Sistem de control automat

Sistem de control automat (abreviat ACS ) - un complex de hardware și software , precum și personal , conceput pentru a controla diferite procese din procesul tehnologic , producție, întreprindere. ACS sunt utilizate în diverse industrii , energie , transport etc. Termenul „automat”, spre deosebire de termenul „automat”, subliniază conservarea unor funcții de către un operator uman, fie de natura generală, de stabilire a obiectivelor, sau nu sunt susceptibile de automatizare. ACS cu un Decision Support System (DSS) sunt instrumentul principal pentru îmbunătățirea validității deciziilor de management.

Cea mai importantă sarcină a sistemului de control automat  este de a crește eficiența managementului facilității pe baza creșterii productivității muncii și a îmbunătățirii metodelor de planificare a procesului de management. Faceți distincție între sistemele automatizate de gestionare a obiectelor (procese tehnologice - APCS , întreprindere - sistem de control automatizat , industrie - OAS) și sistemele automatizate funcționale, de exemplu, proiectarea calculelor planificate, logistică etc.

Obiectivele automatizării managementului

În cazul general, sistemul de management poate fi considerat ca un ansamblu de procese și obiecte de management interdependente. Scopul generalizat al automatizării controlului este de a crește eficiența utilizării posibilităților potențiale ale obiectului de control . Astfel, se pot distinge o serie de obiective:

  1. Furnizarea factorilor de decizie (DM) cu date relevante pentru luarea deciziilor
  2. Accelerarea performanței operațiunilor individuale de colectare și prelucrare a datelor
  3. Reducerea numărului de decizii pe care trebuie să le ia decidentul
  4. Cresterea nivelului de control si disciplina de performanta
  5. Îmbunătățirea eficienței managementului
  6. Reducerea costurilor factorilor de decizie pentru implementarea proceselor auxiliare
  7. Cresterea gradului de validitate a deciziilor luate

Enunțul sarcinilor sistemelor automate de control


  1. Managementul stabilizării sau reglementării. Este necesar să setați valoarea necesară a variabilei controlate.
  2. Control program - control conform unui program dat.
  3. Controlul optim este menținerea valorii derivatei variabilei controlate în raport cu coordonatele suplimentare la nivelul zero. [unu]


Ciclul de viață ACS

Standardul GOST 34.601-90 prevede următoarele etape și etape ale creării unui sistem automat :

  1. Formarea cerințelor pentru UA
    1. Inspecția obiectului și justificarea necesității creării unei UA
    2. Formarea cerințelor utilizatorilor pentru UA
    3. Înregistrarea unui raport privind efectuarea muncii și a unei cereri pentru dezvoltarea AS
  2. Dezvoltarea conceptului AS
    1. Studierea obiectului
    2. Efectuarea lucrărilor de cercetare necesare
    3. Dezvoltarea de variante ale conceptului AU și selectarea variantei conceptului AU care satisface cerințele utilizatorilor
    4. Intocmirea unui raport cu privire la munca depusa
  3. Sarcina tehnică
    1. Elaborarea și aprobarea termenilor de referință pentru crearea UA
  4. Proiectare preliminară
    1. Dezvoltarea de soluții preliminare de proiectare pentru sistem și părțile sale
    2. Dezvoltarea documentației pentru UA și părțile sale
  5. Proiect tehnic
    1. Dezvoltarea de soluții de proiectare pentru sistem și piesele sale
    2. Dezvoltarea documentației pentru UA și părțile sale
    3. Elaborarea si executarea documentatiei pentru furnizarea componentelor
    4. Dezvoltarea sarcinilor de proiectare în părțile adiacente ale proiectului
  6. documentatie de lucru
    1. Elaborarea documentației de lucru pentru CNE și părțile sale
    2. Dezvoltarea și adaptarea programelor
  7. Punere in functiune
    1. Pregătirea obiectului de automatizare
    2. Pregatirea personalului
    3. Completarea UA cu produsele furnizate (software și hardware, sisteme software și hardware, produse informatice)
    4. Lucrari de constructii si montaj
    5. Lucrări de punere în funcțiune
    6. Efectuarea de teste preliminare
    7. Efectuarea operațiunii de probă
    8. Efectuarea testelor de acceptare
  8. Suport AC.
    1. Efectuarea lucrărilor în conformitate cu obligațiile de garanție
    2. Service post-garanție

Schița, proiectele tehnice și documentația de lucru reprezintă o construcție consistentă a soluțiilor de proiectare din ce în ce mai precise. Este permisă excluderea etapei „Proiectare de proiect” și etape individuale de lucru în toate etapele, combinarea etapelor „Proiectare tehnică” și „Documentație detaliată” în „Proiectare detaliată”, efectuarea diferitelor etape și lucrări în paralel, la include altele suplimentare.

