Назначение автоматизированной системы управления. Использование автоматизированных систем управления в различных сферах деятельности

n n АСУ– комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и тому подобное.

n n Создателем первых АСУ является доктор экономических наук, профессор, членкорреспондент Национальной академии наук Белоруссии, Николай Иванович Ведута (1913 -1998). Он руководил внедрением первых в стране автоматизированных систем управления производством на машиностроительных предприятиях.

Важнейшая задача АСУ– повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования методов планирования процесса управления.

Цели автоматизации управления n n n Предоставление лицу, принимающему решение (ЛПР) адекватных данных для принятия решений. Ускорение выполнения отдельных операций по сбору и обработке данных. Снижение количества решений, которые должно принимать ЛПР.

Цели автоматизации управления n n Повышение уровня контроля и исполнительской дисциплины. Повышение оперативности управления. Снижение затрат ЛПР на выполнение вспомогательных процессов. Повышение степени обоснованности принимаемых решений.

В состав АСУ входят следующие виды обеспечений: n n n n информационное программное техническое организационное метрологическое правовое лингвистическое

Основными классификационными признаками, определяющие вид АСУ n сфера функционирования объекта управления (промышленность, строительство, транспорт, сельское хозяйство, непромышленная сфера и так далее); n вид управляемого процесса n уровень в системе государственного управления (всесоюзное объединение, (технологический, организационный, экономический и так далее); всесоюзное промышленное объединение, научнопроизводственное объединение, предприятие (организация), производство, цех, участок, технологический агрегат).

Функции АСУ n n n планирование и (или) прогнозирование учет, контроль, анализ координацию и (или) регулирование

Виды АСУ n n Автоматизированная система управления технологическим процессом или АСУ ТП– решает задачи оперативного управления и контроля техническими объектами в промышленности, энергетике, на транспорте. Автоматизированная система управления производством (АСУ П)– решает задачи организации производства, включая основные производственные процессы, входящую и исходящую логистику. Осуществляет краткосрочное планирование выпуска с учётом производственных мощностей, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса.

Примеры АСУ n Автоматизированная система управления уличным освещением («АСУ УО»)– предназначена для организации автоматизации централизованного управления уличным освещением.

Примеры АСУ n Автоматизированная система управления наружного освещения («АСУНО»)– предназначена для организации автоматизации централизованного управления наружным освещением.

АСУ – это система «человек-машина», призванная обеспечивать автоматизированный сбор и обработку информации, необходимый для оптимизации процесса управления. В отличие от автоматических систем, где человек полностью исключён из контура управления

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

ЛЕКЦИЯ 6

Тема: Автоматизированная система управления (АСУ).

Вопросы:

1. Понятие АСУ.

2. Классы АСУ.

3. Классификация АСУ по признакам.

4. Структура АСУ.

1. Понятие АСУ

АСУ – это система «человек-машина», призванная обеспечивать автоматизированный сбор и обработку информации, необходимый для оптимизации процесса управления. В отличие от автоматических систем, где человек полностью исключён из контура управления, АСУ предполагает активное участие человека в контуре управления, который обеспечивает необходимую гибкость и адаптивность АСУ.

2. Классы АСУ

В зависимости от роли человека в процессе управления, форм связи и функционирования звена «человек-машина», оператором и ЭВМ, между ЭВМ и средствами контроля и управления все системы можно разделить на два класса:

1. Информационные системы , обеспечивающие сбор и выдачу в удобном виде информацию о ходе технологического или производственного процесса. В результате соответствующих расчётов определяют, какие управляющие воздействия следует произвести, чтобы управляемый процесс протекал наилучшим образом. Основная роль принадлежит человеку, а машина играет вспомогательную роль, выдавая для него необходимую информацию.
2. Управляющие системы , которые обеспечивают наряду со сбором информации выдачу непосредственно команд исполнителям или исполнительным механизмам. Управляющие системы работают обычно в реальном масштабе времени, т.е. в темпе технологических или производственных операций. В управляющих системах важнейшая роль принадлежит машине, а человек контролирует и решает наиболее сложные вопросы, которые по тем или иным причинам не могут решить вычислительные средства системы.

