ответы. ИТвЭиЭ. Экзаменационные вопросы по предмету итвЭиэ этапы развития и классификация информационных технологий

• Название: Экзаменационные вопросы по предмету итвЭиэ этапы развития и классификация информационных технологий
• Анкор: ответы
• Дата: 12.01.2023
• Размер: 59.22 Kb.
• Имя файла: ИТвЭиЭ.docx
• Тип: Экзаменационные вопросы; #883102
• страница: 3 из 3

Используя данные уровни планирования и контроля, MES-системы управляют текущей производственной деятельностью в соответствии с поступающими заказами, требованиями нормативной документации, актуальным состоянием оборудования, преследуя при этом цели максимальной эффективности и минимальной стоимости выполнения производственных процессов.

Системы управления основными фондами – Enterprise Asset Management (ЕАМ) – системы управления основными фондами предприятия; программные системы, автоматизирующие поддержку полного цикла жизни оборудования. Под термином «Asset» в общем случае понимаются не только основные фонды, но любое оборудование, подлежащее учету. В русскоязычной литературе используется термин УФАП.

SCADA-системы широко используются в диспетчерском управлении. Компьютеры вместе с установленным на них специализированным программным обеспечением — вершина SCADA-пирамиды — обеспечивают сбор данных и их представление в удобном для человека виде и являются пультом управления системой SCADА. Основа этой пирамиды — датчики и преобразователи, преобразующие физические параметры контролируемого объекта (температуру, давление, силу тока, напряжение) в формализованные информационные сигналы. Середину пирамиды составляют контроллеры, измеряющие сигналы с датчиков и преобразующие их в цифровую форму, обеспечивающие локальную обработку данных, передающие данные по каналам связи в центральную ЭВМ. Крупные SCADA-системы могут состоять из нескольких уровней. Каждый уровень обеспечивает наблюдение и управление за своей зоной ответственности. Данные, собранные нижестоящим уровнем, поступают в систему вышестоящего уровня. С вышестоящего уровня поступают команды управления. Это классическая схема: восходящий поток данных и нисходящий поток команд.

Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) в различных случаях трактуются по-разному. Это может быть и «автоматизированная система коммерческого учета энергоресурсов», и «автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов», и «автоматизированная система контроля и управления энергопотреблением».

Первичная задача АСКУЭ — измерение, сбор, обработка, накопление, отображение и документирование информации о полученной, переданной, распределенной и отпущенной энергии. Работа системы начинается со сбора данных с электросчетчиков, подключенных к точкам коммерческого учета на объектах энергосистемы через измерительные трансформаторы. Полученная информация посредством устройств сбора и передачи данных передается по каналам связи в центр сбора и обработки информации.

15. Задачи и характеристики подсистемы защит, ручного управления и локальной автоматики как базового уровня информационной системы.

Для предотвращения возможности реализации угроз в соответствии с законами, государственными стандартами и требованиями нормативных документов в автоматизированных системах необходима разработка и использование комплексных систем технической защиты информации. Требования к таким системам предусматривают централизованное управление ресурсами на основе определенной владельцем автоматизированной системы политики информационной безопасности и реализующего ее конкретного плана технической защиты информации.

Одной из основных задач подсистемы защиты информации является обеспечение автоматизированного формального построения правил разграничения доступа пользователей и процессов к информационным ресурсам на основе определенной политики безопасности. Правила разграничения доступа вместе с моделью субъектов и объектов составляют модель защищенной системы.

В состав архитектуры подсистемы защиты информации входит набор компонент, каждая из которых предназначена для реализации определенного набора услуг. Самым важной и значительной частью является ядро подсистемы защиты информации – совокупность компонент, которая реализует основные принципы функционирования и управления данной подсистемой, правила взаимодействия ее компонент, позволяет конфигурировать состав средств обеспечения защиты в зависимости от динамично изменяющихся условий эксплуатации и модели угроз в системе.

16. Задачи и характеристики подсистемы централизованной управления и контроля.

