8 Теория автоматического 209

Кроме того, в таких системах можно выделить следующие группы задач, каждая из которых характеризуется соответству- ющими требованиями по времени реакции на события, происхо- дящие в управляемом процессе: задачи сбора данных с объекта управления и прямого цифрового управления (время реакции — секунды, доли секунды); задачи экстремального управления, связанные с расчетами желаемых параметров управляемого процесса и требуемых значений уставок регуляторов, с логиче- скими задачами пуска и остановки агрегатов и др. (время реак- ции — секунды, минуты); задачи оптимизации и адаптивного управления процессами, технико-экономические задачи (время реакции — несколько секунд); информационные задачи для адми- нистративного управления, задачи диспетчеризации и координа- ции в масштабах цеха, предприятия, задачи планирования и др. (время реакции — часы). Очевидно, что иерархия задач управления приводит к необхо- димости создания иерархической системы средств управления. Такое разделение, позволяя справиться с информационными трудностями для каждого местного органа управления, порождает необходимость согласования принимаемых этими органами реше- ний, т. е. создания над ними нового управляющего органа. На каждом уровне должно быть обеспечено максимальное соот- ветствие характеристик технических средств заданному классу задач. Кроме того, многие производственные системы имеют соб- ственную иерархию, возникающую под влиянием объективных тенденций научно-технического прогресса, — концентрации и спе- циализации производства, способствующих повышению эффектив- ности общественного производства. Чаще всего иерархическая структура объекта управления не совпадает с иерархией системы управления. Следовательно, по мере роста сложности систем выстраивается иерархическая пирамида управления. Управляе- мые процессы в сложном объекте управления требуют своевремен- ного формирования правильных решений, которые приводили бы к поставленным целям, принимались бы своевременно, были бы взаимно согласованы. Каждое такое решение требует постановки соответствующей задачи управления. Их совокупность образует иерархию задач управления, которая в ряде случаев значительно сложнее иерархии объекта управления. В многоуровневой иерархической системе управления выде- ляют обычно три уровня. Например, в системе управления гибкой производственной системой (ГПС) можно выделить следующие уровни управления: уровень управления работой оборудования и технологическими процессами; уровень оперативного управле- ния ходом производственного процесса в ГПС; уровень планиро- вания работы ГПС. В функции нижнего уровня управления входят сбор и обра- ботка информации и непосредственное управление технологиче- 210

сними процессами и работой оборудования с учетом команд, поступающих от вышестоящего уровня.; фиксация времени про- стоя оборудования с учетом причин простоя; контроль за состоя- нием режущего инструмента и учет его использования; учет числа обработанных деталей; передача информации и уровень оператив- ного управления ГПС. Функциями уровня оперативного управления ходом производ- ственного процесса в ГПС являются следующие: анализ наличия ресурсов для выполнения сформированных заданий на шаге управления; оперативная корректировка режимов отдельных технологических процессов и выдача коррекции на технические устройства низшего уровня; контроль качества изделий; прием и систематизация информации от управляющих устройств низшего уровня; координация работы всех элементов ГПС в соответствии с полученным заданием; передача информации в верхний уровень управления. Функциями уровня планирования работы ГПС являются: решение комплекса задач, связанных с формированием ежемесяч- ных графиков загрузки оборудования ГПС; решение комплекса задач, связанных с управлением и контролем за работой уровня оперативного управления ГПС; управление библиотекой управ- ляющих программ для оборудования ГПС; сбор, обработка и выдача информации о ходе производственного процесса в ГПС. Функции управления могут быть распределены между уров- нями и по-другому. Однако, как правило, для всех иерархических систем характерно, что по мере продвижения от нижних уровней -к верхним информация о состоянии технологического объекта обобщается, а управляющие воздействия относятся к более круп- ным частям технологического или производственного процесса. Для сложных процессов на крупных производственных ком- плексах строятся системы управления, сочетающие описанные выше способы включения ЭВМ в контур управления. Такая си- стема разделяется на подсистемы, для каждой из которых в зави- симости от возможностей ее математического описания и эконо- мической целесообразности выбрана определенная структура. Комплекс подсистем можно реализовать либо на одной ЭВМ, разделяющей время между подсистемами, либо на нескольких ЭВМ, каждая из которых обслуживает соответствующую под- систему, либо на вычислительной сети, состоящей из большого числа мини- или микроЭВМ. Иерархическая структура автоматического управления позво- ляет объединить управление различными производственными объектами и согласовать их работу, т. е. подойти к производ- ственному процессу как к единому целому, а не как к набору независимых частей. При этом можно автоматизировать весь комплекс производственных процессов, включая транспортные операции и различные организационные задачи. 8* 211

Таким образом, применение современных средств управления технологическими и производственными процессами позволяет подойти к процессу как к единому целому, а не как к набору независимых частей; вести процесс с производительностью, ма- ксимально достижимой для данных технических средств, авто- матически учитывая непрерывные изменения технологических параметров, свойств исходных материалов и полуфабрикатов, изменения во внешней среде, ошибки оператора и др.; управлять процессом, постоянно учитывая динамику производственного плана для выпускаемой номенклатуры путем оперативной пере- стройки режимов технологического оборудования, перераспре- деления работ на однотипном оборудовании и т. п.