СИМФЕРОПОЛЬСКИЙ КОЛЛЕДЖ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Практическая работа 12

АСУ различного назначения, примеры их использования. Примеры оборудования с числовым программным управлением. Демонстрация использования различных видов АСУ на практике.

Симферополь, 2014 г.

Практическая работа 12.

Тема: АСУ различного назначения, примеры их использования. Примеры оборудования с числовым программным управлением. Демонстрация использования различных видов АСУ на практике.

Цель работы:  ознакомиться с автоматизированными системами управления, применяемыми на железной дороге, их назначением и принципами работы; ознакомиться с оборудованием с числовым программным управлением.

Выполнение работы:

1. Начните заполнять Отчёт по практической работе 4. Запишите тему и цель работы.

2. Изучите краткие теоретические сведения, отвечая на вопросы в отчёте.

Краткие теоретические сведения.

Понятие системы, так же как и понятие информации, относится к числу фундаментальных научных понятий. В переводе с греческого термин "система" обозначает целое, состоящее из частей, определенным образом упорядоченных. Существует много определений этого термина.

Система – это целостное, упорядоченное множество материальных или информационных объектов, связанных между собой взаимными отношениями.

В настоящее время слово "система" употребляется в широком понимании. Это и совокупность взаимосвязанных принципов, лежащих в основе какой-либо теории, например, системы счисления. Это и совокупность связанных общей функцией органов, например, сигнальная система. Это и объединение элементов, решающих общую задачу, например система связи, единая транспортная система страны, система обработки данных и т. д.

Взаимодействие элементов системы обеспечивается наличием связей между ними. При изучении и формировании связей между элементами системы пользуются понятиями вход и выход. Через входы элемент подвергается воздействию извне, а через выход сам воздействует на внешнюю среду.

Любую систему можно разделить на конечное число частей, называемых подсистемами, каждую из которых, в свою очередь, можно разделить на конечное число более мелких подсистем, вплоть до получения подсистем первого уровня — так называемых элементов системы. Элементом системы может быть не только какой-либо реальный объект или его часть, но и ряд его свойств. Поэтому один и тот же объект можно отнести по различным свойствам к разным системам. Со временем могут изменяться не только значения некоторых переменных систем, но и связи между ними.

Любая организационная система, в которой люди и технические средства выполняют определенные функции, не может функционировать без управления.

Управление – сознательное, целенаправленное воздействие со стороны органов управления на какой-либо объект для достижения намеченной цели.

В формировании основ управления особая роль принадлежит научному направлению, называемому кибернетикой. Её создателем был Норберт Виннер, который утверждал, что понятия «информация» и «управление» неразрывно связаны между собой, ибо «информация – это основа управления».

В общем виде кибернетику можно определить как науку об общих законах управления в природе, обществе, живых организмах и машинах. Этим общим является то, что управление любым объектом, различаясь по своим целям, задачам и содержанию, одинаково по форме: оно всегда является процессом преобразования информации. В управлении мы всегда в той или иной форме имеем дело с процессами получения, хранения, передачи, обработки и выдачи информации.

Кибернетика дала принципиально новые методы научного познания систем управления — математическое моделирование, системный анализ, а также мощное техническое средство для решения задач управления — электронные вычислительные машины (ЭВМ или компьютеры).

С точки зрения кибернетических принципов управления не важно, чем управлять, так как наука об управлении едина. Управление подразумевает исполнение следующих основных функций:

• учёт – должно учитываться всё, что характеризует управляемый объект;

• контроль – контролируются показатели управляемого процесса;

• анализ – анализ состояния управляемых объектов, процессов и т.п.

• нормирование – установление различных норм и нормативов;

• планирование – выработка плана действий по управлению процессом;

• регулирование – прямое воздействие на управляемый процесс на основании информации, полученной по обратной связи;

• организация – деятельность по созданию взаимосвязей между частями и элементами с целью внесения упорядоченности в процессы и повышения их эффективности;

• прогнозирование – очень важная функция управления; это умение представлять себе, к чему могут привести последствия принимаемых решений или проводимых действий.

О чевидно, что управляющий элемент осуществляет свои функции путём обработки и передачи информации. Иногда объёмы такой информации огромны и её хранят в специально организованных базах данных (БД). Естественно, для быстрой и точной обработки информации необходим компьютер, хотя мир управления и информации неправильно было бы сводить только к компьютерам.

Информационная система (ИС) – совокупность содержащейся в базах данных информации, а также информационных технологий и технических средств, обеспечивающих обработку информации.

Широкое распространение информационных систем начинается с ЭВМ третьего поколения. Именно тогда на компьютерах стали использоваться в качестве устройств внешней памяти накопители на магнитных дисках с прямым доступом к информации. Мощный толчок распространению информационных систем придало развитие сетевых технологий. В рамках одного предприятия, учреждения работают ИС на базе корпоративной сети. При этом вся информация может быть сосредоточена на одном узле, а также возможен вариант, когда разные части общедоступных данных хранятся на разных узлах сети.

