Самарский государственный технический университет
Автоматизация – одно из направлений научно-технического прогресса, применение саморегулирующих технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, или существенно уменьшающих степень этого участия.
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.
Модель любой целесообразной деятельности можно представить как систему, состоящую из объекта (познания, управления, трансформации и т.п.) и некоторой воздействующей на него системы — системы управления (СУ). Система управления может быть полностью автоматической (т.е. взаимодействовать с объектом без участия человека; например, банкомат), неавтоматизированной (т.е. не имеющей в составе компьютер; например, бригада рабочих, роющих траншею), автоматизированной (т.е. содержащей как людей, так и компьютеры; например, автоматизированная система налогообложения).
автоматизированные системы управления
состав и структура асу тп
централизованные асу тп
архитектура асу тп
1. Методы рациональной автоматизации производства / Э. Л. Ицкович.- М.: Инфра-Инженерия, 2009; — 443 с.
2. ГОСТ 24.104-85. Автоматизированные системы. Общие требования.
4. Нестеров А.Л. Проектирование АСУТП. Методическое пособие. Книга 1. – СПб.: Издательство ДЕАН, 2006. – 552 с.
5. ГОСТ 34.601-90 Автоматизированные системы. Стадии создания.
6. Ермоленко А.Д. Автоматизация процессов нефтепереработки – СПб.: Издательство ПРОФЕССИЯ. 2015. — 15 с.
7. Справочник проектировщика АСУ ТП Под ред. Г.Л. Смилянского. — М.: Машиностроение, 1983. — 527 с.
АСУТП — это система, которая на базе высокоэффективной вычислительной и управляющей техники обеспечивает автоматизированное (автоматическое) управление технологическим комплексом с использованием централизованно обработанной информации по заданным технологическим и технико-экономическим критериям, определяющим качественные и количественные результаты выработки продукта, и подготавливает информацию для решения организационно-экономических задач.
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.
Рисунок 1 — Структура централизованной АСУ ТП
Информация об объекте управления поступает в виде сигналов с многочисленных датчиков. Это датчики температуры, уровня, перемещения, давления и других физических величин. Поскольку сигналы с датчиков имеют низкий уровень, эти сигналы усиливаются и приводятся к одному диапазону. Эту задачу выполняют усилители-нормализаторы.
В течение работы системы происходит многократный опрос датчиков системы, т.е. информация постоянно обновляется. Преобразованные в цифровой код значения параметров поступают в ЭВМ и запоминаются в памяти.
В ЭВМ осуществляется обработка данных и вычисление сигналов для исполнительных механизмов.
Для устройств, работающих в режиме логико-командного управления (ЛКУ), вычисляются значения логических функций, определяющих значение выходного сигнала для исполнительного устройства (вкл/выкл).
Для устройств системы аналогового регулирования вычисляется сигнал, пропорциональный режиму работы данного устройства (например частота вращения двигателя). Эти сигналы преобразуются в электрический вид с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). Обычно такой преобразователь многоканальный.
Сигналы с ЦАП поступают на исполнительные механизмы. Такой порядок работы АСУ ТП характерен и для современных систем.
В современных системах вместо центрального пульта используется монитор ЭВМ.
Основным недостатком централизованной структуры была низкая надежность. Любой сбой или отказ в ЭВМ приводил к неработоспособности всего технологического объекта.
SCADA-система TRACE MODE
TRACE MODE 5.04 – это российский SCADA-продукт, разработанный фирмой AdAstra Ltd. С его помощью можно не только разрабатывать распределенные АРМ операторов технологического процесса, но и запрограммировать контроллеры, а также связать АСУТП с корпоративной информационной системой предприятия и глобальной сетью Internet.
TRACE MODE основана на DCOM – базовой 32-разрядной технологии корпорации Microsoft, положенной в основу всех ее современных продуктов, начиная от Windows NT и заканчивая Office2000.
Система разработки TRACE MODE содержит ряд новых технологий проектирования АСУТП, отличающих ее от других SCADA-систем. Среди них следующие:
Традиционно SCADA-системы понимались как инструмент разработки программного обеспечения для рабочих мест диспетчеров, т.е. для верхнего уровня АСУТП.