Каждая конкретная АСУ делится на подсистемы по функциональному признаку при этом каждая такая подсистема отражает свой комплекс процессов управления в объекте. Например, в АСУ предприятием по такому принципу обычно выделяются подсистемы управления основным производством, управления материально-техническим снабжением, технико-экономического планирования, бухгалтерского учета и др. В каждой такой подсистеме можно выделить свое логико-операционное, информационное и математическое обеспечение, а также менее автономное организационное, техническое и кадровое обеспечения, которые являются составными частями соответствующих обеспечений для всей АСУ и взаимосвязаны между собой.

Какова экономическая эффективность централизации управления? При обслуживании большого парка машин – более сотни – постоянно возникают различные проблемы на рабочих местах пользователей. И если у компании есть филиальная сеть, то сопровождение удаленных рабочих мест становится серьезной проблемой, требующей наличия в штате нескольких специалистов, основной задачей которых будет ездить на площадки и на месте решать возникающие проблемы. Конечно, сейчас для этого часто используют средства удаленного администрирования, например, Remote Admin, но при отсутствии средств централизованного управления обслуживание рабочих мест также потребует значительных затрат. Поэтому при проектировании внедрения какой-либо системы защиты крайне важно уделить внимание наличию средств централизованного управления. Это поможет сэкономить при дальнейшем сопровождении.

17. Функции и организация автоматизированных систем диспетчерского управления в электроэнергетике.

В целом, системы АСДУ представляют собой совокупность различных средств, включая технические, аппаратные и программные, которые служат для автоматизации слаженной работы оборудования и персонала, а также обеспечивают рациональный контроль с диспетчерских пультов и пунктов. АСДУ имеют ряд существенных преимуществ. Основными достоинствами этих систем можно назвать следующее:

Снижают влияние человеческого фактора, что благоприятно сказывается на проценте ошибок;

Обеспечивают непрерывный контроль над всеми инженерными системами с диспетчерских пультов;

Значительно упрощают документооборот и составление отчетов;

Позволяют среагировать в самые кротчайшие сроки в случае аварийных ситуаций;

Предоставляют возможность учесть все индивидуальные особенности организации на стадии проектирования системы;

Повышают эффективность работы предприятия.

В любом здании существует несколько инженерных систем. В АСДУ могут контролироваться различные подсистемы, что упрощает управление и учет ресурсов. Чаще всего, этими подсистемами являются:

Безопасность и видеонаблюдение;

Отопление и водоснабжение;

Электропитание;

Доступ свежего воздуха, вентиляция;

Пожарная система, контроль над возникновением и устранением возгораний.

В состав программно-технических средств АСДУ должны входить:

подсистема диспетчерского управления и сбора данных (оперативный информационный управляющий комплекс (ОИУК));

подсистема задач планирования и оперативного управления режимами единой, объединенных энергосистем или энергосистемы;

подсистема сервиса базы данных, предназначенная для обслуживания других подсистем АСДУ в части хранения и предоставления доступа к информации;

подсистема сбора и передачи информации (ССПИ).

Оперативный информационный управляющий комплекс (ОИУК) решает задачи краткосрочного планирования, оперативного и автоматического управления режимами энергосистем. ОИУК работает в режиме реального времени. Он обеспечивает автоматический ввод и обработку телемеханической и алфавитно-цифровой информации, управление средствами отображения информации (т.е. дисплеями, табло, приборами и видеостеной диспетчерского щита), проведение оперативных расчетов для управления режимами, автоматическое регулирование частоты, перетоков мощности, напряжения и др. ОИУК состоит из 2 подсистем: информационно-управляющей (ИУП) и информационно-вычислительной (ИВП).

Будущее промышленного производства связано с необходимостью жесткого контроля над энергоресурсами, ограничением и снижением их доли в себестоимости продукции. Решение этих задач необходимо связывать с энергосбережением и внедрением новых технологий управления предприятиями. Решительный шаг в этом направлении - это разработка и внедрение интегрированных автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ), которые включают в себя обеспечение жизнеобеспечения.

18. Задачи и характеристики подсистемы планирования и учета.

Методологическую основу проектирования ЭИС составляет системный подход, в соответствии с которым любая система представляет собой совокупность взаимосвязанных объектов (элементов), функционирующих совместно для достижения общей цели.

