Тема1. Автоматизированные системы управления ( на транспорте) и их роль в организации транспортного обслуживания
Цель лекции – рассмотреть следующие вопросы:
1.1. Структура АСУ. Основные понятия и определения АСУ. Типовая структура АСУ и принципы ее функционирования. Автоматизированная система управления: цели, критерии и принципы функционирования, организационно-техническая и функциональная структура. Значение АСУ, их место в логистической цепи перевозок.
1.2. Классификация АСУ. Краткая характеристика, содержание, перспективы развития функциональных подсистем, связанных с управлением грузовыми и пассажирскими перевозками.
1.3. Принципы функционирования АСУ. Информационный, информационно-прогнозный, информационно-плановый и управляющий режимы работы систем на этапах их развития.
Автоматизирования система управления (АСУ) - это человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизацию сбора и обработку информации, необходимой для оптимизации управления в различных сферах человеческой деятельности.
Для выполнения информационно-поисковых функций и рутинных формализованных операций используются технические средства, а решение задач анализа, выбор управляющих решений и их организация остается за человеком.
Замену труда человека в операциях управления называют автоматизацией, а технические устройства, выполняющие операции управления,- автоматическими устройствами. Совокупность технических средств-машин, орудий труда, средств механизации, выполняющих данный процесс,- с точки зрения управления, является объектом управления. Совокупность средств управления и объекта образует систему управления. Систему, в которой все рабочие и управляющие операции выполняют автоматические устройства, называют автоматической системой.
Систему, в которой автоматизирована только часть операций, другая же их часть (обычно наиболее ответственная) сохраняется за людьми, называют автоматизированной (частично автоматической) системой.
Структурно АСУ может состоять из отдельных подсистем. Подсистема - это часть АСУ, выделенная по функциональному или структурному признаку.
Типовая структура асу и принципы ее функционирования
В составе большинства АСУ (а для АСУП это обязательно) принято выделять функциональную и обеспечивающую части.
Функциональная часть подразделяется на подсистемы, выполняющие основные функции управления объектом автоматизации (например, предприятия). Необходимость выделения функциональных подсистем определяется сложностью управления современными производственными системами.
Обеспечивающая часть представляет собой комплекс методов, объединенных в соответствии с их спецификой и обеспечивающих решение задач во всех функциональных подсистемах АСУ.
Обеспечивающая часть включает в себя:
информационное обеспечение: классификаторы технико-экономической информации, нормативно-справочная информация, форма представления и организация данных в системе, в том числе формы документов, массивов и логические интерфейсы (протоколы обмена данными).
программное обеспечение делится на системное и вспомогательное Системное программное обеспечение – это операционные системы, управляющие функционированием вычислительной техники, сетевого оборудования и прикладного программного обеспечения. Вспомогательное программное обеспечение — это совокупность программных средств, необходимых для функционирования функциональных задач и предоставляющих пользователям дополнительный сервис.
математическое обеспечение: методы решения задач, модели и алгоритмы. В функционирующей системе математическое обеспечение реализовано в составе программного обеспечения.
техническое обеспечение: технические средства, необходимые для реализаций функций АСУ: средства получения, ввода, подготовки, обработки, хранения (накопления), регистрации, вывода, отображения, использования, передачи информации и средства реализации управляющих воздействий;
организационное обеспечение: документы, определяющие функции подразделений управления, действия и взаимодействие персонала АСУ.
правовое обеспечение: нормативные документы, определяющие правовой статус АСУ и персонала, правил функционирования АСУ и нормативы на автоматически формируемые документы, в том числе на машинных носителях информации.
лингвистическое обеспечение: тезаурусы и языки описания и манипулирования данными.
Эргономическое обеспечение: документация, содержащая эргономические требования к рабочим местам, условиям работы персонала, программному обеспечению (дизайн экранов) и т.д.; комплекс методов и методик, обеспечивающих высокую эффективность работы специалистов.
Автоматизированное управление охватывает ряд уровней производства, из которых наиболее существенными являются технологический и организационно-экономический.
Для технологического уровня характерным оказалось внедрение автоматизированного управления путем включения технических средств (ЭВМ) непосредственно в контур управления (рис.1).
Рисунок 1- Технология автоматизированного управления на технологическом уровне
Человек является источником концептуальной модели управления. Эта модель в виде входной информации Ивх формируется в программу (П), которая задается ЭВМ На основе программы и осведомительной информации Иос, поступающей с объекта управления (ОУ) через датчик (Д) и преобразователь (Пр1), ЭВМ вырабатывает управляющую Иу и выходную Ивых информацию, пополняющую концептуальную модель Управляющая информация через преобразователь Пр2 выдается в виде воздействий У, которые через исполнительный орган (ИО) задают состояние объекта управления В качестве ЭВМ используется обычно управляющая вычислительная машина. Процесс управления реализуется по программе, корректируемой человеком. При наличии математической модели, адекватно описывающей технологический процесс, человек может быть исключен из данной схемы и управление приобретает автоматический характер.
На организационно-экономическом уровне роль человека в технологии автоматизированного управления увеличивается (рис.2).
Рисунок 2- Технология автоматизированного управления на организационно-экономическом уровне.
В контуре управления участвует только человек, который обрабатывает с помощью средств вычислительной техники полученную из производства осведомительную Иос информацию. В качестве объекта управления на организационно-экономическом уровне выступают предприятие, объединение, отрасль. В основе процесса управления лежит концептуальная модель (входная информация Ивх), которая формируется человеком в виде экономико-математической модели управления. В этой модели формально выражается критерий управления. Поскольку она обладает высокой степенью общности, возникает необходимость декомпозиции ее на частные математические модели (ЧММУ), реализуемые в ЭВМ в виде алгоритмических моделей (AM) на базе программного обеспечения (ПО). Возникает автоматизированная система управления, в которой наряду с другими обеспечивающими подсистемами особое развитие получает информационное обеспечение (ИО). Автоматизированная система управления реализуется как система обработки данных. Итогом обработки является выходная информация Ивых, пополняющая концептуальную модель. Человек принимает решение по управлению и выдает управляющую информацию Иу. Если на технологическом уровне управляющее воздействие реализовалось в виде электрического сигнала, то здесь оно отображается в виде управляющей информации. Возникает обмен информацией, т.е. информационный процесс, реализуемый в производстве на основе документооборота. Таким образом, на организационно-экономическом уровне технология автоматизированного управления базируется на технологии обработки больших массивов информации.