Заметка о некоторых признаках новых направлений развития промышленных контроллеров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Заметка о некоторых признаках новых направлений развития промышленных контроллеров

Раков В.И.

Среди причин, обуславливающих возникновение и становление промышленных контроллеров (ПК), выделяются:

1) опыт эксплуатации первых цифровых систем контроля и регулирования, начиная с цифровой вычислительной машины (ЦВМ), использованной впервые фирмой Тексако (США) на нефтеперерабатывающем заводе в Port Arthur (штат Техас) в 1959 году, и первой отечественной АСУТП «Комплекс», внедренной ЦНИИКА на первом блоке ТЭЦ-21 в Москве в 1964 г.,

2) потребность введения ЦВМ в контуры управления [1,2];

3) фактор сложности объектов и средств управления [2,3] и

4) фактор развития структур ЦВМ и систем управления [4,5].

СИСТЕМНЫЙ ОПЫТ

В связи с тем, что в шестидесятые годы прошлого века значительная доля аппаратуры управления на промышленных предприятиях относилась к релейной автоматике, а количество ЦВМ для использования на предприятиях было крайне ограничено, реализовалась идея использования одной ЦВМ прежде всего для замены устройств релейной логики. При этом на ЦВМ возлагалось обслуживание сотен и тысяч входов с управлением по сотням и тысячам выходов, чтобы практически охватить как можно больше технологических процессов и оборудования предприятия.

Всё это принципиально предопределило два направления применения ЦВМ в производстве: по созданию систем прямого цифрового управления (DDC) и по созданию типовых систем супервизорного контроля и сбора данных (SCADA), в которых ЦВМ используется в сочетаниях с обычными аналоговыми контрольно-измерительными приборами. Но их общим результатом в конечном итоге явилось появление первого программируемого логического контроллера (ПЛК) фирмы Modicon (1968 г, США) и появление критерия мощности (качества) ПЛК в виде оценок количества обслуживаемых входов и выходов.

С этого времени началось заполнение рынка промышленных систем управления различными ПЛК разных предприятий (Allen Bradley, Honey Well, Fanuc, Mitsubishi Electric, Siemens, Octagon Systems, «Завод электроники и механики» (г. Чебоксары), АО Электропривод (г. Москва) и многие другие) фактически как результатов их поиска и проектирования устройств аппаратной поддержки структуры ЦВМ для обеспечения её целевого функционирования в производстве. Классическая структура ЦВМ адаптировалась и трансформировалась под задачи технологической автоматики по принципу обеспечения «жесткой логики». Аппаратное обрамление определило основные функции и, как оказалось впоследствии, многообразие номенклатуры составных частей ПК по агрегатированию (добавлению) плат памяти, таймеров, линий прерываний, входов-выходов, портов обмена данными с разными видами и уровнями сигналов, устройств для гальванической развязки, фильтрации помех и т.д. и т.п. вплоть до внедрения в начале девяностых годов программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) по технологии КМОП статических ОЗУ на предприятиях Xilinx (США) и НИИЭТ (г. Воронеж).

ВВЕДЕНИЕ ЦВМ В КОНТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ

контроллер регулятор электронный

Опыт эксплуатации в шестидесятые годы первых цифровых систем контроля и регулирования с целью повышения эффективности работы одно- и многоконтурных электронных (аналоговых) регуляторов получил положительное продолжение.

Цифровые контурные регуляторы. В 70-е годы прошлого века в технике управления произошли качественные изменения. Появилась цифровая однокристалльная вычислительная аппаратура (микропроцессор - 1971 г.; мультимикропроцессор - 1974 г.) и, как следствие, первые цифровые регуляторы на их основе: многоконтурные регуляторы семейства приборов модели 80 (Doric Scientific); модели DCP 7700 (Honeywell); DCM 1000 (Robertshaw); Micro-Scan (Taylor Instrument); одноконтурный микропроцессорный регулятор 5260R (Taylor Instrument); отечественный универсальный цифровой регулятор на основе микроЭВМ «Электроника С5-11» (1978 г.) и т.д.