3. Классификация АСУ по признакам

АСУ очень разнообразны и могут быть классифицированы по различным признакам.

3.1. По сфере функционирования объекта управления:

1. АСУ промышленности;
2. АСУ транспорта;
3. АСУ военного назначения;
4. АСУ связи и т.д.

3.2. По уровню в системе государственного управления:

1. отраслевые,
2. межотраслевые,
3. территориальные.

3.3. По видам процессов управления :

1. АСУ организационного управления (производственно-хозяйственные, социально-экономические функциональные процессы, реализуемые на уровнях управления экономикой - банковские, финансовые, страховые, налоговые, АСУ таможенной службы; АСУ промышленными предприятиями и организациями и др.)
2. АСУ управления технологическими процессами (АСУТП)– это человеко-машинные системы, обеспечивающие управление технологическими процессами, станками, автоматическими линиями;
3. АСУ организационно-технологического управления - это многоуровневые системы, сочетающие АСУ предприятием и АСУ управления технологическими процессами (АСУТП).;
4. АСУ научных исследований;
5. обучающие АСУ .

4. Структура АСУ

В состав АСУ входят следующие виды обеспечений:

1. Информационное обеспечение (ИО) - это совокупность средств и методов построения информационного фонда системы, организации его функционирования и использования.
2. Техническое обеспечение (ТО) - это комплекс технических средств сбора, регистрации, передачи и обработки информации, а также средства офисной техники, которые обеспечивают информационные технологии АИС.
3. Математическое обеспечение (МО) - это совокупность математических средств, используемых при описании алгоритмов решения задач, а также моделей представления и интерпретации информации, используемых в программном обеспечении АИС.
4. Программное обеспечение (ПО) - это комплекс программ обработки и передачи данных в АИС, а также документация по их применению.
5. Лингвистическое обеспечение (ЛО) - это система искусственных языков, терминов и определений, используемых в процессе разработки и функционирования АИС.
6. Организационное обеспечение (ОО) - это совокупность средств и методов, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами, программным обеспечением и между собой в процессе создания и функционирования АИС.
7. Правовое обеспечение (ПрО) - это совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения-при создании и функционировании АИС.
8. Методическое обеспечение (МтО) - это совокупность законодательных, нормативных актов и инструкций по бухгалтерскому учету, финансовому и инвестиционному анализу, а также другим областям знаний, позволяющих разработать алгоритмы обработки экономической информации и обеспечивающих юридическую поддержку принятия решений.
9. Эргономическое обеспечение (ЭО) - это совокупность средств и методов, предназначенных для создания оптимальных условий высокоэффективной и безошибочной деятельности специалистов в процессе создания и функционирования АИС.

5. Характеристика основных элементов АСУ

Первая отечественная автоматизированная система управления (АСУ), предназначенная для массового обслуживания пассажиров в реальном масштабе времени, начала функционировать в 1972 г. под именем «Экспресс-1».

Если система «Экспресс-1» была предназначена для комплексной автоматизации билетно-кассовых операций в крупных железнодорожных узлах, то АСУ «Экспресс-2» (1982) управляла продажей билетов и пассажирскими перевозками в масштабе регионов, выделяемых на сети железных дорог. В регион сети, обслуживаемый одной АСУ «Экспресс-2», входила территория одной или нескольких железных дорог.

Через АСУ «Экспресс-2» были автоматизированы все процессы управления продажей билетов с учетом транзитных поездов, организована продажа мест через бюро заказов по телефону. Используемые в «Экспресс-2» ЕС ЭВМ к середине 1990-х гг. не могли уже отвечать современным требованиям. Развитие вычислительной техники, Интернета поставило перед железнодорожниками задачу модернизировать вычислительную сеть «Экспресс». Эта задача была успешно решена, и с 2002 г. на железных дорогах начала работать система «Экспресс-3».

