Что такое АСУ: аббревиатура и её расшифровка, характеристики, назначение системы

АСУ ТП

АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическими процессами, которая представляет собой совокупность технических и программных средств, позволяющая в автоматическом режиме управлять оборудованием на предприятиях промышленной сферы.

Она может быть составляющим элементом общей системы, обеспечивающей автоматизацию управления предприятием.

Как правило, данная система – это эффективное решение, автоматизирующее операции, как в целом всего производства, так и отдельного участка, который обеспечивает выпуск конкретного продукта.

«Автоматизированное» управление следует отличать от «автоматического», потому что для выполнения конкретных действий необходимо, чтобы участвовал человек, в частности, контролировал ход процесса, а также по той причине, что для некоторых операций крайне сложно и нецелесообразно автоматизировать.

На сегодняшний день автоматизированные системы управления используется практически во всех направлениях промышленной сферы. Сегодня можно разработать систему, которая автоматизирует разные процессы, в частности, выгрузку, прием, хранение, фильтрацию, переработку, измерение, дозировку и др. В зависимости от того, какие элементы входят в систему, определяются их возможности и уровень качества функционирования объекта, который был автоматизирован.

АСУ ТП фото

Назначение систем АСУ ТП

Использование данных решений позволяет:

  • сделать работу оборудования более эффективной;
  • исключить простои и сбои в функционировании оборудования;
  • добиться более удобного управления необходимыми процессами, предусмотренными определенной технологией;
  • осуществлять контроль и мониторить параметры процесса;
  • устранить ошибки, допущенные из-за человеческого фактора, когда осуществляется управление.

В действительности рассматриваемые системы включают не только технические и программные средства. В их состав входят разные виды обеспечения, в частности, метрологическое, эргономическое, информационное, организационное. При автоматизации управлении значительно облегчается работа человека, когда требуется контролировать, стабилизировать, управлять процессами производства. Но данные системы не исключают человеческий фактор. Ответственные сотрудники должны отслеживать, чтобы оборудование, задействовало в процессе, работало нормально, осуществлять контроль параметров технологического процесса.

Аппаратные средства автоматизированных систем включают в себя такие составляющие:

  • контроллеры;
  • операторские станции, сервера, сети;
  • модули цифрового интерфейса;
  • систему управления диспетчером;
  • измерительные преобразователи;
  • счетчики и сигнализаторы;
  • исполнительные механизмы.

Программным обеспечением АСУ ТП считаются такие составляющие:

  • SCADA;
  • сбора информации;
  • оперативного управления диспетчером;
  • операционные в реальном времени.

К программному обеспечению также относятся такие средства, которые отвечают за то, чтобы технологические программы исполнялись, специальное ПО.

Использование автоматизированных систем решает сложные задачи, делает управленческую деятельность более гибкой и качественной.

Назначение систем АСУ ТП фото

Особенности структуры и функционирования

Управленческая система автоматизированного типа измеряет существующие параметры процесса, используя интеллектуальные средства, управляет этим процессом. Нижний и полевой уровни системы оснащены датчиками, полевыми приборами, исполнительными механизмами. Контролируемые параметры передаются датчиками в виде сигналов на контроллеры, которые считаются среднем уровнем автоматизированной системы. Данные промышленные контроллеры обеспечивают регулирование в автоматическом режиме, управление логическое и командное, запуск оборудования и приборов и их остановку, защиту, если произойдет авария, отключение. Данные от контроллеров поступают на сервера, станции инженерные и операторские, как верхний уровень управления. Их получает диспетчер.

Использование качественной автоматизированной управляющей системы необходимо для того, чтобы управлять процессами и контролировать их ход, проводить анализ и планировать работу, собирать, учитывать и хранить данные, обеспечить автоматическую защиту, мониторить и регулировать.

В обязанности сотрудника на должности диспетчера входит постоянно наблюдать за ходом производственного процесса, осуществлять дистанционное управление приборами. Верхний уровень должен обеспечивать формирование отчетности, обработку и архивацию данных на системном сервере. Диспетчер видит всю информацию, которую принимают станции, на мониторе в режиме онлайн. Данные в числовом и графическом выражении передается, как мнемосхема объекта управления, которой удобно пользоваться. На основании информации, поступившей на контроллер, осуществляется выработка управленческих сигналов, которые должны выполнять механизмы исполнительного типа. Также контроллер может различить, когда параметры, которые были заданы для конкретного процесса, выше или ниже предельных значений, подавая сигнал, иногда, чтобы исключить аварийную ситуацию, блокирует функционирование установки.

Использование автоматизированной системы управления позволяет значительно улучшить планирование, противоаварийный контроль и защиту, что позволяет сделать технологические процессы высококачественными. При помощи автоматизированной системы можно использовать ресурсы предприятия эффективнее и экономнее, повысить производительность труда, снизить затраты, повысить конкурентоспособность и получать максимальную прибыль. С внедрением системы управления увеличится выход продукции, стабилизируются показатели производства, снизятся материальные затраты, технологические режимы будут более рациональными и безопасными, показатели качества продукции повысятся.

Профессиональная разработка качественной и эффективной системы АСУ ТП

Наша компания специализируется на разработке АСУ ТП любой сложности. Квалифицированные специалисты обладают необходимыми знаниями и большой опыт в разработке производственных комплексов и отдельных установок. Обратившись к нам, каждый получает полный спектр работ, который начинается с разработки технического задания и заканчивается вводом системы в эксплуатацию. Мы гарантируем надежную работу системы автоматизации без отказов.

Прежде чем приступить к разработке систему автоматизированного управления, специалисты проведут исследование объекта, чтобы учесть все его особенности. Использование наших АСУ позволяет в короткие сроки получить высокую экономическую эффективность, затраты окупятся очень быстро. У нас можно заказать АСУ под ключ и отдельные виды работ.

Наши главные принципы в работе: все работы проводятся максимально качественно, выбираются надежные технические и программные средства, внедряются современные конструктивные и производственные решения.

Что такое АСУ, назначение, характеристика и структурная схема

Термин АСУ - что он значит

АСУ – аббревиатура, которая расшифровывается как Автоматизированные Системы Управления. Ответ на вопрос, что такое АСУ, можно сформулировать следующим образом: это совокупность технических систем и процессов, организационных комплексов и научных методов, которые позволяют обеспечить оптимальное управление сложным техническим процессом или объектом, а также коллективом людей, который имеет одну единую цель.

Читайте также:
Как стать археологом: где учиться, куда поступать и как работать

Структурная схема АСУ

В структуре любой автоматизированной системы управления можно выделить следующие компоненты:

  1. Основная часть – включает в себя математическое и информационное обеспечение и техническую часть.
  2. Функциональна часть – подразумевает конкретные управленческие функции и ряд взаимосвязанных программ.

Системы могут быть элементарными или масштабными и сложными.

Это интересно: какие бывают творческие профессии, современные виды и особенности.

Принято различать две структурные разновидности таких систем — автоматизированная система управления техническим процессом (АСУТП) и система организационного управления (АСОУ).

Автоматизированная система управления - зачем они нужны

Различия среди этих систем заключаются в характеристиках объекта, которым система будет управлять. АСУТП выстраиваются для управления сложными техническими объектами, механизмами, аппаратами, машинами. АСОУ призваны контролировать функционирование коллективы людей. Соответственно применению АСУ, будут различаться и способы передачи информации – это могут быть документы или разнообразные физические сигналы.

Существует также аббревиатура САУ – система автоматического управления. Её особенность заключается в том, что она некоторое время может действовать без вмешательства человека. Применяются такие системы для управления отельными небольшими объектами.