Уже первые цифровые регуляторы не только конкурировали с аналоговыми приборами, но и в отдельных моментах превосходили их своими возможностями. Так, наличие цифровых средств управления исключает «слепую» настройку самим прибором, характерную для аналоговых регуляторов. Цифровые регуляторы реализуют не только полный набор законов регулирования, но и имеют множество функций, не свойственных аналоговым регуляторам. Например, в регуляторе модели DCM 1000 (Robertshaw) осуществлялась операция извлечения квадратного корня, сигнализация отклонений за верхний или нижний пределы, реализация ПИД-закона регулирования с корневой зависимостью от сигнала ошибки и ПИД-закона регулирования с настраиваемой зоной нечувствительности, фильтрация и вычисление интегральных значений. А в регуляторе Micro-Scan (Taylor Instrument), предназначенном для адаптивного управления нелинейными процессами, коэффициент усиления мог изменяться в зависимости от регулируемой переменной, величины сигнала ошибки и внешних дистанционных сигналов.

Цифровые контурные регуляторы (ЦКР) в дополнение к ПЛК сформировали свою часть функций промышленного контроллера. Результатом взаимного дополнения явилось формирование новых представлений о «системности» программного обеспечения ПК, приведших позже к появлению стандарта Международной электротехнической комиссии (IEC- МЭК) МЭК 1131-3 (1993 г) по языкам программирования контроллеров, «обязывающего» ПК поддерживать пять языков программирования: язык релейно-контактных схем (Ladder Logic Diagram); язык алгебры логики, названный списком инструкций (Instruction List); язык для реализации вычислительных задач с программированием условий переходов, циклов, ветвлений и пр., именуемый структурированный текст (Structured Text); язык последовательного управления (Sequential Function Chart) для описания процессов, имеющих циклический или последовательный характер, и язык диаграмм функциональных блоков (Function Block Diagram) для описания задач автоматизации непрерывных процессов.

Координирующие ЦВМ. Опыт эксплуатации первых цифровых систем обусловил не только появление ПЛК и ЦКР. Он показал необходимость представления системы управления как единого целого, охватывающего относительно независимые компоненты ПЛК и ЦКР, обеспечивающие функции технологической автоматики и функции требуемого регулирования непрерывных технологических процессов. Это означало неизбежность: 1) осуществления качественной координации их работы, 2) фактическое утверждение новой функции ПК по организации ярусной структуры управления. В роли координирующего устройства в конечном итоге была также выбрана ЦВМ, на которую возложили не только согласование деятельности устройств нижнего уровня, но и функции контроля и текущего управления сопутствующим (ПЛК и ЦКР) оборудованием.

К первым выдающимся образцам ЦВМ координации и управления, безусловно, можно отнести:

- в классе миниЭВМ семейство модели 21 MX (Hewlett-Packard); системы реального времени MODCOMP (Modular Computer Systems, Inc); серию 60 (Honeywell); PDP-11/60 (Digital Equipment Corp.); ЦВМ Rolm 1603A (Rolm), ориентированную на использование в (коррозионных) агрессивных средах, и ЦВМ 990/10 (Texas Instruments), предназначенную для применения в АСУТП, в сетях распределенной обработки данных и для координации работы нескольких микроЭВМ,

- в классе микроЭВМ однокристалльные 8-ми разрядные микроЭВМ моделей INTEL-

8048, -8748,-8035 (Intel); однокристалльную микроЭВМ с внутренним аналого-цифровым преобразователем 8022 (Intel); одноплатные микроЭВМ LSI-11 (Digital Equipment Corp.) и одноплатные отечественные микроЭВМ серий В7 (1980 г.) и В10 (1985 г.) МСУВТ (ВНИИЭМ, г. Москва).

Таким образом, помимо ПЛК и средств ЦКР, немалую утилитарную ценность промышленным контроллерам обеспечила ярусная структура управления и координации (см. рисунок 1) с соответствующим рядом (типажом) координирующих мини- и микроЭВМ в этой структуре.

Современные промышленные контроллеры. В 90-е годы прошлого века в технике управления произошел новый качественный скачок: появились так называемые интеллектуальные регуляторы (нечёткие контроллеры) [6,7], в состав которых вошли спецпроцессоры поддержки языков программирования высокого уровня (типа Лисп, Пролог, Рефал и др.); спецпроцессоры для интеллектуальных баз данных и званий, в том числе вывода на знаниях; спецпроцессоры для интеллектуального интерфейса обработки изображений, текстов и речи; аппаратно реализованные средства обработки нечеткой лингвистической информации - лингвистические процессоры, и т.п.