Программирование промышленных контроллеров или интеллектуальных датчиков производилось иными программными средствами или специальными программаторами, поставляемыми с оборудованием. После появления и массового распространения IBM PC-совместимых контроллеров появилась возможность унифицировать программное обеспечение для операторских станций и промышленных контроллеров.
В распределенных SCADA-системах разработка проекта привязана к одной операторской станции. Поэтому при разработке сетевых комплексов сначала создаются базы данных реального времени для отдельных ПК, и лишь потом они объединяются в сеть.
Однако современные промышленные АСУ «живут» и развиваются десятки лет, имеют тенденцию к интеграции как между собой, так и с АСУ финансово-хозяйственных служб. За это время меняется технология, добавляются и заменяются датчики, АРМ, модифицируется программное обеспечение АСУ. Поддерживать и развивать системы, состоящие их многих обособленных ПК и контроллеров, каждый из которых ничего не «знает» о других, и трудно, и дорого. Чтобы этого избежать, можно использовать архитектуру клиент-сервер, но сосредоточение базы данных реального времени на сервере снижает надежность системы.
В TRACE MODE 5 распределенная АСУ, включающая и ПК и контроллеры, рассматривается как один проект. Поэтому каждый узел (ПК или контроллер) имеет информацию об остальных узлах системы и в случае его модификации автоматически обновляет соответствующие базы на других узлах. При этом АСУ можно создавать как в архитектуре клиент-сервер, так и распределенную – технология разработки АСУТП как единого проекта будет одинаково эффективна.
Технология автопостроения является революционным шагом в разработке систем реального времени, так как снимает огромную часть рутинной работы по «набивке» и конфигурированию баз параметров. Благодаря автопостроению разработка АСУТП сводится к следующим несложным процедурам:
ТРЕЙС МОУД позволяет создавать многоуровневые, иерархически организованные, резервированные АСУТП. Рассмотрим трехуровневую систему, включающую уровень контроллеров, диспетчерский уровень и административный уровень.
АСУТП уровня контроллеров создается на основе Микро-монитора реального времени (Микро-МРВ). Эта программа размещается в РС-контроллере и осуществляет сбор данных с объекта, программно-логическое управление технологическими процессами и регулирование параметров по различным законам, а также ведение локальных архивов. Программа ведет постоянный контроль работоспособности УСО, сетевых линий, и в случае их выхода из строя автоматически переходит на резервные средства. При помощи Микро-МРВ можно создавать дублированные или троированные системы с горячим резервом.
Основу диспетчерского уровня управления составляют Мониторы реального времени (МРВ). МРВ ТРЕЙС МОУД – это сервер реального времени, осуществляющий прием данных с контроллеров, управление технологическим процессом, перераспределение данных по локальной сети, визуализацию информации, расчет ТЭП и статистических функций, ведение архивов.
ТРЕЙС МОУД – одна из немногих на российском рынке SCADA-систем для операционных систем общего назначения, обладающих системой единого сетевого времени (кроме нее еще Citect). Все процессы в сетевых комплексах ТРЕЙС МОУД автоматически синхронизируются, что позволяет однозначно привязывать технологические события к временной шкале, каким бы из 256 сетевых ПК они не были зафиксированы.
SCADA-система SIMATIC WinCC
SCADA-система WinCC разработана компанией Siemens.
В настоящее время этот программный продукт занимает первое место в Европе среди SCADA-систем и третье место в мире. В 1999 году появилась пятая версия этой системы. Она базируется на операционных системах Windows 95/98/NT, является открытой и масштабируемой.
Открытость WinCC поддерживается на всех уровнях работы системы за счет использования открытых интерфейсов и доступности внутренних структур.
Обмен данными с другими приложениями осуществляется при помощи механизмов DDE, OLE, ODBC/SQL, с контроллерами – при помощи ОРС. При отсутствии в WinCC нужного драйвера для выбранного ПЛК разработчик может создать свой драйвер, используя Channel Development Kit (CDK).