На базе АСУ «Экспресс» разработаны и внедрены четыре подсистемы:

• автоматизированная справочно-информационная система «Экасис» предназначена для получения всеми пользователями системы «Экспресс» справочной информации по всем вопросам, связанным с проездом пассажиров по железным дорогам;
• автоматизированная система управления багажной работой «ЭСУБР» решает задачи, связанные с автоматизацией оформления перевозочных и грузобагажных документов;
• автоматизированная система управления эксплуатацией и ремонтом парка пассажирских вагонов «АСУПВ» включает задачи по вводу и корректировке данных о пассажирском вагонном парке, по анализу и планированию ремонтов вагонов пассажирского парка;
• система управления пассажирскими перевозками «АСУЛ» выдает информацию о выполнении основных показателей, связанных с пассажирскими перевозками.

Таким образом, АСУ «Экспресс» в пассажирском хозяйстве является не только системой продажи билетов и резервирования мест, но и механизмом, с помощью которого можно решать самые разнообразные проблемы в области управления пассажирскими перевозками.

Перейдем на сайт АСУ «Экспресс» по адресу http://express-3.ru/. Главная страница сайта показана на рис. 113.

Проверим наличие мест по направлению Москва-Орел. Для ознакомления с возможностями программы не обязательно проходить регистрацию абонента,

можно ввести логин demo, пароль demo. Итак, поля От и До заполним согласно рис. 114.

Нажав кнопку Запрос, мы попадаем в окно Наличие мест, где следует заполнить поля согласно рис. 115.

Рис. 114.

Рис. 115.

В результате поискового запроса мы получили информацию о количестве мест в двух поездах (рис. 116), следующих до города Донецк, но делающих остановку в городе Орел. Как видно из запроса, в первом поезде есть только 48 верхних мест в купе, нижние места отсутствуют, а во втором поезде есть 26 нижних мест в купе.

Более подробную информацию пользователь может получить, нажав на ссылку, обозначающую номер поезда - 009М. Откроется окно, представленное на рис. 117, из которого можно получить сведения о типе вагона, стоимости билета, а также информацию по каждому вагону о наличии нижних и верхних мест.

С помощью АСУ «Экспресс-3», функционирующей на сайте «Российские железные дороги» (РЖД) по адресу http://rzd.ru/, можно не только посмотреть информацию о наличии свободных мест на различные железнодорожные направления, но и сделать заказ билетов.

Перейдем на сайт РЖД и сделаем щелчок на ссылке «Расписание, наличие мест, стоимость билетов». Откроется окно Расписание и наличие билетов, представленное на рис. 118.

Рис. 116.

Рис. 117.

Самостоятельно заполните форму и нажмите кнопку Расписание. На рис. 119 представлен результат запроса по направлению Москва-Севастополь.

Вернемся на главную форму и, указав дату отправления поезда, щелкнем по кнопке Наличие мест. Для просмотра более подробной информации и стоимости проезда выберем поезд из предложенного списка и нажмем кнопку Продолжить. Результат запроса представлен на рис. 120.

Рис. 118.

Рис. 119.

Рис. 120.

Как видно из результатов запроса, мы полностью информированы не только о стоимости проезда, но и о количестве верхних и нижних мест в купе или плацкарте.

Далее следует согласиться с тем, что мы ознакомлены с особенностями оформления проездного документа через Интернет, поставив соответствующий флажок, и нажать кнопку Оформить заказ. Далее после прохождения процесса регистрации на сайте РЖД мы сможем заказать билет на нужное направление.

(СППР) являются основным инструментом повышения обоснованности управленческих решений.

