Лекция: Уровни автоматизации
Компьютерно-интегрированное производство содержит пять уровней автоматизации (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Уровни автоматизации производства
На уровне связи с оборудованием I/O (Input/Output – Вход/Выход) обеспечивается согласование внешних элементов с устройством управления.
На уровне управления Control встроенные в оборудование устройства управления по сигналам датчиков состояния механизмов вырабатывают команды управления исполнительными устройствами – приводами, клапанами, световыми и звуковыми сигналами.
Одновременно с управлением информация о работе оборудования в реальном времени передается на уровень обобщенного контроля
и приобретения данных SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). На уровне SCADA ведут сортировку, преобразование и хранение текущих данных, а также их отображение на мнемосхеме процесса. Для диспетчера отображается поведение всех единиц оборудования: текущее состояние и показатели работы машин, движение материальных потоков, обобщенная информация. Системы SCADA позволяют наблюдать процесс в целом, отслеживать аварийную информацию, временные тенденции и статистические характеристики процесса. При необходимости диспетчер передает обобщенные команды управления оборудованием.
Уровень планирования ресурсов MRP (Manufactoring Resources Planning) иногда неправильно отождествляют с информационной технологией производства. Это известный вариант автоматизации офис-ной деятельности с целью ведения бухгалтерского учета, управления финансами и материально-техническим снабжением, организации документооборота. На этом уровне руководители производства анализируют конъюнктурную стратегию: динамику рыночных цен на выпускаемую продукцию, уровень прибыли по разным видам продукции, прогнозируемый спрос.
До недавнего времени уровни управления объектом производства I/O, PLS, SCADA и уровень планирования ресурсов MRP развивались независимо. Используя оторванные от текущего производства офисные программы, менеджеры не могли выявлять резервы повышения производительности и снижения себестоимости, изменять номенклатуру выпускаемой продукции. При формировании наиболее прибыльной стратегии производства им надо было знать структуру себестоимости каждого из сотен видов продукции, время выполнения поступившего заказа, необходимые для выполнения заказа ресурсы, целесообразность обновления оборудования. Для выработки решений требовалась текущая информация о состоянии каждой единицы оборудования. Эта информация могла быть получена на уровне SCADA, где собирались все данные о работе оборудования. Необходимость выживания предприятия в рыночной среде привела к появлению между уровнями диспетчеризации SCADA и планирования ресурсов MRP дополнительного уровня исполнения заданий MES (Manufacturing Execution System), связывающего менеджеров верхнего уровня с текущим производством. Здесь информация от SCADA преобразуется в информацию для MRP, ведется обновление базы данных, контролируется последовательность операций, формируется расписание проверки и ремонта оборудования в зависимости от продолжительности фактической эксплуатации. После анализа этой информации с позиции производственной и конъюнктурной политики предприятия стратегические решения менеджера исполняются на низших уровнях. В 90-х годах прошлого века стали появляться программные комплексы, с помощью которых любой сотрудник может наблюдать за работой любой единицы оборудования. К ним относятся комплексы Factory Suite (Промышленный набор) фирмы «Wonderware» (США) и Genesis (Возрождение) фирмы «Iconics»(США). Так, набор Factory Suite объединяет уровни MES, SCADA и Control.