrijskog postrojenja, bilo s obzirom na tehnologiju s pripadnim tokovima, bilo s obzirom na opremu. U nekim tumačenjima fizikalnih zbivanja u upravljačko‑regulacijskim tokovima mogla se je nazrijeti i hijerarhija upravljanja, ali samo u nekim odvojenim dijelovima. PIP

2. HIJERARHIJA UPRAVLJANJA INDUSTRIJSKIM POSTROJENJEM • U ovoj glavi dat je osnovni pristup hijerarhiji u industrijskom postrojenju • Primarna tehnološka oprema postrojenja je praktički u potpunosti određena, a određene su i tehnološke cjeline s obzirom na odvijanje samog procesa. Hijerarhija proizvodnog procesa uvjetuje organizaciju tehnološke opreme, koja predstavlja okosnicu proizvodne strukture. PIP

3. HIJERARHIJA UPRAVLJANJA INDUSTRIJSKIM POSTROJENJEM Primarna tehnološka oprema postrojenja je praktički u potpunosti određena, a određene su i tehnološke cjeline s obzirom na odvijanje samog procesa. Hijerarhija proizvodnog procesa uvjetuje organizaciju tehnološke opreme, koja predstavlja okosnicu proizvodne strukture. PIP

4. HIJERARHIJA UPRAVLJANJA INDUSTRIJSKIM POSTROJENJEM Suvremeno industrijsko postrojenje karakterizira • Moderna tehnologija • Složeni oblik upravljanja procesom i veći zahtjevi na informatičku opremu • Inplementacija tehnološkog znanja u sustav za vođenje procesa (tendencija prema oblikovanju ekspertnog sustava) • Veliki broj informacija (analognih, digitalnih) • Složene obrade u više razina PIP

5. OSNOVNA HIJERARHIJSKA STRUKTURA Osnovna hijerarhijska struktura tehnološkog procesa strukturirana je po operacijskim cjelinama a svaka operacijska cjelina ima zadaću da svoje tokove materijala (transport i obrada svih komponenti u procesu) pomoću primarne tehnološke opreme (strojarska oprema), termoenergetskih tokova (kemijski procesi) i elektroenergetskih tokova (elektromotorni pogoni i sl.), obrađuje na takav način da se postigne zadovoljavajuća kvaliteta proizvoda, uz dozvoljene utroške materijala i energije, te da se postigne zadovoljavajuća proizvodnost (količina). U modernoj tehnologiji se rješavanje ove zadaće povjerava informacijskim tokovima koje ostvaruje odgovarajuća tercijarna oprema. PIP

6. OSNOVNA HIJERARHIJSKA STRUKTURA • Svako vođenje procesa zahtijeva dobro izrađenu hijerarhijsku strukturu, s jasno određenim vertikalnim i horizontalnim vezama, i potpuno određenim zadaćama pojedinih sudionika u odvijanju procesa. • Prvi korak pri zasnivanju informacijskog sustava bila bi razrada tehnološkog procesa u okviru pojedine cjeline u smislu stvaranja, odn. imenovanja nositelja hijerarhijske strukture, nakon čega se može prijeći na određivanje hijerarhijske povezanosti . PIP

7. ORGANIZACIJA UPRAVLJAČKOG SUSTAVA Osnovno svojstvo organizacije upravljačkog sustava je njegova distribuiranost(sve do razine pogonskih grupa), što rezultira obradom većine informacija "na licu mjesta”. Osnovu informacijskog sustava čine distribuirane upravljačke jedinice (PLC) odgovarajuće snage za rješavanje postavljenih zadataka upravljanja, nadzora, regulacije, zaštite i prijenosa podataka u centar. Dimenzioniranje i pridjeljivanje pogonima vrši se u skladu s tehnološkim zahtjevima i izvedbom procesne opreme. Distribuirana procesna jedinica odgovarajuće snage pridjeljuje se onom pogonu ili skupini pogona koji u procesu djeluje kao funkcionalna cjelina. Izbor tipa jedinice i ”snage” ovisi o količini ulazno ‑ izlaznih signala i složenosti funkcija koje je potrebno riješiti u odabranoj skupini pogona. PIP

8. SAMOSTALNO UPRAVLJAČKO MJESTO Za funcionalno povezanu grupu pogona (funkcionalna grupa), koja mora biti pod neposrednom vizualnom kontrolom, organizira se "samostalno upravljačko mjesto" . Njega čini upravljačko mjesto opremljeno klasičnom komandno‑signalnom opremom. PIP

9. UPRAVLJAČKO MJESTO Za ispunjenje zadataka centralnog upravljanja, nadgledanja i obrade podataka operacijske cjeline organizira se upravljačko mjesto sa slijedećom opremom ‑ centralnom procesorskom jedinicom PLC, ‑ funkcijskim i alfanumeričkim tastaturama, ‑ sinoptičkom pločom, - komunikacijskom vezom prema centru U slučaju velikog broja pogona, koje treba nadzirati i upravljati, te velike količine procesnih informacija moguće je dobiti informacije o stanju procesa i opreme te vršiti intervencije u način rada opreme i procesa. PIP