Процесс управления системой как направленное воздействие на элементы системы для достижения цели можно представить в виде информационного процесса, связывающего внешнюю среду, объект и систему управления. При этом внешняя среда и объект управления информируют систему управления о своем состоянии, система управления анализирует эту информацию, вырабатывает управляющее воздействие на объект управления, отвечает на возмущения внешней среды.

ЭИС представляет собой совокупность организационных, технических, программных и информационных средств, объединенных в единую систему с целью сбора, хранения, обработки и выдачи необходимой информации, предназначенной для выполнения функций управления. ЭИС связывает объект и систему управления между собой и с внешней средой через информационные потоки:

ИП1 - информационный поток из внешней среды в систему управления, (представляет поток нормативной информации, создаваемый государственными учреждениями в части законодательства, поток информации о конъюнктуре рынка, создаваемый конкурентами, потребителями, поставщиками);

ИП2 - информационный поток из системы управления во внешнюю среду (отчетная информация, маркетинговая информация потенциальным потребителям;

ИПЗ - информационный поток из системы управления на объект управления (прямая кибернетическая связь), (совокупность плановой, нормативной и распорядительной информации для осуществления хозяйственных процессов;)

ИП4 - информационный поток от объекта управления в систему управления (обратная кибернетическая связь), который отражает учетную информацию о состоянии объекта управления экономической системой (сырья, материалов, денежных, энергетических, трудовых ресурсов, готовой продукции и выполненных услугах) в результате выполнения хозяйственных процессов.

В соответствии с характером обработки информации в ЭИС на различных уровнях управления экономической системой (оперативном, тактическом и стратегическом) выделяются следующие типы информационных систем:

Системы обработки данных (СОД) предназначены для учета и оперативного регулирования хозяйственных операции, подготовки стандартных документов для внешней среды (счетов, накладных, платежных поручений).

(ИСУ) ориентированы на тактический уровень управления: среднесрочное планирование, анализ и организацию работ в течение нескольких недель (месяцев), например анализ и планирование поставок, сбыта, составление производственных программ.

Системы поддержки принятия решений (СППР) используются в основном на верхнем уровне управления (руководства фирм, предприятий, организаций), имеющего стратегическое долгосрочное значение в течение года или нескольких лет.

Идеальная ИС – это все 3 ИС сразу.

19. Автоматическая информационно-измерительная система контроля и учета электроэнергии и мощности.

Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учёта электроэнергии (АИИС КУЭ, АСКУЭ) — совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих дистанционный сбор, хранение и обработку данных об энергетических потоках в электросетях.

АИИС КУЭ необходима для автоматизации торговли электроэнергией. Также АИИС КУЭ выполняет технические функции контроля за режимами работы электрооборудования.

Среди разработчиков АИИС КУЭ принято условное деление системы на нижний и верхний уровень. К нижнему уровню относится оборудование и микропрограммы, работающие непосредственно на объекте учёта. К верхнему уровню относится остальная часть системы, расположенная, как правило, в центре обработки данных и офисах контролирующей организации.

Информационно-измерительный комплекс (ИИК) — часть системы от проводника электроэнергии до электросчётчика. Трансформаторы тока, трансформатор напряжения и электропроводка, соединяющая трансформаторы со счётчиком, входит в состав информационно-измерительного комплекса. АИИС КУЭ, как правило, содержит несколько информационно-измерительных каналов. Информационно-измерительный комплекс относится к нижнему уровню АСКУЭ. Коммуникационной средой между счетчиком и УСПД (Устройство сбора и передачи данных) может являться интерфейс RS-485 , интерфейс RS-232, CAN интерфейс , GSM, радиоэфир, PLC - сеть 0,4кВ. Организация канала связи в коммуникационной среде осуществляется программными и аппаратными методами.