Применение и основные функции АСУ

АСУ нашли широкое применение в разнообразных сферах промышленного производства. Основные функции систем сводятся к следующему:

Чем отличаются между собой АСУ и САУ

  1. Автоматизация управления технологическим процессом. Благодаря действию контроллера системы оптимизируется взаимодействие всех компонентов, происходит экономия топлива и энергии, улучшаются другие показатели процесса.
  2. Сбор, регистрация, обработка и выдача информационных данных, касающихся оборудования и процесса в целом. Информация собирается с датчиков системы контроллером и отображается в форме мнемосхемы.
  3. Распознавание и регистрация аварийных ситуаций и любых отклонений от процесса. При возникновении экстремальной ситуации система даёт сигнал оператору или производит устранение неполадок автоматически, чтобы предотвратить развитие аварии.
  4. Предоставление необходимой информации оператору в виде графических и числовых данных. Информационные данные можно вывести на экран монитора в виде таблиц, графиков, схем. При необходимости эти данные можно распечатать с помощью соответствующих устройств.
  5. Управление автоматически или с рабочего места оператора.
  6. Регистрация всех действий оператора и сохранение их в заархивированном виде в базах данных. Все данные имеют строгую хронологическую привязку, что позволяет при необходимости установить причину возникновения аварийной ситуации и сделать соответствующие выводы.
  7. Многоуровневая защита информации с помощью парольных систем. Доступ к данным такой автоматизированной системы обычно бывает строго ограничен и предоставляется только специально подготовленным сотрудникам с высшим техническим образованием. Кроме того, предоставляется доступ определённого уровня руководителю и действующим операторам. Для каждого сотрудника вводится индивидуальный пароль, который даёт ему полную ответственность за проведение технологического процесса. Руководитель получает доступ к информации в режиме просмотра.

Основные принципы АСУ

Впервые принципы действия автоматизированных систем управления, порядок их разработки и создания были сформулированы В.М. Глушковым.

Функции АСУ - определение

  1. Принцип новых задач. Назначение АСУ – решение новых управленческих задач, а не механизация системы управления как таковая. Конкретный состав таких задач зависит от конкретного объекта, который подлежит управлению. Если речь идёт о системе автоматизированного управления целой отраслью промышленности, на первый план выходит задача согласования синхронизации работы всех задействованных звеньев, перспективы и планирование.
  2. Принцип системного подхода. Проектировка АСУ основывается на системном подходе как к анализу объекта, так и к процессам управления. В этом случае глубокому системному анализу подлежат не только технические вопросы, но и экономические, и организационные. Таким образом, внедрение АСУ предоставляет возможность оптимизировать экономические и производственные показатели.
  3. Принцип первого руководителя. Вся разработка и утверждение требований к системе, а также процесс внедрения её на практике относятся к сфере компетенции основного руководителя объекта – например, министра или директора предприятия.
  4. Принцип непрерывного развития. Математическое и программное обеспечение автоматизированной системы управления должно быть выстроено таким образом, чтобы при необходимости можно было легко внести изменения в системные процессы и критерии управления.
  5. Принцип единства информационной базы. На автоматических носителях постоянно происходит накопление и обновление информации, которая необходима как для решения отдельных узких задач, так и для проведения управленческого процесса в целом. При этом нецелесообразное дублирование каких-либо данных в системе исключается. Обработка информации должна производиться таким образом, чтобы любая вновь поступающая информация о каких-либо изменениях в кратчайшие сроки вводилась в базу данных и обрабатывалась оптимальным образом.
  6. Принцип комплексности задач и рабочих программ. Практически все технические и программные процессы взаимосвязаны между собой, поэтому не могут рассматриваться как отдельно существующие единицы. Попытка решать такие задачи по отдельности может привести к существенному снижению эффективности процесса в целом.
  7. Принцип типовой разработки. При разработке конкретной автоматизированной системы очень важно, чтобы она оказалась подходящей для максимального количества целей и была востребована многими заказчиками. Каждая система должна быть до определённых пределов типизирована, но при этом не приводить к усложнению решений для потребителя.
Читайте также:
Кто такой патологоанатом: особенности профессии и риски с ней связанные

Информационная база АСУ

Информационной базой АСУ можно назвать всю совокупность информации, размещённой на машинных носителях и необходимых для нормального функционирования системы.

Как правило, вся информационная база подразделяется условно на три сектора – генеральный, производный и оперативный.

Как АСУ объединяют с другими системами

  1. Генеральный сектор объединяет в себе все данные, которые являются общими для всех поставленных задач. Размещение таких данных не ориентируется на выполнение какой-либо одной управленческой функции. Если объект достаточно крупный, генеральный сектор может содержать значительные объёмы и занимать много места на запоминающих устройствах, что не всегда удобно. Особенную сложность в этом случае может вызвать мультипрограммная обработка наряду с недостаточно мощными техническими средствами. В генеральном секторе обязательно должны отражаться все устойчивые изменения в работе системы.
  2. Производный сектор призван решить указанную выше задачу. Он отражает специфику конкретного объекта, особенности функций, которые выполняются в каждый конкретный отрезок времени и целый ряд других показателей системы. Любой производный сектор формируется из генерального сектора.
  3. Для обработки текущей информации и фиксации промежуточных результатов предусмотрен оперативный сектор. Здесь же можно обнаружить первичная вводная информация об обслуживаемом объекте. Эти данные могут поступать по каналам связи или содержаться на съёмных носителях. Далее данные могут переноситься в производный и генеральный секторы.

Технические характеристики АСУ

Под технической базой АСУ принято понимать все технические средства, которые применяют для сбора, накопления и обработки информации, а также для её отображения и передачи. Сюда же можно отнести и исполнительные узлы системы, которые воздействуют на объект управления.

Основные технические элементы и оборудование АСУ – это электронно-вычислительная техника, которая обеспечивает накопление и обработку всех данных, циркулирующих внутри системы. Такая техника позволяет моделировать производственные процессы и строить предложения для управления.

Схема АСУ - принципы работы

Для построения и управления АСУ применяются два типа электронно-вычислительной техники — учётно-регулирующий и информационно-расчётный.

Информационно-расчётное оборудование находится на высшей иерархической ступени в управленческой системе. Их задачей является решение всех вопросов, связанных с централизованным управлением объектом. Для таких механизмов характерно высокое быстродействие, наличие системы прерываний, переменная длина слова, слоговая обработка вводных данных.

Нижний уровень системы управления, как правило, отдаётся учётно-регулирующим механизмам и оборудованию. Эти механизмы, как правило, размещаются непосредственно на участках или в производственных цехах. В их задачу входит сбор вводных данных от объектов управления и первичная обработка этой информации с последующей передачей её в информационно-расчётное отделение и получением плановой директивной информации. Кроме того, учётно-регулирующая часть оборудования занимается локальными расчётами и вырабатывает управляющие воздействия на объекты управления в случае возникновения отклонений от расчётных функций. Эта часть системы управления имеет хорошо развитую связь с большим количеством источников информации и устройств регулирования.

Механические средства сбора и отображения информации

Если системой предусмотрен сбор и обработка информации с участием человека, в неё включаются различные регистраторы, которые позволяют получать исходные данные непосредственно с рабочих мест. Сюда же относятся всевозможные температурные датчики, таймеры, измерители количества произведённых деталей и прочее подобное оборудование. Монтируются также автоматические фиксаторы отклонений в производственном процессе, которые регистрируют и передают в систему сведения об отсутствии материалов, инструментария, транспортных средств для отправки изготовленных продуктов, а также неправильности в работе станков. Подобная аппаратура устанавливается не только в производственных помещениях, но и на складах для хранения сырья и готовой продукции.