Acest standard nu este destul de potrivit pentru dezvoltare în prezent: multe procese nu sunt reflectate suficient, iar unele prevederi sunt depășite.

Compoziția ACS

ACS include următoarele tipuri de suport: informațional, software, tehnic, organizatoric, metrologic, juridic și lingvistic. [2]

Principalele caracteristici de clasificare

Principalele caracteristici de clasificare [2] care determină tipul de ACS sunt:

Funcții ACS

Funcțiile ACS [2] sunt stabilite în termenii de referință pentru crearea unui ACS specific pe baza analizei obiectivelor de management, a resurselor specificate pentru atingerea acestora, a efectului așteptat al automatizării și în conformitate cu standardele aplicabile acest tip de ACS. Fiecare funcție ACS este implementată de un set de complexe de sarcini, sarcini individuale și operațiuni. Funcțiile sistemului de control automatizat în cazul general includ următoarele elemente (acțiuni):

Compoziția necesară a elementelor este selectată în funcție de tipul unui anumit sistem de control automatizat. Funcțiile ACS pot fi combinate în subsisteme în funcție de caracteristici funcționale și alte caracteristici.

Funcții în formarea acțiunilor de control

Clase de structuri ACS

În domeniul producției industriale, din punct de vedere al managementului, se pot distinge următoarele clase principale de structuri de sisteme de control: descentralizate, centralizate, centralizate dispersate și ierarhice. [3]

Structură descentralizată

Construirea unui sistem cu o astfel de structură este eficientă în automatizarea obiectelor de control independente din punct de vedere tehnologic pentru materiale, energie, informații și alte resurse. Un astfel de sistem este o combinație de mai multe sisteme independente cu propriile informații și bază algoritmică.

Pentru a dezvolta o acțiune de control asupra fiecărui obiect de control, sunt necesare informații despre starea doar a acestui obiect.

Structură centralizată

Structura centralizată implementează toate procesele de management al obiectelor într-un singur organism de control, care colectează și prelucrează informații despre obiectele gestionate și, pe baza analizei acestora, generează semnale de control în conformitate cu criteriile sistemului. Apariția acestei clase de structuri este asociată cu o creștere a numărului de parametri controlați, reglabili și gestionabili și, de regulă, cu dispersarea teritorială a obiectului de control.

Avantajele unei structuri centralizate sunt o implementare destul de simplă a proceselor de interacțiune informațională; posibilitatea fundamentală de control optim al sistemului în ansamblu; corectare destul de ușoară a parametrilor de intrare care se schimbă rapid; posibilitatea realizării eficienţei operaţionale maxime cu redundanţă minimă a controalelor tehnice.

Dezavantajele unei structuri centralizate sunt următoarele: necesitatea unei fiabilități și performanțe ridicate a controalelor tehnice pentru a obține o calitate acceptabilă a controlului; lungime totală mare a canalelor de comunicare în prezența dispersării teritoriale a obiectelor de control.

Structură centralizată distribuită

Caracteristica principală a acestei structuri este păstrarea principiului controlului centralizat, adică dezvoltarea acțiunilor de control asupra fiecărui obiect de control pe baza informațiilor despre stările întregului set de obiecte de control. Unele dispozitive funcționale ale sistemului de control sunt comune tuturor canalelor sistemului și sunt conectate la dispozitivele individuale ale canalului cu ajutorul comutatoarelor, formând o buclă de control închisă.

Algoritmul de control în acest caz constă dintr-un set de algoritmi de control al obiectelor interrelaționați, care sunt implementați de un set de controale legate reciproc. În procesul de funcționare, fiecare organism de control primește și prelucrează informațiile relevante, precum și emiterea de semnale de control către obiectele subordonate. Pentru implementarea funcţiilor de management, fiecare organism local, după caz, intră în procesul de interacţiune informaţională cu alte organisme de conducere. Avantajele unei astfel de structuri sunt: ​​reducerea cerințelor de performanță și fiabilitate a fiecărui centru de procesare și control fără a compromite calitatea controlului; reducerea lungimii totale a canalelor de comunicare.

Dezavantajele sistemului sunt următoarele: complicarea proceselor informaționale din sistemul de control datorită necesității schimbului de date între centrele de procesare și control, precum și ajustarea informațiilor stocate; redundanța mijloacelor tehnice destinate prelucrării informațiilor; complexitatea sincronizării proceselor de schimb de informații.

Structura ierarhică

Odată cu creșterea numărului de sarcini de control în sistemele complexe, cantitatea de informații procesate crește semnificativ, iar complexitatea algoritmilor de control crește. Ca urmare, este imposibil de administrat central, deoarece există o discrepanță între complexitatea obiectului gestionat și capacitatea oricărui organism de conducere de a primi și procesa informații.