Современные промышленные контроллеры и являются теми устройствами, которые представляют собой разные «композиции» технических средств программируемых логических контроллеров (ПЛК), технических средств цифровых контурных регуляторов (ЦКР), технических средств организации ярусной структуры, технических средств компоновки (сборки, монтирования) микроЭВМ координации и управления, и технических средств по организации функционирования интеллектуальных или нечётких регуляторов (контроллеров с экспертной технологией - КЭТ).

Само существо современных промышленных контроллеров порождает, по-видимому,

их бесконечное многообразие по их составу и номенклатуре изготовления (по исполнениям). Поэтому в качестве естественного первого направления развития ПК можно рассматривать их развитие, как: построение структур ЦВМ и средств их технической поддержки по исполнению функций релейной автоматики, контурного регулирования, экспертных технологий и средств координации, адекватных реальным условиям функционирования производственных объектов.

ФАКТОР СЛОЖНОСТИ ОБЪЕКТОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Различают два наиболее общих вида задач управления: задачи управления малыми и задачи управления большими (сложными) системами. Задачи управления малыми системами обычно формулируются как задачи поиска при заданных ограничениях набора значений переменных, на котором оптимизируется заданный функционал оценки качества управления. Задачи управления малыми системами описывают языком уравнений. При этом модель управляемого объекта имеет вид некоторой системы уравнений, в которой указаны как формальные соотношения, описывающие функционирование объекта, так и формальные соотношения, выражающие критерий, согласованный с целью управления. То есть эти задачи управления характеризуются наличием языка уравнений, заданной области поиска решений замкнутого характера и неизменности модели управляемого объекта.

Задачи управления большими системами отличаются по своему описанию от задач управления малыми системами: 1) их описание, как правило, проводится на естественном языке. На этом языке выражают исходные данные и формулируют цели и критерии. Вследствие этого задача управления приобретает некоторую неясность и расплывчатость, 2) модели управляемого объекта имеют открытый характер. Они формулируются в процессе решения задачи. В процессе решения могут изменяться структура, цели и критерии.

Большинство производственных объектов для автоматизации являются носителями одновременно особенностей малых и больших систем. В зависимости от обстоятельств (степени детализации состава объекта вплоть до представлений об элементах и глубине исследования закономерностей их функционирования) особенности изменяются в сторону характерных черт либо больших, либо малых систем. При организации процессов управления приходится ориентироваться, как правило, не на абстрактно адекватные технические средства управления, а на реально существующую номенклатуру приборов. Поэтому крайне важно, чтобы она (номенклатура) всё-таки позволяла организовывать успешное управление производственными объектами независимо от того, какая составляющая в них окажется более весомой - от больших (сложных) или от малых систем. В связи с этим при создании промышленных контроллеров и реализации систем управления продуктивнее исходить из идеи о том, что объект управления в значительной мере является большой системой или сложным объектом.

Многомодельность задачи управления. Следуя комплексной методологии проектирования акад. Автономова В.Н. (1991) [8], можно утверждать, что всякий раз, когда необходимо решать проблему регулирования (например, улучшения) качества функционирования устройств, можно (и нужно) ставить и решать соответствующую задачу управления, сформировав предварительно соответствующие обстоятельствам модели объекта управления и его локально-организованной среды. Как показывает анализ, существенно важное значение имеют следующие модели (см рисунок 2): модели объекта управления и его среды; модели управляющего устройства и его среды; модели среды системы управления в целом; модели определения значений регулируемых параметров и управляющих воздействий; модели средств выделения и изменения состава управляющих и регулируемых параметров; средства автоматического формирования моделей; стратегия и язык формирования моделей; стратегии и языки моделирования и имитации; модели средств диалогового формирования начальных стратегий моделирования; средства коррекции конструкций языков имитации и т.д. При этом моделирование и имитация являются центральными событиями во всей структуре управления. Они, по существу, определяют и планы экспериментов, и наборы существенных параметров, средств коррекции и формирования конструкций языков имитации и моделирования, средств диалогового формирования начальных стратегий и пр., обуславливая успех в решении главного вопроса: предупреждения (предвосхищения, прогнозирования) нежелательных реакций объекта управления на формируемые (моделируемые) управляющие воздействия.

