книги / Справочник проектировщика систем автоматизации управления производством

наличие и степень подготовленности математического обеспечения; знакомство персонала организации-разработчика с математическим обеспечением соответствую­ щего оборудования;

территориальные, архитектурно-строительные ограничения, налагаемые объек­ том автоматизации и др.

Параметры устройства обработки информации являются вспомогательными, если АСУП кроме выбираемой системы включает ЭВМ для вторичной обработки ин­ формации или СПМ для той же цели, т. е., кроме системы сбора, передачи и обработки проектируется еще и ВЦ.

Если же система сбора работает самостоятельно, например, при решении задачи только оперативной обработки информации, то параметры устройства переработки информации становятся основными.

Ввиду большого разнообразия параметров, которые следует учитывать при вы­ боре системы, разработка единого критерия не представляется возможной. В таких условиях выбор системы становится многоступенчатой задачей, которую следует решать методом последовательных приближений.

Для выбора системы на первом этапе может быть предложен единый критерий, который хотя и является приблизительным, однако позволяет сделать первичную оценку и наметить наиболее подходящие существующие системы (см. гл. XIX, п.4).

В качестве такого критерия предлагается суммарная оценка пригодности каждой рассматриваемой системы по очкам /Спр. 0бш. Очки определяются путем сравнения параметров рассматриваемой системы с требованиями к системе, полученными в ре­ зультате проектирования.

Количество очков /Спр./ определяется по каждому х-му параметру, перечислен­ ному в табл. XI. 9, затем АПр.. / суммируются;

/

Основная часть данных для определения требований к системе (см. табл. XI. 8) должна быть разработана при выполнении проектных работ, однако требуются и некоторые нормативные данные, которые могут быть получены из аналогичных за­ конченных проектов в данной отрасли производства.

Рассмотрим двуступенчатую методику выбора систем. На первом этапе произ­ водится предварительный выбор нескольких подходящих‘ систем. Пригодность систем оценивается по значению Аир.общ* На втором этапе выбор системы уточняется.

Выполнение первого этапа работы можно разбить на несколько стадий:

а) подготовка исходных данных; б) расчет требуемых параметров системы, исходя из обследования предприятия,

анализа потоков информации и поставленных задач, заполнение таблицы требуемых параметров системы;

в) расчет критериев /СПр. общ Для ряда систем; г) отбор наиболее пригодных систем.

Выполнение второго этапа выбора также можно разбить на следующие стадии:

а) выбор параметров систем, которые не согласуются с требованиями, предъяв­ ляемыми производством; оценка степени рассогласования по каждому параметру отобранных систем;

б) анализ возможностей устранения обнаруженных рассогласований между существующими параметрами системы и требующимися за счет снижения требований к системе, использования дополнительных устройств и систем, доработки имеющейся

системы, переработки требований к системе в соответствии с возможностями имею­ щейся аппаратуры;

в) окончательный выбор наиболее пригодной системы производится по макси­ мальным значениям Кпр. 0бтЕсли есть системы, имеющие оценки 0 хотя бы по одному параметру, то необходимо рассмотреть еще раз эти системы и проверить пра­ вильность оценки. Если оценка подтвердится, то такая система исключается из рас­ смотрения.

Совпадение требуемых и имеющихся параметров систем — явление редкое ввиду большого разнообразия производственных условий. Расхождение любого требуемого параметра, имеющегося в системе, более чем на 30—50% в любую сторону, приводит к следующему. Если система удовлетворяет какому-либо требованию с большим запасом, то это необоснованно увеличивает ее стоимость. Если система не удовлет­ воряет поставленному требованию, то не удается решить некоторой задачи и требу­ ется установка дополнительной аппаратуры или любое другое решение, приводящее к дополнительным затратам и потерям.

Оценка уровня автоматизации управления. Согласно методике ЦНИИТУ «Основ­ ные положения по системам автоматизированного управления производством» для сопоставления и оценки уровня автоматизации, достигаемой в той или иной.системе, предлагается метод укрупненного счета.

Уровень автоматизации управления, который позволяет получить соответствую­ щая система, характеризуется интегральным показателем К. Уровень автоматизации определяется раздельно по вводу, выводу, передаче информации в вычислительный центр (пункты обработки) и к местам ее использования (пунктам управления ) и переработки и подсчитывается как отношение ее объемов, проходящих в единицу времени по автоматизированным каналам и устройствам, к общему объему информа­ ции (определение объемов информации см. в гл. V):

К — Я]/Свв -j- По/Спер. вв “Н^з^перср Н“Я^иер. вывЧ~ л5^выв*

Здесь

где Q[ — объемы информации (индексы указывают соответственно характер инфор­ мации); (а) — индекс автоматизированной информации; а — коэффициент удельного

веса; Квв, Кпер.вв. Кнерер» Апер, выв» Квыв — соответственно коэффициенты уровня автоматизации ввода информации, передачи вводимой информации, переработки информации, передачи выводимой информации, вывода информации.

