автоматизированные системы управления. Автоматизированные системы управления. Автоматизированные системы управления
 Скачать 12.7 Kb.
|
|
Реферат на тему: Автоматизированные системы управления Введение В основных направлениях экономического и социального развития будет поставлена задача развития производства электронных блоков управления и телемеханики, приводов, приборов и датчиков комплексных систем автоматизации сложных технологических процессов, агрегатов, машин и оборудования. Во всем этом могут помочь автоматизированные системы управления. Автоматизированная система управления или САУ — комплекс аппаратно-программных средств для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. Автоматизированные системы управления используются в различных отраслях промышленности, в энергетике, на транспорте и т.д. Термин «автоматизированный», в отличие от термина «автоматический», подчеркивает, что за человеком-оператором сохраняются или не сохраняются некоторые функции или наиболее общий, устанавливающий цели характер. Опыт создания автоматизированных и автоматизированных систем управления показывает, что управление различными процессами основано на наборе правил и законов, некоторые из которых являются общими для технического оборудования, живых организмов и социальных явлений. Классификация и типы СКУД В зависимости от роли человека в процессе управления, форм коммуникации и функционирования связи человек-машина, распределения информации и функций управления между оператором и компьютером, между компьютером и средствами контроля и управления, все системы можно разделить на два класса. 1) Информационные системы, обеспечивающие сбор и вывод легко просматриваемой измерительной информации о процессе или производственном потоке. Расчеты определяют, какие контрольные действия должны быть предприняты для обеспечения того, чтобы контролируемый процесс работал в оптимальном режиме. Генерируемая управляющая информация используется в качестве рекомендации оператору, при этом основная роль человека и машины играет вспомогательную роль и предоставляет необходимую информацию. Целью таких систем является предоставление оператору высоконадежной информации для принятия эффективных решений. Характерной особенностью информационных систем является то, что компьютер работает в разомкнутом контуре. А информационные системы возможны на разных уровнях: от простых, в которых данные о состоянии производственного процесса записываются вручную, до встроенных диалоговых систем высокого уровня. Информационные системы должны, с одной стороны, сообщать о нормальном производственном процессе, а с другой — предоставлять информацию о ситуациях, вызванных отклонениями от нормального процесса. Существует два типа информационных систем: информационно-справочные системы (пассивные), которые предоставляют информацию оператору по запросу после связи с системой, информационно-справочные системы (активные), которые, в свою очередь, предоставляют абоненту информацию, предназначенную для него периодически или с определенной периодичностью. Системы управления, которые, помимо сбора информации, обеспечивают выдачу команд субъектам или исполнительным механизмам Системы управления обычно работают в режиме реального времени, т.е. в ритме технологического или производственного процесса. В системах управления наиболее важную роль играет машина, а человек контролирует и решает самые сложные задачи, которые по тем или иным причинам компьютерная система не может решить. Принято рассматривать каждую СКУД одновременно в двух аспектах: с точки зрения ее функций (что и как она делает) и с точки зрения ее схемы, т.е. средств и методов, используемых для реализации этих функций. Соответственно, СКУД разделена на две группы подсистем — функциональную и систему доставки. Типы систем управления Автоматизированная система управления технологическим процессом или САУ ТП — решает задачи оперативного управления и контроля техническими объектами в промышленности, энергетике, на транспорте Автоматизированная система управления производством (АСУП П) — решает задачи организации производства, включая основные производственные процессы, входную и выходную логистику. Осуществляет краткосрочное планирование производства с учетом производственных мощностей, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса. Автоматизированная система управления процессом Система автоматизированного управления технологическим процессом или САУ ТП — решает задачи оперативного управления и контроля техническими объектами в промышленности, энергетике, на транспорте и др. Под ACS TP обычно понимают комплексное решение, позволяющее автоматизировать основные технологические процессы на производстве в целом или в деталях, в результате чего получается относительно целостный продукт. В отличие от термина автоматизация, этот термин автоматически подчеркивает возможность участия человека в отдельных операциях, как для поддержания человеческого контроля над процессом, так и в связи со сложностью или неуместностью