CC BY
56
ти интеллектуальной системы управления, основанной на процедуре рекуррентного применения отношений эквивалентности, моделирующих поиск оптимального решения путем декомпозиции основной задачи на подзадачи.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект, Современный подход. - 2-е изд.: Пер. с англ. Вильяме, 2006.
2. Арсеньев Д.Г., Шкодырев В.П. Интеллектуальные компьютерные сети - применение в задачах децентрализованного управления распределенными объектами и технологическими комплексами. В сб. трудов Межд. Научно-техн. конф. «Анальные проблемы информационно-компьютерных технологий, мехатроники и робототехники» (ИКТМР-2009).
3. Шкодырев В.П. Информационная теория самоорганизации в искусственных нейронных сетях. В сб Трудов межвуз. конф. «Фундаментальные исследования в технических университетах». -' СПб.: СПбГПУ, 2008. '
Арсеньев Дмитрий Германович
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет.
E-mail: [email protected].
195251, С.-Петербург, Политехническая ул., 29.
Тел.: 88123294745; факс: 88123294790.
Шкодырев Вячеслав Петрович
Arsen'ev Dmitriy Germanovich
St. Petersburg State Polytechnical University.
E-mail: [email protected].
29, Politehnicheskaja street, St. Petersburg, 195251, Russia.
Phone: 88123294745; fax: 88123294790.
Shkodyrev Vjacheslav Petrovich
УДК 681.3
А.В. Высоцкий, П.К. Кузнецов
ПРИМЕНЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ И МУЛЬТИАГЕНТНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ СТАЦИОНАРНЫХ ОБЪЕКТОВ
В данной работе рассматривается система предназначенная для контроля, архивирования контролируемых данных на стационарных объектах. Состав информационно-измерительного и аппаратного комплексов, а также управляемых силовых преобразователей и исполнительных механизмов определяется технологической схемой установки. При выборе технических средств и базового программно-математического обеспечения учитывалась возможность по полностью документированным типовым аппаратно-программным решениям осуществлять сопровождение и модернизацию данной системы.
Мультиагентная система; распределенная АСУ; технические средства; базовое программное обеспечение; контроль; архивирование данных, управление.
A.V. Vysotskiy, P.K Kuznetsov
APPLICATION OF DISTRIBUTED AND MULTI-AGENT CONTROL SYSTEMS FOR AUTONOMOUS STATIONARY UNIT
The display system is intended for monitoring and archiving the data under control as well as, if necessary, for running a different process. The following ability was used when selecting the hardware and software - to support and upgrade the automatic control system (computer aided
production process for processing) using well documented typical hardware and basic software solutions.
Multi-agent control; distributed control system; typical hardware and basic software solutions; monitoring and archiving of the data; control.
В наше время, 2007-2010 гг., происходит переход к разработке и применению интеллектуальных систем третьего поколения - интеллектуальным интегрированным комплексам моделирования. Главный смысл смены концепций создания интеллектуальной системы - это переход от индивидуальных, автономных систем к распределенной обработке информации и разработке мультиагентных систем [1].
Главной особенностью перспективных систем является их распределенность, обеспечение обработки и применение распределенных знаний. Основой для создания перспективных систем являются результаты, имеющиеся в области методов обнаружения закономерностей, распознавания образов. Сложность объекта автоматизации предопределяет сложность и стоимость автоматизированной системы управления (АСУ), управляющей этим объектом. Распределенные АСУ наиболее целесообразно применять на автономных стационарных объектах [3]. Система визуализации предназначена для контроля и архивирования контролируемых дан, . -борных и аппаратных комплексов позволяет создавать компактные, простые в обслуживании и высоконадежные системы управления различного уровня [4]. , .
Нижний уровень - уровень объекта управления. Оборудование этого уровня - исполнительные механизмы, датчики, модули удаленного ввода-вывода.
Средний уровень - уровень управления процессом. Оборудование этого - . система автоматизации заканчивается на этом уровне.
Верхний уровень - уровень управления большим количеством объектов.
- . -тема управления строится на специальном программном обеспечении, например, системах SCADA [2].
Распределенная система управления может быть реализована, например, следующим образом: каждый конкретный параметр объекта автоматизации управляется своим локальным регулятором. Все регуляторы объединены в информационную сеть и передают данные о регулируемом параметре головному управляющему устройству (например, промышленному компьютеру). Головное управляющее устройство также получает дополнительные данные о процессе от модулей удаленного
, -
средством модулей удаленного вывода. Головное устройство также решает задачу визуализации процесса и задачу архивирования данных, если это необходимо.
Достоинства распределенной снстемы.Более высокий уровень надежно, . головного управляющего устройства, система в целом продолжает функциониро-, .
Локальные регуляторы и модули удаленного ввода-вывода могут располагаться в непосредственной близости от объекта регулирования и передавать данные о параметрах в цифровой форме головному устройству. Это, с одной стороны, снижает вероятность возникновения погрешностей в этих данных, а с другой -позволяет передать данные на большое расстояние. Головное устройство уже больше не привязано к управляемому объекту. К недостаткам распределенной системы можно отнести следующие: низкую скорость, разнородность программных и аппаратных средств, длинные линии связи, возможность потери связи. Ко,
Централизованная система, основанная на промышленных контроллерах, показана на рис. 1. Это применение промышленного контроллера с набором плат - . ( ) -вывода будут находиться в одном устройстве.