Распределенная вычислительная мощность контура. Трудно сомневаться в том, что для реализации компонентов [Рис. 2], отрабатывающих модели и осуществляющих моделирование, наилучшим образом подходит группа предметно-математических моделей, которую составляют различные вычислительные машины (ВМ) и их конгломераты: ЦВМ, аналоговые вычислительные машины (АВМ), цифровые интегрирующие машины акад. Каляева А.В., разрядно-аналоговые вычислительные машины акад. Пухова Г.Е., время - импульсные вычислители проф. Угрюмова Е.П. и тому подобные гибридные или аналого-цифровые вычислительные средства (АЦВМ).

Для реализации процессов моделирования нет принципиальных ограничений на использование разных типов ВМ, однако нетрудно сделать следующие заключения системного плана: а) в настоящее время массовому использованию ЦВМ в своём микроминиатюрном исполнении (микроЭВМ) в этом направлении нет альтернативы, б) предварительные оценки дают основания на более предпочтительное использование микроЭВМ в блоках формирования моделей, а АЦВМ - в блоках анализа отклонений и реализации собственно процессов моделирования, в) какие бы средства не использовались для отработки модельных компонентов [Рис. 2] они должны быть наделены вычислительными мощностями и способностью к одновременному (параллельному) функционированию в контурах управления.

В техническом плане, так или иначе, модельную содержательность [Рис. 2] отрабатывают датчики, регуляторы, исполнительные механизмы и средства программно-аппаратной поддержки. Настоящий период развития техники управления характеризуется не только широким внедрением интеллектуальных датчиков, но и появлением интеллектуальных исполнительных механизмов (в частности, двигателей), продемонстрированных на восьмом международном форуме «Российский промышленник - 2004» (г. Санкт-Петербург, 27-30 сентября 2004 г.). А интеллектуальность оборудования непременно означает вмонтирование (цифровой) микроЭВМ в структуру самого прибора. Другими словами, микроЭВМ начинает присутствовать в контуре управления и в датчиках, и в регуляторах, и в исполнительных механизмах.

Таким образом, и модельные процессы (процессы управления), и производственные обстоятельства фактически диктуют потребность реализации в контуре управления распределенной вычислительной мощности (РВМ), например, в виде структуры [Рис. 3]. РВМ может достигаться различным сочетанием типов используемых ВМ и средств технического обрамления их взаимодействия. Это означает, что в обозримом будущем возможен прогресс по следующему направлению развития ПК: созданию промышленных контроллеров распределенной вычислительной мощности (КРВМ) или, в более узком понимании, многомашинных промышленных контроллеров (МПК).

Надо особо отметить, что начальные шаги в исследовании структур контроллеров с РВМ были предприняты ещё в середине восьмидесятых годов прошлого века Минэлектротехпром СССР (в СКБ АЭМЗ им. ХХ съезда КПСС), а в начале девяностых - Минэлектронпром СССР (в СКБ Микроконт совместно с заводом «Автоштамп»), соответственно создавших УКРВМ (ТУ 16-656.088-85) и КРВМ-2 (ТУ11-90). К наиболее значимым результатам этих первых исследований нельзя не отнести выводы о том, что: 1) основу структуры контроллера распределенной вычислительной мощности должна составить структура сильносвязанной вычислительной системы (ССВС); 2) в составе контроллера должны быть широко представлены объектно-ориентированные микроЭВМ с возможностью организации слабо связанных вычислительных систем и систем периферийной обработки, которые наряду с ССВС будут эффективно отрабатывать функции ПЛК, ЦКР, функции координации и функции взаимодействия с внешней инфраструктурой. В последнее время можно выделить распределенные контроллеры ТРАССА и КРОСС-500 («Завод электроники и механики»), воплощающем принципы функционально-децентрализованного управления.

ФАКТОР РАЗВИТИЯ СТРУКТУР ЦВМ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

В настоящее время можно констатировать общее понимание двух положений: а) многопроцессорность - основа развития средств вычислительной техники (проф. Л.В. Иванов, 1994 [9]), б) микропроцессоры - основа распределенного управления технологическим оборудованием и технологическими процессами [1]. Промышленный контроллер при всех его особенностях - это цифровая вычислительная машина или система с сосредоточенной или распределенной вычислительной (логической) мощностью. Нет принципиальных ограничений на использование ЦВМ разных структурных и архитектурных конфигураций при организации DDC или SCADA-систем, будь то Gray-4 с 64-мя быстрыми и мощными процессорами или системы типа Connection Machine с десятками тысяч простейших процессоров.