К средствам отображения данных относятся все устройства, позволяющие вывести информацию в наиболее доступном для человека виде. Сюда относятся всевозможные мониторы, табло и экраны, печатающие устройства, терминалы, индикаторы и пр. Эти устройства связаны напрямую с центральным процессором вычислительной машины и могут выдавать информацию либо регламентировано, либо эпизодически – по запросу оператора или же в случае возникновения аварийной ситуации.

В состав технической базы автоматизированных систем управления входят также разнообразные виды оргтехники, контрольно-измерительные и учётные приборы, которые обеспечивают нормальное функционирование основных технических узлов.

Автоматизированная система управления

Автоматизированная система управления или АСУ — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. 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. АСУ с Системой поддержки принятия решений (СППР), являются основным инструментом повышения обоснованности управленческих решений.

Создателем первых АСУ в СССР является доктор экономических наук, профессор, член-корреспондент Национальной академии наук Белоруссии, основоположник научной школы стратегического планирования Николай Иванович Ведута (1913—1998) [1] [2] [3] [4] . В 1962—1967 гг. в должности директора Центрального научно-исследовательского института технического управления (ЦНИИТУ), являясь также членом коллегии Министерства приборостроения СССР, он руководил внедрением первых в стране автоматизированных систем управления производством на машиностроительных предприятиях. Активно боролся против идеологических PR-акций по внедрению дорогостоящих ЭВМ, вместо создания настоящих АСУ для повышения эффективности управления производством.

Важнейшая задача АСУ — повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования методов планирования процесса управления. 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.

Читайте также:
Профессия связана с рисованием художник дизайнер творчество список художественный

Содержание

Цели автоматизации управления

В общем случае, систему управления можно рассматривать в виде совокупности взаимосвязанных управленческих процессов и объектов. Обобщенной целью автоматизации управления является повышение эффективности использования потенциальных возможностей объекта управления. Таким образом, можно выделить ряд целей:

  1. Предоставление лицу, принимающему решение (ЛПР) релевантных данных для принятия решений
  2. Ускорение выполнения отдельных операций по сбору и обработке данных
  3. Снижение количества решений, которые должно принимать ЛПР
  4. Повышение уровня контроля и исполнительской дисциплины
  5. Повышение оперативности управления
  6. Снижение затрат ЛПР на выполнение вспомогательных процессов
  7. Повышение степени обоснованности принимаемых решений

Жизненный цикл АС

Стандарт ГОСТ 34.601-90 предусматривает следующие стадии и этапы создания автоматизированной системы:

  1. Формирование требований к АС
    1. Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС
    2. Формирование требований пользователя к АС
    3. Оформление отчета о выполнении работ и заявки на разработку АС
    1. Изучение объекта
    2. Проведение необходимых научно-исследовательских работ
    3. Разработка вариантов концепции АС и выбор варианта концепции АС, удовлетворяющего требованиям пользователей
    4. Оформление отчета о проделанной работе
    1. Разработка и утверждение технического задания на создание АС
    1. Разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям
    2. Разработка документации на АС и ее части
    1. Разработка проектных решений по системе и ее частям
    2. Разработка документации на АС и ее части
    3. Разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий
    4. Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта
    1. Разработка рабочей документации на АС и ее части
    2. Разработка и адаптация программ
    1. Подготовка объекта автоматизации
    2. Подготовка персонала
    3. Комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями)
    4. Строительно-монтажные работы
    5. Пусконаладочные работы
    6. Проведение предварительных испытаний
    7. Проведение опытной эксплуатации
    8. Проведение приемочных испытаний
    1. Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами
    2. Послегарантийное обслуживание

    Эскизный, технический проекты и рабочая документация — это последовательное построение все более точных проектных решений. Допускается исключать стадию «Эскизный проект» и отдельные этапы работ на всех стадиях, объединять стадии «Технический проект» и «Рабочая документация» в «Технорабочий проект», параллельно выполнять различные этапы и работы, включать дополнительные.

    Данный стандарт не вполне подходит для проведения разработок в настоящее время: многие процессы отражены недостаточно, а некоторые положения устарели.

    Состав АСУ

    В состав АСУ входят следующие виды обеспечений: информационное, программное, техническое, организационное, метрологическое, правовое и лингвистическое. [5]

    Основные классификационные признаки

    Основными классификационными признаками [5] , определяющими вид АСУ, являются:

    • сфера функционирования объекта управления (промышленность, строительство, транспорт, сельское хозяйство, непромышленная сфера и т.д.)
    • вид управляемого процесса (технологический, организационный, экономический и т.д.);
    • уровень в системе государственного управления, включения управление народным хозяйством в соответствии с действующими схемами управления отраслями (для промышленности: отрасль (министерство), всесоюзное объединение, всесоюзное промышленное объединение, научно-производственное объединение, предприятие (организация), производство, цех, участок, технологический агрегат).

    Функции АСУ

    Функции АСУ [5] устанавливают в техническом задании на создание конкретной АСУ на основе анализа целей управления, заданных ресурсов для их достижения, ожидаемого эффекта от автоматизации и в соответствии со стандартами, распространяющимися на данный вид АСУ. Каждая функция АСУ реализуется совокупностью комплексов задач, отдельных задач и операций. Функции АСУ в общем случае включают в себя следующие элементы (действия):

    • планирование и (или) прогнозирование;
    • учет, контроль, анализ;
    • координацию и (или) регулирование.

    Необходимый состав элементов выбирают в зависимости от вида конкретной АСУ. Функции АСУ можно объединять в подсистемы по функциональному и другим признакам.

    Функции при формировании управляющих воздействий

    • Функции обработки информации (вычислительные функции) – осуществляют учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобразование формы информации;
    • Функции обмена (передачи) информации – связаны с доведением выработанных управляющих воздействий до ОУ и обменом информацией с ЛПР;
    • Группа функций принятия решения (преобразование содержания информации) – создание новой информации в ходе анализа, прогнозирования или оперативного управления объектом

    Классы структур АСУ

    В сфере промышленного производства с позиций управления можно выделить следующие основные классы струк­тур систем управления: децентрализованную, централизованную, централизованную рассредоточенную и иерархическую. [6]

    Децентрализованная структура

    Построение си­стемы с такой структурой эффективно при автоматизации техно­логически независимых объектов управления по материальным, энергетическим, информационным и другим ресурсам. Такая система представляет собой совокупность нескольких независи­мых систем со своей информационной и алгоритмической базой.

    Для выработки управляющего воздействия на каждый объект управления необходима инфор­мация о состоянии только этого объекта.

    Централизованная структура

    Централизованная структура осуществляет реа­лизацию всех процессов уп­равления объектами в едином органе управления, который осуществляет сбор и обработку информации об управляемых объектах и на основе их анали­за в соответствии с критериями системы вырабатывает управ­ляющие сигналы. Появление этого класса структур связано с увеличением числа контроли­руемых, регулируемых и уп­равляемых параметров и, как правило, с территориальной рассредоточенностью объекта управления.

    Достоинствами централизованной структуры являются достаточно простая реализация процессов информационного взаимодей­ствия; принципиальная возможность оптимального управления системой в целом; достаточно легкая коррекция оперативно изменяемых входных параметров; возможность достижения максимальной эксплуатационной эффективности при минимальной избы­точности технических средств управления.

    Недостатки централизованной структуры следующие: необхо­димость высокой надежности и производительности технических средств управления для достижения приемлемого качества упра­вления; высокая суммарная протяженность каналов связи при наличии территориальной рассредоточенности объектов упра­вления.

    Централизованная рассредоточенная структура

    Основная особенность данной структуры — сохранение принципа централизованного управления, т.е. выработка управляющих воздействий на каждый объект управления на основе информации о состояниях всей совокупности объектов управления. Некоторые функциональные устройства системы управления являются об­щими для всех каналов системы и с помощью коммутаторов под­ключаются к индивидуальным устройствам канала, образуя замкнутый контур управления.