WinCC предлагает максимум возможностей разработчику для написания своих дополнений. Разработчик получает доступ к внутренним структурам, процедурам и функциям компонентов системы. Описание этих функций поставляется специально отдельной опцией Open Development Kit (ODK).
В WinCC реализована возможность просмотра состояния объекта через Internet с помощью WinCC Web Navigator Server.
Система WinCC может использоваться как в однопользовательском варианте, так и в клиент-серверном. К WinCC-серверу, принимающему данные с ПЛК, может быть подключено до 16 WinCC-клиентов. В WinCC 5.0 поддерживается до 6 серверов.
Использование новаторских программных технологий WinCC основывается на новейших разработках и методах в области программного обеспечения. Тесное сотрудничество с Microsoft гарантирует, что пользователь спокойно может ожидать нововведений и в будущем.
Уже базовая система WinCC предоставляет все компоненты и функции, которые необходимы для решения также и сложных задач визуализации. Редакторы для создания изображений, сценариев, аварийных сообщений, графиков, отчетов являются фиксированной составной частью системы WinCC.
Простое проектирование, поддерживаемое модулями оперативной помощи также и в режиме online В среде WYSIWYG в распоряжении проектировщика наряду с простыми диалогами, ассистентами (мастерами) имеются также обширные библиотеки. Программное обеспечение WinCC полностью рассчитано на многоязычное использование. Например, можно выбирать между немецким, английским и французским языком или же между различными азиатскими языками. Возможность использования по всему миру благодаря переключению языков в режиме online Для переключения языков в режиме online могут храниться тексты на любых языках, так как WinCC спроектирован для эксплуатации в странах с различными языками.
WinCC – это открытая система визуализации процессов, которая находит применение почти во всех отраслях. WinCC состоит из модулей, может гибко расширяться и делает возможными как простые однопользовательские применения в машиностроении, так и сложные многопользовательские решения и даже распределенные системы с несколькими серверами и мультиклиентами в сложных промышленных системах.
С помощью WinCC имеется возможность проектировать визуализацию нейтрально не только по отношению к технологии, но и по отношению к отрасли, т.е. объединить в одной системе автоматизацию производства и процессов. WinCC доказывает это, ссылаясь на свои применения в следующих отраслях:
· резиновая и каучуковая промышленность
· производство продуктов питания, молочная промышленность
· производство и переработка бумаги
· производство энергии
· очистка сточных вод
· химическая и фармацевтическая промышленность
· производство стали
· машиностроение и производство комплектного промышленного оборудования
АСУ состоит из основы и функциональной части. Основу АСУ составляют информационная база, техническая база, математическое обеспечение, организационно-экономическая база. Основа — общая часть для всех задач, решаемых АСУ. В составе большинства АСУ принято выделять функциональную и обеспечивающую части.
Рисунок 2 – Подсистемы АСУ
Информационная база АСУ
Техническая база АСУ
Аппаратура передачи данных осуществляет обмен информацией между различными элементами АСУ (между регистраторами производства и ЭВМ, между координационно-управляющим центром и цеховыми ЭВМ и т.д.), а также между АСУ и смежными управления уровнями (например, между АСУП и ОАСУ, между территориальными вычислительными центрами).
Математическое обеспечение АСУ
Математическое обеспечение АСУ — комплекс программ регулярного применения, управляющих работой технических средств и функционированием информационные базы и обеспечивающих взаимодействие человека с техническими средствами АСУ. Математическое обеспечение условно можно подразделить на систему программирования, операционную систему, общесистемный комплекс и пакеты типовых модулей.
Пакеты типовых прикладных модулей (стандартных подпрограмм) могут использоваться в различных комбинациях при решении той пли иной функциональной задачи. Типовыми, например, являются прикладные модули сортировки данных, статистической обработки информации, обработки сетевых графиков планирования и управления, моделирования реальных процессов и др. К математическому обеспечению АСУ часто относят также программы функционального анализа системы, обеспечивающие удобство эксплуатации и совершенствования системы.
Функциональная часть АСУ
В производственных АСУ ТП системы обычно строятся по трехуровневому принципу.
Нижний уровень (полевой уровень, field) АСУ ТП представляет собой различные датчики (сенсоры) и исполнительные механизмы.