Коэффициенты а определяются по соотношению приведенных затрат по каждой части системы (ввод, передача, переработка, вывод) ко всем приведенным затратам на управление. Приведенные затраты определяются частным от деления суммы эксплуатационных расходов и капитальных вложений на число лет окупаемости автоматизированных средств.

Ниже приведены расчетные значения интегрального показателя уровня автома­ тизации систем управления.

9. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ СПВ

Организационные вопросы при проектировании СПВ необходимо решать в сле­ дующих основных направлениях: общая организация работы СПВ;

процессы сбора информации; вычислительные процессы; вывод информации из СПВ;

Необходимость установки датчиков для автоматического сбора информации о состоянии производства, датчиков экономической информации и систем сбора ин­ формации, обеспечивающих первичную обработку информации в ритме производ­ ства вызывает сомнение по двум причинам: высокая стоимость перечисленного обо­ рудования; неясность зависимости производственных потерь от скорости поступле­ ния оперативных данных.

Рассмотрим зависимость периода съема информации от экономических факторов. Уменьшение периода съема информации увеличивает стоимость аппаратуры и снижает потери производства. Примем, что Пi — средние потери от неиспользования t-го вида сигнала за 1 мин; i\t — число различных сигналов î-ro вида; т — период

опроса в мин.

Зависимость стоимости аппаратуры А от периода съема информации является прерывистой функцией, и характер ее может быть различным. Если принять, что А растет квадратично с уменьшением величины т, то

а

где а — коэффициент пропорциональности (а =^3110 мин1/* руб‘/а).

Если в системе имеются 2000 сигналов, и величина потерь от непринятия мер в среднем по каждому составляет 5 руб. в минуту, то основной цикл управления дол­ жен иметь длительность

Период опроса датчиков при этом должен быть значительно меньше, так как дли­ тельность цикла управления включает время на сбор информации, обработку, принятие решения и передачу его для реализации.

Организация опроса датчиков существенно влияет на требуемое количество ап­ паратуры СПВ и, следовательно, на ее стоимость. Наиболее экономичным является смешанный способ опроса датчиков, заключающийся в адресном опросе групп дат­ чиков и обработке данных после опроса каждой группы.

Г Л А В А X I I

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР

При проектировании вычислительного центра рекомендуется следующий поря­ док выполнения основных работ:

1) подготовка исходных данных; разработка справочника кодов; уточнение объемов первичной и производной информации (см. гл. V);

2) алгоритмизация задач и расчет объемов логических и вычислительных опера­ ции (см. гл. VII);

3)выбор основного оборудования ВЦ (см. гл. XII, п. 1);

4)выбор вспомогательного оборудования ВЦ (см. гл. XII. п. 1);

5)проектирование технологии работы ВЦ (см. гл. XII, п. 2) и форм документов (см. гл. IV);

6)разработка структуры ВЦ и штатов (см. гл. XII, п. 3);

7)расчет площадей, планировка ВЦ (см. гл. XII, п. 4);

8)подготовка заданий смежным специалистам (см. гл. XII, п. 4).

1. РАСЧЕТ ПОТРЕБНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ

Вычислительный центр комплектуется оборудованием различных классов (см. гл. IX, п. 4) и назначений. Основное оборудование ВЦ состоит из средств вычисли­ тельной техники и устройств получения и вывода информации.

К вспомогательному оборудованию ВЦ относится мебель, вспомогательные сред­ ства оргатехники, средства питания, контроля и ремонта оборудования, а также тех­ нические средства обеспечения комфортных условий работы и средства противопо­ жарной защиты.

Выбор основного оборудования ВЦ. ВЦ может проектироваться как самостоя­ тельная единица или как составная часть АСУП. Подход к выбору основного обору­ дования во втором случае отличается от первого, так как необходимо учитывать «стыковку» основного оборудования ВЦ с системами сбора и вывода информации (ей. гл. XI, п. 8).

Главной задачей является обоснованный выбор средств переработки информации (см. гл. X, п. 6). Однако эти средства требуется дополнять устройствами преобразо­ вания информации (см. гл. X, п. 2), обеспечивающими взаимную увязку машин, работающих с разными носителями информации, и подготовку информации для средств переработки и вывода информации.

При необходимости дистанционного вывода информации с ВЦ выбираются соот­ ветствующие средства передачи информации (см. гл. X, п. 4) и средства вывода ин­ формации и управления (см. гл. V, п. 3).