    Алгоритм управления в этом случае состоит из совокупности взаимосвязанных алгоритмов управления объектами, которые реализуются совокупностью взаимно связанных органов упра­вления. В процессе функционирования каждый управляющий орган производит прием и обработку соответствующей информа­ции, а также выдачу управляющих сигналов на подчиненные объекты. Для реализации функций управления каждый локаль­ный орган по мере необходимости вступает в процесс информа­ционного взаимодействия с другими органами управления. До­стоинства такой структуры: снижение требований, к производи­тельности и надежности каждого центра обработки и управления без ущерба для качества управления; снижение суммарной про­тяженности каналов связи.

    Недостатки системы в следующем: усложнение информацион­ных процессов в системе управления из-за необходимости обмена данными между центрами обработки и управления, а также корректировка хранимой информации; избыточность техниче­ских средств, предназначенных для обработки информации; сложность синхронизации процессов обмена информацией.

    Иерархическая структура

    С ростом числа задач управления в сложных системах значительно увеличивается объем переработанной информации и повышается сложность алгоритмов управления. В результате осуществлять управление централизо­ванно невозможно, так как имеет место несоответствие между сложностью управляемого объекта и способностью любого упра­вляющего органа получать и перерабатывать информацию.

    Кроме того, в таких системах можно выделить, следующие, группы задач, каждая из которых характеризуется соответствующими требованиями по времени реакции на события, происхо­дящие в управляемом процессе:

    задачи сбора данных с объекта управления и прямого цифрового управления (время реакции , секунды, доли секунды);

    задачи экстремального управления, связанные с расчётами желаемых параметров управляемого процесса и требуемых значений уставок регуляторов, с логиче­скими задачами пуска и остановки агрегатов и др. (время реак­ции — секунды, минуты);

    задачи оптимизации и адаптивного управления процессами, технико-экономические задачи (время реакции — несколько секунд);

    информационные задачи для адми­нистративного управления, задачи диспетчеризации и координа­ции в масштабах цеха, предприятия, задачи планирования и др. (время реакции — часы).

    Очевидно, что иерархия задач управления приводит к необхо­димости создания иерархической системы средств управления. Такое разделение, позволяя справиться с информационными трудностями для каждого местного органа управления, порождает необходимость согласования принимаемых этими органами реше­ний, т. е. создания над ними нового управляющего органа. На каждом уровне должно быть обеспечено максимальное соот­ветствие характеристик технических средств заданному классу задач.

    Кроме того, многие производственные системы имеют соб­ственную иерархию, возникающую под влиянием объективных тенденций научно-технического прогресса, концентрации и спе­циализации производства, способствующих повышению эффектив­ности общественного производства. Чаще всего иерархическая структура объекта управления не совпадает с иерархией системы управления. Следовательно, по мере роста сложности систем выстраивается иерархическая пирамида управления. Управляе­мые процессы в сложном объекте управления требуют своевремен­ного 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.

    Что такое АСУ, назначение, характеристика и структурная схема

    Термин АСУ - что он значит

    АСУ – аббревиатура, которая расшифровывается как Автоматизированные Системы Управления. Ответ на вопрос, что такое АСУ, можно сформулировать следующим образом: это совокупность технических систем и процессов, организационных комплексов и научных методов, которые позволяют обеспечить оптимальное управление сложным техническим процессом или объектом, а также коллективом людей, который имеет одну единую цель.

    • Структурная схема АСУ
    • Применение и основные функции АСУ
    • Основные принципы АСУ
    • Информационная база АСУ
    • Технические характеристики АСУ
    • Механические средства сбора и отображения информации

    Структурная схема АСУ

    В структуре любой автоматизированной системы управления можно выделить следующие компоненты:

    1. Основная часть – включает в себя математическое и информационное обеспечение и техническую часть.
    2. Функциональна часть – подразумевает конкретные управленческие функции и ряд взаимосвязанных программ.

    Системы могут быть элементарными или масштабными и сложными.

    Это интересно: какие бывают творческие профессии, современные виды и особенности.

    Принято различать две структурные разновидности таких систем — автоматизированная система управления техническим процессом (АСУТП) и система организационного управления (АСОУ).

    Автоматизированная система управления - зачем они нужны

    Различия среди этих систем заключаются в характеристиках объекта, которым система будет управлять. АСУТП выстраиваются для управления сложными техническими объектами, механизмами, аппаратами, машинами. АСОУ призваны контролировать функционирование коллективы людей. Соответственно применению АСУ, будут различаться и способы передачи информации – это могут быть документы или разнообразные физические сигналы.

    Существует также аббревиатура САУ – система автоматического управления. Её особенность заключается в том, что она некоторое время может действовать без вмешательства человека. Применяются такие системы для управления отельными небольшими объектами.

    Применение и основные функции АСУ

    АСУ нашли широкое применение в разнообразных сферах промышленного производства. Основные функции систем сводятся к следующему:

    Чем отличаются между собой АСУ и САУ

    1. Автоматизация управления технологическим процессом. Благодаря действию контроллера системы оптимизируется взаимодействие всех компонентов, происходит экономия топлива и энергии, улучшаются другие показатели процесса.
    2. Сбор, регистрация, обработка и выдача информационных данных, касающихся оборудования и процесса в целом. Информация собирается с датчиков системы контроллером и отображается в форме мнемосхемы.
    3. Распознавание и регистрация аварийных ситуаций и любых отклонений от процесса. При возникновении экстремальной ситуации система даёт сигнал оператору или производит устранение неполадок автоматически, чтобы предотвратить развитие аварии.
    4. Предоставление необходимой информации оператору в виде графических и числовых данных. Информационные данные можно вывести на экран монитора в виде таблиц, графиков, схем. При необходимости эти данные можно распечатать с помощью соответствующих устройств.
    5. Управление автоматически или с рабочего места оператора.
    6. Регистрация всех действий оператора и сохранение их в заархивированном виде в базах данных. Все данные имеют строгую хронологическую привязку, что позволяет при необходимости установить причину возникновения аварийной ситуации и сделать соответствующие выводы.
    7. Многоуровневая защита информации с помощью парольных систем. Доступ к данным такой автоматизированной системы обычно бывает строго ограничен и предоставляется только специально подготовленным сотрудникам с высшим техническим образованием. Кроме того, предоставляется доступ определённого уровня руководителю и действующим операторам. Для каждого сотрудника вводится индивидуальный пароль, который даёт ему полную ответственность за проведение технологического процесса. Руководитель получает доступ к информации в режиме просмотра.

    Читайте также: Для чего существует очно заочная форма обучения, это как то отличается от вечернего способа

    Основные принципы АСУ

    Впервые принципы действия автоматизированных систем управления, порядок их разработки и создания были сформулированы В.М. Глушковым.