На нижнем уровне система решает следующие основные задачи:
На верхнем уровне система решает другие задачи:
Рисунок 3 – Типовая структура современной промышленной АСУ ТП
Таким образом, внедрение АСУ не следует рассматривать как законченную работу по автоматизации управления. Система должна обладать свойствами адаптивности, т.е. способностью приспосабливаться к изменению внешних условий и соответственно к решению новых задач. Без этого функционирование АСУ не может быть максимально эффективным.
При разработке видов обеспечения АСУ следует учитывать также их взаимосвязь и направленность на достижение конечной цели разрабатываемой системы, а также способность практической реализации на единых технических средствах.
Библиографическая ссылка
Линьков В.А. ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ АСУ ТП. СОСТАВ И СТРУКТУРА АСУ ТП // Международный студенческий научный вестник. – 2019. – № 6.
;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=19847 (дата обращения: 14.07.2023).
Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)
Типовая структура АСУ;
Структура информационной модели объекта управления.
Модель существующей системы управления является основой разработки АСУ, а в случае, когда объект управления– предприятие (в том числе автотранспортное), можно говорить об АСУ предприятием(АСУП). Процесс разработки модели системы управления сводится к изучению и описанию процесса функционирования рассматриваемого предприятия. Получение необходимых сведений и построение модели системы управления осуществляются в результате диагностического анализа функционирования служб предприятия и детального изучения существующей системы обработки данных.
Диагностический анализ– это комплекс исследований, проводимых с целью выявления общих тенденций развития производства и управления, изучения и анализа характеристик типовых задач и модулей, разработки требований и мероприятий по улучшению системы управления предприятием. Основной целью детального анализа этой системы является: изучение существующих алгоритмов принятия решений, системы обработки данных и документооборота. Основными источниками сведений о существующей системе служат нормативно-правовые и другие первичные документы, беседы и опросы специалистов действующей системы.
Основные этапы процесса изучения и анализа существующей системы управления следующие:
Первый этап – изучение структуры, целей и ограничений в существующей системе управления(описание подразделений, структурная схема организации, таблица функций исполнителей, характеристика задач организации, структурная схема каждого подразделения, описание функций подразделения, информационных потоков внутри и между подразделениями, обобщенная структурно-информационная временная схема.
Второй этап – изучение и анализ информационных потоков и алгоритмов переработки данных в существующей системе управления: характеристика документов, описание документов, характеристики массивов и процедур(задач), описание процедур(задач) и схема их детального анализа.
Автоматизация процессов изучения и анализа существующей системы управления предприятием обусловливает необходимость применения формальных моделей процессов обработки данных. В настоящее время наиболее широко используются матричные и графовые модели. В конечном счете, состав и структура ИС обусловливаются:
• параметрами производственного процесса;
• организационной структурой управления предприятием;
• оснащенностью средствами ВТ.
В составе большинства АСУ(а для АСУП это обязательно) принято выделять функциональную и обеспечивающую части (рис. 3).
Функциональная часть подразделяется на подсистемы, выполняющие основные функции управления объектом автоматизации (например предприятия). Необходимость выделения функциональных подсистем определяется сложностью управления современными производственными системами.
Обеспечивающая часть представляет собой комплекс методов, объединенных в соответствии с их спецификой и обеспечивающих решение задач во всех функциональных подсистемах АСУ.
Программное обеспечение – совокупность системных и прикладных программ, реализующих нормальное функционирование АСУ.
Информационное обеспечение – совокупность системно-ориентированных данных, описывающих принятый в системе словарь базовых описаний(классификаторы, типовые модели, элементы автоматизации и т.д.), и актуализируемых данных о состоянии информационной модели объекта автоматизации(объекта управления) на всех этапах его жизненного цикла.
Техническое обеспечение – совокупность средств реализации управляющих воздействий, средств получения, ввода, отображения, использования и передачи данных.
Математическое обеспечение – совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации, используемых при функционировании системы.
Лингвистическое обеспечение – совокупность языковых средств для формализации естественного языка, построения и сочетания информационных единиц, используемых в АС при функционировании системы для общения с КСА.
