Рекомендуемые характеристики типовых технических систем автоматизированного управления
Уровень
автоматиза
ции АСУП
Коды
о?
типовых
к
га
технических
о
га
систем
jr
S
С?
н
С
о
2
га
О
э*
1111
+
1121
+
1211
+
1212
+
1221
4-
1222
1231
4-
1232
4-
2111
4-
+
2121
4-
Î
2211
4-
2212
4-
+
2221
+
+
2222
4-
4~
2231
“Г
2232
+
3111
t
3121
3211
+
3212
+
3221
3222
t4-
3231
3232
+
Структура диспетчерском службы (наличие диспетчерских пунктов)
X
сп
га
S
9
2
га
а
ХО
О
| я
О
га
S*
с Н
сп
~ а
(Г)
£
н
О
Е
а
С *=*
С н
С
Е
с
d
dm
d
d
d
d
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
t4- ’
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4*-
4~
4-
4-
4-
4-
4-
4-
+
4-
4-
4-
‘ 4-
4-
4-
+
4*
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
+
4“
4-
4-
4-
+
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
+
4-
+
4-
4-
4-
4-
4-
Î
4-
4-
+
4-
4-
4-
4-
4-
Вторичная обработка
Система сбора,
первичной
обработки
информации
и вывода информации
ô -
О
л
А
га
а
а
а
и
râ
о
а
га о
г ?
d
н
о
а
3 о
Sg-
СП
га
С
2 et
2 d
Ч
а
ь m
СП>ï
н
со
о
ÿ g
0й
я
га
га
о
О О
к о т
= 3
U
и
и
d
m £
Б 5
CL
O s g
Ь а.
1«
• 2 3 2 0
о
£
<
CQ
Р. о
< о
d
6 2
а
S s
л а 2 :
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
+
+
4-
4-
4t-
4-
4-
4- •
f
4-
4-
4-
4-
4-
4"
1
4-
4-
4-
4-
4-
+
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4“
4-
4-
+
4-
4-
4-
4-
4-
+
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
+
+
+
4-
+
4-
4-
4"
+
4-
4-
4-
4-
f
4-
4-
+
4-
4-
4-
4-
• 4- ’ 4-
4-
+
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
+
4-
+
4-
4*
-t-
4-
4-
4-
4-
4*
4-
-Ц
4-
+
4-
4-
+
4"
f
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
+
4-
4-
4-
4-
+
*4-
4-
4-
4-
4-
4*
4-
4-
4-
4-
4-
+
4- '
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
+
4-
4-
4-
4-
4-
4-
+
4-
4-
4-
4-
4-
+
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4~
+
4-
t
4-
+
4-
4-
4-
4-
4-
та-,
больного учета
Автоматизация
4-
4-
•4" 4-
4-
+
4-
4-
4-
4-
+
4-
4- 4"
4-
4-
О
П р и м е ч а н и е . ДПЭ — ДП службы главного энергетика; ДПМ — ДП службы главного механика; ДПТ — ДП транспорта.
Рис. XVI. 1. Структурная схема автоматики промышленного предприятия
вопросы подготовки производства, кадров, оплаты труда и другие задачи, относящиеся к области административно-управленческой деятельности. Эти задачи, как правило, не связаны непосредственно с ходом производственного процесса и призваны лишь обеспечивать нормальное функционирование производства. Отдельные подсистемы управления на верхней ступени в значительной степени носят технико-экономический характер, а часто и чисто экономический, особенно в сфере планирования, учета и анализа производственной деятельности промышленного предприятия.
Здесь же решаются вопросы централизованного управления процессами снабже ния предприятия электроэнергией, воздухом, газом, паром и другими энергоресур сами, а также управления товаротранспортными операциями, материально-техни ческим снабжением и ремонта основного и вспомогательного оборудования.
Естественно, что в зависимости от принадлежности предприятия к той или иной отрасли промышленности, а также специфики производственных процессов и орга низационной структуры указанные функции ступеней АСУП могут несколько пере распределяться. Например, централизованный контроль и оперативное управление процессами потребления энергоресурсов может осуществляться на средней ступени,
а внеплощадочным водоснабжением и сооружениями канализации — на верхней ступени.