1. Формирование требований к АС
   1. Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС
   2. Формирование требований пользователя к АС
   3. Оформление отчета о выполнении работ и заявки на разработку АС
2. Разработка концепции АС
   1. Изучение объекта
   2. Проведение необходимых научно-исследовательских работ
   3. Разработка вариантов концепции АС и выбор варианта концепции АС, удовлетворяющего требованиям пользователей
   4. Оформление отчета о проделанной работе
3. Техническое задание
   1. Разработка и утверждение технического задания на создание АС
4. Эскизный проект
   1. Разработка предварительных проектных решений по системе и её частям
5. Технический проект
   1. Разработка проектных решений по системе и её частям
   2. Разработка документации на АС и её части
   3. Разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий
   4. Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта
6. Рабочая документация
   1. Разработка рабочей документации на АС и её части
   2. Разработка и адаптация программ
7. Ввод в действие
   1. Подготовка объекта автоматизации
   2. Подготовка персонала
   3. Комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями)
   4. Строительно-монтажные работы
   5. Пусконаладочные работы
   6. Проведение предварительных испытаний
   7. Проведение опытной эксплуатации
   8. Проведение приёмочных испытаний ru en
8. Сопровождение АС.
   1. Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами
   2. Послегарантийное обслуживание

Эскизный, технический проекты и рабочая документация - это последовательное построение все более точных проектных решений. Допускается исключать стадию «Эскизный проект» и отдельные этапы работ на всех стадиях, объединять стадии «Технический проект» и «Рабочая документация» в «Технорабочий проект», параллельно выполнять различные этапы и работы, включать дополнительные.

Данный стандарт не вполне подходит для проведения разработок в настоящее время: многие процессы отражены недостаточно, а некоторые положения устарели.

Состав АСУ

В состав АСУ входят следующие виды обеспечений: информационное, программное, техническое, организационное, метрологическое, правовое и лингвистическое.

Основные классификационные признаки

Децентрализованная структура

Построение си­стемы с такой структурой эффективно при автоматизации техно­логически независимых объектов управления по материальным, энергетическим, информационным и другим ресурсам. Такая система представляет собой совокупность нескольких независи­мых систем со своей информационной и алгоритмической базой.

Для выработки управляющего воздействия на каждый объект управления необходима инфор­мация о состоянии только этого объекта.

Централизованная структура

Централизованная структура осуществляет реа­лизацию всех процессов уп­равления объектами в едином органе управления, который осуществляет сбор и обработку информации об управляемых объектах и на основе их анали­за в соответствии с критериями системы вырабатывает управ­ляющие сигналы. Появление этого класса структур связано с увеличением числа контроли­руемых, регулируемых и уп­равляемых параметров и, как правило, с территориальной рассредоточенностью объекта управления.

Достоинствами централизованной структуры являются достаточно простая реализация процессов информационного взаимодей­ствия; принципиальная возможность оптимального управления системой в целом; достаточно легкая коррекция оперативно изменяемых входных параметров; возможность достижения максимальной эксплуатационной эффективности при минимальной избы­точности технических средств управления.

Недостатки централизованной структуры следующие: необхо­димость высокой надежности и производительности технических средств управления для достижения приемлемого качества упра­вления; высокая суммарная протяженность каналов связи при наличии территориальной рассредоточенности объектов упра­вления.

Централизованная рассредоточенная структура

Основная особенность данной структуры - сохранение принципа централизованного управления, то есть выработка управляющих воздействий на каждый объект управления на основе информации о состояниях всей совокупности объектов управления. Некоторые функциональные устройства системы управления являются об­щими для всех каналов системы и с помощью коммутаторов под­ключаются к индивидуальным устройствам канала, образуя замкнутый контур управления.