автоматизации отдельных операций. Компонентами системы автоматического управления могут быть отдельные системы автоматического управления (САУ) и автоматические устройства, объединенные в единый комплекс. Как правило, автоматизированная система управления имеет единую систему управления технологическим процессом оператором в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о протекании технологического процесса, типичные элементы автоматизации: измерительные приборы, контроллеры, исполнительные механизмы. Промышленные сети служат для передачи информации всех подсистем. Преимущества системы управления включают в себя: быстрый и качественный сбор информации о технологических процессах. Наличие в системе локальных коммуникационных модулей для обеспечения непрерывной передачи информации для обработки в центральном компьютере. локальные микропроцессоры в каждом звене цепи, которые позволяют управлять оборудованием даже в случае временного выхода из строя центрального пульта управления. Коды и символы, используемые в системе управления, должны быть близки к терминам и понятиям, используемым техническим персоналом контролируемого объекта, и не должны вызывать затруднений в их восприятии. Предварительные испытания функций системы управления, которые необходимы для пуска и запуска технологических установок, могут быть проведены на месте с помощью тренажеров. Фактические значения показателей технико-экономической эффективности и надежности систем управления будут определены после их ввода в эксплуатацию. Продолжительность рабочего времени СКД ТП, необходимого для определения фактических значений его показателей, рассчитывается по соответствующим методикам, которые будут подтверждены в установленном порядке. Автоматизированная система управления производством Автоматизированная система управления производством (АСУП П) — решает задачи организации производства, включая основные производственные процессы, входную и выходную логистику. Осуществляет краткосрочное планирование производства с учетом производственных мощностей, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса. САУ П предназначена для повышения эффективности производственно-хозяйственной деятельности предприятия, производственного или научно-производственного объединения (далее — Общества). САУ П должна обеспечивать автоматический сбор и обработку информации, используя, насколько это возможно, методы оптимизации для основных задач и подсистем управления на общезаводском и цеховом уровне, при необходимости в режиме удаленной обработки и диалога в реальном времени. САУ П должна быть реализована в виде набора совместно функционирующих подсистем, взаимодействие между которыми должно осуществляться через общую (единую или распределенную) БД. Организационное обеспечение АСУ П должно обеспечить совершенствование методов управления и структуры системы управления предприятием при создании и развитии АСУ П. Некоторые требования к АСУ по ГОСТу Стандарт распространяется на автоматизированные системы управления (АСУ) всех типов (кроме национальных) и определяет общие требования к АСУ в целом, функции АСУ, обучение персонала и виды предоставления АСУ, безопасность и эргономику, типы и процедуры испытаний при вводе АСУ в эксплуатацию, полноту АСУ, гарантии. СКУД любого типа должны соответствовать требованиям настоящего стандарта, требованиям технической спецификации на ее создание или разработку (далее — ТЗ на СКУД), а также требованиям нормативных и технических документов, применяемых в СКУД отдела заказчика. Внедрение АКС должно, например, привести к полезным техническим, экономическим, социальным или другим результатам: Сокращение числа менеджеров; для улучшения качества эксплуатации объекта инспекции Повышение качества управления и т.д. Он должен обеспечивать совместимость между своими частями и автоматизированными системами (АМС), подключенными к соответствующему АМС. В случаях, когда СКДУ или набор СКДУ создается на базе компьютерной сети, для обеспечения совместимости элементов такой сети должны использоваться системы с многоуровневыми протоколами взаимодействия. Надежность СКДУ в целом и каждой из ее автоматизированных функций должна быть достаточной для достижения поставленных целей системы в заданных условиях эксплуатации. Приспосабливаемость СКДУ должна быть достаточной для достижения заданных целей ее функционирования в заданном диапазоне изменений условий эксплуатации. Система управления должна позволять проверять правильность выполнения автоматизированных функций и диагностики, указывая место, характер и причину любого несоответствия правильному функционированию системы управления. В СКУД с измерительными каналами должна быть предусмотрена возможность проверки метрологических характеристик измерительных каналов. СКУД предназначена для обеспечения защиты от неправомерных действий персонала, приводящих к аварийному состоянию установки или системы управления, от непреднамеренных изменений и уничтожения информации и программ, а также от несанкционированного вмешательства. Вся информация, поступающая в СКДУ, вводится в систему один раз по входному каналу, если это не приводит к несоблюдению требований СКДУ (надежность, безотказность и т.