    Функции АСУ - определение

    1. Принцип новых задач. Назначение АСУ – решение новых управленческих задач, а не механизация системы управления как таковая. Конкретный состав таких задач зависит от конкретного объекта, который подлежит управлению. Если речь идёт о системе автоматизированного управления целой отраслью промышленности, на первый план выходит задача согласования синхронизации работы всех задействованных звеньев, перспективы и планирование.
    2. Принцип системного подхода. Проектировка АСУ основывается на системном подходе как к анализу объекта, так и к процессам управления. В этом случае глубокому системному анализу подлежат не только технические вопросы, но и экономические, и организационные. Таким образом, внедрение АСУ предоставляет возможность оптимизировать экономические и производственные показатели.
    3. Принцип первого руководителя. Вся разработка и утверждение требований к системе, а также процесс внедрения её на практике относятся к сфере компетенции основного руководителя объекта – например, министра или директора предприятия.
    4. Принцип непрерывного развития. Математическое и программное обеспечение автоматизированной системы управления должно быть выстроено таким образом, чтобы при необходимости можно было легко внести изменения в системные процессы и критерии управления.
    5. Принцип единства информационной базы. На автоматических носителях постоянно происходит накопление и обновление информации, которая необходима как для решения отдельных узких задач, так и для проведения управленческого процесса в целом. При этом нецелесообразное дублирование каких-либо данных в системе исключается. Обработка информации должна производиться таким образом, чтобы любая вновь поступающая информация о каких-либо изменениях в кратчайшие сроки вводилась в базу данных и обрабатывалась оптимальным образом.
    6. Принцип комплексности задач и рабочих программ. Практически все технические и программные процессы взаимосвязаны между собой, поэтому не могут рассматриваться как отдельно существующие единицы. Попытка решать такие задачи по отдельности может привести к существенному снижению эффективности процесса в целом.
    7. Принцип типовой разработки. При разработке конкретной автоматизированной системы очень важно, чтобы она оказалась подходящей для максимального количества целей и была востребована многими заказчиками. Каждая система должна быть до определённых пределов типизирована, но при этом не приводить к усложнению решений для потребителя.

    Информационная база АСУ

    Информационной базой АСУ можно назвать всю совокупность информации, размещённой на машинных носителях и необходимых для нормального функционирования системы.

    Как правило, вся информационная база подразделяется условно на три сектора – генеральный, производный и оперативный.

    Как АСУ объединяют с другими системами

    1. Генеральный сектор объединяет в себе все данные, которые являются общими для всех поставленных задач. Размещение таких данных не ориентируется на выполнение какой-либо одной управленческой функции. Если объект достаточно крупный, генеральный сектор может содержать значительные объёмы и занимать много места на запоминающих устройствах, что не всегда удобно. Особенную сложность в этом случае может вызвать мультипрограммная обработка наряду с недостаточно мощными техническими средствами. В генеральном секторе обязательно должны отражаться все устойчивые изменения в работе системы.
    2. Производный сектор призван решить указанную выше задачу. Он отражает специфику конкретного объекта, особенности функций, которые выполняются в каждый конкретный отрезок времени и целый ряд других показателей системы. Любой производный сектор формируется из генерального сектора.
    3. Для обработки текущей информации и фиксации промежуточных результатов предусмотрен оперативный сектор. Здесь же можно обнаружить первичная вводная информация об обслуживаемом объекте. Эти данные могут поступать по каналам связи или содержаться на съёмных носителях. Далее данные могут переноситься в производный и генеральный секторы.

    Технические характеристики АСУ

    Под технической базой АСУ принято понимать все технические средства, которые применяют для сбора, накопления и обработки информации, а также для её отображения и передачи. Сюда же можно отнести и исполнительные узлы системы, которые воздействуют на объект управления.

    Основные технические элементы и оборудование АСУ – это электронно-вычислительная техника, которая обеспечивает накопление и обработку всех данных, циркулирующих внутри системы. Такая техника позволяет моделировать производственные процессы и строить предложения для управления.

    Схема АСУ - принципы работы

    Для построения и управления АСУ применяются два типа электронно-вычислительной техники — учётно-регулирующий и информационно-расчётный.

    Информационно-расчётное оборудование находится на высшей иерархической ступени в управленческой системе. Их задачей является решение всех вопросов, связанных с централизованным управлением объектом. Для таких механизмов характерно высокое быстродействие, наличие системы прерываний, переменная длина слова, слоговая обработка вводных данных.

    Нижний уровень системы управления, как правило, отдаётся учётно-регулирующим механизмам и оборудованию. Эти механизмы, как правило, размещаются непосредственно на участках или в производственных цехах. В их задачу входит сбор вводных данных от объектов управления и первичная обработка этой информации с последующей передачей её в информационно-расчётное отделение и получением плановой директивной информации. Кроме того, учётно-регулирующая часть оборудования занимается локальными расчётами и вырабатывает управляющие воздействия на объекты управления в случае возникновения отклонений от расчётных функций. Эта часть системы управления имеет хорошо развитую связь с большим количеством источников информации и устройств регулирования.

    Механические средства сбора и отображения информации

    Если системой предусмотрен сбор и обработка информации с участием человека, в неё включаются различные регистраторы, которые позволяют получать исходные данные непосредственно с рабочих мест. Сюда же относятся всевозможные температурные датчики, таймеры, измерители количества произведённых деталей и прочее подобное оборудование. Монтируются также автоматические фиксаторы отклонений в производственном процессе, которые регистрируют и передают в систему сведения об отсутствии материалов, инструментария, транспортных средств для отправки изготовленных продуктов, а также неправильности в работе станков. Подобная аппаратура устанавливается не только в производственных помещениях, но и на складах для хранения сырья и готовой продукции.

    К средствам отображения данных относятся все устройства, позволяющие вывести информацию в наиболее доступном для человека виде. Сюда относятся всевозможные мониторы, табло и экраны, печатающие устройства, терминалы, индикаторы и пр. Эти устройства связаны напрямую с центральным процессором вычислительной машины и могут выдавать информацию либо регламентировано, либо эпизодически – по запросу оператора или же в случае возникновения аварийной ситуации.

    В состав технической базы автоматизированных систем управления входят также разнообразные виды оргтехники, контрольно-измерительные и учётные приборы, которые обеспечивают нормальное функционирование основных технических узлов.

    Промышленное программирование, или Пара слов об АСУ ТП

    Есть такая профессия — производство автоматизировать. Аббревиатура АСУ ТП означает «автоматизированная система управления технологическим процессом» — это система, состоящая из персонала и совокупности оборудования с программным обеспечением, использующихся для автоматизации функций этого самого персонала по управлению промышленными объектами: электростанциями, котельными, насосными, водоочистными сооружениями, пищевыми, химическими, металлургическими заводами, нефтегазовыми объектами и т.д. и т.п.

    Фактически, каждый человек, живущий не в лесу и пользующийся благами цивилизации, использует результаты труда предприятий, на которых функционируют АСУ ТП.

    Иногда на эту тему проскакивают статьи и на хабре. Обычно они не пользуются особой популярностью, но всё же я хочу написать несколько обзорных статей об АСУ ТП в надежде рассказать хабравчанам что-то интересное (а возможно, кому-то даже полезное) и привлечь на хабр больше своих коллег.

    Сначала пара слов о себе. Я только начинаю свой жизненный путь в автоматизации, опыт работы без малого два года. За это время побывал на нескольких газовых месторождениях, сейчас работаю на нефтяном.

    Поскольку область обширная, несмотря ни на что развивающаяся, местами противоречивая и спорная, буду стараться обобщать не в ущерб достоверности, но не могу избежать перекоса в свою область — то оборудование, софт и сферу, с которыми лично я сталкивался.

    Итак, программно-технический комплекс АСУ ТП делится на три уровня: верхний (компьютеры), средний (контроллеры), нижний (полевое оборудование, датчики, исполнительные механизмы). Про нижний уровень рассказывать не буду — слишком уж это далеко от от тематики хабра, да и статья получится слишком большая.

    Верхний уровень

    Верхний уровень — это серверы и пользовательские ПК (у нас они называются АРМ — автоматизированное рабочее место). Сюда выводится состояние технологического процесса, и отсюда при необходимости оператором подаются команды на изменение его параметров. Для упрощения разработки создано большое количество SCADA-систем (от англ. supervisory control and data acquisition — диспетчерское управление и сбор данных). Это в некотором роде расширенный аналог IDE, в котором скомпилированная «программа» и выполняется.

