Методическое пособие по мдк 04. 01 «Теоретические основы разработки и моделирования несложных систем автоматизации с учетом специфики технологических процессов отрасли»
жүктеу/скачать 0,58 Mb. Pdf көрінісі
|
ОСН АСУ ТП лек 2
| 1 ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
1.1 Основные понятия и определения Современный этап развития промышленного производства характеризуется переходом к использованию передовой технологии; стремлением добиться предельно высоких эксплуатационных характеристик как действующего, так и проектируемого оборудования, необходимостью свести к минимуму любые производственные потери. Всё это возможно только при условии существенного повышения качества управления промышленными объектами, в том числе при широком применении автоматизированных систем. Технико-экономическими предпосылками создания АСУ являются прежде всего рост масштабов производства, увеличение единичной мощности оборудования, усложнение производственных процессов, использование форсированных режимов (повышение давления, температуры, скорости реакций и др.) появление установок и целых производств, функционирующих в критических режимах, усиление и усложнение связей между отдельными звеньями технологического процесса. Рост производительности труда вследствие его автоматизации становится практически единственным источником расширения производства. Указанные обстоятельства предъявляют новые требования к масштабам использования и техническому уровню АСУ, к обеспечению их надежности, точности, быстродействия, экономичности, т.е. к эффективности их функционирования. Техническая база производства в большинстве отраслей промышленности достигла к настоящему времени такого уровня развития, при котором эффективность производственного процесса самым непосредственным и существенным образом зависит от качества управления технологией и организации производства. Поэтому на первый план выдвигается задача оптимального управления, решить которую без развитой АСУ в большинстве случаев невозможно. Прежде чем перейти к рассмотрению основных понятий, применяемых в области автоматизированных систем управления, дадим определение понятию термина “система”. Авторы большинства монографий, справочников и словарей пользуются следующим толкованием: система - это совокупность взаимодействующих элементов. Любая система представляет собой не просто набор элементов (имеющих общий признак), а определенную целостность, обеспечиваемую наличием связей и взаимодействия между ее элементами. Часто подчеркиваются также важные особенности, свойственные многие техническим, социальным и биологическим системам: наличие единой цели и как следствие - целенаправленный характер взаимодействия элементов. Любая система существует не сама по себе, а в окружение внешней среды, которая взаимодействует с ней в целом или с отдельными ее элементами. Взаимодействие элементов системы как между собой, так и с внешней средой вносит известную неопределенность в понятие о границах системы и затрудняет ее локализацию. Поэтому обычно приходится ограничивать число учитываемых взаимодействий, отбрасывая несущественные, мало влияющие на функционирование системы и на точность получаемых моделей. По мере расши- рения и уточнения знаний о системе, по мере составления все более точной ее модели, необходимо вновь возвращаться к вопросу о границах системы, взаимосвязях ее с внешней средой, корректируя первоначальное представление. Из большого количества систем в настоящем пособии мы будем рассматривать лишь один их класс - технические системы, системы управления процессами производства продукции на промышленных предприятиях. Сами процессы материального производства (вместе с оборудованием, с помощью которого они осуществляются) тоже являются системами. Однако они будут рассматриваться нами как объекты управления. Все современные процессы производства должны выполняться в соответствии с определенными инструкциями, правилами, регламентами, нормами. Их выбором занимаются 7 специалисты по технологии, т.е. способами осуществления различных превращений предметов труда в ходе производства. Соответственно процессы превращения исходных материалов (сырья, полуфабрикатов, заготовок и т.д.) в готовую продукцию называют технологическими процессами. Осуществление любого технологического процесса в материальном производстве требует очень важных действий по управлению им, т.е. изменению хода процесса в желаемом направлении. Именно поэтому технологические процессы производства должны рассматриваться как управляемые объекты. Общую структуру схемы управления технологическим объектом можно представить в виде рисунка 1.1. Текущая информация о состоянии технологического процесса, протекающего в управляемом объекте, поступает в управляющую систему, выполняющую ряд действий, начиная со сбора информации и кончая воздействием на объект управления. Поступившая от объекта информация сравнивается с заданием системе управления, которое формируется вне ее с учетом цели функционирования системы. Результаты сравнения анализируются, после чего готовятся и принимаются решения. На рисунке показана также возможность принятия решений на основании результатов контроля и анализа. В рассматриваемом процессе существенную роль может играть человек как элемент рассматриваемой системы управления. Например, он может принимать решения и формировать воздействия на объект. Участие человека и та роль, которая ему отводится в процессе управления, характеризует организацию этого процесса. В свою очередь соотношение действий, выполняемых человеком и автоматическими устройствами, обусловливает аппаратурный состав системы управления. Наилучший вариант распределения заранее неизвестен: он зависит от конкретных условий на объекте, качества применяемых автоматических устройств, уровня технической подготовки персонала, участвующего в управлении процессом. Обычно эта проблема возникает еще при проектировании системы и ставится как задача оптимального распределения функций между людьми и техникой. Рисунок- 1.1. Общая структурная схема управления технологическим объектом 8 Количество информации, которую необходимо принять и оперативно переработать для формирования эффективных управляющих воздействий, в современных системах управления производством настолько возросло, что намного превышает возможности одного человека. Управление сложным объектом приходится поручать