Формирование (текущего или оптимального) закона управления начинается с построения соответствующей континуальной математической модели (ММ) объекта управления, например, в виде дифференциальных уравнений функций непрерывного аргумента и последующего перехода от континуальной ММ к дискретной ММ. Этот переход заключается в замене функций непрерывного аргумента функциями дискретного аргумента и уравнений континуальной ММ, например, конечно-разностными уравнениями. Этот переход и реализация дискретной ММ, вообще говоря, и обуславливает дискретное управление, формируя, по существу, «дискретный» закон. Исследования структур управления позволяют сделать предположение о «дискретности» управления в следующих аспектах.

Системное управление по запросам. Управление на нижнем уровне иерархии (контуры непосредственного контакта с управляемыми элементами объекта управления) практически является непрерывным. Однако в каждом конкретном случае можно установить определенный уровень иерархии управления (определенный ярус структуры), с которого начинается процесс «дискретного» управления. То есть такого управления, когда устройство координации более высокого уровня только тогда подключается к формированию управляющих воздействий и созданию адекватной управляющей обстановки, когда возникает «угроза» ухудшения качества функционирования всех нижних ярусов, включая объект управления. Это устройство фактически не вмешивается в успешно протекающий процесс функционирования нижних ярусов.

Такая трактовка идеи взаимодействия микроЭВМ (м-ЭВМ) более высокого уровня с частями системы управления более низкого уровня иерархии управления позволяет говорить о том, что м-ЭВМ управляема по запросам. Только эти запросы определяются не столько внешними сигналами (как в случае мультипроцессорных систем с управлением от запросов [4]), а оценкой внешней (по отношению к м-ЭВМ) обстановки, проводимой самой же

м-ЭВМ. Непосредственное исполнение управляющих функций в м-ЭВМ и начинается после момента оценки такой потребности, то есть, по существу, после формирования запроса на формирование управляющего воздействия.

В общем, есть веские основания полагать, что именно для производственных систем управления адекватной в структурном плане и является вычислительная система с управлением по запросам (demand-driven computers). В таком случае, можно ожидать развитие ПК по принципиально новому направлению: созданию промышленных контроллеров как мультимикропроцессорных устройств с управлением по запросам.

Управление посредством концентрации и распределения логической мощности. Потребность управления сложными распределенными объектами (РО) ставит непростые вопросы при переходе от континуальной ММ распределенного объекта к его дискретной ММ. Как правило, этот переход ведёт либо к появлению (ограниченного) ряда дискретных ММ, соответствующих (ограниченному) ряду (моделей) «условий функционирования» (УФ), и выбору требуемой (подходящей) модели для текущих условий; либо к построению начальной модели и выработки тактики её корректирования на каждом текущем шаге управления в соответствии с модельными компонентами [Рис. 2]. При этом, вообще говоря, отсутствуют гарантии того, что и сформулированный ряд «условий функционирования» РО, и выбранная тактика изменения текущей модели исчерпывают реальность.

Но в любом случае это означает наличие возможности изменения законов управления в заранее не прогнозируемые дискретные моменты времени и в цифровых контурных регуляторах, и в цифровых схемах управления технологической автоматикой (программируемых логических контроллерах), и в микроЭВМ координации и управления. Кроме того, потребность изменения законов управления ведёт к переосмысливанию соответствующих экспертных технологий. В простейшем случае изменение законов управления для контурного регулятора есть смена, например, ПИ- на ПИД, или адаптивного «алгоритма» на дуальный; для микроЭВМ координации, например, - изменение порядка обслуживания ПЛК и ЦКР или изменение алгоритма планирования при организации режима разделения времени для этого обслуживания; для ПЛК, например, - изменение временных параметров и логической структуры отрабатываемых (логических) функций, изменение коммуникаций и смена его аппаратного состава.