În plus, în astfel de sisteme pot fi distinse următoarele grupuri de sarcini, fiecare dintre acestea fiind caracterizată de cerințele corespunzătoare pentru timpul de răspuns la evenimentele care au loc în procesul controlat:

Evident, ierarhia sarcinilor de control duce la necesitatea creării unui sistem ierarhic de controale. O astfel de împărțire, care să permită fiecărei administrații locale să facă față dificultăților de informare, creează necesitatea coordonării deciziilor luate de aceste organisme, adică crearea unui nou organ de conducere asupra acestora. La fiecare nivel, trebuie asigurată corespondența maximă a caracteristicilor mijloacelor tehnice cu o anumită clasă de sarcini.

În plus, multe sisteme de producție au o ierarhie proprie, care ia naștere sub influența tendințelor obiective ale progresului științific și tehnologic, concentrării și specializării producției, care contribuie la creșterea eficienței producției sociale. Cel mai adesea, structura ierarhică a obiectului de control nu coincide cu ierarhia sistemului de control. În consecință, pe măsură ce complexitatea sistemelor crește, se construiește o piramidă de control ierarhică. Procesele controlate într-un obiect de control complex necesită formarea în timp util a deciziilor corecte care să conducă la obiectivele stabilite, să fie luate în timp util și să fie convenite de comun acord. Fiecare astfel de soluție necesită formularea unei probleme de control adecvate. Combinația lor formează o ierarhie a sarcinilor de control, care în unele cazuri este mult mai complicată decât ierarhia obiectului de control.

Tipuri de sisteme de control automatizate

Exemple:

Exemple:

Sisteme automate de control (ACS) în URSS

Un veteran al creării și implementării sistemelor automate de control, Vladimir Petrovici Isaev, într-un articol [5] publicat în 2009 în numărul 5 al revistei „Open Systems” și într-un articol [6] , subliniază citatul lui A.I. Kitov:

„Deja primele rezultate obținute cu ajutorul unui computer au arătat că posibilitățile CT sunt mult mai largi decât simple calcule complexe și consumatoare de timp și se extind mult mai departe în sfera „utilizarii sale non-aritmetice”

— A.I. Kitov "Mașini electronice digitale". 1956

Cartea lui A.I. Kitov „Mașini electronice digitale” - prima carte din URSS despre programare, calculatoare și aplicațiile acestora - a fost în mare măsură dedicată utilizării computerelor în economie, automatizării proceselor de producție și pentru rezolvarea altor probleme intelectuale.

Veteranul ACS V.P. Isaev despre această carte A.I. Kitov „Mașini electronice digitale” notează: „ Cred că această monografie științifică teoretică a fost precursorul sistemelor de control automate domestice și fixează ora acestui eveniment - 1956. În continuare, în următoarea mea lucrare „Computerele electronice”, care a apărut în 1958, an la editura Znanie, A. I. Kitov prezintă în detaliu perspectivele automatizării integrate a muncii informaționale și a proceselor de management administrativ, inclusiv managementul producției și rezolvarea problemelor economice. Acest concept (paradigma) și prezentarea lui publică era la acea vreme un act de curaj civic, deoarece în cercurile oficiale, formularea „Matematica în economie este un mijloc de apologetică a capitalismului” încă domina. Pe baza celor de mai sus, pe baza cunoștințelor mele și a experienței de peste 40 de ani în dezvoltarea CT și a controlului automatizat. sisteme, consider că este logic să concluzionez: „Anatolii Ivanovici Kitov este autorul conceptului și ideologul sistemelor de control automatizate domestice”. Deci, dacă spunem figurativ că „la început era Cuvântul”, atunci acesta Cuvântul a fost rostit de AI Kitov exact acum 50 de ani. Prin urmare, avem dreptul astăzi, în decembrie 2008, să vorbim despre o dublă aniversare: 60-a aniversare a tehnologiei informatice și informatice autohtone, precum și a 50-a aniversare a sistemelor de control automate casnice .

La sfârșitul anului 1958, înțelegerea de către A. I. Kitov a importanței colosale a dezvoltării sistemelor de control automatizate l-a condus la concluzia că este necesar să se automatizeze controlul la scara întregii economii naționale a țării și a forțelor sale armate pe baza a unei rețele de centre regionale de calcul (proiectul Cartea Roșie): „Aceste centre de calcul ar putea să colecteze, să prelucreze și să prezinte conducerii țării date operaționale economice sau militare pentru luarea deciziilor privind planificarea și managementul eficient. A. I. Kitov a considerat crearea EGSVC în URSS ca fiind vitală pentru economia țării.