Организационное и методическое обеспечение – совокупность документов, определяющих организационную структуру объекта и системы автоматизации, необходимые для выполнения конкретных автоматизируемых функций, деятельность в условиях функционирования системы, а также формы представления результатов деятельности.
Правовое обеспечение – совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании АС и юридический статус результатов ее функционирования.
Эргономическое обеспечение – совокупность взаимосвязанных требований, направленных на согласование технических характеристик КСА, параметров рабочей среды на рабочем месте с психологическими, психофизиологическими, антропометрическими, физиологическими характеристиками и возможностями человека-оператора.
Внутреннее строение АСУ характеризуют при помощи структур, описывающих устойчивые связи между их элементами. При этом используют следующие виды структур, отличающиеся типами элементов и связей между ними:
• функциональные (элементы– функции, задачи, процедуры; связи–информационные);
• технические(элементы– устройства, компоненты и комплексы; связи– линии и каналы связи);
• организационные(элементы– коллективы людей и отдельные исполнители; связи– информационные, соподчинения и взаимодействия);
• документальные(элементы– неделимые составные части и документы АС; связи– взаимодействия);
• алгоритмические(элементы– алгоритмы; связи– информационные);
• программные(элементы– программные модули и изделия; связи–управляющие);
• информационные(элементы– формы существования и представления информации в системе; связи– операции преобразования информации в системе).
Изучение и математический анализ АСУ существенно облегчаются, если ее предварительно мысленно расчленить на типовые элементы, выявить физические взаимосвязи между ними и отобразить эти взаимосвязи схематично в какой-либо условной форме.
АСУ может быть разделена на части по различным признакам: назначению частей, алгоритмам преобразования информации, конструктивной обособленности. Соответственно различают следующие структуры и структурные схемы АСУ:
При этом понимается, что:
· структура – совокупность связанных между собой частей чего-либо целого;
· структурная схема – графическое изображение структуры.
В теории автоматического управления чаще всего имеют дело с функциональной и алгоритмической структурами (схемами). Поэтому рассмотрим их более подробно. Функциональные и алгоритмические схемы состоят из условных изображений элементов и звеньев (обычно в виде прямоугольников) и различных связей, изображаемых в виде линий со стрелками, показывающих направление передачи воздействий. Каждая линия соответствует обычно одному сигналу или одному воздействию. Около каждой линии указывают физическую величину, характеризующую данное воздействие. Обычно вначале составляют функциональную схему АСУ, а затем – алгоритмическую.
Функциональная структура (схема) – структура (схема), отражающая функции (целевые назначения) отдельных частей АСУ. Такими функциями могут быть:
· получение информации о состоянии объекта управления;
· преобразование сигналов;
· сравнение сигналов и т.п.
В качестве частей функциональной структуры (схемы) АСУ рассматриваются функциональные устройства. Названия устройств указывают на выполнение определенной функции. Например:
· блок сравнения;
· управляющий блок;
· исполнительное устройство и т.п.
Алгоритмическая структура (схема) – структура (схема), представляющая собой совокупность взаимосвязанных алгоритмических звеньев и характеризующая алгоритмы преобразования информации в АСУ.
При этом, алгоритмическое звено — часть алгоритмической структуры АСУ, соответствующая определенному математическому или логическому алгоритму преобразования сигнала. Если алгоритмическое звено выполняет одну простейшую математическую или логическую операцию, то его называют элементарным алгоритмическим звеном.
Различают следующие виды алгоритмических звеньев:
Статическое звено – звено, преобразующее входной сигнал в выходной мгновенно (без инерции). Связь между входным и выходным сигналами статического звена описывается обычно алгебраической функцией.
Динамическое звено – звено, преобразующее входной сигнал в выходной в соответствии с операциями интегрирования и дифференцирования во времени. Связь между входным и выходным сигналами динамического звена описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями.
К классу динамических звеньев относятся элементы АСУ, обладающие способностью накапливать какой-либо вид энергии или вещества.
Арифметическое звено – звено, осуществляющее одну из арифметических операций: суммирование, вычитание, умножение, деление. Наиболее часто встречающееся в автоматике арифметическое звено – звено, выполняющее алгебраическое суммирование сигналов, называют сумматором.