    Системы SCADA

    image from wikipedia

    Вообще, если отбросить академизм, то на предприятии для всех кроме асушников скада выглядит вот так:

    image from The High Perfomance HMI Handbook

    А если совсем не повезёт, то вот так:

    Подразумеваются два режима функционирования: режим разработки и режим выполнения (runtime). Не обязательно эти режимы взаимоисключающи: можно редактировать проект на одном АРМе, инженерном, заливать его, он обновится на пользовательских. Это очень важно — изменять проект без простоев и отключений, потому что технологический процесс прерывать нельзя, и операторы всегда должны иметь возможность его контролировать. В скаде создаются графические интерфейсы, настраиваются источники данных с полевых устройств, она отвечает за взаимодействие пользователя (оператора, диспетчера, технолога) с происходящим на производстве, а также за архивирование всех нужных данных в БД.

    Архивирование — одна из обязательных функций, очень важно иметь возможность «вернуться назад во времени» для разбора полётов в случае чего-то непредвиденного либо для глобального анализа при медленных, длительных процессах. Например, недавно геологи попросили меня выгрузить табличкой данные по давлению нефти на скважинах за последний год.

    Периодически скада складывает все собранные данные в БД. Их потом можно посмотреть в виде графиков (называем их трендами), а при необходимости, если оговорено в ТЗ на АСУТП, реализуется выгрузка в виде отчётов в эксель или ещё как-нибудь. Архивация сделана по-разному: в MS SQL; MS Access; в ту же MS SQL, но по своему хитрому алгоритму с дополнительной архивацией; а у кого-то вообще в свою собственную бинарную БД.

    Особым пунктом в скадах идёт информирование оператора: текущие сообщения и аварийные. Они тоже обязательно архивируются. В общем виде сообщения делятся на текущие и важные (аварийные). Текущие прячут подальше, но журнал аварийных всегда выводится на экране оператора. К текстовым аварийным сообщениям привязываются звуковые, чтобы кто-нибудь не проспал ЧП :-)

    Рынок SCADA

    Самыми распространёнными, по-моему, считаются скады производства Invensys Wonderware, Iconics, Siemens, Indusoft, AdAstra, Emerson, Rockwell Automation.

    Я лично работал с виндовыми: Invensys Wonderware InTouch и более мощной System Platform, с Iconics Genesis32 — и с (пока ещё?) малоизвестной B&R APROL под SLES (формально, это не совсем скада, а покруче — из-под апрола программируются и сами контроллеры).

    По поисковым запросам, например, SCADA, HMI можно посмотреть примеры интерфейсов и мнемосхем.

    Внешний вид и юзабилити по приоритету, увы, находятся на последнем месте. Причём, это касается не только рантайма, но и разработки. Для разработки в каждой скаде существуют как минимум дефолтные библиотеки символов — от кнопок и прочих контролов до графических изображений насосов, труб, задвижек, ёмкостей. Здесь-то и могли бы умные разработчики SCADA-пакетов (не путать с нами, асушниками — разработчиками проектов в этих пакетах) добиться принципиального преимущества над конкурентами, сделав продуманные библиотеки, из которых бы даже самый далёкий от дизайна и юзабилити инженер при всём нежелании делал бы гуманные интерфейсы и мнемосхемы. К сожалению, сейчас эта сфера идёт по пути экстенсивного развития, по которому развивалась IT до недавнего времени — наращивание функционала, добавление плюшек, больше, выше, сильнее, harder, better, stronger, и о пользователях пока думают мало.

    Средний уровень

    Средний уровень — ПЛК, программируемые логические контроллеры. Здесь всё достаточно просто, чаще всего физически ПЛК состоят из отдельных модулей. Для программирования у каждого ПЛК есть своя среда разработки, иногда она объединена со средой для создания SCADA.

    Состав ПЛК
    • блок питания;
    • процессорный;
    • дискретных входов;
    • дискретных выходов;
    • аналоговых входов;
    • аналоговых выходов;
    • температурных входов;
    • интерфейсные/коммуникационные.

    Контроллер B&R серии X20

    Зачем нужен блок питания — понятно. БП сделан отдельным именно модулем, а не устройством, чтобы гарантировать совместимость с данной линейкой ПЛК. Чаще всего входное напряжение у БП 220 В переменного тока, выходное — 24 В постоянного тока.

    Процессорный модуль — это голова ПЛК. Внутри у него, само собой, ЦПУ, ОЗУ и ПЗУ, сервисный порт для прошивки и, возможно, коммуникационный порт (ethernet, RS232/422/485, Profibus, etc). Иногда коммуникационный порт используется и как сервисный. Иногда на модуле есть переключатель (у Allen Bradley ещё круче — там натуральный ключ с замочной скважиной) для перевода ПЛК в различные режимы работы. Отдельной кнопки включения/выключения нет, в лучшем случае — тот переключатель, иначе, если есть питание — ПЛК запускается, а выключается и перезагружается «по-варварски» отключением питания.

    image

    Контроллер Allen Bradley серии CompactLogix

    Дискретные и аналоговые модули обрабатывают соответствующие сигналы. Входные модули принимают эти сигналы с поля, выходные — формируют их.

    Дискретный сигнал — это обычно напряжение цепи 24 вольта. Есть 24 — это «1», нет — «0». Бывают модули на 220В, есть модули с проверкой целостности цепи. Дискретные сигналы, приходящие с поля, могут информировать, например, о состоянии насоса включен/выключен. Управляющие дискретные сигналы могут запускать либо останавливать этот насос. Оптимизация здесь не оправдана, поэтому на запуск будет отдельная цепь, на останов — отдельная.

    Модули I/O одного типа могут быть объединены: например, один модуль с 16 дискретными входами и 16 дискретными выходами.

    Аналоговые входные сигналы — это приходят показания с датчиков. Здесь чаще всего используется токовая петля 4-20 мА, в соотетствие которой ставятся пределы измерения датчика. Начинается от 4 мА для диагностирования обрыва цепи (если меньше 4 мА, значит где-то что-то не в порядке с проводкой).

    Рассмотрим на примере уровня жидкости в резервуаре. Стоит уровнемер, он измеряет уровень от 0 до 2 метров. Тогда: уровень 0 метров — это 4 мА, уровень 2 метра — это 20 мА. Промежуточные значения калибруются по ситуации, не всегда 1 метр соответствует 4+(20-4)/2=12 мА, может быть небольшая погрешность, уровень в 1 метр может быть какие-нибудь 12,7553 мА.

    Аналоговые выходные — то же, только на управление. Не встречал чтобы использовалось, т.к. всегда существуют наводки. В измерении это допустимая погрешность, в управлении — нет. Да и неудобно это. Вместо них используется цифровая передача данных по различным протоколам через коммуникационные модули.

    Температурные модули замеряют сопротивление в цепи либо термо-ЭДС. Если на них подключаются термометры сопротивления — при нагревании металла его сопротивление, по законам физики, повышается, соответственно определяется температура. Если подключается термопара (два спаянных проводника из разных металлов, при нагревании стыка возникает разность потенциалов между другими концами), замеряется напряжение.

    Интерфейсные (или коммуникационные) модули предоставляют нам порты под RJ45, DB9, DB15, просто клеммники или что ещё бог производителю на душу положит. Помимо реализации непосредственно интерфейса (физического разъёма под коннектор, физического уровня модели OSI) они также реализуют протокол обмена через этот разъём.

    Протоколы и интерфейсы

    Протоколов напридумывали и используют кучу: ModBus (RTU, TCP, ASCII), Profibus, Profinet, CAN, HART, DF1, DH485 и т.д. Некоторые особо хитрые производители реализуют свои протоколы поверх общепринятых.

    Я достаточно тесно знаком с интерфейсами RS232/485 и протоколами Modbus. RS232 это всем знакомый COM-порт, с тремя основными линиями: Tx (transmit, передача), Rx (recieve, получение) и GND (ground, земля). RS485 это асинхронный полудуплексный последовательный интерфейс по 2 проводам (совмещённые Tx/Rx+ и Tx/Rx-) или 4 проводам (отдельно Tx+, Tx-, Rx+, Rx-) с разностью потенциалов на каждой паре от 2 до 10 вольт.