Характерным в структуре АСУП для предприятий с непрерывным производством (предприятия химической, нефтехимической, энергетической промышленности, а также многие производства металлургической, пищевой, цементной промышленно сти) является то, что контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации, применяемые для регулирования отдельных технологических параметров, чаще всего непрерывных (расход, концентрация, уровень, температура) используются для реше ния задач планирования, учета производства, централизованного" распределения продуктов, полуфабрикатов, сырья, энергетических потоков, эффективного исполь зования мощностей, необходимого изменения технологических режимов с целью оптимизации процессов.
Для предприятий с дискретным производством (предприятия машиностроения, приборостроения, радиотехнической, электротехнической и других отраслей про мышленности) характерно участие непосредственно в процессах производства боль шого числа рабочих, занятых на специальном и универсальном оборудовании, кон вейерных линиях, монтажных и сборочных участках. При разработке структуры АСУП для таких производств типично использование датчиков экономической ин формации, обеспечивающих решение задач организации планирования, контроля и учета.
Общие органы управления предприятием — центральный диспетчерский пункт (ЦДП) и вычислительный центр (ВЦ), структурно отнесены к верхней ступени управ ления.
Рациональную структуру технической системы АСУП можно представить в виде совокупности подсистем технических средств, реализующих отдельные виды работ в АСУП (сбор информации, обработку, вывод данных, размножение, доставку).
Однако многообразие систем, сочетаний устройств, реализующих одинаковые ра боты, даже в пределах одной агрегатной системы затрудняет синтез рациональной,
структуры.
х
Поэтому целесообразно,
как указывалось выше, производить предварительный
выбор технических средств по показателям качества. Синтезированная общая струк тура технической системы АСУП должна удовлетворять некоторому общему пока зателю качества или каким-либо отдельным показателям, например, стоимости, про изводительности, надежности и др.
Если требованиям АСУП удовлетворяют несколько структур, окончательный вы бор можно производить по критерию минимума приведенных затрат. Для расчета при веденных затрат необходимо определить капитальные затраты на КТС и годовые эк сплуатационные расходы, связанные с его функционированием. Капитальные затраты определяются с учетом нормативного коэффициента, величина которого зависит от отрасли, для которой разрабатывается АСУП (см. гл. XIII).
АСУП является многоконтурной системой управления. В структуре АСУП боль шое значение имеет вопрос о централизации и децентрализации переработки инфор мации. Выбор одной центральной ЭВМ или нескольких малых ЭВМ для обработки информации по подразделениям производства, или смешанной структуры зависит от потоков информации, объемов переработки информации, надежности имеющихся ЭВМ, требуемой общей надежности АСУП и экономической целесообразности.
3. ПРИНЦИПЫ УПОРЯДОЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В АСУП
Возможности упорядочения потоков информации ограничиваются организацион ной структурой управления предприятием, а также структурой технической системы управления и прежде всего СПВ (см. рис. XI. 1).
В централизованной СПВ потоки информации более упорядочены и объем вычисле ний меньше, чем в иерархической СПВ. Это происходит из-за того, что в таких систе мах вся информация поступает в один вычислитель и обрабатывается по всем необхо димым разрезам.
Потоки информации в условиях автоматизированного управления будут больше на АП, если на предприятии будет установлена иерархическая СПВ:
Пакет сообщения „Выработка основной продукции'; вводимого в ДЭИ
Вид.сообщения
К о д ы
Номер машины,
Ц ех -
Единица
техноло-
Количество продукции
Содержание
документа
продукции
смены
рабочего песта
приемщик
измерения
гической
операции
_ L ± 2
з
9
5
б
7 \ 8 \ 9
10 1 11
12
13 1 п 1 15 | 16
NB№ разрядов
Направления
переадресации
данных
1 1
Ï L
4
5 1 Ï L
Код работы
Код документа
Код цеха
Номер датчика
в \ 9
w \ n
n \ l3 19\15\16\П
18
19
20\2l\22\23\2i
25\26
27 28 29\30\31 32\33\34
J5|j£
есяцМ
|
продукцииКод
ехнологитКод операциической
Номер
Смена
1
Номер
5 ï
перфокар
т
машины\
5J
ты форми
ч»
рабо
Яо
—
рует ся
—
«л
чего
I
места
СЗ
-
в месте
§
&
приема
1
5
М а к е т
сообщ ения „Вы работ ка основной п р од укц и и " на выходе из: СПВ
37 38 39\90\91\92 №Н° разрядов
измерения\
Количест
во
Содержание
| Единица
продукции
Вид сообщения
Частич
но ВоеВосстанав
cmанад ливается
пивает
по
—
ся по СПБ-
адресу
реально
датчика
му коду
В оостанавливается
Передается
Передается
Передается Примечания
реальное время
—
—
Рис. XVI.2. Схема передачи сообщения „Выработка основной продукции1* с помощью СПВ
Части сообщений
передаются
восстанавливают-
хранятся в карто-
исключаются
ся
теках нормативов
как избыточные
в СПВ н на ВЦ
я
УО
о
о
U
Рис. XVI.3. Подготавливаемая, вводимая и передаваемая информация
где /7И— общая мощность потоков информации предприятия при иерархической СПВ; /7Ц— при централизованной. При двухступенчатой структуре СПВ Д/7 выражает потоки информации между местными вычислителями и центральным и представляет собой неустранимую избыточность, закладываемую в проекте уже при выборе иерар хической СПВ.