Логическое звено – звено, выполняющее какую-либо логическую операцию: логическое умножение («И»), логическое сложение («ИЛИ»), логическое отрицание («НЕ») и т.д. Входной и выходной сигналы логического звена являются обычно дискретными и рассматриваются как логические переменные.
Конструктивная структура (схема) – структура (схема), отражающая конкретное схемное, конструктивное и прочее исполнение АСУ. К конструктивным схемам относятся: кинематические схемы устройств, принципиальные и монтажные схемы электрические соединений и т. д. Так как ТАУ имеет дело с математическими моделями АСУ, поэтому конструктивные схемы интересуют в значительно меньшей степени чем функциональные и алгоритмические.
Классификация АСУ может быть осуществлена по различным принципам и признакам, характеризующим назначение и конструкцию систем, вид применяемой энергии, используемые алгоритмы управления и функционирования и т.д.
Рассмотрим классификацию АСУ по наиболее важным для теории управления признакам, которые характеризуют алгоритм функционирования и алгоритм управления АСУ.
В зависимости от характера изменения задающего воздействия во времени АСУ разделяют на три класса:
Стабилизирующая АСУ – система, алгоритм функционирования которой содержит предписание поддерживать значение управляемой величины постоянным:
x(t) ≈ const.
Знак ≈ означает, что управляемая величина поддерживается на заданном уровне с некоторой ошибкой.
Стабилизирующие АСУ самые распространенные в промышленной автоматике. Их применяют для стабилизации различных физических величин, характеризующих состояние технологических объектов.
Программная АСУ – система, алгоритм функционирования которой содержит предписание изменять управляемую величину в соответствии с заранее заданной функцией времени fп(t):
x(t) ≈ fп(t).
Следящая АСУ –система, алгоритм функционирования которой содержит предписание изменять управляемую величину в соответствии с заранее неизвестной функцией времени fс(t):
x(t) ≈ fс(t).
Примером следящей АСУ является система управления активной мощностью нагрузки синхронного генератора на электрической станции в течение суток. Управляемой величиной в системе служит активная мощность нагрузки Р генератора. Закон изменения задания активной мощности Рз (задающего воздействия) определяется, например, диспетчером энергосистемы и имеет неопределенный характер в течение суток.
В стабилизирующих, программных и следящих АСУ цель управления заключается в обеспечении равенства или близости управляемой величины x(t) к ее заданному значению xз(t). Такое управление, осуществляемое с целью поддержания x(t) ≈ xз(t), называется регулированием.
Управляющее устройство, осуществляющее регулирование, называется регулятором, а сама система – системой регулирования.
В зависимости от конфигурации цепи воздействий различают три вида АСУ:
· с разомкнутой цепью воздействий (разомкнутая система);
· с замкнутой цепью воздействий (замкнутая система);
· с комбинированной цепью воздействий (комбинированная система).
Разомкнутая АСУ – система, в которой не осуществляется контроль управляемой величины, т.е. входными воздействиями ее управляющего устройства являются только внешние (задающее и возмущающее) воздействия.
Замкнутая АСУ (АСУ с обратной связью) – система, в которой входными воздействиями ее управляющего устройства являются как внешнее (задающее), так и внутреннее (контрольное) воздействия.
В зависимости от способа выработки управляющего воздействия замкнутые АСУ разделяют на:
Беспоисковая АСУ – АСУ, в которой управляющее воздействие вырабатывается в результате сравнения истинного значения управляемой величины с заданным значением.
Такие системы применяют для управления сравнительно несложными объектами, характеристики которых достаточно хорошо изучены и для которых заранее известно в каком направлении и на сколько нужно изменить управляющее воздействие при определенном отклонении управляемой величины от заданного значения.
Поисковая АСУ – АСУ, в которой управляющее воздействие формируется с помощью пробных управляющих воздействий и путем анализа результатов этих пробных воздействий.
Такую процедуру поиска правильного управляющего воздействия приходится применять в тех случаях, когда характеристики объекта управления меняются или известны не полностью; например, известен вид зависимости управляемой величины от управляющего воздействия, но неизвестны числовые значения параметров этой зависимости. Поэтому поисковые системы называют еще системами с неполной информацией.