д.), указанных в ТЗ. Выходная информация с одним и тем же семантическим содержанием должна быть сгенерирована в ACS один раз, независимо от количества адресатов. Информация, содержащаяся в базах данных СКДУ, должна обновляться в соответствии с периодичностью, с которой она используется для выполнения функций системы. ACS должна быть защищена от потери информации. Название налоговой системы должно содержать название типа налоговой системы и объекта налогообложения. АСУ должен автоматически выполнить требуемый объем: Сбор, обработка и анализ информации (сигналов, сообщений, документов и т.д.) о состоянии контролируемого объекта; развитие управления воздействием (программы, планы и т.д.); Передача управляющих воздействий (сигналов, инструкций, документов) на исполнение и их контроль Осуществление и мониторинг управленческого воздействия; Обмен информацией (документами, сообщениями и т.д.) с взаимосвязанными автоматизированными системами. Состав автоматизированных функций (задачи, комплексы задач — другие функции) СКДУ должен обеспечивать возможность управления соответствующим объектом в соответствии с одной из целей, определенных в ТЗ на СКДУ. Состав автоматизированных САУ функций и степень их автоматизации должны быть технически, экономически и (или) социально обоснованными, с учетом необходимости освобождения сотрудников от повторяющихся действий и создания условий для использования их творческих способностей в процессе работы. Комплект технических средств системы управления должен быть достаточным для выполнения всех автоматизированных функций системы управления. В комплексе технических средств САУ, в основном, должны использоваться технические средства массового производства. При необходимости допускается использование технических средств изготовления под заказ. Технические средства системы управления должны быть устроены в соответствии с требованиями, содержащимися в технической документации, в том числе в эксплуатационной документации, таким образом, чтобы их можно было удобно использовать при эксплуатации системы управления и ее обслуживании. В СКУД должны использоваться технические средства со сроком службы не менее десяти лет. Применение технических средств с более коротким сроком службы разрешается только в обоснованных случаях и по согласованию с клиентом ACS. Защита технических средств управления воздушным движением от внешних электрических и магнитных полей, а также от помех в цепи питания должна быть достаточной для того, чтобы технические средства управления воздушным движением могли эффективно выполнять свое назначение во время эксплуатации системы управления воздушным движением. Программное обеспечение системы управления должно обладать следующими характеристиками: функциональная адекватность (полнота); Надежность (включая возможность восстановления, наличие средств обнаружения ошибок); Приспосабливаемость; Модифицируемость; Модульность конструкции и удобство в использовании. Информационная поддержка системы управления должна быть достаточной для выполнения всех автоматизированных функций системы управления. Классификаторы, принятые клиентом, должны использоваться для шифрования информации, используемой только в этой системе управления. Для кодирования выходной информации, используемой на более высоком уровне в системе управления, должны использоваться классификаторы систем управления более высокого уровня, если это не указано в явном виде. Информационное обеспечение СКДД должно быть совместимо с информационным обеспечением взаимодействующих с ней систем с точки зрения содержания, системы кодирования, методов адресации, форматов данных и формы представления информации, получаемой и выводимой СКДД. Формы документов, создаваемые ACS, должны соответствовать требованиям стандартов ACS или нормативно-техническим документам отдела ACS заказчика. Формы документов и видеоизображений, вводимых, выводимых или корректируемых через терминалы системы управления, должны соответствовать соответствующим спецификациям терминалов. Комплексные информационные мероприятия системы управления должны быть организованы в виде баз данных по носителям машин. Форма представления выходной информации СКДУ согласовывается с заказчиком (пользователем) системы. Условия и сокращения, применяемые в выходных документах ACS, должны быть общеприняты в соответствующей области компетенции и согласованы с клиентом системы. СКДД обеспечивает необходимые меры по контролю и обновлению данных в информационных массивах СКДД, восстановлению массивов после выхода из строя технических средств СКДД и контролю идентичности одноименной информации в базах данных. Организационное обеспечение СКДД должно быть достаточным для того, чтобы сотрудники СКДД могли эффективно выполнять возложенные на них задачи по выполнению автоматизированных и связанных с ними неавтоматизированных