Избыточность производственной информации до упорядочения составляет 55—73% [70]. Это повышает стоимость управления, но и повышает надежность управления за счет более высокой помехоустойчивости. Если, например, выработка рабочего фикси руется в наряде, рапорте мастера и документе ОТК, то в случае ошибки или недора зумения истина выявляется достаточно надежно, однако поток информации почти утраивается. Поэтому при упорядочении потоков информации следует снижать избы точность информации и принимать меры по обеспечению необходимой надежности про цесса управления.
Сокращение избыточности информации обеспечивается следующими мерами: 1) правильным кодированием и упорядочением сообщений, исключающим излиш
ние реквизиты; 2) введением нормативной информации, которая не вписывается в первичные до
кументы, не передается, не контролируется, а вводится только при обработке исход ных данных;
Сокращение объема подготавливаемой, вводимой и передаваемой информации в условиях АСУП показано на рис. XVI.3. Каждая строка обозначает сообщение.
Принцип «однократной записи» (табл. II. 1, п. 9) состоит в том, что каждое событие фиксируется на производстве один раз, без дублирования.
В условиях автоматизации управления производством, когда ручная запись по возможности исключается, а сообщения вводятся с помощью датчиков экономической информации (ДЭИ) в СПВ, этот'принцип формулируется иначе: принцип «однократ ного ввода». Принцип был сформулирован на III научной конференции по приме нению ЭВМ в управлении производством в 1964 г. *.
Рассмотрим один из примеров использования принципа однократного ввода инфор мации в АСУП Черниговского комбината синтетических волокон.
Сообщения о выработке продукции, вводимые в систему с помощью ДЭИ, исполь зуются для оперативного управления и учета. Для оперативного управления в системе идет накопление количества сданной ОТК продукции по номенклатурным номерам и технологическим операциям. Одновременно вычисляются плановые показатели, срав нивается «план» с «фактом», и если отклонения превышают заданные пределы, то об этом сигнализируется соответствующему диспетчеру.
В определенные периоды времени состояние производства фиксируется в виде ра портов диспетчерам (принято раз в смену). Это — второе направление использования введенной информации. Третье направление использования вводимых сообщений со стоит в том, что каждое сообщение индивидуально обрабатывается, дополняется, рас шифровывается и выводится для вторичной обработки в соответствующем виде учета. Примеры вводимых и выводимых сообщений приведены на рис. XVI.2.
По полученным сообщениям о выработке продукции (рис. XVI.2) начисляется зар плата, ведется учет продукции по переходам, учет производства.
Аналогично реализуется ввод информации по учету материалов и готовой про дукции.
Все виды производственной информации взаимно увязаны. Каждое событие про изводства одновременно находит отражение в нескольких задачах, например, в зада чах оперативного учета, учета материалов, выработки и зарплаты и т. д. С примене нием электронных вычислительных машин, имеющих устройства памяти большой ем-
Способы восстановления информации в.СПВ
Т а б л и ц а
XVI.3
Восстанавливаемые
Способ восстанов
На чем основано
признаки
ления
восстановление
Коды
продукции, материа
Декодирование
инфор
Избыточность
передаваемой
лов,
операций,
видов
оплат,
мации
информации
в момент передачи
коды
счетов, субсчетов,
статей
затрат,
нормативы
Коды
производства,
цеха,
Декодирование
состоя
с
Наличие
постоянных
связей
участка,
номер датчика,
адрес
ния аппаратуры
датчиками и
периодическое
датчика,
нормативы,-
относя
их
подключение
щиеся
к району
действия дат
чика
Год, месяц, дата, код смены, час с начала смены, текущее время
Часть кода табельного номе ра, часть кода готовой продук ции, материала, нормативы и т. п.