Алгоритм управления в этом случае состоит из совокупности взаимосвязанных алгоритмов управления объектами, которые реализуются совокупностью взаимно связанных органов упра­вления. В процессе функционирования каждый управляющий орган производит прием и обработку соответствующей информа­ции, а также выдачу управляющих сигналов на подчиненные объекты. Для реализации функций управления каждый локаль­ный орган по мере необходимости вступает в процесс информа­ционного взаимодействия с другими органами управления. До­стоинства такой структуры: снижение требований к производи­тельности и надежности каждого центра обработки и управления без ущерба для качества управления; снижение суммарной про­тяженности каналов связи.

Недостатки системы в следующем: усложнение информацион­ных процессов в системе управления из-за необходимости обмена данными между центрами обработки и управления, а также корректировка хранимой информации; избыточность техниче­ских средств, предназначенных для обработки информации; сложность синхронизации процессов обмена информацией.

Иерархическая структура

С ростом числа задач управления в сложных системах значительно увеличивается объем переработанной информации и повышается сложность алгоритмов управления. В результате осуществлять управление централизо­ванно невозможно, так как имеет место несоответствие между сложностью управляемого объекта и способностью любого упра­вляющего органа получать и перерабатывать информацию.

Кроме того, в таких системах можно выделить следующие группы задач, каждая из которых характеризуется соответствующими требованиями по времени реакции на события, происхо­дящие в управляемом процессе:

• задачи сбора данных с объекта управления и прямого цифрового управления (время реакции, секунды, доли секунды);
• задачи экстремального управления, связанные с расчётами желаемых параметров управляемого процесса и требуемых значений уставок регуляторов, с логиче­скими задачами пуска и остановки агрегатов и др. (время реак­ции - секунды, минуты);
• задачи оптимизации и адаптивного управления процессами, технико-экономические задачи (время реакции - несколько секунд);
• информационные задачи для адми­нистративного управления, задачи диспетчеризации и координа­ции в масштабах цеха, предприятия, задачи планирования и др. (время реакции - часы).

Очевидно, что иерархия задач управления приводит к необхо­димости создания иерархической системы средств управления. Такое разделение, позволяя справиться с информационными трудностями для каждого местного органа управления, порождает необходимость согласования принимаемых этими органами реше­ний, то есть создания над ними нового управляющего органа. На каждом уровне должно быть обеспечено максимальное соответствие характеристик технических средств заданному классу задач.

Кроме того, многие производственные системы имеют соб­ственную иерархию, возникающую под влиянием объективных тенденций научно-технического прогресса, концентрации и спе­циализации производства, способствующих повышению эффектив­ности общественного производства. Чаще всего иерархическая структура объекта управления не совпадает с иерархией системы управления. Следовательно, по мере роста сложности систем выстраивается иерархическая пирамида управления. Управляе­мые процессы в сложном объекте управления требуют своевремен­ного формирования правильных решений, которые приводили бы к поставленным целям, принимались бы своевременно, были бы взаимно согласованы. Каждое такое решение требует постановки соответствующей задачи управления. Их совокупность образует иерархию задач управления, которая в ряде случаев значительно сложнее иерархии объекта управления.

Виды АСУ

• Автоматизированная система управления технологическим процессом или АСУ ТП - решает задачи оперативного управления и контроля техническими объектами в промышленности, энергетике, на транспорте.
• Автоматизированная система управления производством (АСУ П ) - решает задачи организации производства, включая основные производственные процессы, входящую и исходящую логистику. Осуществляет краткосрочное планирование выпуска с учётом производственных мощностей, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса. Для решения этих задач применяются MIS и MES -системы, а также LIMS -системы.

• Автоматизированная система управления уличным освещением («АСУ УО») - предназначена для организации автоматизации централизованного управления уличным освещением. .

• «Система управления гостиницей». Наряду с этим названием употребляется PMS Property Management System
• «Автоматизированная система управления операционным риском » - это программное обеспечение, содержащее комплекс средств, необходимых для решения задач управления операционными рисками предприятий: от сбора данных до предоставления отчетности и построения прогнозов.