    А модбас это в общем-то нехитрая штука, с проверкой целостности пакета по чексумме, подтверждением доставки и корректности запроса — или ответом, почему запрос неверен. В сети модбас есть два вида устройств: master — инициирует обмен; slave — выполняет запросы мастера. Пакет от мастера расходится ко всем слейвам, которые сравнивают адрес назначения со своим, если сходится, то смотрят следующие два байта — это команда работы с регистрами памяти — чтение/запись (за исключением нескольких редко используемых служебных команд), потом байты адреса и непосредственно данных, в конце чексумма. Достаточно подробно и понятно расписано на википедии.

    Программная начинка

    Первое, что нужно сказать, программа в ПЛК выполняется циклически с определённой частотой. Возможности зависят от контроллера, обычно это где-то 20, 50, 250 мс, 1, 2, 3, 4, 5 с. Естественно, это не гарантирует выполнение кода именно за такой промежуток времени, нельзя большие программы пихать в цикл 20 мс, к началу следующего цикла предыдущий должен быть завершён.

    Второе, это языки программирования. По идее программируются ПЛК на языках, определённых стандартом МЭК61131:

    1. IL (Instruction List) — низкоуровневый ассемблероподобный язык.
    2. LD (Ladder Diagram) — графический язык, представляет собой программную реализацию электрических схем на базе электромагнитных реле. Придумано в лохматые года для тех асушников, которые больше электрики, чем программисты.

      IL и LD легко конвертируются друг в друга, кажется, всеми средами программирования. Они не очень читабельны, и потому неудобны для разработки, но в ситуациях, когда внутренней памяти контролера немного, приходится писать на них.

    3. ST (Structured Text) — текстовый паскалеподобный язык. По-моему, из всех пяти самый удобный.
    4. FBD (Function Block Diagram) — своего рода графический язык, «блоксхемоподобный». Программа составляется из функциональных блоков, которые представляют собой подпрограммы, написанные на каком-либо из языков стандарта МЭК61131. У каждого ФБ есть входы и выходы, которые соединяются со входами и выходами других ФБ. Кому-то, возможно, удобнее делать так, чем писать всё на том же ST.
    5. SFC (Sequential Function Chart) — графический высокоуровневый язык. Создан на базе математического аппарата сетей Петри. Описывает последовательность состояний и условий переходов. Ни разу не встречал и не слышал, чтобы где-то использовался.

    Это «по идее». Но, например, Siemens придерживается своего наименования языков, а у B&R есть возможность писать на ANSI C.

    Самые используемые контроллеры, безоговорочно, у Siemens и Allen Bradley (последним, к слову, принадлежит Rockwell Automation со своей линейкой SCADA-пакетов RSView). За ними по пятам идут Schneider Electric; ОВЕН; General Electric; AutomationDirect; ICP DAS; Advantech; Mitsubishi Electric; B&R.

    Заключение

    Пост не претендует на полное справочное описание всего — очень уж разное оборудование, софт и подходы к ним в целом. Самым формально безошибочным рассказом об АСУТП было бы перечисление соответствующих ФЗ, ГОСТов, техстандартов и регламентов. Все возможные расхождения с этими документами считать опечатками ;-) С радостью принимаются комментарии, поправки и, если интересно, пожелания для следующих статей.

    Автоматизированные системы управления

    Гост

    ГОСТ

    Понятие автоматизированной системы управления

    Автоматизированная система управления (АСУ) – сочетание комплекса программно-аппаратных средств и персонала, которые предназначены для управления различными процессами в масштабе технологического процесса, производства, предприятия.

    АСУ применяют в энергетике, различных отраслях промышленности, транспорта и т.п. Автоматизированная система отличается от автоматической сохранением функций (например, не поддающихся автоматизации), которые должен выполнять человек (оператор).

    В СССР первые АСУ были разработаны доктором экономических наук, профессором, член-корреспондентом НАН Белоруссии Н.И. Ведутой. В 1962–1967 годах он был руководителем внедрения первых в стране АСУ производством на машиностроительных предприятиях.

    Первостепенной задачей АСУ является повышение эффективности управления объектом через рост производительности труда и совершенствование методов планирования процесса управления.

    Цели автоматизации управления

    Система управления может рассматриваться как совокупность взаимосвязанных управленческих процессов и объектов. В самом общем виде автоматизация управления выполняется для повышения эффективности использования потенциальных возможностей объекта управления. Выделяют ряд целей автоматизации управления:

    1. Предоставление лицу, которое принимает решение, существенных данных для принятия решений.
    2. Увеличение скорости выполнения отдельных операций по сбору и обработке данных.
    3. Уменьшение числа решений, которые должно принимать лицо, принимающее решение.
    4. Рост уровня контроля и исполнительской дисциплины.
    5. Рост оперативности управления.
    6. Снижение затрат лица, принимающего решение на выполнение вспомогательных процессов.
    7. Увеличение степени обоснованности решений, которые принимаются.

    Состав АСУ

    Готовые работы на аналогичную тему

    • информационного обеспечения;
    • программного обеспечения;
    • технического обеспечения;
    • организационного обеспечения;
    • метрологического обеспечения;
    • правового обеспечения;
    • лингвистического обеспечения.

    Основные классификационные признаки

    АСУ могут быть классифицированы по:

    • сфере функционирования объекта управления (например, промышленность, сельское хозяйство, строительство, транспорт, непромышленная сфера и т.д.)
    • виду процесса, которым управляют (экономический, технологический, организационный и т.д.);
    • уровню в системе государственного управления (отрасль (министерство), все виды объединений, предприятие (организация), производство, цех, участок, технологический агрегат).

    Функции АСУ

    Функции АСУ устанавливаются в техническом задании создания определенной АСУ опираясь на анализ целей управления, конкретные ресурсы для их достижения, ожидаемый эффект от автоматизации и в соответствии со стандартами, которые распространяются на данный вид АСУ. Функции АСУ состоят в:

    • планировании и (или) прогнозировании;
    • учете, контроле, анализе;
    • координации и (или) регулировании.

    Необходимый набор действий выбирается в зависимости от вида создаваемой АСУ. Функции АСУ могут объединяться в подсистемы по различным признакам.

    Функции при формировании управляющих действий:

    • вычислительные функции (обработка информации) – функции осуществления учета, контроля, хранения, поиска, отображения, тиражирования, преобразования формы информации;
    • функции обмена (передачи) информацией – доведение выработанных управляющих воздействий до объекта управления и обменом информацией с лицом, принимающим решение;
    • функции принятия решения – функции создания новой информации в ходе анализа, прогнозирования или оперативного управления объектом.

    Виды АСУ

    • АСУ технологическими процессами (АСУ ТП) – предназначена для решения задач оперативного управления и контроля техническими объектами в промышленности, энергетике, на транспорте.
    • Автоматизация умственного труда – предназначена для облегчения умственного труда человека с помощью вычислительной техники.
    • АСУ производством (АСУ П) – предназначена для решения задач организации производства, в том числе основных производственных процессов, входящей и исходящей логистики. Выполняет краткосрочное планирование выпуска с учетом мощностей производства, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса.
    • функциональные АСУ (например, проектирование плановых расчётов, материально-технического снабжения и т.д.).

    Получи деньги за свои студенческие работы

    Курсовые, рефераты или другие работы

    Автор этой статьи Дата написания статьи: 02 06 2017

    Алексей Олегович Денега

    Эксперт по предмету «Информационные технологии»

    Автор24 – это сообщество учителей и преподавателей, к которым можно обратиться за помощью с выполнением учебных работ.