Информационно-вычислительный комплекс (ИВК) — часть системы от электросчётчика до контролирующей организации. К ИВК относятся:

устройства сбора и передачи данных (УСПД)

каналы связи между электросчётчиками и УСПД

серверы верхнего уровня

коммуникационная среда и каналы связи между УСПД и серверами верхнего уровня (переход с нижнего уровня на верхний)

система обеспечения единого времени (СОЕВ)

автоматизированные рабочие места (АРМ) диспетчеров

автоматизированные рабочие места администраторов системы

каналы связи верхнего уровня, в том числе между серверами и АРМ смежных пользователей информации

программное обеспечение верхнего уровня

Коммуникационной средой между УСПД и серверами верхнего уровня может являться структурированная кабельная сеть, телефонная сеть с коммутируемыми каналами, Ethernet, GPRS/GSM, волоконно-оптическая связь, радиосвязь, или Интернет. Организация канала связи в коммуникационной среде осуществляется программными или аппаратными методами.

Под смежными пользователями информации о количестве потреблённой электроэнергии подразумеваются физические или юридические лица, имеющие право доступа к этой информации (например, потребитель и энергосбыт, сетевая и генерирующая организация и т. п.).

Функции системы

Автоматический сбор данных коммерческого учёта потребления (отпуска) электроэнергии по каждой точке (группе) учёта на заданных коммерческих интервалах (согласно ОАО АТС - 30 мин.).

Хранение параметров учёта в базе данных.

Обеспечение многотарифного учёта потребления (отпуска) электроэнергии.

Обеспечение контроля за соблюдением лимитов энергопотребления.

Контроль параметров электроэнергии (токов, напряжений, cos f, частоты) на заданном интервале опроса (технически).

Вывод расчетных параметров на терминал и/или на устройство печати по требованию оператора.

Ведение единого системного времени с возможностью его корректировки.

Сведение баланса электроэнергии по расчетной группе (секция, система шин и т.д) на этапе наладки системы и в процессе ее эксплуатации.

20. Функции и организация автоматизированных систем технического обслуживания и ремонта электрооборудования.

Основная цель АСУ ТОиР — обеспечение безаварийной работы оборудования при минимизации потерь, возникающих при остановках оборудования на профилактические осмотры, текущие, средние и капитальные ремонты. Общий принципиальный подход при решении таких задач заключается в том, что при остановке на ремонт какого-либо оборудования, вызывающей резкое снижение производительности у ряда следующих за ним агрегатов, целесообразно было бы в это же время остановить и их на ремонт. Однако подобный принцип наталкивается на ряд ограничений — все зависит от имеющихся трудовых и материальных ресурсов, которые можно одновременно использовать на ремонтных работах. Поэтому на ЭВМ приходится решать довольно сложные математические задачи: выработки планов всех видов ремонта основного оборудования на год, квартал и месяц с учетом нормативных сроков межремонтного пробега для каждого вида оборудования; составления календарного графика ремонтов внутри каждого месяца с учетом мощности ремонтных цехов и соблюдения плана выпуска продукции; оперативного управления ремонтами с целью текущего согласования отдельных работ их увязки и минимизации общего простоя оборудования во время его ремонта. При решении всех этих задач следует, кроме того, стремиться к равномерной загрузке ремонтных бригад (цехов) предприятия. В целом ряде работ подчеркивается, что деятельность по ТОиР — это своеобразная «черная дыра», в которой легко исчезает значительная часть заработанных предприятием средств, а обеспечение ТОиР ресурсами — это сфера, тяжело поддающаяся управлению «по старинке».

При наличии на предприятии десятков тысяч единиц оборудования, подлежащего контролю состояния, обслуживанию, периодическим ремонтам и модернизации, эффективно выполнять ТОиР - непросто. Еще сложнее, если это оборудование “разбросано” по множеству территориально удаленных объектов.

Облегчить управление ТОиР, повысить его эффективность призваны специализированные компьютерные программы. Автоматизированные системы такого рода уже свыше 20 лет разрабатываются и применяются на западных предприятиях. Для их обозначения используется аббревиатура CMMS (Computerized Maintenance Management Systems), то есть компьютерные системы управления ТОиР. В настоящее время все более широкое распространение получают так называемые EАМ-системы (Enterprise Asset Management), обобщающие концепцию CMMS и комплексно охватывающие весь объем процессов, связанных с управлением основными фондами и полным жизненным циклом оборудования (от проектирования до списания).