10. OBRADA PODATAKA Procesne informacije, prikupljene pomoću distribuiranih inteligentnih jedinica (PLC), u centralnoj procesnoj jedinici doživljavaju razne stupnjeve obrade. Ove obrade možemo podijeliti po složenosti i namjeni u tri skupine: ‑ tzv. primarna obrada informacija, čiji je cilj brzo informiranje o događajima u procesu, ‑ izračunavanje i prikazivanje pokazatelja rada i stanja procesa koji mogu ukazati na korekcije u načinu vođenja procesa, ‑ pohranjivanje izračunatih i primarnih informacija na način pogodan za kasnije analize pogona. PIP

11. OBRADA PODATAKA Primarne procesne informacije prikupljaju se u obliku analognih mjerenja, jednosmjernih ili dvosmjernih, digitalnih signala dvopoložajnih ili jednopoložajnih aparata (zaštite) te digitalnih impulsnih veličina (brojila). Pomoću ovih informacija vrši se tipična matematska obrada, čiji se rezultati koriste u daljnjem vođenju procesa. PIP

12. DISTRIBUIRANE PROCESNE JEDINICE • Osnovnu koncepciju procesnog upravljanja čine distribuirane procesne jedinice. • Distribuirane procesne jedinice predstavljaju univerzalno sredstvo rješavanja svih upravljačkih funkcija do određenog stupnja složenosti u jednom dijelu procesa. Njihove su funkcije slijedeće: ‑ prikupljanje svih procesnih signala, ‑ primanje lokalnih instrukcija, ‑ zadavanje postavnih veličina regulatorima, izdavanje komandi izvršnim aparatima, signalizacija stanja, itd. PIP

13. DISTRIBUIRANE PROCESNE JEDINICE Informacije se u distribuiranim procesnim jedinicama obrađuju na slijedeći način: • a) Digitalni signali davača se galvanski odvajaju i obrađuju u skladu sa zahtjevima. • b) Analogni signali se normiraju u standardne iznose te obrađuju (npr. usporedba sa zadanim limitom, aritmetička obrada), ili omogućavaju izvršavanje regulacijskih funkcija. • Povezujući programski logičke, regulacijske i druge pomoćne funkcije u jednom uređaju (PLC) (umjesto žičnog povezivanja na klasični način) postiže se veća fleksibilnost i pouzdanost i bolja mogućnost optimiranja regulacije. PIP

14. DISTRIBUIRANE PROCESNE JEDINICE • Izlazni signali mogu biti raznoliko formirani što omogućuje njihovo dobro prihvaćanje u svim slučajevima, a u slučaju kvara upravljačke jedinice izlaz zauzima definirano stanje pa se proces zaštićuje od posljedica kvara u upravljačkom sustavu. • Svaka jedinica je povezana komunikacijskom vezom s ostalim jedinicama u sustavu. PIP

15. OCJENA PRIMJENE DISTRIBUIRANOG SUSTAVA UPRAVLJANJA Analiza mogućnosti primjene modernog načina upravljanja pokazuje da je upravljanje procesom pomoću distribuiranih upravljačkih sustava vrlo jednostavno, pregledno, pouzdano, lako je ostvariva redundantnost, brza dijagnostika i uklanjanje kvarova. Posebna prednost se ogleda u fleksibilnosti sustava s time da je omogućen i potpuno nezavisan rad svake upravljačke jedinice u hijerarhiji, kako u odnosu na druge niže jedinice, tako i prema centralnoj jedinici, budući da takva distribuirana jedinica obavlja potpuno samostalno sve potrebne funkcije i operacije upravljanja, mjerenja, regulacije i zaštite za pojedinu pogonsku grupu. PIP

16. POVEZIVANJE S PROCESOM • Tipovi signala • Ulazni signali • Digitalni - razina pomoćnog napona 24 do 220V - galvansko odvajanje signala i prilagodba za PLC • Analogni - standardni ulazi - strujni 4-20mA, 0-20mA, -naponski 0-10V -poželjno što manja udaljenost mjerni član- PLC, što manje međuspojeva, što manje pretvornika – što direktniji prijenos mjerni član - PLC PIP

17. POVEZIVANJE S PROCESOM • Tipovi signala • Izlazni signali • Digitalni - traži se što veća snaga; koji put zbog veće izlazne snage treba dodati međureleje - poželjno što manje spojeva i pretvornika – što izravniji prijenos npr. na izvršni član • Analogni - za analogne mjerne instrumente, reference analognim regulatorima PIP

18. MEĐUSOBNO POVEZIVANJE PROCESNIH JEDINICA • LOKALNA KOMUNIKACIJSKA MREŽA • Osobine: • Brzina prijenosa (kb/s, Mb/s) • Duljina i raspored mreže (prstenasta, zrakasta) • Pouzdanost s obzirom na pogreške u prijenosu • Pouzdanost s obzirom na zaštitu od smetnji u prijenosu • Medij prijenosa: • Oklopljeni kabeli – tipično 2-4 žilni, koaksijalni • Optički kabeli (velika brzina prijenosa, otporni na elektromagnetske smetnje, galvanski odvajaju) PIP

19. MEĐUSOBNO POVEZIVANJE PROCESNIH JEDINICA • KOMUNIKACIJSKA MREŽA • Različiti standardi svaki određuje svoj konektor, vrstu kabela, protokole... • RS-232 • IEEE-488 • Centronix • Profibus • ...bus • Ethernet PIP