Процессорный модуль возьмет на себя реализацию всех алгоритмов управления данным объектом автоматизации, а информацию от первичных датчиков процессорный модуль будет получать через платы ввода-вывода. Основными достоинствами централизованной системы являются:
♦ высокая скорость обмена данными между процессорным модулем и пла-
- . -няющимися параметрами, например, давлением;
♦ высокая надежность связи между управляющим модулем и платами ввода-
вывода. Ввиду малой протяженности линии связи мало влияние электро,
связи и т.д. Недостатки централизованной системы:
♦ прекращение функционирования управляющего модуля влечет за собой крах всей системы. Параметры объекта перестают контролироваться. Линии связи от датчиков до плат ввода-вывода получаются довольно длин,
стойке. Это снижает точность измерения;
♦ процессорный модуль не может быть отнесен от объекта автоматизации
на большое расстояние в силу того, что, фактически, корзина, содержащая
, ,
которые должны быть как можно короче. Из-за этого управляющий модуль иногда вынужден работать в неблагоприятной климатической и/или
.
Рис. 1. Структура централизованной АСУ: 1 - промышленный компьютер и программное обеспечение; 2 - программируемый логический контроллер; 3 - модули расширения; 4 - исполнительные механизмы и датчики
На верхнем уровне расположен компьютер диспетчера (пульт оператора). Под управлением пульта оператора приёмного отделения работает промышленный программируемый контроллер. Контроллер управляет работой модулей дискретного и аналогового ввода/вывода, к которым подключены измерительные приборы (расходомеры, уровнемеры, датчики температуры и т. д.). Количество измерительных приборов и исполнительных механизмов определялось технологической схемой установки.
На мониторе пульта оператора отображалась технологическая схема, где для каждого узла показывались в режиме реального времени контролируемые параметры. В частности, каждый узел можно было выбрать мышкой и посмотреть дан.
Распределенная система управления необязательно должна содержать все : -
- . -
тах построения АСУТП программное обеспечение должно выполнять функции
визуализации данных и процессов, контроля процессов в режиме реального вре-, -
управления производством верхнего уровня.
Изображенные на рис. 2 приборы и модули MDS объединены в сеть посредством интерфейса RS-485. Рассмотрим вариант с панельным компьютером.
Рис. 2. Распределенная АСУ ТП: 1 - АСУ уровня предприятия; 2 - промышленный компьютер; 3 - локальные регуляторы; 4 - .модули удаленного ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов
В качестве управляющего устройства может применяться, в частности, промышленный контроллер или компьютер со SCADA-системой.
Существует несколько стандартов полевых шин, применяемых в распреде-. ( , ), поддерживаемые группами фирм, и международные. У всех протоколов имеется хорошо проработанная аппаратная поддержка. Целенаправленный выбор того или иного протокола может быть сделан на основе набора критериев:
В России наиболее популярны протоколы: ModBus; ProfiBus; HART; Foundation FieldBus. Заметна тенденция перевода наиболее быстродействующих участков сетей на Ethernet.
, : -
венно полевая шина и аппаратура, ее обслуживающая; модули сопряжения сетей,
работающих в разных протоколах (например, на оборудовании от разных производителей) и т.д.
При выборе той или иной системы, технических средств и базового программно-математического обеспечения (ПМО) используются следующие критерии:
1) надежность;
2) производительность системы;
3) время и трудоемкость разработки;
4) надежность поставок и поддержки ПМО;
5) «цена/качество», т.е. приемлемая цена при высоком качестве.
6) эксплуатационная надежность принятых и внедренных у заказчика аппаратно-программных схем автоматизации;
7) возможность по полностью документированным типовым аппаратно-программным решениям проводить сопровождение и модернизацию АСУ.
Исходя из этих критериев, для построения АСУ в «полевых» условиях, выбирается самый надежный вариант.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Тимофеев A.B. Адаптивные робототехнические комплексы. - J1.: Машиностроение, 1988. - 332 с.
2. Семенов B.C., Новиков A.A. Оптимизация процесса управления установками сбора и подготовки нефти. Вестник СамГТУ. Технические науки. - Самара: Изд-во СамГТУ, 2005. - № 33. - С. 72-76.
3. Дорф Р., Бишоп Р. Современные системы управления. - М.: Изд-во «Лаборатория базовых знаний», 2002. - 832 с.
4. Андреев Е.Б., Куцевич H.A., Синенко О.В. SCADA-системы: взгляд изнутри. - М.: Изд-во «РТСофт», 2004. - 176 с.
Высоцкий Виталий Евгеньевич
Самарский государственный технический университет. E-mail: [email protected]. 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244. .: 88462784460; : 88462784460.
Кузнецов Павел Константинович
Тел.: 88462423811.
Vysotsky Vitalij Evgen'evich
Samara State Technical University. E-mail: [email protected].
244, Molodogvardejskaya street, Samara, 443100, Russia. Phone: 88462784460; fax: 88462784460.
Kuznecov Pavel Konstantinovich
Phone: 88462423811.