По текущему времени
Смешанный
Единство времени в местах ввода и вывода информации и одновременность ввода и вы вода
Закрепление рабочих за це хом, оборудованием, продук цией, закрепление продукции за цехом и т. п.
* Применение электронно-вычислительных машин в управлении производством Науч ные труды, вып. XXIII. М., «Экономика», 1966, с. 317—320.
кости, появляется практическая возможность неограниченного многократного исполь зования информации для решения различных задач. Поэтому вся производственная информация рассматривается как единое целое и в этом свете решаются все вопросы •по ее кодированию, хранению, обработке и использованию.
Соблюдение принципа единства потоков информации (табл. II. 1, п. 8) позволяет правильно организовать потоки информации и правильно их использовать.
Кроме сокращения потоков информации за счет снижения избыточности, создания картотек нормативов и соблюдения принципа однократности ввода в АСУП имеется возможность сокращать потоки' вводимой информации за счет исключения различных признаков, отражающих заранее оговоренные обстоятельства (места, цели, времени
идр.), а также за счет сжатия передаваемой информации.
Втабл. XVI.3. приведены способы восстановления в принятом сообщении сокра щенных таким образом признаков. ’
Примеры практического использования рекомендуемых приемов приведены на рис. XVI.2.
Пропуски в макете сообщения на выходе из СПВ связаны с тем, что используются единые макеты для всех видов сообщении по данному участку работ.
Из рис. XVI.3. видно, что в условиях АСУП передается только малая часть ин формации, используемой для управления в обычных условиях. Информация, посту пающая с автоматических датчиков, на рис. XVI.3. не показана.
Несмотря на снижение потоков информации, вводимых с ДЭИ (т. е. с использо ванием ручного труда), общие потоки первичной информации в условиях'АСУП воз растают за счет частоты опроса автоматических датчиков и сокращения длительности основного цикла управления. Это увеличение потоков информации оправдано, так как позволяет повысить качество управления.
4. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСУП
Служба научно-технической информации представляет собой совокупность под разделений (учреждений), осуществляющих сбор, обработку, хранение, поиск и рас пространение материалов научно-технической информации.
Информационно-поисковая система (ИПС)— совокупность информационно-поис кового языка, правил переработки и поиска информации, а также технических средств, обеспечивающих выполнение этих процессов. По характеру массива информации, хра нящегося в памяти ИПС, различают фактографические системы — для поиска и вы дачи сведений, фактов; документальные системы — для поиска и выдачи документов, их копий или адресов их хранения. По используемым в ИПС техническим средствам различают ручные ИПС — системы, в которых все технические и семантические (логические, смысловые) операции поиска и выдачи информации выполняются чело веком вручную; механизированные ИПС — системы, в которых технические операции выполняются с помощью механизмов, а семантические — человеком; автоматизиро ванные ИПС — системы, в которых все технические и семантические операции поиска
ивыдачи информации выполняются автоматически с помощью вычислительных машин.
Информационно-поисковый язык ( ИПЯ) — искусственный язык, предназначен ный для индексирования и поиска научно-технической информации (документальной
ифактографической).
Координатное индексирование — классифицирование и простановка индексов классов, к которым отнесены классифицируемые документы. При этом основное смыс ловое содержание текста представляётся в виде сочетания ключевых слов или дескри пторов.
Ключевое слово — выделенное из текста слово или словосочетание, характери зующее содержание данного текста.
Дескриптор — лексическая единица дескрипториого информационно-поискового языка, служащая для описания основного смыслового содержания документа и отли чающаяся от ключевого слова тем, что ей искусственно придана смысловая одно значность.
Дескрипторный словарь — словарь, содержащий общий алфавитный перечень дескрипторов и синонимичных им слов и словообразовании естественного языка (без указания смысловых связей между дескрипторами).
Информационно-поисковый тезаурус — словарь-справочник, в котором перечис лены все лексические единицы дескрипториого ИПЯ с синонимичными словами и словосочетаниями, а также выражены важнейшие отношения между дескрипторами.
Справочно-информационный фонд (СИФ) — систематизированное и снабженное справочно-поисковым аппаратом собрание различных документов, предназначенное для выполнения справочно-информационной работы.
Информационный банк данных — система накопления, хранения, изменения и поиска данных (совокупность картотек), предназначенных для решения определен ных задач и удовлетворения информационных запросов потребителей. В зависимости от применяемых методов и аппаратуры может быть механизированный и автоматизи
рованный банк данных [555].
