Управление технологическими процессами PM

В соответствие со стандартом ISA-95 модуль управления техпроцессами PM должен управлять технологическим процессом и отслеживать технологический процесс. На практике управление технологическим процессом, как правило, невозможно осуществить из MES. Отслеживание техпроцесса для дискретных процессов очень важно. Для последовательного производства важнее управление комплексной гетерогенной системой. Чаще всего для и последовательного и для дискретного производства вместо управления MES только отслеживает отклонения процесса и порождает соответствующие сообщения. А так же выдает информацию на мнемосхемах в реальном времени.

При мониторинге процесса модуль PM следит за отклонениями по уставкам. Чаще всего это уставки максимум-минимум. Реже дополняют уставками меньше минимума и больше максимума. Совсем редко контролируется качество техпроцесса по целевой функции. Отклонение от уставок порождает соответствующие тревоги (алармы) и сообщения для персонала. Т.е. реализуется мониторинг процесса.

Использование экспертной системы (ЭС) позволяет реализовать последовательность шагов Мониторинг-Диагностика-Управление.

Диагностика и выработка решений – очень сложная задача для систем управления. Особенно, если для принятия решений используется нечеткая логика. Напрямую система MES не управляет техпроцессом. Управление может происходить через управляющие сообщения оперативному персоналу. Выдавать управляющее сообщение технологическому персоналу – это выдать в сообщении конкретный приказ на изменение параметров технологического процесса. Как то «установить задатчик N в значение M», или «Закрыть задвижку 4».

ЭС анализирует одновременно несколько параметров для каждого объекта технологической модели и в зависимости от заложенного алгоритма выдает управляющее сообщение. В высокоавтоматизированных агрегатах для дискретного производства Мониторинг-Диагностика-Управление встроены в сами агрегаты. Для непрерывного производства, где используется много – многие сотни или даже тысячи – единиц оборудования, причем не обладающего встроенными системами управления, реализовать программы управления каждым агрегатом трудновыполнимая задача. При использовании ЭС участок, цех, а в конце концов, завод собираются из однотипных классов объектов. В результате завод в системе собираются в виде модели завода, состоящего из моделей PRM (Plant Reference Model ). Каждый объект уже обладает атрибутами и логикой поведения. Таким образом, нет необходимости программировать заново каждый агрегат.

Системы АСУТП непрерывного производства в основном поддерживают режимы работы локальных агрегатов в заданных рамках. Это вызвано тем, что агрегаты при последовательном производстве останавливаются или стартуют достаточно редко. Однако большинство поломок оборудования происходит при старте-останове процесса. Тем более, если процесс останавливается аварийно.

Экспертная система, входящая в MES, в состоянии определить режим работы и участка и каждого агрегата автоматически. Задача совсем непростая, если учесть, что наличие резервированного оборудования или наличие иных технологических решений позволяет иногда сохранить процесс управляемым при выходе из строя отдельных агрегатов. Однако длительное использование аварийных решений может привести к аварийному останову производства. В процессе пуска-останова или при аварии процесс управляется чаще всего вручную. Использование ЭС позволяет автоматически определять режим работы оборудования и, при необходимости, безопасно осуществить останов-старт процесса. Это, однако, требует прямого управления АСУТП из MES системы.

Надо заметить, что управление технологическим процессом на уровне MES важнее для непрерывного процесса. При современном автоматизированном дискретном или batch процессе часто используется очень интеллектуальные локальные системы АСУТП, которые используется как «черный ящик». В этом случае MES используется больше как интегрирующая система, превращающая набор гетерогенных локальных регулирующих систем в гомогенную единую автоматизированную систему управления. MES выдает задания для локальной системы на основе математических моделей. Однако в случае старых дискретных АСУТП выгода применения MES, имеющих в своем составе, в том числе, математические модели и экспертные системы, становится очень большой.