    Автоматизированная система управления: сфера применения и принципы работы

    Рабочее место непонятно кого

    Ускорение производственных процессов порождает ускорение управления ими. Автоматизированная система – это передовая технология управления, что позволяет свести потери к минимуму.

    Автоматические и автоматизированные системы управления имеют простую схему работы: с помощью управления происходит сбор информации, обработка и вывод в виде специального указания. Она заменяет человеческий труд, хотя необходим персонал для управления и обслуживания аппаратов.

    Стоит ли автоматизировать работу?

    Плата электронная

    Автоматические и автоматизированные системы управления различаются вовлечением человека в работу. В первом случае весь функционал полностью работает без человеческого вмешательства. Во втором – обслуживающий персонал взаимодействует с помощью специального управления.

    ГорИнКом занимается проектированием, поставкой и изготовлением автоматических и автоматизированных систем управления. Существует несколько мнений насчет автоматических и автоматизированных систем управления.

    Некоторые люди имеют негативное мнение о модернизации производства. Они считают, что нужно повышать эффективность труда. Ведь в первом случае появляется безработица, падает покупательская способность и теряются средства к существованию. Но рабочий день остается неизменным при увеличении ответственности.

    В ответ на критику об автоматических и автоматизированных систем управления имеется ряд специальной аргументации, об охране окружающей среды и реализации принципов Устойчивого Развития от проекта «Венера».

    Автоматические и автоматизированные системы управления обрабатывают гигабайты специальной информации. Это важно для крупных компаний, которые имеют широкую географическую расположенность.

    Они управляют как внутренними ресурсами организации, так и внешними. Единое пространство между всеми подразделениями компании создает условия для рационального распределения ресурсов.

    Использование автоматизированных систем управления наглядно видно при покупке проездных билетов. База обрабатывает запрос и выдает результат о количестве свободных мест на определенную дату.

    Цели и виды автоматизации процессов

    Цели автоматических и автоматизированных систем управления направлены на решение следующих проблем:

    • предоставление данных тому, кто принимает решение;
    • ускорение работы;
    • уменьшение решений, которые необходимо принимать человеку;
    • улучшение дисциплины и качества проверки;
    • повышение оперативности работы;
    • уменьшение издержек;
    • улучшение качества принимаемых решений.

    Цикл работы непрерывный или периодический. Качество управления оценивают благодаря трем показателям:

    • выбор эффективного решения;
    • своевременность;
    • возможность его реализации.

    Существует несколько видов управления.

    Чаще всего используются следующие:

    • автоматизированная система управления производством, которая решает проблемы управления и контроля процессами в разных сферах;
    • автоматизированная система управления технологическим процессом, что решает задачи производства, включая логистику;
    • автоматизированные системы управления дорожным движением управляют потоками машин и пешеходах на дорогах и магистралях.

    Работа с автоматизированной системой управления имеет дополнительные преимущества: расчет себестоимости, остатка и оборотов, планирование состояние склада, интеграция с оборудованием.

    Система имеет три составляющих:

    • программный интерфейс, с помощью которого работник вводит данные, управляет системой и получает отчеты;
    • сервер базы данных, где хранится и обрабатывается информация;
    • программы обработки, что передают пользователю данные с помощью интерфейса и презентаций.

    Классификация

    В промышленном производстве выделяют следующие классы автоматических и автоматизированных систем управления.

    • Децентрализованная. Необходима в структурах, где автоматизируются независимые объекты.
    • Централизованная. Подходит для единого органа управления. Среди ее достоинств – это взаимодействие информации, вероятность изменить вводные данные, большая эксплуатационная эффективность. К недостаткам относят высокая потребность безопасности и продуктивности, большая протяженность каналов связи при рассредоточении объектов.
    • Центральная рассредоточенная. Она сохраняет способность централизованного управления. Ее преимущества – это уменьшение запросов к проверке и менеджменту без снижения качества. Минусы системы управления: сложные информационных процессов, избыточность техники и сложность синхронизации.
    • Иерархическая структура. Применяется для холдингов, где автоматические и автоматизированные системы управления не могут работать на одном уровне. По мере увеличения количества информации создается иерархия задач.

    Автоматические и автоматизированные системы управления подчиняются единому стандарту. Любой сотрудник, имеющий полномочия, может работать с базой. С помощью автоматических и автоматизированных систем управления контролируют уровень работы персонала и другие показатели.

    Особенности работы АСУ

    Автоматизированная система управления производством обеспечивает реализацию всех процессов на каждом этапе работы предприятия с минимальным участием человека. Составной частью автоматизированных систем управления производством есть управление процессами, складом, освещением и т.д.

    Управление складом

    учет на складе

    Оптовым организациям незаменима автоматизированная система управления складом. Она ведет учет таких операций:

    • прием и отгрузка продукции;
    • перемещение;
    • инвентаризация;
    • списание;
    • оприходование.

    Автоматизированная система управления складом обеспечивает рациональное движение техники по территории склада. Схема работы состоит из нескольких этапов:

    1. описание физических характеристик склада, техники и габариты оборудования;
    2. выделение зон на территории склада;
    3. маркировка поступающих грузов с помощью штрих-кодов;
    4. оснащение работников склада и погрузочной техники персональными ПК для ввода-вывода данных;
    5. расчет введенных данных;
    6. вывод на экран места для расположения товара на складе в виде презентаций.

    С помощью услуг ООО ГОРИНКОМ автоматизировать систему управления складом можно в любом городе РФ.

    Управление освещением

    Телеуправление технологическими объектами городского освещения невозможно без автоматизированной системы управления наружным освещением.

    Благодаря ей обеспечивается экономический эффект, который можно проследить по таким показаниям:

    • соблюдение графика работы;
    • обратная связь о включении требуемого режима;
    • дистанционный контроль;
    • установка графика работы по районам;
    • учет энергии.

    Управление движением на дорогах

    Автоматизированные системы управления дорожным движением созданы для безопасного передвижения на дорогах. Основная задача – это координированное управление дорожным движением.

    С его помощью уменьшается время нахождения машины в пути, влияние на экологию и повышается уровень безопасности.

    Принцип работы автоматических и автоматизированных систем управления состоит в том, чтобы координировать работу светофоров. Автомобиль движется по графику и во время прибытия к очередному светофору, на нем включается зеленый свет. Благодаря четко построенному маршруту уменьшается время пребывания машины в дороге.

    управление скоростью

    В состав автоматизированных систем управления дорожным движением входят центральный пункт управления, каналы связи и периферийные объекты. Центральный управленческий пункт координирует работу, каналы связи передают информацию между остальными составляющими, а периферия собирает информацию и выполняет указания.

    Основные преимущества автоматизированных систем управления дорожным движением:

    • экономическая эффективность в республиканских масштабах;
    • информативность для участников дорожного движения;
    • надежность, которая заключается в том, что каждый модуль автоматических и автоматизированных систем управления может работать автономно;
    • простота эксплуатации, что определяется в безостановочной работе – «режим 24/7» и минимальных знаниях для обслуживании;
    • безопасность, которая прослеживается в том, что каждый пользователь имеет право вводить только те данные, на которые у него есть полномочия.

    С помощью автоматизированных систем управления, созданных ГОРИНКОМ достигли таких результатов:

    • оптимизация передвижения транспортного средства по маршруту;
    • сокращение транспортных задержек;
    • повышение скорости движения;
    • улучшение экологического состояния города за счет уменьшения остановок автомобиля.

    Автоматизированной системой управления пользуются и государственных структурах, и в учебном процессе. Область их применения широка. ГОРИНКОМ имеет несколько презентаций по работе.

    Классификация автоматических и автоматизированных систем управления осуществляется по нескольким принципам:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: