Эксплуатация АСУТП в производственных условиях
При работе системы в условиях цеха особенно важно обеспечить наилучшие условия эксплуатации центра управления, поскольку от этого зависит работоспособность всей системы. Центр управления рекомендуется размещать в месте, свободном от пыли, механических сотрясений и значительных колебаний температуры. Устройства ввода — вывода должны крепиться на прочных основаниях, исключающих передачу вибраций от их механизмов к электронной аппаратуре комплекса. С целью защиты от скачков питающих напряжений УВК целесообразно питать от сети, не связан-нойсмощными потребителями (например, осветительной). Иногда для питания комплекса применяют автономный мотор-генератор. При питании от общей сети рекомендуется применять стабилизаторы напряжения и фильтры помех. Для защиты каналов связи от импульсных и высокочастотных помех, характерных, например, для многих электровакуумных производств, целесообразно шунтировать конденсаторами выходы датчиков и входные каналы исполнительных элементов. Иногда, для защиты от аварийного проникновения в линии связи повышенных напряжений, в каналы связи включаются полупроводниковые стабилитроны, ограничивающие амплитуду сигнала пределами рабочего диапазона. Существенное значение имеет также тщательно выполненное заземление. Совокупность указанных мер обеспечивает высокую эксплуатационную надежность системы.
Перед пуском системы обычно осуществляется проверка ее работоспособности при помощи контрольных программ — тестов. После этого в память вычислительной машины вводится рабочая программа и производится пуск ЭВМ. Пуск не обязательно связан с началом технологических процессов на управляемых установках. В большинстве случаев система управления приступает к выполнению технологических операций только после получения от данной установки специального сигнала, свидетельствующего о ее готовности к началу процесса. Например, в тех случаях, когда используются ручные подготовительные операции (загрузка обрабатываемых изделий), этот сигнал подается сотрудником, обслуживающим установку. В конце технологического цикла (при циклических процессах) система управления выполняет все заключительные операции и снимает установку с обслуживания, в свою очередь, сообщая об этом оператору специальным сигналом.
Для возобновления процесса необходимо повторить подготовительные операции (снять готовые изделия и установить подлежащие обработке) и снова подать сигнал готовности в центр управления, В ходе процесса оператор имеет возможность следить за сменой этапов процесса на отдельных установках с помощью индикаторов, По желанию подробные данные о состоянии процесса на конкретной установке могут быть вызваны на центральный пульт. При необходимости объект может быть переведен в режим ручного управления или «советчика».
Наиболее распространенные дефекты в работе АСУТП делятся на два вида: несистематические сбои, с последующим самопроизвольным восстановлением работоспособности, и длительные неисправности-отказы, требующие для своего устранения вмешательства оператора или ремонтного персонала.
Защита от одиночных сбоев обычно производится программным путем—повторением операций. С этой целью в рабочих программах УВК опрос датчиков, анализ ситуации и формирование командных сигналов может производиться дважды, и результаты сравниваются между собой. В случае совпадения результат считается достоверным, и производится выдача команд; в противном случае задача решается еще раз. Однако указанный метод не может выявить систематического отказа, поскольку в последнем случае во всех попытках получаются одинаково неверные результаты.
Более эффективным методом проверки является решение контрольной задачи в промежутке между двумя повторными рабочими операциями. При этом проверяется как правильность контрольного результата (проверка на систематический отказ), так и совпадение результата при повторении рабочих операций (исключение случайного сбоя).
Повторение операций с проверкой исполнения чаще всего позволяет успешно эксплуатировать АСУТП при наличии несистематических сбоев. В этом случае поиск и устранение причин ненормальной работы, если это требует остановки системы, может быть отложено до ближайшего перерыва в работе. Появление отказа, постоянно нарушающего работу АСТП, вызывает необходимость принимать соответствующие меры.
Поиск неисправностей в элементах АСУТП, не затрагивающих центра управления, обычно осуществляется автоматически. Если неисправность не исключает возможность продолжения работы и эта возможность предусматривается программой, система продолжает работать по «аварийной» программе, а оператору сообщаются сведения об отклонениях от нормы и принятых мерах.
Например, отказ вакуумметра — одного из важнейших датчиков вакуумной аппаратуры—не обязательно должен сопровождаться прекращением процесса. Во многих случаях процесс можно продолжить при контроле вакуума другими средствами (по току магниторазрядного насоса или по сумме парциальных давлений). Возможное снижение точности измерений может быть компенсировано введением соответствующих поправок в параметры процесса, например, значение предельно допустимого вакуума при откачке может быть сдвинуто на величину, соответствующую максимальной погрешности, это удлиняет время достижения данного параметра, но гарантирует соблюдение технологии в аварийном режиме.
Восстановить работоспособность элементов ЛСУТП легче всего, заменив неисправные блоки исправными. Поэтому в настоящее время составные части управляющих комплексов и автоматизированного оборудования изготовляются блочно-модульной конструкции, что позволяет заменять элемент в течение нескольких минут. К сожалению, это не относится к элементам, входящим в вакуумные коммуникации, замена или ремонт которых требует нескольких часов В связи с этим к таким элементам предъявляются более жесткие требования в отношении надежности и долговечности.
Элементы современных ЛСУТП рассчитываются не менее чем па 500 ч непрерывной работы, после чего требуется выполнение профилактических работ. В зависимости от характера процессов эти работы могут производиться либо при остановке всей системы, либо при временном отключении отдельных устройств.
Для обслуживания современных АСУТП в режиме автоматического управления достаточно одного оператора. Количество персонала, выполняющего дополнительные работы (загрузка и выгрузка изделий), определяется трудоемкостью ручных операций.