Традиционно мысль о наличии возможности изменения законов управления понимается как всё то, что можно вложить в термин переменная структура процесса управления. Если фактор переменности структуры для контурного регулятора или координирующего устройства в известной степени «обыденность» модельных компонентов [Рис. 2], то для ПЛК переменность структуры управления есть не что иное, как возможность его перепрограммирования не в процессе проектирования системы управления, а в процессе её функционирования в зависимости от состояния объекта управления, или состояния его локальноорганизованной среды, или прочих текущих или совокупных (интегральных) состояний, характерных всему тому, что может сопутствовать и существенно влиять на функционирование сложного объекта.

Акции перепрограммирования ПЛК в процессе функционирования возможно рассматривать по меньшей мере в двух ракурсах: а) когда априорно известны альтернативные наборы логических функций, которые должны сменять друг друга в процессе функционирования, в зависимости от предикатов (разных состояний), б) когда заранее не известны совокупности логических функций, которые должны начать отрабатываться ПЛК в зависимости от предикатов состояний (объекта, среды, технических средств и пр.). В первом случае многое сводится к реконфигурированию структуры [10], что, по-видимому, не позволяет говорить о «полноценной» переменности структуры процесса управления. Во втором случае для продолжения работы в ПЛК могут быть неизвестны либо предикаты, либо логические функции, либо и предикаты и логические функции, которые определяются не столько вопросами текущего управления, скажем, в конкретном контуре, сколько общими задачами контроля, учёта и планирования, решаемыми обычно в более высоких уровнях иерархии управления. Тогда процесс организации структуры ПЛК естественно попадает под управление ЦВМ координации и уже последняя должна формировать и структуры отрабатываемых логических функций, и временную логику, и коммуникации, и текущий аппаратный состав контроллера, необходимый для текущего или «длительного» управления сложным объектом до очередной потребности по изменению структуры ПЛК.

Нынешние ПЛК ни функционально, ни конструктивно не ориентированы на подобное взаимодействие с устройствами координации более высокого уровня [11]. По-видимому, этому в значительной мере способствовали два момента. Одно объяснение кроется в самой «генеалогии» цифровых контроллеров [12], когда ПЛК, по существу, стал структурным наследником управляющей ЦВМ в SCADA-системах и тем самым как бы взял на себя центральные управляющие (супервизорные) функции «ни от кого не завися». Другое - в том, что в самих структурах ПЛК, в общем, отображающих структуры формируемых логических функций, отсутствуют средства логического (автоматического) изменения своей структуры.

В настоящее время наметился подход по ориентации структур ПЛК на требуемое взаимодействие с центральными координирующими устройствами, сохранив их системную целостность и независимость: сведения об изменении структуры ПЛК должны определяться языковыми средствами формирования самих логических функций. Форма языкового управления может выражаться формулой (1) унифицированного представления ФАЛ [13] в соответствующей унифицированной структуре [Рис. 4] логического устройства [14]:

() ()…(), (1)

где: - логические входные переменные; , - параметры структуры формулы, означающие соответственно массивы инверсий для первой конъюнкции - , для второй конъюнкции - ,…, для -ой конъюнкции - ; массивы несущественных переменных для первой конъюнкции, для второй конъюнкции, и т.д., для -ой конъюнкции. Тогда распределение и концентрация (наращивание, агрегатирование) логической мощности под управлением цифровых координирующих средств более высоких уровней иерархии управления может проводиться посредством задания ими текущих параметров структуры синтезируемой ФАЛ и обеспечения тем самым переменности структуры процесса управления и наилучшие показатели производительности. В связи с этим реально говорить о начале становления работ по созданию промышленных контроллеров с переменной (распределенной) логической мощностью.

ВЫВОДЫ

В 1979 году проф. Акихиро Камитани (фирма «Токё сибаура дэнки») [11,С. 19] писал о том, что сегодня становится действительностью: «прогрессивными принципами построения систем управления в дальнейшем станут распределение функций и использование общей информационной базы. Создание системы управления на принципе распределения функций позволит повысить надежность системы в целом, упростить обслуживание, повысить её гибкость за счет расширения возможностей для наращивания и модернизации. Поскольку происходит рассредоточение технических средств, то органическая целостность системы управления обеспечится, прежде всего, интеграцией информационных процессов, что достигается централизацией обработки информации и созданием общей информационной базы».