Наиболее старым и традиционным видом ИС являются информационно-справочные, или информационно-поисковые системы (ИПС). Основная цель использования таких систем – оперативное получение ответов на запросы пользователей в диалоговом режиме. Например, в железнодорожных классах кассиры используют компьютер для выяснения вопроса о наличии нужного билета. Характерными свойствами для ИПС являются большой объём хранимых данных, их постоянная обновляемость. Обычно пользователь желает быстро получить ответ на свой запрос, поэтому качество системы во многом определяется скоростью поиска данных и выдачи ответа. При работе с ИПС редко используются сложные методы обработки данных.

Всякая ИС имеет определённую сферу применения. Если поставляемая информация извлекается из какого-либо процесса (объекта), а выходная применяется для целенаправленного изменения того же самого объекта, то такую информационную систему называют системой управления. Виды систем управления: ручные, автоматизированные (человеко-машинные), автоматические.

А втоматизированные системы управления (АСУ) – это многофункциональная информационная система, используемая в управлении предприятием. Руководством предприятием постоянно приходится принимать управленческие решения. Правильность этих решений зависит от полноты и оперативности получения руководителям нужной информации: о финансовых и материальных ресурсах, кадровом составе, транспортных средствах и многом другом. Вся эта информация на большинстве современных предприятий хранится в базе данных и предоставляется по запросам сотрудниках автоматизированной информационной системой. При этом компьютер может выполнять достаточно сложную обработку данных на основании заложенных в него математических моделей. Это могут быть технологические или экономические расчеты, т. е. компьютер берет на себя определенные инженерные функции. Крупные АСУ обеспечивают управление предприятиями, энергосистемами и даже целыми отраслями производства.

Автоматизированная система управления (сокращённо АСУ) — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия.

С оздателем первых АСУ в СССР был доктор экономических наук, профессор, член-корреспондент Национальной академии наук Белоруссии, основоположник научной школы стратегического планирования Николай Иванович Ведута (1913—1998). Важнейшая задача АСУ — повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования методов планирования процесса управления.

АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин «автоматизированная», в отличие от термина «автоматическая», подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации, «автоматическая» подразумевает воздействие на управляемый объект без участия человека.

Цели автоматизации управления:

1. Предоставление лицу, принимающему решение адекватных данных для принятия решений.

2. Ускорение выполнения отдельных операций по сбору и обработке данных.

3. Снижение количества решений, которые должно принимать лицо, принимающее решение.

4. Повышение уровня контроля и исполнительской дисциплины.

5. Повышение оперативности управления.

6. Снижение затрат лица, принимающего решения на выполнение вспомогательных процессов.

7. Повышение степени обоснованности принимаемых решений.

Различают автоматизированные системы управления объектами (технологическими процессами — АСУТП, предприятием — АСУП, отраслью — ОАСУ) и функциональные автоматизированные системы, например, проектирование плановых расчётов, материально-технического снабжения и т. д.

Виды АСУ:

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) — решает задачи оперативного управления и контроля техническими объектами в промышленности, энергетике, на транспорте.

Автоматизированная система управления производством (АСУ П) — решает задачи организации производства, включая основные производственные процессы, входящую и исходящую логистику. Осуществляет краткосрочное планирование выпуска с учётом производственных мощностей, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса.

Примеры АСУ:

Автоматизированная система управления уличным освещением (АСУ УО) — предназначена для организации автоматизации централизованного управления уличным освещением.

Автоматизированная система управления дорожным движением (АСУ ДД) — предназначена для управления транспортных средств и пешеходных потоков на дорожной сети города или автомагистрали

Автоматизированная система управления предприятием (АСУП). В случае, если предприятием является учебное заведение, применяются системы управления обучением.

В общем виде технология процесса управления любой системой включает следующие этапы: сбор, подготовку и передачу информации о состоянии объекта управления; обработку полученной информации с целью получения необходимых решений; выдачу и доведение до исполнителей управляющих предписаний, различной распорядительной информации. Реализация командных предписаний осуществляется людьми или машинами, но эти действия не относятся к управлению — это исполнение, трудовой процесс или автоматическое действие.

Система управления железнодорожным транспортом относится к категории больших (сложных) систем. Она включает несколько взаимосвязанных подсистем (управление процессами перевозок, пассажирской работой и др.), соответствующих целям их функционирования, подчинённым общей цели всей системы, и характеризуется иерархичностью (многоступенчатостью) построения с распределением функций управления между соподчиненными частями. Наряду с внутренними связями между частями системы существуют внешние связи с другими системами.