Информационный процесс - процесс получения, создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и использования информации. Информационные системы - системы, в которых происходят информационные процессы. Если поставляемая информация извлекается из какого-либо процесса (объекта), а выход - ная применяется для целенаправленного изменения того же самого объекта, то такую ин- формационную систему называют системой управления. Целенаправленное изменение УПРАВЛЕНИЕ Виды систем управления:ручные, автоматизированные (человеко-машинные) , автоматические (технические) . Автоматизированная система управления или АСУ - комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин автоматизированная, в отличие от термина автоматическая подчёркивает сохранение за человеком-оператором. 1 Материалы для студентов 1 курс ГБОУ СПО «УМТК» некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не под- дающихся автоматизации. АСУ различного назначения, примеры их использования. АСУ современного хлебопекарного предприятия АСУ современного хлебопекарного предприятия должна комплексно отражать сферы деятельности хлебозавода: складской учет сырья, материальных средств, продукции основного, а также вспомогательного производств хлебозавода, учета качества сырья (продукции), финансового учета (анализа), налогового (бухгалтерского) учета, планирования производства хлеба и хлебобулочных изделий, финансовых результатов деятельности предприятия хлебопекарной промышленности. Современная АСУ хлебозавода является многоуровневой, а также иерархической (по функциям управления, информационным моделям, структурам баз данных, архитектуре программного обеспечения для оптимального функционирования хлебозавода). Комплексная АСУ хлебопекарного предприятия обеспечивает максимальный уровень автоматизации работы пользователей, предоставляет удобные инструменты конфигурирования, а также управления, позволяющие адаптировать АСУ к условиям конкретного предприятия хлебопекарной промышленности. Использование АСУ позволяет руководству предприятия принимать обоснованные, грамотные решения при производстве хлебобулочных изделий. АСУ ТП зерноперерабатывающих предприятий Количество контролируемых, а также управляющих параметров современных автоматизированных предприятий хранения и переработки зерна (элеваторах, зернохрани- лищах, мукомольных заводах, комбикормовых комбинатах) постоянно увеличивается, давно превысив черту, когда оператор может самостоятельно (без применения сложных автоматизированных комплексов для предприятий хранения и переработки зерна) управлять технологическим процессом. В связи с этим, вопрос внедрения комплексной автоматизации зернохранилищ, элеваторов, силосов и других объектов по переработке и хранению зерна является довольно актуальным. 2 Материалы для студентов 1 курс ГБОУ СПО «УМТК» Современные средства АСУ ТП зерноперерабатывающих предприятий позволяют значительно снизить потери при хранении и переработке зерна, сэкономить энергоресурсы зерноперерабатывающих предприятий, элеваторов, минимизировать влияние человеческого фактора, рисков возникновения аварийных ситуаций работы автоматизированных технологических комплексов по хранению и переработке зерна. Последние разработки в области АСУ ТП зерноперерабатывающей отрасли позволяют автоматически прогнозировать процесс самосогревания зерна, надежно, качественно в автоматическом режиме управлять потоками влажного и сухого зерна, процессом сушки, также системой формирования технологических маршрутов в пределах зерноперерабатывающего предприятия. Примеры оборудования с числовым программным управлением. Числовое программное управление (ЧПУ) означает компьютеризованную систему управления, считывающую инструкции специализированного языка программирования (например, G-код) и управляющую приводами металло-, дерево- и пластмасо обрабатывающих станков и станочной оснасткой. Станки, оборудованные числовым программным управлением, называются станка- ми с ЧПУ. Помимо металлорежущих (например, фрезерные или токарные), существует оборудование для резки листовых заготовок, для обработки давлением. «4 Система ЧПУ производит перевод программ из входного языка в команды управления главным приводом, приводами подач, контроллерами управления узлов станка (вклю- чить/выключить охлаждение, например). Для определения необходимой траектории движения рабочего органа (инструмента/заготовки) в соответствии с управляющей программой рассчитывается траектория обработки деталей.