По такому принципу можно, например, строить АСУ режимом тепловой электрической станции в условиях нестабильности теплотворной способности топлива, температуры охлаждающей воды, режима нагрузки и т.д. с целью обеспечения минимума затрат на производство тепловой и электрической энергии.
Особый класс АСУ образуют системы, которые способны автоматически приспосабливаться к изменению внешних условий и свойств объекта управления, обеспечивая при этом необходимое качество управления путем изменения структуры и параметров управляющего устройства. Они называются адаптивными (самоприспосабливающимися) системами. В составе адаптивной АСУ имеется дополнительное автоматическое устройство, которое меняет алгоритм управления основного управляющего устройства таким образом, чтобы АСУ в целом осуществляла заданный алгоритм функционирования. Алгоритм функционирования адаптивной АСУ предписывает обычно максимизацию показателя качества, который характеризует либо свойства процесса управления в АСУ в целом (быстродействие, точность и т.д.), либо свойства процессов, протекающих в объекте управления (производительность, достижение наивысшего коэффициента полезного действия, минимизация затрат и т. д.). Поэтому адаптивные АСУ являются, как правило, еще и оптимальными.
Классификация АСУ по дополнительным признакам АСУ
В зависимости от вида сигналов, действующих в системах, АСУ разделяют на:
Непрерывная АСУ – АСУ, в которой действуют непрерывные (аналоговые), определенные в каждый момент времени сигналы.
Дискретная АСУ — АСУ, в которой действует хотя бы один дискретный, определенный только в некоторые моменты времени сигнал.
К дискретным АСУ относятся, например, АСУ, имеющие в своем составе цифровые вычислительные устройства: микропроцессоры, контроллеры, электронные вычислительные машины.
По виду дифференциальных уравнений, описывающих элементы АСУ они делятся на:
Линейные АСУ – АСУ, все элементы которых описываются линейными дифференциальными и/или алгебраическими уравнениями.
Нелинейные АСУ – АСУ, хотя бы один элемент которой описывается нелинейными дифференциальными и/или алгебраическими уравнениями.
В составе большинства АСУ (а для АСУП это обязательно) при-
Функциональная часть подразделяется на подсистемы, выпол-
няющие основные функции управления объектом автоматизации (на-
подсистем определяется сложностью управления современными про-
Рис. 3. Подсистемы АСУ
Информационное обеспечение – совокупность системно-ори-
ентированных данных, описывающих принятый в системе словарь ба-
зовых описаний (классификаторы, типовые модели, элементы автома-
тизации и т.д.), и актуализируемых данных о состоянии информаци-
онной модели объекта автоматизации (объекта управления) на всех
Математическое обеспечение – совокупность математических ме-
для формализации естественного языка, построения и сочетания ин-
Организационное и методическое обеспечение – совокупность до-
кументов, определяющих организационную структуру объекта и сис-
темы автоматизации, необходимые для выполнения конкретных ав-
томатизируемых функций, деятельность в условиях функционирова-
Правовое обеспечение – совокупность правовых норм, рег-
ламентирующих правоотношения при функционировании АС и юри-
Эргономическое ____________обеспечение – совокупность взаимосвязанных тре-
КСА, параметров рабочей среды на рабочем месте с психологически-
ми, психофизиологическими, антропометрическими, физиологиче-
описывающих устойчивые связи между их элементами. При этом ис-
пользуют следующие виды структур, отличающиеся типами элемен-
• функциональные (элементы – функции, задачи, процедуры; связи –
• технические (элементы – устройства, компоненты и комплексы;
связи – линии и каналы связи);
• организационные (элементы – коллективы людей и отдельные ис-
полнители; связи – информационные, соподчинения и взаимодействия);
• документальные (элементы – неделимые составные части и до-
кументы АС; связи – взаимодействия);
• алгоритмические (элементы – алгоритмы; связи – информационные);
• программные (элементы – программные модули и изделия; связи –
• информационные (элементы – формы существования и пред-
ставления информации в системе; связи – операции преобразования