Методика выбора основного оборудования ВЦ изложена в разделах, на которые сделаны ссылки. Последовательность работ ясна из рис. XII. 1.

Ниже приводятся некоторые соображения по контрольной оценке правильности выбора основных средств. Критерии оценки приведены в табл. XII. 1.

Коэффициент загрузки оборудования К0в имеет важное значение. Он зависит от многих параметров, в том числе от опыта эксплуатационного персонала, отрабо­ танности технологического процесса и программ, т. е. изменяется во времени даже при стабильности решаемых задач.

В таблице приняты следующие обозначения;

Рис. XII. 1. Последовательность работ при выборе основного оборудования МСУ (средства обработки информации)

£раб. i — рабочее время г-го вида оборудования; ^кал• £ — календарное время i-го вида оборудования;

t$i — рабочий фонд времени £-го вида оборудования за пятидневку; 3Сум ~ суммарные эксплуатационные затраты ВЦ;

QBB — количество информации, собираемой автоматически; О вв— количество первичной информации;

Фзыв— количество производной информации, выводимой автоматически; Оиыв — количество производной информации;

^пер — число арифметических и логических действий, выполняемых на ЭВМ и

табуляторах; Опер — общее число арифметических и логических действий, выполняемых на ВЦ.

В процессе эксплуатации ВЦ все задачи подвергаются модернизации в сторону упрощения технологического процесса, снижения машинного времени и трудо­ затрат. При этом возникают, готовятся и решаются новые задачи, увеличивающие загрузку оборудования.

Î

Расчет требуемых параметров ЭВМ, по материалам обследова­ ния предприятия, анализа потоков информации

и поставленных задач

“Подготовка исходных данных

Рис. XII.2. Последовательность работ при выборе ЭВМ для ВЦ,

Известно много случаев, когда электронно-вычислительные машины не работали из-за отсутствия кондиционирования и вентиляции, когда ремонт основного обору­ дования затягивался из-за недостаточного количества необходимых приспособлений, производительность труда операторов не могла подняться из-за отсутствия специ­ альной мебели и т. д.

Мебель. В проекте ВЦ необходимо предусмотреть обычную и специальную мебель (см. гл. X, п. 8). Из специальных видов мебели для ВЦ, оборудованного клавишными машинами, СПМ и ЭВМ, необходимы столы для вычислительных и суммирующих машин, тумбочки для перфораторов, сортировальных машин, табуляторов (для хранения коммутационных досок), шкафы и стеллажи для хранения первичных и производных документов, картотеки с ящиками для хранения перфокарт, перфо­ лент, магнитных лент, подножки, верстаки, для ремонтной мастерской {см, прило­ жение 13, табл. 5).

Вспомогательные средства оргатехники. Труд персонала ВЦ может быть облег­ чен и механизирован с помощью различных средств оргатехники. Вычислительный центр может быть оборудован собственными средствами связи (например, своим дис­ петчерским коммутатором), сигнализацией, специальными картотеками, шаблонами для чтения перфокарт, перфолент, штампами, магнитными досками для планирования, контроля технологического процесса, средствами оперативного размножения доку­ ментов и др. Методика выбора этих технических средств приведена в гл. X.

Средства обеспечения работы основного оборудования. К таким техническим средствам относятся устройства питания оборудования различными видами энергии,

устройства контроля работы основного оборудования и его ремонта, оборудование для подготовки бумаг.

К устройствам питания можно отнести электрические выпрямители, стабилиза­ торы, пневмокомпрессоры, фильтры, редукторы, и т. д.

Средства контроля охватывают измерительные, испытательные, контрольные^ сигнальные и другие приборы.

Для целей ремонта в составе МСС, ВЦ, ИВЦ предусматривается ремонтная мас­ терская с металлообрабатывающим оборудованием (см. рис. XIV. 5).

Средства обеспечения комфорта. К этой группе технических средств относятся устройства, обеспечивающие освещение, отопление, вентиляцию, кондиционирование воздуха, снижение производственных шумов и т. д. Средства обеспечения комфорта позволяют повысить производительность труда работников ВЦ и увеличить надеж­ ность работы вычислительных машин (см. гл. X, п. 9 и приложение 13).

Средства противопожарной защиты. МСС и МСБ обеспечиваются углекислот­ ными огнетушителями. Для защиты от пожара машиносчетных установок со стои­ мостью оборудования свыше 100 тыс. руб. обязательна комплектация аппаратурой автоматического пожаротушения. Киевское отделение института «Тяжпромавтоматнка» считает установку автоматического пожаротушения опасной для персонала ВЦ и рекомендует применять автоматическую сигнализацию о пожаре и ручной пуск установки пожаротушения.

Соответствующий раздел проекта выполняется специализированными проектными организациями.

Применяемое оборудование см. в гл. X, п. 9 н в приложении 13.

Выбор вспомогательных материалов, инструмента и приспособлений см. в гл. X, п. 10.

2. ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА

Технологический процесс ВЦ отражается в следующих документах (см. гл. XIV,

п.1):

1)пояснительной записке в техническом проекте (часть III. Вычислительный

центр);

2)блок-схеме технологии работы вычислительного центра (там же);

3)пояснительной записке в рабочих чертежах вычислительного центра (Общий

том);

4)общей технологии работы вычислительного центра (там же);

5)технологией конкретных видов работ — текстовом документе в каждом специ­ альном томе рабочих чертежей вычислительного центра;

6)блок-схеме технологического процесса (там же);

7)технологических картах (там же);

8)инструкционных картах (там же);

9)схеме коммутации (там же);

10)рабочих программах (там же).

Технологический процесс ВЦ Представляет собой последовательность операций, выполняемых с помощью различных машин и вручную.

Технология выполнения каждой операции излагается в специальной инструкци­ онной карте. Перечень инструкционных карт приводится в технологической карте. К инструктивным картам прилагаются необходимые схемы коммутаций и программы

для ЭВМ.

Технологический процесс для участка работ ВЦ представляется в виде блок-схемы технологии работ в специальном томе рабочих чертежей, посвященном этому участ­ ку работ. Описание технологического процесса приводится в пояснительной записке к этому тому.

Технологический процесс всего ВЦ показывается также в виде блок-схемы тех­ нологии работы в соответствующей части технического проекта, а также в общем томе рабочих чертежей вычислительного центра. В текстовых материалах приводится описание процесса.

Блок-схема технологии участка работы или технологии всего ВЦ является основ­ ным документом, который разрабатывается на основании принципиальной схемы построения технологического процесса. Эта схема является рабочим документом,

который в проекте не дается, но может приводиться в текстовых описаниях про­ цесса.

Схемы коммутаций для счетно-перфорационных и электронных машин, а также программы работы ЭВМ составляются в соответствии с техническими описаниями соответствующих машин.

Методика составления технологической карты и инструкционных карт (кроме инструкционной карты для обработки информации на ЭВМ) приведена в литературе 1108].’

Особенностями заводских ВЦ является следующее:

а) использование в качестве основных технических средств электронных цифро­ вых вычислительных машин, образующих со счетно-перфорационными машинами единую технологическую цепь;

б) применение технических средств для автоматизированного и автоматического сбора информации на ВЦ;

в) применение технических средств для автоматизированного вывода и передачи информации с ВЦ потребителям;

г) использование, кроме перфокарт, других машинных носителей информации (перфолент, магнитных лент).

Все это направлено на повышение уровня автоматизации технологического про­ цесса вычислительного центра.

Основные требования к технологическому процессу работы ВЦ

К технологическому процессу заводского вычислительного центра предъявляется шесть основных требований.

1. Единство технологического процесса, обеспечивающее сочетание различных работ, исключающее взаимные помехи. Рабочее время всего оборудования должно распределяться между видами работ таким образом, чтобы производная информация выдавалась ВЦ в нужное время в соответствии с графиком.

2.Непрерывность технологического процесса. Это требование зависит от крите­ риев непрерывности. Если основным критерием непрерывности технологического процесса является непрерывное решение какой-либо задачи, то технологический про­ цесс строится с учетом этого критерия. При этом допускаются простои оборудования, исполнителей и другие потери.

Если основным критерием непрерывности технологического процесса является непрерывность работы какого-либо другого оборудования, то простои этого обору­ дования не допускаются, но неизбежно увеличивается цикл решения задач.

Вреальных условиях приходится учитывать одновременно несколько несовмес­ тимых критериев непрерывности технологического процесса. И поскольку невоз­ можно принять решения, удовлетворяющие всем этим критериям, так как они проти­ воречивы, то следует выбирать технологический процесс, удовлетворяющий каждому критерию непрерывности в разумных пределах.

3.Обеспечение суммарной надежности технологического процесса. Понятие суммарной надежности технологического процесса включает надежность технологи­

ческих средств, обслуживающего персонала и самого технологического процесса. Однако суммарная надежность технологического процесса ВЦ не является простой суммой: вероятность сбоя в работе ВЦ не равна сумме вероятностей сбоев в работе оборудования, персонала и в технологическом процессе.

Требование обеспечения суммарной надежности оценивается критерием суммар­ ной вероятности сбоя в работе ВЦ: /эсум = ^пп (Ч-Лэб + ^чел)» гДе ЯцР — веро­

Технологический процесс работы ВЦ должен включать контрольные операции, которые обеспечивают исключение влияния большинства отдельных сбоев в работе оборудования и персонала.