ТермоФаг
 
Звоните нам бесплатно My status Skype Главная Информация Статьи
Другие полезные статьи
Классификация АСУ

Для проведения классификации объектов и явлений необходимо в первую очередь сформулировать цель классификации и определить классификационные признаки. В работе отмечается, что целью классификации АСУП является: описание внедренных и разрабатываемых АСУП с точностью, достаточной для перспективного плана развития работ по созданию АСУП; инвентаризация проектов АСУП, позволяющая систематизировать накоп­ленный опыт разработки АСУП; создание исходной базы для определения требований и норм на стадиях проектирования функционирования АСУП различных классов. Там же (приме­ нительно к АСУП с дискретным характером производства) указывается, что «...классификация должна быть основана на сравнительно небольшом количестве грубых оценок АСУП. Она должна удовлетворять требованиям проектирования на базе унифицированных и плановых проектных решений».

В качестве классификационных признаков авторы рекомен дуют:

А — характеристики предприятия (тип производства и размер предприятия, тыс. чел.);

Б — характеристики автоматизированной части системы уп равления (охват автоматизацией функций управления с учетом уровня иерархии, объем программ специального математического обеспечения, тыс. команд; уровень автоматизации программирования, состав основных средств вычислительной техники);

В — характеристики взаимосвязи автоматизированной части и объекта управления (способ связи с объектом, назначение основных алгоритмов управления, периодичность взаимодействия по выходу).

Рассматривая более широкий класс автоматизированных систем управления (АСУ), можно предложить и иные подходы к классификации АСУ. По мере расширения области применения АСУ и совершенствования методов их создания меняются требова­ния, области применения и методика классификации АСУ, значи­тельные изменения происходят и в терминологии. Так, приведенное

в действующем ГОСТе определение АСУ как человеко- машинной системы, обеспечивающей сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления в различных сферах человеческой деятельности, не полностью характеризует функционирующие и создаваемые системы. Многие действую­ щие системы не ограничиваются сбором и обработкой инфор­мации, а, производя распознавание состояния объекта управления, выдают (и реализуют через соответствующие устройства) управ­ляющие воздействия. Не случайно поэтому некоторые авторы предлагают и другие определения АСУ.

Для возможности учета особенностей исследуемых объектов управления и предварительного определения укрупненных характеристик планируемой АСУ целесообразно использовать классификации систем, проводимые по следующим четырем основным признакам: 1) степени автоматизации, 2) уровню управ­ления, 3) интервалу управления, 4) функциональному назначению. Несмотря на большое разнообразие объектов, подверженных различным видам возмущающих воздействий (станки, технологические процессы, группы технологических агрегатов, коллективы людей, промышленные, культурные, медицинские или сельскохо­зяйственные предприятия и т. д.), можно указать на их некоторые общие свойства, результаты анализа которых являются исходными для принятия основных принципиальных решений при создании АСУ. В качестве исходной модели рассмотрим укрупненную схему технологии сбора, передачи, обработки информации и выбора управляющих воздействий на объект управления (схема 1).

На вход любого объекта подаются ресурсы (материалы, полуфабрикаты, энергия и т. д.), на выходе фиксируется конечная продукция. На входе и выходе объекта производится сбор инфор­мации, которая поступает в центры хранения и предварительной обработки. Затем происходит истолкование информации с целью анализа состояния объекта, при этом учитываются директивные указания вышестоящих уровней. Информация конкретизируется в виде модели, отражающей конкретные цели и критерии функцио­нирования объекта в рассматриваемом интервале времени. Когда состояние объекта определено и намечена траектория его движения, необходимо произвести расчеты вариантов плана действий с учетом нормативных данных. Полученные варианты проектов решения согласовываются с основными целями и критериями. После выполнения всех необходимых расчетов наступает этап вы­бора управляющих решений (воздействий). Поскольку управляющее воздействие реализуется применительно к объекту управления, меняет его состояние, то следует внести коррективы в модель системы.

Для повышения эффективности вырабатываемых решений нужно учитывать влияние внешней среды и в первую очередь возмущающих воздействий. Информация об этих воздействия; поступает (штриховая линия) как в блок хранения исходной

Схема 1. Укрупненная схема технологии сбора, передачи, хранения и обработки информации

информации, так и оперативно используется при выборе управляющего воздействия (блок выбора управляющего воздействия). Приведенная схема является достаточно общей и в зависимости от конкретных функций, реализуемых объектом управления и управляющей системой, и методов их реализации может быть описана в соответствии с классификационными признаками.

По степени автоматизации автоматизированные системы могут быть разделены на информационные, информационно-советующие и управляющие.

Информационная система (схема 2). Всякий производственный процесс имеет управляемые переменные, на которые можно целенаправленно воздействовать, и неуправляемые, которые в каждой конкретной ситуации не поддаются изменению. На входе

Схема 2. Информационная система

и выходе объекта управления установлены измерительные элементы {ИЭ), с помощью которых собирается информация о входных характеристиках, результатах функционирования объекта и исследуемых процессов. Эта информация направляется на ЭВМ. Будучи переработанной по заранее заданным алгоритмам, ин­ формация в удобном для восприятия человеком виде поступает на устройство регистрации параметров процесса (УРПП). Оценивая полученную информацию, оператор формулирует, управляющие воздействия и через управляющие органы (УО) реализует эти воздействия, изменяя значение управляемых переменных. В некоторых случаях, когда не требуется вмешательства человека, технические средства системы производят автоматически регулировку параметров технологических процессов (или другие более сложные операции), не акцентируя на этом внимания оператора. Регистрируемые результаты работы автоматических устройств управления используются в дальнейшем обычно при статистическом анализе характера протекания технологических процессов. Таким образом, основное назначение информационной системы заключается в обеспечении оператора необходимой информацией, представленной в удобном для восприятия виде.

