Современная технология производства предъявляет высокие требования к автоматизации технологических процессов. Автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) предназначена для управления процессом, поддержания оптимального режима работы технологических аппаратов и учета промежуточных данных, формирования и выдачи отчетной и архивной документации, диагностики измерительного.
АСУ ТП полностью решают задачи обеспечения:

• высокой информативности, помогающей оценить техпроцесс, осуществить выбор критериев оценки и степень их важности;
• средствами для проведения анализа технологической обстановки, контроля нарушений ведения технологического процесса, выполнения технологической наладки производства;
• поиска оптимального режима ведения технологического процесса;
• высокой точности измерения технологических параметров и выполнения их регулирования;
• автоматической дозировки компонентов;
• качественного поддержания технологического режима по заданному алгоритму;
• дальнейшего расширения системы управления;
• создания на базе АСУ ТП автоматизированных рабочих мест обслуживающего персонала.

К основным функциям АСУ ТП относятся:

• автоматическая диспетчеризация параметров технологического оборудования (уровней, давлений, уровней раздела фаз, температур и расходов по технологическим аппаратам);
• сравнение измеренных значений технологических параметров с заданными значениями и формирование сигналов управления, а также предупредительной и аварийной сигнализации, выполнение защит и блокировок;
• отображение хода технологического процесса в виде мнемосхем, трендов (графиков изменения параметров во времени), индикаторов;
• формирование протокола событий и архивных данных;
• оперативное автоматическое и ручное управление электрозадвижками и регулирующими клапанами с пульта автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора-технолога;
• имитация объекта управления, различных аварий и отказов, для независимой отладки и обучения обслуживающего персонала.

АСУ ТП обеспечивает улучшение следующих показателей:

• повышение эксплуатационной готовности технологического оборудования и точности выполнения диспетчерского графика;
• повышение экономичности работы технологического оборудования и его долговечности;
• сокращение ошибок оперативного персонала.

Улучшение показателей достигается благодаря применению современных микропроцессорных средств и средств вычислительной техники, обеспечивающих:

• реализацию оптимальных алгоритмов управления и регулирования;
• улучшение интерфейса "человек-машина";
• расширение информационных функций системы.

Разработка территориально-распределенных автоматизированных систем сбора, обработки данных и управления технологическим процессом требует применения специальных решений построения сетей передачи данных. АСУ ТП строится по иерархическому принципу и имеет многоуровневую структуру. В АСУ ТП выделяется четыре уровня иерархии:

• нижний уровень - уровень датчиков и исполнительных механизмов;
• средний уровень - уровень промышленных контроллеров (ПЛК);
• верхний уровень - уровень промышленного сервера и сетевого оборудования.

Нижний уровень состоит из датчиков измеряемых параметров и запорной и регулирующей арматуры совместно с исполнительными механизмами и устройствами, устанавливаемыми на технологических объектах. Конструкция и исполнение датчиков и исполнительных механизмов позволяют им устойчиво и безопасно функционировать при самых неблагоприятных погодных условиях, а также во взрывоопасных зонах.

Средний уровень состоит из промышленных контроллеров, устройств ввода/вывода, силовой, сигнализационной автоматики и необходимых вторичных приборов, которые должны быть расположены на территории таким образом, чтобы минимизировать затраты на прокладку кабелей и снизить влияние помех. Ядром программно-технических средств контроля и управления системы являются промышленные контроллеры на базе микропроцессоров. Промышленные контроллеры осуществляют сбор и обработку данных, поступающих с датчиков, управление технологическими объектами по заданным алгоритмам работы.

Верхний уровень системы - это уровень промышленного сервера и сетевого оборудования. Сетевое оборудование состоит из концентраторов, коммутаторов и преобразователей. Промышленный сервер представляет собой высоконадежную отказоустойчивую вычислительную систему и обеспечивает накопление в реальном масштабе времени и надежное длительное хранение больших объемов технологической информации, а также доступ к ней с большого числа автоматизированных рабочих мест оперативного уровня. Сетевое и телекоммуникационное оборудование, сетевые каналы, телефонные и оптоволоконные линии связи образуют высокоскоростную территориально-распределенную вычислительную сеть промышленного назначения. Отказоустойчивость сети обеспечивается резервированием сетевых каналов, линий связи и коммуникационного оборудования.

Объединенные в локальную сеть АРМы реализуют отображение в графическом виде технологической информации, обеспечивают выдачу аварийных сигналов и взаимодействие операторов с АСУ ТП, организует связь с другими системами управления. На этом уровне создаются как полностью дублирующие (равноправные по получаемым данным и по функциям управления) друг друга рабочие места, так и технологически ориентированные рабочие места, адекватно учитывающие специфику работы персонала и технологии участка производства.

Совокупность программных средств оперативного уровня системы для реализации автоматизированных рабочих мест операторов, устройств управления и мониторинга и средств их взаимодействия с технологическим объектом составляют систему супервизорного управления и сбора данных (Supervising Control and Data Acquisition - SCADA). А поскольку программные средства являются здесь определяющими, то зачастую о SCADA-системах говорят лишь как о программном обеспечении.

SCADA-системы – это целый класс программного обеспечения. Каждая система включает в себя инструментальные средства для создания пользовательского интерфейса рабочих мест операторов, исполнительные модули и средства взаимодействия с технологическим процессом.

SCADA–системы выполняют функции:

• Сбор, первичная обработка и накопление информации о параметрах технологического процесса и состоянии оборудования от промышленных контроллеров и других цифровых устройств ввода-вывода, непосредственно связанных с технологической аппаратурой;
• Отображение информации о текущих параметрах технологического процесса на экране ПЭВМ в виде графических мнемосхем;
• Отображение графиков текущих значений технологических параметров в реальном времени за заданный интервал;
• Обнаружение критических (аварийных) ситуаций;
• Вывод на экран ПЭВМ технологических и аварийных сообщений, их архивирование;
• Сохранение истории изменения значений аналоговых и дискретных переменных;
• Дистанционное управление технологическим процессом;
• Предоставление данных о параметрах технологического процесса для их использования в системах управления предприятием.