Всесоюзное научно-техническое совещание-семинар "Микропроцессорные системы управления технологическими процессами в ГПС
Жданов В.С.

С 17 по 22 сентября 1990 г. в г. Одессе проходил научно-технический семинар, организованный секцией "Локальные сети и системы управления технологическими процессами" ЦП ВОИВТ, Московским институтом электронного машиностроения и Одесским политехническим институтом. Было представлено более 130 докладов. В центре обсуждения оказались следующие вопросы: разработка аппаратных средств микропроцессорных систем управления (АС МПСУ), разработка программного обеспечения микропроцессорных промышленных контроллеров (МПК); построение локальных сетей МПК; теоретические основы анализа и проектирования МПСУ; опыт применения локальных сетей и систем управления технологическими процессами и оборудованием в ГАП.

Аппаратными средствами МПСУ являются локальные микропроцессорные модули и промышленные контроллеры, обладающие широкими функ­циональными и вычислительными возможностями и позволяющие программно реализовать разнообразные алгоритмы сбора данных, контроля и управления различной сложности и точности, обеспечивая высокую гибкость при создании контуров регулирования и управления, формировании и модификациях рабочих алгоритмов их функционирования. В настоящее время выпуском МПК занимаются многие десятки промышленных фирм мира. Программируемые логические микроконтроллеры (ПЛМК) предназначены для замены устройств релейно-контактной автоматики, реализации алгоритмов программного управления механизмами, машинами и агрегатами, для их программирования используют релейно-контактную символику или булевы управления,

Программируемые регулирующие микроконтроллеры (ПРМК) ориентированы на реализацию алгоритмов автоматического управления непрерывными и непрерывно-дискретными технологическими процессами взамен классических аналоговых и цифровых регуляторов. С помощью одного ПРМК можно создавать от одного до нескольких десятков контуров управления, что эквивалентно замене такого же числа регуляторов. Их применение позволит ликвидировать разрыв между теорией и практикой автоматического управления благодаря возможности программной реализации разнообразных алгоритмов сбора данных и их обработки, контроля и регулирования практически любой точности и сложности, в том числе оптимизационного, с адаптацией и перестройкой структуры.

Создаются также специализированные контроллеря, предназначенные для сбора и предварительной обработки данных; они имеют, как правило, значительно большее число входов, чем ПРМК, и рассчитаны на подключение датчиков различных типов - аналоговых, релейных частотных, кодоимпульсных и т. п. Стандартный набор алгоритмов в контроллерах этого типа позволяет реализовывать разнообразные функции обработки данных - линеаризацию и масштабирование, фильтрацию, интерполяцию и экстраполяцию, стати­стическую обработку результатов измерений и их концентрацию и т. д. В ряде случаев перечисленные функции могут быть совмещены в одном универсальном многофункциональном контроллере. Такой МПК содержит мощный процессор (или является многопроцессорной системой), обладает памятью большой емкости (оперативной и накопителями на гибких и жестких, типа "винчестер", магнитных дисках), МПК данного типа, обладающие расширенными вычислительными и функциональными возможностями, называют мегаконтроллерами.

Рост требований к качеству цифрового регулирования, выполняемого с помощью МПК, многообразие объектов управления, целей управления и ограничений, возникающих при реализации конкретных законов управления, необходимость обеспечения взаимодействия отдельных компонентов цифровых систем управления, все это придает актуальность проблеме автоматизации проектирования программного обеспечения МПСУ. В настоящее время известно достаточно большое число разработок САПР САУ, однако они решают в основном задачу автоматизации проектирования алгоритмического обеспе­чения, этап же создания программного обеспечения МПК реализуется отдельно. Ликвидация этого разрыва позволяет перейти к реализации принципа "сквозного проектирования", в соответствии с которым результатом решаемой САПР САУ задачи является программное обеспечение конкретной системы управления данным объектом, ориентированной на определенные технические средства. Процесс сквозного проектирования включает этапы: проведение эксперимента с объектом управления для формирования базы исходных данных; идентификация объекта; синтез цифрового регулятора; составление и отладка программ, реализующих синтезированные алгоритмы регулирования с помощью выбранного типа МПК.

Большое внимание уделено и вопросам построения локальных сетей МПК, отличительными чертами которых являются: работа в реальном масштабе времени (в темпе с управляемым процессом), налагающая ограничения на допустимую задержку сообщений; высокая надежность обменов в сети; простота реализации сетевых протоколов и др. Подобные сети могут быть отнесены к классу локальных управляющих сетей.

Практика создания распределенных МПСУ в настоящее время основана во многом на использовании ряда стандартов на сетевые средства, промышленные контроллеры, известных проектно-технических решений. В этих условиях проектирование МПСУ состоит в генерировании вариантов структурных решений и их параметрической оптимизации с целью удовлетворения требований к реактивности системы, ее производительности и пропускной способности, надежности и живучести с возможностью сравнения, этих вариантов и выбора лучшего. Систему автоматизированного проектирования этого класса систем целесообразно строить как экспертную систему ОС). Подобная система содержит базу знаний со средствами ее заполнения и отладки, механизм ввода, интерфейс пользователя, модули текущей ситуации и объяснения. Она обладает всеми свойствами традиционных продукционных систем, реализующих неформализуемые знания экспертов о системе, эвристические приемы проектирования и т. п. Кроме того, ЭС содержит набор аналитических и имитационных моделей системы и ее подсистем, позволяющих проводить расчеты характеристик системы и выполнять параметрическую оптимизацию.

В ходе общей дискуссии в рамках круглого стола обсуждены проблемы создания и внедрения микропроцессорных систем управления, а также информатизации общества. С. А. Нестеренко (Одесский политехнический институт) выступил с предложением о создании клуба пользователей магистрали БИТБАС, служащей основой для построения иерархических малых локальных сетей одноплатных и однокристальных контроллеров; она рассчитана на обеспечение высокой пропускной способности и позволяет объединять до 250 контроллеров, территориально распределенных на расстоянии до нескольких километров. Клуб пользователей магистрали БИТБАС предполагается создать при секции "Локальные сети и системы управления технологическими процессами" ЦП ВОИВТ, учредительную конференцию планируется провести в I квартале 1991 г.

Следующую конференцию по этой тематике "Микросистема-91" предполагается провести как международную в октябре 1991 г. в г. Суздале (Владимирская область).

________________________________

Жданов В.С. - председатель оргкомитета