коллективу людей, количественный рост которого все равно не обеспечивает должного качества управления. Наступает критический момент, когда для согласования и координации отдельных управляющих действий, доведения до сведения одних лиц о решениях, принятых другими лицами, необходимы интенсивные потоки информации внутри системы управления. Кроме того, непрерывно возрастающие число и мощности промышленных объектов приводят к обращению в производстве громадных материальных, трудовых, финансовых и энергетических ресурсов. Незначительное в процентном отношении снижение качества управления, практически неизбежное при ручной обработке больших объемов информации коллективами людей, вызывает ощутимые абсолютные потери в масштабах каждого промышленного предприятия. Основным инструментом для решения современных проблем управления материальным производством служат автоматизированные системы управления (АСУ), в которых центральная, главенствующая роль и творческие способности человека сочетаются с широким применением современных математических методов и средств автоматизации, включая, прежде всего вычислительную технику. В соответствии с государственным стандартом АСУ - это человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления в различных сферах человеческой деятельности. Процесс оптимизации предполагает выбор такого варианта управления, при котором достигается наилучшее значение некоторого критерия, характеризующего качество управления. Поскольку термин "управление" понимается здесь в достаточно широком смысле слова, то АСУ могут сильно различаться по типу объектов управления, характеру и объему решаемых задач и по ряду других признаков. К настоящему времени в практике проектирования и создания АСУ сложились три их основных вида. Автоматизированная система управления предприятием (АСУП) предназначена для решения основных задач управления производственно-хозяйственной деятельностью промышленного предприятия в целом и (или) его самостоятельных частей на основе применения экономико-математических методов и средств вычислительной техники. Основные особенности АСУП можно определить следующим образом: 1. Доминирующее значение в АСУП имеют экономические задачи управления; нормальное функционирование предприятия возможно лишь при наличии непрерывных связей между производством и снабжением, производством и финансовыми средствами, производством и реализацией готовой продукции. 2. Определяющими в управлении предприятием являются не технологические ограничения (хотя они тоже имеют место), а условия формирования рынка производимой продукции и соответствующие цены на нее. 3. Существенны постоянная взаимосвязь со множеством других предприятий и организаций и наличия вследствие этого таких специфических задач, как управление снабжением, сбытом, финансовой деятельностью, составление статистической отчетности, учет стоимостных показателей, проблемы бухгалтерского учета, экономико-статистические расчеты и т.д. 4. Важную роль играют разнообразные задачи управления людьми и трудовыми ресурсами (подготовка приказов и распоряжений, контроль за приемом и увольнением, расчет заработной платы, контроль за ее планированием и расходованием и т.д.). 5. В АСУП используются специфические формы хранения и движения информации - документооборот, связанный с участием в решении общей задачи управления предприятием. Вследствие сильной взаимосвязи различных показателей работы предприятия основным 9 критерием управления для АСУП, как правило, является прибыль предприятия за определенный период времени. Максимизация этого критерия при учете остальных показателей в виде соответствующих ограничений может часто считаться формализованной целью работы предприятия. Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) - это системы, предназначенные для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект управления, в соответствии с принятым критерием. Так как это одна из разновидностей АСУ, то ей свойственны следующие признаки, общие для всех АСУ: АСУТП - это человеко-машинная система, в которой человек играет важнейшую роль, принимая в большинстве случаев содержательное участие в выработке решений по управлению; существенную роль в АСУТП прежде всего играют средства вычислительной техники, выполняющие трудоемкие операции по сбору, обработке и переработке информации; цель функционирования АСУТП - оптимизация работы объекта путем соответствующего выбора управляющих воздействий. Кроме того, АСУ может быть отнесена к классу АСУТП только в том случае, если она осуществляет воздействие на объект в темпе с технологическим процессом, обеспечивает управление технологическим объектом в целом, а ее технические средства участвуют в выработке решений по управлению. Этими обстоятельствами АСУТП качественно отличаются от традиционных систем автоматики, которые по существу представляют собой технические средства для автоматизации действий человека на том или ином участке процесса. В отличие от этого в АСУТП реализуется автоматизированный процесс принятия решений по управлению технологическим объектом как единым целым, для чего в АСУТП применяются различные "интеллектуальные" автоматические устройства переработки информации, и прежде всего современные средства вычислительной техники. Интегрированные АСУ . В соответствии с современными воззрениями и сложившейся практике создания АСУ, АСУТП не входит непосредственно в состав АСУ предприятия. При разработке, внедрении и эксплуатации на одном предприятии АСУТП и АСУП они рассматриваются как взаимосвязанные, но отдельные системы, между которыми существуют отношения иерархической соподчиненности, а не как части к целому. Все они не вложены одна в другую, а образуют многоуровневую иерархию автоматизированных систем управления промышленными объектами. Ограниченное объединение нескольких АСУТП между собой или с АСУП, осуществляемое в целях повышения общей технической и экономической эффективности их функционирования, приводит к появлению на промышленных предприятиях интегрированных АСУ (ИАСУ). Эти системы особенно эффективны в тех случаях, когда в них реализуются взаимосвязанное, согласованное управление как технологией, так и организацией производства в масштабе всего предприятия. Однако возможны также ИАСУ меньшего масштаба, управляющие цехом, отдельным производством и т.д. жүктеу/скачать 0,58 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|