6.2  Prostředky k realizaci počítačových řídicích systémů

Návrh a realizace počítačového řízení moderní úrovně je záležitost značně složitá vyžadující vysoce kvalifikované odborníky a patřičné zázemí. Stupeň náročnosti samozřejmě souvisí s rozsahem konkrétní aplikace, ale souvislost není lineární - i vytváření malých aplikací je náročné na znalosti a zkušenosti. Veškeré prostředky potřebné pro návrh, vybudování a provoz komplexních počítačových řídicích systémů lze rozdělit do těchto základních kategorií:

a)       expertní znalosti,

b)   technické prostředky,

c)   programové prostředky,

d)   projektové prostředky,

e)   finanční prostředky.

Expertní znalosti (nazývané také „know how", tedy „vědět jak") jsou nejpodstatnějším prostředkem a představují souhrn potřebných znalostí a zkušeností z oblasti počítačů, měřicí a řídicí techniky, z oblasti řízené technologie i z oblasti managementu. Na jejich základě se určují činnosti, způsob vzájemné vazby a spolupráce jednotlivých prvků celého systému tak, aby jako celek správně plnil požadované funkce. Týkají se těchto okruhů:

·         podstata a průběh technologického procesu a možnosti jeho ovládání,

·         základní struktury počítačového řízení a možností jejich použití,

·         průmyslové měření, měřicí čidla a jejich umístění v technologii,

·         volba souboru měřených veličin a časových period jejich snímání a volba souboru akčních (řídicích) veličin a časových period akčních zásahů,

·         kvalifikovaný odhad možných situací a možných způsobů řízení,

·        volba vhodných regulátorů či regulačních algoritmů a nastavení hodnot jejich parametrů,

·         výběr důležitých veličin pro operátora procesu, nadřazené složky řízení a archivaci,

·         výběr formy komunikace operátora s řídicím systémem,

·         způsob předvídání a likvidace havarijních stavů,

·         možnosti ručního řízení při výpadku počítačového systému,

·         počítačové báze dat, jejich struktury, naplňování a údržba,

·         výrobní management,

·         kontrola a testování řídicího systému.

Expertní znalosti jsou pro návrh a realizaci počítačového řízení klíčové a tvoří spolu s aplikačním programovým vybavením nejnáročnější a nejdražší část každé průmyslové aplikace.

Technické prostředky (tzv. hardware řídicího systému) musí zabezpečovat po technické stránce všechny funkce řídicího systému v souladu se zvolenou řídicí strukturou. Zahrnujeme mezi ně:

·         procesní počítače a jednotky styku s procesem,

·         počítače jako pracovní stanice s potřebnými periferními zařízeními,

·         počítače jako síťové a databázové servery,

·         čidla pro snímání hodnot technologických veličin,

·         akční členy pro realizaci zásahů do technologického procesu,

·         přenosové cesty (kabeláž) a soustavu komunikace mezi jednotlivými částmi řídicího systému,

·         vybavení pracoviště pro základní kontrolu, profylaxi a běžnou údržbu systému.

Programové prostředky (tzv. řídicí software) zahrnují veškeré programové vybavení řídicího systému, konkrétně:

·         obecné programové vybavení všech počítačů (operační systém, systémové a ovládací programy),

·         základní algoritmy pro řízení technologického procesu (měření, logické řízení, regulace atd.),

·         programy pro komunikaci řídicího systému s operátorem technologie,

·         speciální algoritmy pro daný technologický proces,

·         programové vybavení pro vyšší řídicí algoritmy (bilance, optimalizace, umělá inteligence atd.),

·         obecné a aplikační programy pro práci s databázemi a daty v nich uloženými,

·         programy pro ekonomické agendy,

·         speciální programy pro výrobní management, podporu rozhodování apod.

Programové vybavení řídicího systému určuje rozhodujícím způsobem jeho vlastnosti a jeho účinnost. Musí se vždy vytvářet „na míru“ dané aplikaci, i když se při tom využívá komerčně nabízených stavebnicových systémů s předem připravenými programovými bloky pro obecně používané funkce.

Projektovými prostředky rozumíme podklady pro projekt a projektovou dokumentaci všech potřebných úrovní. Je třeba si uvědomit, že projekt se netýká jen technických prostředků, ale i programového vybavení. Projektanti musí mít řadu podrobných znalostí, a to jak o vyráběných systémech, tak o speciálních požadavcích na čidla, akční členy, přenosové cesty, převodníky atd. a o požadavcích na instalaci řídicích systémů, a dále také o dostupném obecném programovém vybavení pro řídicí a informační systémy.

Finanční prostředky představují kromě částky nutné na nákup technického a programového vybavení i peníze potřebné na projekt, instalaci, zkušební provoz, školení obsluhy apod.

Z uvedených prostředků jsou nejdůležitější expertní znalosti a hned po nich programové vybavení. Zvláště na ně se při plánování často klade menší důraz než na technické prostředky. Je pravdou, že kvalitní technické prostředky jsou nutnou podmínkou, ale samy o sobě nemohou problematiku řízení v žádném případě vyřešit.