функций системы. Организационная структура СКДУ должна позволять выполнять все функции СКДУ с учетом их распределения между уровнями управления. Для каждой автоматизированной функции, выполняемой при взаимодействии данной СКДУ с другими системами, инструкции для персонала СКДУ и этих систем должны быть связаны по всем видам выполнения данной функции и включать в себя указания по действиям, которые должен предпринять персонал в случае выхода из строя технических средств СКДУ. Лингвистическая поддержка СКДД должна быть достаточной для общения различных категорий пользователей в соответствующей форме со средствами автоматизации СКДД и для реализации процедур трансформации и машинного представления информации, обрабатываемой в СКДД. В языковой поддержке должна быть ACS: Для описания всей информации, используемой в системе управления, доступны языковые функции; используемые языковые инструменты были стандартизированы; Стандартизированы описания однотипных информационных элементов и записи синтаксических конструкций; Обеспечивается удобство, четкость и стабильность связи пользователей со средствами автоматизации системы управления; предусмотрены средства для исправления ошибок, возникающих при общении пользователей с техническими средствами системы управления. Лингвистическая поддержка АСУ должна быть отражена в документации (инструкциях, описаниях) организационной поддержки АСУ в виде правил диалога между пользователями и техническими средствами АСУ во всех функциональных возможностях системы. Юридическое сопровождение ACS должно включать в себя набор правовых норм: которые определяют юридическую силу информации о носителях данных и документах, используемых в работе СКД и созданных системой; регулирование правовых отношений между лицами, входящими в состав работников системы контроля (права, обязанности и ответственность), и между работниками системы контроля и работниками системы, взаимодействующими с системой контроля Разработчик СКУД гарантирует, что СКУД соответствует требованиям настоящего стандарта и ТЗ СКУД, при условии, что пользователь соблюдает условия и правила эксплуатации. Соответствие аппаратных, программных и комплексных средств автоматизации, используемых в САУ и как продукция производственно-технического назначения поставляется, требованиям стандартов и ТУ на них гарантируется производителями этих видов продукции при соблюдении пользователем условий и правил эксплуатации. Гарантийный срок эксплуатации СКД рассчитывается со дня ввода СКД в эксплуатацию. Гарантийный срок эксплуатации СКД должен быть указан в ТЗ СКД и не менее 18 месяцев. Заключение Проектирование систем управления играет важную роль в современных технологических системах. Преимущества совершенствования систем управления в промышленности могут быть огромными. К ним относятся улучшение качества продукции, снижение энергопотребления, минимизация максимальных затрат, повышение уровня безопасности и уменьшение загрязнения окружающей среды. Сложность заключается в том, что некоторые из самых передовых идей имеют сложный математический аппарат. Теория математических систем может быть одним из самых значительных достижений науки ХХ века, но ее практическая ценность определяется теми выгодами, которые она может принести. Проектирование и эксплуатация автоматизированного процесса, который должен обладать такими техническими характеристиками, как экономичность, качество, безопасность и экологическая совместимость, требует тесного привлечения специалистов из различных дисциплин. Создание СКУД на существующей коммерческой недвижимости (в компании, бизнесе, банке и т.д.), как правило, является длительным процессом. Отдельные подсистемы СКУД проектируются и вводятся в эксплуатацию последовательными очередями, функции включают в себя все новые и возникающие задачи, поэтому СКУД органично «вводится» в систему управления. Обычно первые линии СКУД ограничиваются решением чисто информационно-технических задач. Кроме того, усложняются их функции, в том числе использование оптимизационных вычислений, элементов оптимального управления. Степень вовлеченности СКУД в процессы управления может варьироваться в широких пределах, вплоть до самостоятельной выдачи операционных команд компьютером (на основе полученных им данных). Так как внедрение СКД требует адаптации документации для обработки, то создаются унифицированные системы документации, а также классификаторы технико-экономической информации и т.п. Список литературы Анхимюк В.Л., Олейко О.Ф., Михеев Н.Н. «Теория автоматического управления». — Москва: Проект ПРО, 2005. Бесекерский В.А., Попов Е.П. «Теория автоматических систем управления». — Четвертое издание, Перерабо. Я пошла. — СПб.: профессия, 2004. Джимерин Ди. Г. Мясников В.А., Автоматизированные и автоматизированные системы управления, Москва, 2003. Мазур И.И., Шапиро В.Д. и другие. Реструктуризация компаний и предприятий. -M. Средняя школа, 2003 год. Шилов, К.Ю. Автоматизированная система управления муниципальными закупками в СПб: Политехника, 2006 |