а в т о м а т и з иро-
В настоящее время предусмотрена разработка и внедрение
в а н н ы х п о д с и с т е м
н а у ч н о - т е х н и ч е с к о й
и н ф о р м а ц и и
(НТИ) в
к а ч е с т в е с о с т а в н ы х ч а с т е й а в т о м а т и з и р о в а н н ы х
с и с т е м
у п р а в л е н и я , совместимых с ними по техническим средствам и ме
тодам обработки, хранения, поиска и передачи информации.
Решение задачи разработки
и внедрения автоматизированных подсистем НТИ
АСУП может быть разбито на пять основных этапов.
I.
Определение перечня подсистем АСУП, типов управленческих решений, по ко
торым необходимо обеспечение
научно-технической информацией, и особенностей
функционирования подсистем НТИ. Выполнение этой работы осуществляется в сле дующей последовательности:
По результатам обследования выполняется расчет информационных потоков и определяются количественные характеристики подсистемы научно-технической ин формации. В табл. XV 1.4. приведен пример обследования одной из подсистем АСУП машиностроительного предприятия.
Урод- -
П р о ф и с с и о н а л ь н ы е
г р у п п Ы
100
200
300
400
ни
упраВ- “
120
130
ПО
210
220
470
450
460
ления -
132
211
121
122
131
747
742
212
Директор
1
|
____1____
_____ î_____
I Главный
1
дирек
1
инженер
Заместитель
Главный
1—
~ ^
г ---------
»
тора по механизации
î
экономист
Заместитель
и автоматизации
главного' инженера
2
J
4
5
1
Главный металлург
Отдел главного металлурга
1
1
Техноло
гическое
бюро
•
Цех
литейной
оснаст
ки
1 ■
1
|
1
г
î
___î
Главный механик
Гладный технолог •
Начальник
Начальник
Начальник
Начальник
Начальник
отдела
лпаноВо-.
финансо
отдела
ВЦ
автомати
экономи
вого
труда
зации
ческого
отдела
и
— 1— —
отдела
зарплаты
Отдел главного
Отдел главного
—
------f-----
7~r.j-~.~r
1
Отдел
Планово-
Финансо
Отдел
механика
технолога
ВЦ
экономи
труда
автомати
ческий
вый
и
зации
отдел
отдел
зарплаты
___ 1
___ ___
1
Техноло
Технологи
гическое
ческаялабо
бюро
ратория
___ 1___
»
Цех меха
Ремонтное
Ремонтное
механи
строи
1
низации
1
ческий
тельный
и автома-
_____________ 4
цех
цех
_________________1
тизации
\
Рис. XVl.4. Потребители информации
Назначение научно-тех нической информации
1.Подготовка н обоснова ние управленческих ре шений
2. Прогноз конъюнктуры и спроса по планируемым
в производство изделиям предприятия
3.Планирование потребно сти в материальных и ^РУДОВЫХ ресурсах
Пример определения потребности в материалах НТИ по подсистеме планирования
Работники и
подразделения,
Периодичность*
принимающие
подготовки и
участие в подго
принятия реше
товке и приня
ния
тии управлен
ческого решения
Директор
1 раз
в мсс.
Гл. экономист
1 раз
в мсс.
Гл. инженер
1 раз
в мсс.
Планово-эконо
I раз
в мсс.
мический отдел
Гл. экономист
1 раз
в год
Гл. инженер
1 раз
в год
Планово-эконо
1 раз
в год
мический отдел
Гл. инженер
1 раз
в квартал
Гл. экономист
1 раз
в квартал
Периодичность
предоставления научио-тсхн 11-
ческой инфор мации
1 раз в мсс.
1 раз в мес.
1 раз в мес.
1 раз в мес.
По мере появле
ния iiOBoii
информации
1 раз в квартал
1 раз в квартал
Потоки и источники информации
Реферативные журналы, экспрессинформация, нормативно-техниче ская литература, журналы «Пла новое хозяйство» (12 раз в год) и «Экономика и организация промыш ленного производства» (6 раз в год)
Промышленные каталоги, про спекты, экспресс-информация, «Ито ги науки и техники», директивные материалы, реферативные журналы
Ведомственные издания, норма тивно-техническая литература, жур налы «Безопасность труда в про мышленности» (12 раз в год), «Бюл летень Государственного комитета
