Интегрированная система управления — система реального времени

Происходящая в течение последних двух десятилетий интенсивная разработка систем управления и контроля на базе цифровой вычислительной техники, объединение систем в информационно-управляющую сеть выдвинули новое понятие — "системы реального времени" (которое не возникало, пока создавали аналоговые системы управления).

Систему называют "системой реального времени", если ее быстродействие адекватно скорости протекания физических процессов на объектах контроля и управления.

Исходные требования к времени реакции системы и другим временным параметрам определяются динамикой функционирования управляемых объектов. Точное определение времени реакции системы может быть получено в результате анализа процессов, протекающих в объекте управления и контроля.

Принято различать системы "жесткого" и "мягкого" реального времени.

Системой жесткого реального времени называют систему, в которой неспособность обеспечить реакцию на какие-либо события в заданное время является отказом и ведет к невозможности решения поставленной задачи. Время реакции в жестких системах может быть разным и определяется динамикой объекта.

Системой мягкого реального времени называют систему, допускающую отставание процесса обработки сигнала от динамики объекта. К таким системам можно отнести системы контроля и диагностирования оборудования. Они периодически контролируют параметры состояния объекта управления, обеспечивают их обработку и представляют информацию о состоянии объекта с задержкой относительно динамики управления, но при этом обеспечивают принятие оператором решения по эксплуатации этого объекта.

При создании производственных систем управления и обработки информации существует сложность: необходимо объединить в единую систему различные по действию системы, в том числе системы жесткого и мягкого реального времени. Это, в свою очередь, выдвигает определенные требования к аппаратным средствам системы, методам обеспечения надежности и живучести и к распределению вычислительных ресурсов. Именно потому так сложно разрабатывать системы реального времени при интеграции их в единую систему, обеспечивающую одновременное решение большого количества разнородных задач. Отсюда вытекают особые требования к операционной системе реального времени, а именно:

- необходима синхронизация задач с внешними событиями;

- необходима синхронизация задач по времени;

- необходимо обеспечение упорядочения нескольких задач к разделяемым ресурсам.

Применение ИСУ производством выдвигает необходимость рассмотрения психологических и социальных аспектов автоматизации. Автоматизация производства как средство улучшения условий труда и жизни человека на судне позволяет:

- разгрузить человека от формально-логической деятельности;

- освободить его от выполнения трудоемких и сложных операций по обработке информации (освободить от напряженной умственной деятельности);

- освободить его от неблагоприятных условий окружающей среды;

- обеспечить ему оптимальные климатические условия деятельности.

В то же время автоматизация производства оказывает на человека определенное влияние и выдвигает к нему новые требования:

- трудовая деятельность переносится в область наблюдений, надзора, контроля (что вызывает определенные психологические изменения);

- увеличивается нагрузка на органы чувств человека (в особенности на зрительную и слуховую системы);

- повышаются требования к способности человека к абстрактному мышлению, а также к комбинационной и оценочной способности;

- повышаются требования к наличию интуиции;

- возникает опасность психологического насыщения и монотонности;

- существует жесткое регламентирование рабочего времени, возникает проблема свободного времени;

- происходит изменение структуры персонала, возникает проблема квалификации;

- возникает проблема руководства.