Современными устройствами, которые осуществляют и распределение функций, и использование общей информационной базы, ныне и являются промышленные контроллеры, воплощающие в себе структуры вычислительных машин и вычислительных систем для реализации структур сосредоточенных и распределенных систем автоматического и автоматизированного управления.

В этом плане представлений достаточно логично предположение о следующих направлениях, по которым может пойти производственно-техническое развитие промышленных контроллеров:

- построение структур ЦВМ и средств их технической поддержки по исполнению функций релейной автоматики, контурного регулирования, экспертных технологий и средств координации, адекватных реальным условиям функционирования производственных объектов,

- массовое («серийное») построение уникальных ПК посредством использования систем автоматизации проектирования (САПР) в едином производственном процессе «САПР -АСУТП»,

- проектирование промышленных контроллеров распределенной вычислительной мощности (КРВМ), функционально и конструктивно объединяющих в себе многомашинные вычислительные комплексы формирования законов управления,

- разработка промышленных контроллеров как мультимикропроцессорных устройств со структурами вычислительных систем с управлением по запросам (demand-driven computers) как наиболее структурно адекватных процессам управления технологическими процессами и оборудованием,

- создание промышленных контроллеров, обеспечивающих переменную (распределённую) логическую мощность.

ЛИТЕРАТУРА

1. «Тенденции в развитии АСУ технологическими процессами», третья международная конференция (1979 ; Шеффилд (Великобритания). Труды третьей международной конференции по тенденциям в развитии АСУ технологическими процессами, 1979 г. [Текст]. - Лондон-Нью Йорк, 1979.

2. Kompass, E.J. The Configuration of Process Control [Text] / E.J. Kompass // Control Engineering, Mar., 1979.

3. Дорф, Р. Современные системы управления [Текст] : [пер. с англ.] / Р. Дорф, Р. Бишоп - М.: Лаб. баз. знаний, 2002.

4. Тарасов, С.А. Высокопроизводительные вычислительные системы [Текст] / С. А. Тарасов // Радиоэлектроника в 1981 г. - Ч.1: Вычислительная техника и программное обеспечение ЭВМ. - С.1-25.

5. Киселёв, С.Ф. Развитие систем с переменной структурой [Текст] / С.Ф. Киселёв, Л.П. Мышляев, А.Н. Колганов, В.И. Лебедев, О.В. Михайлова // Электронные средства и системы управления: Материалы Всеросс. науч.-практич. конф., Томск, 21-23 окт. 2003. - Томск: Ин-т оптики атмосф. ТНЦ СО РАН, 2003. - С.173-176.

6. Захаров, В.Н. Нечеткие модели интеллектуальных промышленных регуляторов и систем управления. II Эволюция и принципы построения [Текст] / В.Н. Захаров, С.В. Ульянов // Изв. РАН. Техн. кибернетика. - 1993. - №4.- С.112-156

7. Макаров, И.М. Интеллектуальные системы автоматического управления [Текст] / И.М. Макаров, В.М. Лохин. - М.: Физматлит, 2001.

8. Автономов, В.Н. Создание современной техники. Основы теории и практики [Текст] / В.Н. Автономов. - М.: Машиностроение, 1991.

9. Иванов, Л.В. Многопроцессорность - основа развития вычислительных средств [Текст] / Л.В. Иванов //Информационные технологии, 1995.- Нулевой выпуск. - С.40-42.

10. Bentez-Perez, H. Reconfigurable distributed control using smart peripheral elements [Text] = Реконфигурируемое распределенное управление, использующее умные периферийные элементы / H. Bentez-Perez, F. Garca-Nocetti // Contr.Eng. Pract., 2003. - №9. - P. 975-988.

11. Приборы и средства автоматизации [Текст] : каталог. - М.: ООО Изд-во «Научтехлитиздат», 2005. - Том 8 «Программно-логические контроллеры (ПЛК) и программно-технические комплексы (ПТК)». - 260 с.

12. Камитани, А. Генеалогия цифровых контроллеров, предназначенных для управления технологическими процессами [Текст] / А. Камитани. - Кэйсо, 1979. - Т.22. - № 5. - С. 13-19.

13. Раков, В.И. К вопросу об организации языковых структур управления [Текст] / В.И. Раков // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2004. - №5. - С. 22-26.

Размещено на Allbest.ru