1.2. Вимоги до архітектури.

Архітектура автоматизованої системи — це найбільш абстрактне її уявлення, яке включає моделі компонентів системи, що ідеалізуються, а також моделі взаємодій між компонентами.

Елементами архітектури є моделі (абстракції) датчиків, пристроїв вводу-виводу, вимірювальних перетворювачів, ПЛК, комп'ютерів, інтерфейсів, протоколів, промислових мереж, виконавчих пристроїв, драйверів, каналів передачі інформації.

При побудові архітектури повинні бути закладені наступні властивості майбутньої автоматизованої системи:

• слабка зв'язаність елементів архітектури між собою (тобто декомпозицію системи на частини слід проводити так, щоб потік інформації через зв'язки був мінімальний і через них не замикалися контури автоматичного регулювання);

• тестуємість (можливість встановлення факту правильного функціонування);

• діагностуємість (можливість виявлення несправної частини системи);

• ремонтопридатність (можливість відновлення працездатності за мінімальний час при економічно виправданій вартості ремонту);

• надійність (наприклад, шляхом резервування);

• простота обслуговування і експлуатації (мінімальні вимоги до кваліфікації і додаткового навчання експлуатуючого персоналу);

• безпека (відповідність вимогам промислової безпеки і техніці безпеки);

• захищеність системи від вандалів і некваліфікованих користувачів;

• економічність (економічна ефективність в процесі функціонування);

• модифікуємість (гнучкість) (можливість перенастроювання для роботи з іншими технологічними процесами);

• функціональна розширюваність (можливість введення в систему додаткових функціональних можливостей, не передбачених в технічному завданні);

• нарощувальність (можливість збільшення розміру автоматизованої системи при збільшенні розміру об'єкту автоматизації);

• відкритість;

• можливість переконфігурації системи для роботи з новими технологічними процесами; максимальна тривалість життєвого циклу системи без істотного морального старіння, що досягається шляхом періодичного оновлення апаратних і програмних компонентів, а також шляхом вибору довгоживучих промислових стандартів;

• мінімальний час на монтаж і пуск-наладку (розгортання) системи.

Архітектура системи може бути різною залежно від вирішуваного завдання автоматизації. Такими завданнями можуть бути:

• моніторинг (тривале вимірювання і контроль з архівацією отриманої інформації);

• автоматичне управління (у системі із зворотним зв'язком або без неї);

• диспетчерське управління (управління за допомогою людини-диспетчера, яка взаємодіє з системою через людинно-машинний інтерфейс);

• забезпечення безпеки.

Будь-яке з перерахованих завдань може виконуватися на великій відстані між об'єктом автоматизації і системою. В цьому випадку говорять про завдання телемеханіки (дистанційні вимірювання, управління, сигналізація). Проте у зв'язку з тим, що канали дистанційного зв'язку (Інтернет, радіоканал, опто-волоконний канал, дротяний канал) органічно входять практично в будь-яку систему автоматизації, завдання телемеханіки все рідше виділяють як самостійні.

Побудова будь-якої АСУ починається з декомпозиції (ділення на частини) системи на підсистеми. Декомпозиція може бути функціональною (алгоритмічною) або об'єктною.

При об'єктній декомпозиції використовуються розподілені системи управління, коли кожен об'єкт автоматизації обладнаний локальним технологічним контролером, вирішуючим завдання в межах цього об'єкту. При функціональній декомпозиції систему автоматизації ділять на частини, групуючи схожі функції, і для кожної групи функцій використовують окремий контролер. Обидва види декомпозиції можуть бути використані спільно. Вибір способів декомпозиції є творчим процесом і багато в чому визначає ефективність майбутньої системи.

Незалежно від методу декомпозиції, основним її результатом повинне бути представлення системи у вигляді набору слабо зв'язаних частин. Слабкий зв'язок між частинами системи означає відсутність між ними зворотних зв'язків або модуля петлевого посилення за наявності таких зв'язків, а також відсутність інтенсивного обміну інформацією.