Схема 3. Информационно-советующая система

Информационно-советующая система (схема 3). Информация, собранная с помощью измерительных элементов о функционировании объекта управления и состоянии внешней среды, поступает на ЭВМ. Последняя, используя комплекс программ, обрабатывает информацию по заданным алгоритмам. Результаты обра ботки в удобном для восприятия оператором виде поступают на выводное устройство (печать, видеозапись и т. д.) в виде совета. Оператор использует эту информацию и с учетом дополнительных сведений, поступающих по другим (помимо АСУ) каналам, вырабатывает управляющие воздействия. Наличие обратной связи — фиксация в памяти ЭВМ принимаемых решений — придает системе свойства самообучающейся АСУ. Таким образом, информационно-советующая система наряду с выдачей информации и фиксацией необходимых характеристик объекта и процессов, т. е. выполнением функций информационной системы, подготавливает определенные предложения и рекомендации оператору, например режим и график работы в данной конкретной ситуации. При этом окончательное принятие решений остается за человеком (отсюда термин «информационно-советующая система»).

Управляющая система. Данная система отличается от информационно-советующей тем, что вырабатываемые ЭВМ советы могут быть реализованы через управляющие органы (УО) без вмешательства человека. Оператор (схема 4) не включен непосредственно в контур управления, но может корректировать вырабатываемые ЭВМ советы. Примером управляющей системы могут служить некоторые типы АСУТП, если конечному числу состояний объекта управления соответствует конкретное число возможных управляющих воздействий, т. е. когда техническими средствами практически реализуется закон необходимого разнообразия.

Классификация по уровню (иерархии) управления. Применительно к различным уровням управления разработаны или разрабатываются разные АСУ, начиная от управления отдельным технологическим процессом (АСУТП), комплексом технологических процессов, цехом, производством и кончая АСУО. (Системы более высокого ранга здесь не рассматриваются.) Четкая классификация по уровню управления обнажает связи между иерархиями системы, создает предпосылки для продуктивного исследования взаимного влияния параметров этих связей и определения места и роли локальных АСУ (с учетом горизонтальных связей) в общей системе автоматизированного управления. Такая классификация способствует определению внутреннего содержания подсистем каждого уровня, которое, естественно, меняется как по составу и объему решаемых задач, времени их решения, требованиям к КТС, так и по важности (ценности) решения для системы в целом. Данная классификация позволяет провести синтез различных элементов и выполняемых ими функций по организационному признаку, конкретизировать понятие «сложность» и «масштабность» систем, увязать уровни для согласования их функционирования, создать предпосылки для

разработки интегрированных, в том числе организационно-технологических АСУ.

Классификация по времени управления. Необходимость увязки функционирования отдельных звеньев любой (тем паче сложной) системы во времени очевидна, особенно для предприятий с дискретным характером производства. Содержание комплекса

Схема 4. Информационно-управляющая система

управляющих операций (от перспективного планирования до внутрисменного регулирования — диспетчеризации и далее к управлению быстропротекающими процессами) в значительной степени определяет допустимый интервал времени на подго­товку, принятие и реализацию решения. Увеличение скорости протекания производственных и технологических процессов при одновременном росте объемов информации об управляемых объектах и процессах предъявляет повышенные требования к производительности систем сбора, передачи и, главное, переработ ки информации. В свою очередь, скорость подготовки (получения) решения в значительной степени обусловливает требования к конфигурации вычислительной системы и всего КТС, к системе математического обеспечения, к структуре информационной базы и к другим существенным элементам АСУ. Рассмотрение на конкретных примерах (или фрагментах принятия решений на стадии технического задания) связей между получением некоторых желаемых услуг от АСУ и требований к создаваемой системе — в том числе к ее реальному быстродействию — позволит подойти к оценке возможностей современных АСУ, сопоставить желаемое и действительное.

Классификация по функциональному признаку. Каждая система (подсистема) управления предназначена для выполнения вполне определенных функций. Система управления технологическим процессом обеспечивает реализацию заданных режимов переработки исходного сырья, материалов или полуфабрикатов в конечную (или промежуточную) продукцию. При этом в зависимости от поставленной цели может быть реализована одна или несколько заданных функций: стабилизация отдельных технологи­ческих параметров; регулирование (или программное изменение) технологического режима; однотактное логическое управление отдельными операциями или аппаратами (автоматические переключения, блокировки и т. п.) ; программное логическое управление агрегатами по «жесткому» циклу (числовое программное управление станком, управление манипуляторами); оптимальное управление процессом в целом (управление комплексно-автоматизированным участком станков с ЧПУ).

Часто системы управления технологическими процессами выполняют информационные функции: обобщенная оценка и прогноз состояния оборудования и хода процесса (распознавание ситуаций, диагностика аварий, поиск «узкого места», выявление и прогноз развития тенденций в процессе и т. д.), передача данных в другие системы управления (что необходимо при работе АСУТП в рамках АСУОТ) и т. д.

Организационно-экономическое управление, осуществляемое на уровнях цеха, предприятия, объединения, также реализуется по функциям. В справочном пособии помимо общей схемы классификации приводится поэлементная, в том числе схема классификации функциональных задач управления АСУП. Используемые классификации АСУ, не являясь исчерпывающими, все же значительно облегчают решение многих задач проектирования конкретной системы. Так, функциональный признак позволяет выделить целевую направленность анализа и проектирования, временной — увязать функционирование отдельных подсистем во времени, степень автоматизации — согласовать уровень подготовленности системы и целесообразность автоматизации конкретных функций управления с имеющимися техническими возможностями.

Источник: http://www.info-system.ru/kis/common_inf/class_managment_is.html