Основная задача, стоящая перед CMMS-системами, - это уменьшение затрат на обслуживание оборудования и повышение надежности его работы, что в конечном счете призвано снизить себестоимость производимой продукции и обеспечить стабильность работы предприятия. Последнее отнюдь немаловажно - ведь это в том числе и имидж в глазах партнеров, потребителей и инвесторов, то есть обеспеченный сбыт и перспективы развития.

Если говорить о количественных оценках, то здесь приходится опираться преимущественно на западный опыт - в СНГ статистика такого рода фактически отсутствует. Так, корпорация “Technology for Energy” npoанализировала в 1998 году деятельность более 500 предприятий энергетики США и Европы.

Выяснилось, что применение диагностического мониторинга в ЕАМ-системах может обеспечить сокращение затрат на ремонт оборудования до 50-80 %, расходов на техническое сопровождение до 50-80 %, объемов материально-производственных запасов до 30 % и повышение рентабельности производства до 20-60 %. С учетом опыта других отраслей и данных других источников, можно говорить о характерном уменьшении на 20 и более процентов затрат на ТОиР. При этом средняя окупаемость внедрения CMMS- и ЕАМ-систем - 1,5-2 года. Даже с учетом возможных погрешностей при анализе, скидок на чрезмерный “рекламный энтузиазм” поставщиков ЕАМ-систем, а также различий в экономических условиях СНГ и стран Запада - все это весьма впечатляет.

21. Задачи и характеристики подсистемы оптимизации работы электроэнергетической системы

Проблема оптимизации режимов энергосистем получила полное становле-ние и развитие за последние 30 лет, хотя первые теоретические исследования в этой области были начаты в Советском Союзе значительно раньше. Еще тогда были установлены принципы оптимального распределения активных мощностей между агрегатами на станциях и станциями в системе, базирующиеся на сопоставлении удельных приростов расходов условного топлива. Были установлены критерии оптимального распределения активных мощностей в энергосистемах при учете влияния потерь активной мощности в сетях и при ограничении энергоресурсов.

Оптимальное управление нормальными режимами в энергетической системе заключается в том, чтобы за рассматриваемый отрезок времени обеспечить надежное электроснабжение потребителя электрической энергией требуемого качества (т.е. при соблюдении требуемых ограничений) при минимально возможных эксплуатационных затратах в системе.

Исключительная сложность оптимального управления режимами определяется не только чрезвычайно большим количеством управляемых элементов, но и тем, что разные регулируемые и настраиваемые параметры следует поддерживать в процессе работы системы оптимальными на большой территории.

Оптимизация режима электроэнергетических систем производится всеми инженерами, связанными с расчетами и практической реализацией функционирования электрической системы. Этим занимаются проектировщики, работники служб режимов, диспетчеры энергосистем, оперативный технический персонал электростанций и электросетей. Задача комплексной оптимизации режима состоит в определении оптимальных значений всех параметров режима при учете технических ограничений. Это задача нелинейного программирования с ограничениями в виде уравнений установившегося режима и нелинейных неравенств. Переменные в задаче этого типа непрерывны.

При комплексной оптимизации режима определяются оптимальные значения активных и реактивных мощностей генерирующих источников, модулей и фаз напряжений в узлах, коэффициентов трансформации при учете технических ограничений на значения модулей узловых напряжений, углов сдвига фаз на дальних передачах, токов и потоков мощности в линиях, Р и Q генераторов и т.д.

Оптимальный режим должен быть допустимым, т.е. удовлетворять условиям надежности электроснабжения и качества электроэнергии, и, кроме того, наиболее экономичным среди допустимых режимов. Условия надежности электроснабжения и качества электроэнергии при расчетах допустимых режимов учитывают ограничения в виде равенств и неравенств на контролируемые параметры режима. Наиболее экономичный режим - это такой из допустимых, при котором обеспечивается минимум суммарного расхода условного топлива (или издержек) при заданной в каждый момент времени нагрузке потребителей, т.е. при заданном полезном отпуске электроэнергии.