Основные информационные функции

1. Измерение – процесс сопоставления физической величины (сигнала) с константами называемыми единицами измерения, т.е. количественное отображение физической величины в единицах измерения;

2. Оценивание значений контролируемых величин на фоне различного рода помех и ошибок измерения;

3. Контроль – процесс сопоставления измеренных (оцененных) значений физической величины с допустимыми диапазонами ее изменения – направлен на выявление существенных, с точки зрения решаемых задач управления, изменений измеряемых величин. Выбор допустимых диапазонов (а их для каждой измеряемой величины может быть несколько) определяется исходя из целей и задач контроля и управления;

4. Диагностика состояния системы и отдельных её функциональных элементов: осуществляется по результатам контроля совокупности физических величин, характеризующих внешние воздействия, состояние и результаты функционирования системы, отдельных её элементов. Цель диагностики:

выявление ненадежных . элементов, дальнейшее использование которых грозит разрушением системы как единого целого;

Рис. 3

выявление неэффективно функционирующих элементов и причин их не эффективности.

5. Регистрация и отображение информации

Основные управляющие функции

1. Прогнозирование хода управляемого процесса и состояния объекта управления.

2. Выбор оптимальных (или удовлетворительных) управляющих решений.

3. Формирование управляющих команд в виде заданий на основные режимные параметры управляемого процесса в соответствии с принятыми управляющими решениями.

4. Регулирование технологических параметров.

5. Исполнение управляющих решений.

Из неограниченного множества систем далее будем рассматривать лишь один класс – системы управления процессами промышленного производства, но принцип построения других классов систем аналогичен.

Асу промышленными объектами

Этапы автоматизации в промышленности:

КИП;

регулирующие устройства и ИМ;

телемеханизация – централизованные системы – мнемосхемы, щиты КИП, пульты;

автоматизированные системы управления (АСУ).

В АСУ функции контроля и управления выполняет человеко-машинная система, реализующая автоматизированные процессы сбора и обработки информации, выработки и реализации управляющих решений. Человек один из составляющих элементов системы. Его роль зависит от сложности ОУ и возможностей формализации правил управления ими.

Технико-экономические предпосылки создания АСУ:

рост производительности промышленных агрегатов;

ограничения возможностей человека;

экономические потери;

появление ЭВМ.

Структура асу на промышленном предприятии

Производственная структура практически любого промышленного предприятия с полным или неполным циклом обработки сырья и производства товарной продукции мажет быть представлена, в упрощенном варианте, как совокупность производственно-технологических комплексов, обеспечивающая определенную технологическую последовательность преобразований исходного сырья и энергоносителей в товарную продукцию.

При управлении таким предприятием приходится решать задачи долгосрочного и краткосрочного планирования производственного процесса, включая:

формирование «портфеля» заказов на товарную продукцию;

формирование рациональной, экономически обоснованной производственной программы с согласованием требований к технологическим режимам и качеству продукции по каждому их переделов (производственному комплексу);

планирование и размещение заказов на поставки сырья и энергоносителей.

Здесь не касаемся вопросов учета и управления финансовой деятельностью, кадрами и прочих вопросов.

Все эти вопросы должны решаться совместно, исходя из общесистемных технико-экономических показателей предприятия.

Раньше, в условиях централизованной плановой системы хозяйствования вопросы материально-технического обеспечения производства и сбыта готовой продукции решались где-то «наверху». Предприятиям же оставалось «подстраивать» свои производственные программы под спущенные сверху плановые задания. В современных экономических условиях, после ликвидации плановой системы управления народным хозяйством, планирование материально-технического обеспечения является одной из важнейших задач планирования производственной деятельности предприятия.

Решение всех перечисленных вопросов на современном уровне возлагается на автоматизированную систему управления предприятием, условно называемую АСУП.

Управляющие решения этой системы в виде взаимосогласованных плановых заданий на объем производства и характеристики продукции, соответствующих критериев качества управления выдаются для исполнения в системы управления каждого производства (производственного комплекса). В условиях металлургического комбината это, в частности, аглоизвестковое производство, доменное производство, коксохимическое производство, сталеплавильное производство и т.д.

В автоматизированной системе управления производственным комплексом (обозначим ее условно АСУПК) так же решаются задачи долгосрочного и краткосрочного планирования производственного процесса, но уже в рамках соответствующего производства. Здесь определяется экономически обусловленное (в смысле заданных сверху критериев качества управления) распределение и согласование технологических режимов между цехами производства, включая нагрузку (объем производства) требования к качеству продукции, критерии качества управления и ограничения на сырьевые и энергетические ресурсы.

В каждом из цехов производственного комплекса исполнение заданий АСУПК осуществляется соответствующей автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУТП), основное назначение которой - формирование и реализация управляющих решений, обеспечивающих выполнение плановых заданий цеху на производительность и качество продукции. Здесь решаются задачи оптимизации и согласования режимов работы агрегатов, образующих технологический комплекс цеха, реализации оптимальных режимов агрегатов путем регулирования соответствующих технологических переменных, контроль, мониторинг и управление технологическими потоками.

Соответствующая изложенному выше структурная схема системы представлена на Рис.4.

АСУТП - система, состоящая из ТОУ и системы автоматизации управления (САУ) - человеко-машинной системы для выработки и реализации на технологическом объекте управления (ТОУ) управляющих воздействий в соответствии с принятыми критериями качества управления. САУ, функционирует в режиме реального времени (on line), реализуя свои управляющие решения путем непосредственного воздействия на исполнительные органы – электрические (электропневматические, электрогидравлические) исполнительные механизмы, пусковую аппаратуру электроприводов технологического оборудования и т.д.

Часто возникает вопрос – как провести границу между просто комплексом локальных систем регулирования и электроавтоматики со средствами централизованного отображения информации и АСУТП. Ответ на этот вопрос содержится в нормативных документах [6], где указаны следующие основные отличительные признаки АСУТП:

Рис. 4

использование современных средств вычислительной техники;

обработка технологической и технико-экономической информации;

выбор оптимальных (или рациональных) управляющих воздействий в соответствии с заданными критериями качества управления.

На современном этапе развития науки об управлении, основополагающей концепцией построения АСУ становится концепция многоцелевых систем. В соответствии с этой концепцией цель функционирование любой АСУ заключается не только в производстве материальной продукции, но и информации о свойствах системы и отдельных ее элементов.

В соответствии с этой концепцией развиваются функциональные и информационные структуры, метрологическая база, математическое обеспечение так называемых, производственно-исследовательских АСУ.

Такие АСУ (на любом уровне управления производством) представляют собой интегрированные автоматизированные системы управления, показатели качества функционирования которых определяются не только свойствами производимой материальной продукции, но и качеством продуцируемой информации. С их помощью обеспечивается ведение технологического процесса, исследования, связанные с изучением объекта и совершенствования АСУ, обучение персонала.

Далее кратко охарактеризуем АСУТП чисто производственного назначения.

К вопросам методического, информационного, алгоритмического и технического обеспечения систем производственно-исследовательского назначения обратимся несколько позднее.