Глава 1

ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

1.1. Принципы управления и задачи, решаемые автоматизированными системами

Автоматизированная система управления (АСУ) производственным процессом для эффективного решения задач управления использует современные автоматические сред­ства обработки и передачи информации, математические методы и новые организаци­онные методы управления.

Управление представляет собой процесс преобразования информации об объекте управления (ОУ), в котором управляющая система (УС) воспринимает информацию об объекте управления, перерабатывает ее в соответствии с функцией управления, результатом чего является управляющее воздействие на объект управления (рис. 1.1)

Основными принципами управления являются: поддержание или перевод объекта в требуемое состояние; информация об объекте управления; управляющее воздействие на ОУ; информация об объекте, перерабатываемая с целью управления и воздействия на ОУ.

Процесс управления протекает в определенной последовательности. Если в нем исключить хотя бы один из этапов, то управление станет невозможным. Поток инфор­мации от управляющей системы к объекту (управляющие воздействия) представляет прямую связь, обратный поток (информация об ОУ) — обратную связь. Управление является замкнутым, если между ОУ и УС есть прямая и обратная связь, и разомкну­тым, если существует только одна связь. При наличии только прямой связи управление может осуществляться по заранее составленной программе — программное управление', если же имеется только обратная связь, то можно осуществлять только контроль за состоянием объекта.

По видам информации, используемой для формирования управляющего воздей­ствия на объект, можно выделить следующие способы управления:

• по следствию, когда управляющая система реаги­рует на отклонение состояния ОУ от заданного, т.е. на следствие, а не на причину, вызвавшую это отклонение;

• по причине, когда управляющее воздействие вы­рабатывается только на основе информации о возмуща­ющих воздействиях на ОУ при отсутствии обратной связи (принцип компенсации) и на основе информации, задава­емой системой управления в виде программы (принцип программного управления);

• комбинированный, представляющий совокупность перечисленных выше способов управления.

По способу организации управление можно разде­лить на следующие виды: одноцентрическое, при котором принятие решения об управлении осуществляется в од­ном управляющем органе или центре; многоцентрическоекогда решение об управляющих воздействиях на объект формируются во многих управ­ляющих органах.

В последнем случае возможно возникновение недопустимых «конфликтных» си­туаций между управляющими органами. Поэтому при многоцентрическом управле­нии необходимо согласование действий между управляющими органами, исключа­ющее или сводящее к минимуму «конфликтные» ситуации между ними. Примером такой согласованности является иерархический принцип управления, в соответствии с которым выделяются главный и подчиненный управляющие органы, между кото­рыми распределяются функции управления, чем обеспечивается наиболее эффек­тивное достижение цели управления.

В устройствах тягового электроснабжения наряду с одноцентрическим применяет­ся иерархический принцип управления. Например, главным управляющим органом оперативного управления объектами электроснабжения является энергодиспетчерский пункт, а подчиненными органами — пункты управления на тяговых подстанциях, же­лезнодорожных станциях и постах секционирования.

Задачи управления техническими объектами разделяются на четыре основных типа:

• стабилизации, которые состоят в поддержании выходных параметров объекта управления в заданных пределах;

• выполнения программы, которые заключаются в изменении выходных парамет­ров объекта по ранее составленной программе;

• слежения, которые возникают, если изменение выходных параметров объекта заранее неизвестно;

• оптимизации, которые состоят в наилучшем выполнении поставленной цели управления при сложившейся ситуации.

В зависимости от целей и задач управления, вида объекта управления и предъяв­ляемых к ним требований и ограничений управление может быть замкнутым и разомк­нутым, автоматическим и автоматизированным. Соответственно системы при этом на­зываются замкнутыми и разомкнутыми, автоматическими и автоматизированными.

Различают автоматизированные системы управления технологическими про­цессами (АСУ ТП) и автоматизированные системы организационно-экономичес­кого управления (АСУ ОЭ). Для АСУ ТП объектами управления являются маши­ны, устройства, технологические процессы; для АСУ ОЭ — предприятия (АСУП) и отрасли хозяйства (ОАСУ).

Применяемые в различных отраслях промышленности АСУ ТП существенно от­личаются как по характеру выполняемых ими функций, так и по составу используемых технических средств, но в общем виде АСУ ТП любой отрасли можно представить структурной схемой, приведенной на рис. 1.2

.

Принципиальная особенность любой АСУ ТП состоит в том, что она является неотъемлемой частью автоматизированного технологического процесса. Текущая ин­формация о состоянии объекта управления (управляемой системы) поступает через устройство сбора и обработки информации в управляющую систему. Собранная ин­формация контролируется и сравни­вается с имеющимся заданием. Ре­зультаты сравнения анализируются управляющей системой, затем под­готавливаются и принимаются реше­ния, которые в виде управляющих воздействий передаются на исполни­тельные механизмы.

Важную роль в сборе и перера­ботке информации выполняет человек, как элемент системы управления. Соотношение действий, осуществляемых человеком и автоматическими устройствами, определяется аппаратурной системой управления и зави­сит от конкретных условий. Потоки информации, которые надо переработать в системах, обычно настолько велики, что превышают возможности человека. В связи с этим для пере­работки информации дополнительно привлекаются средства вычислительной техники.