ACS, care a început să fie creat masiv în țară la sfârșitul anilor 1960 și începutul anilor 1970, a necesitat o abordare diferită a programării decât sarcinile științifice. A fost necesar să se reducă complexitatea dezvoltării software, să se accelereze depanarea programelor și să se simplifice instruirea în programare pentru un număr mare de specialiști. A. I. Kitov a contribuit la soluționarea acestei probleme prin conducerea dezvoltării unui limbaj de programare procedurală de nivel înalt ALGEM la Institutul de Cercetare a Echipamentelor Automate al Ministerului Industriei Radio al URSS. A fost conceput pentru a automatiza programarea sarcinilor economice, informațional-logice și manageriale. Limbajul de programare universal ALGOL-60, creat recent de comunitatea internațională, a fost luat ca bază. Acesta a fost completat cu noi tipuri de date, care au făcut posibilă procesarea nu numai a informațiilor numerice, ci și textuale, precum și a grupurilor de date de diferite tipuri (structuri în limbaje de programare moderne). Nu numai limba ca atare a fost creată, ci și un traducător din această limbă pentru calculatoarele din familiile Minsk-22 și Minsk-32. Înainte de crearea limbajului de programare algoritmică ALGEM, AI Kitov a dezvoltat teoria programării asociative la începutul anilor 1960 pentru a lucra cu matrice mari de informații. Multă vreme, ALGEM a servit cu fidelitate programatorilor sovietici care lucrează în domeniul utilizării „non-aritmetice” a computerelor și a fost folosit în sute de sisteme de control automatizate de diferite niveluri, care au fost introduse atât în ​​industrie, cât și în structurile de management, atât în Uniunea Sovietică și în țările din Europa de Est. Procesul de creare a ACS în țară a avut un caracter de avalanșă. Până în 1970, erau deja peste 400. Și cinci ani mai târziu, această cifră a depășit pragul 4.000. Și asta fără să ia în calcul ACS secret al departamentului militar.

De la mijlocul anilor 1960, în URSS a început introducerea în masă a sistemelor de control automate industriale, ceea ce a condus practic la crearea unei industrie a sistemelor de control automat, al cărei director științific informal a fost până în 1982 liderul informaticienilor de la Kiev V. M. Glushkov. În țară, în fiecare sector industrial, Guvernul URSS a creat institute de cercetare de vârf pentru crearea și implementarea sistemelor de control automatizate, iar Consiliul Proiectanților Șefi al ACS funcționa. Școala de informatică din Novosibirsk (Academia de Științe SB a URSS) sub conducerea lui G. I. Marchuk a câștigat o oarecare faimă. La mijlocul anilor 1960, s-a desfășurat activ în URSS un sistem de control automat pentru Ministerul Industriei Radio din URSS (A. I. Kitov - Proiectant șef al MRP OASU, V. M. Glushkov - Director științific al MRP OASU ). Acest OASU a fost recunoscut de Guvernul Uniunii Sovietice ca o ramură tipică ACS pentru toate cele nouă ministere de apărare ale URSS.

Despre cartea publicată în 1956 de A.I. Kitova V.M. Glushkov a remarcat: „ A.I. Kitov este un pionier recunoscut al ciberneticii, care a pus bazele școlii naționale de programare și utilizarea computerelor pentru rezolvarea problemelor militare și economice naționale. Eu însumi, la fel ca zeci de mii de alți specialiști, am primit inițialul meu cunoștințe de calculator din cartea sa „Mașini electronice digitale” - prima carte casnică despre calculatoare și programare „.

Principiile fundamentale de bază ale creării sistemelor de control automatizate ramificate și industriale (OASU și APCS) și experiența creării de sisteme informaționale manageriale și economice bazate pe utilizarea calculatoarelor și a metodelor economice și matematice au fost conturate în monografiile lui A. I. Kitov „Programarea informațiilor”. și probleme logice” (1967), „Programarea sarcinilor economice și manageriale” (1971) și V. M. Glushkov „Introducere în sistemele automatizate de control” (1972) și „Fundamentals of paperless informatitics” (1982).

Sistemele de control automate au fost dezvoltate activ în republicile Uniunii Sovietice. În primul rând, în Ucraina, Armenia, Azerbaidjan, Uzbekistan și alte republici, unde au lucrat echipe mari de oameni de știință și specialiști în acest domeniu. Dintre informaticienii ucraineni, pe lângă V. M. Glushkov, de la mijlocul anilor 1960 și până la moartea sa, la 30 ianuarie 1982, liderul informal al sistemelor de control automate sovietice, ar trebui să evidențiem un om de știință în domeniul sistemelor de control automatizate. , Dr. Sc., profesor, membru al Academiei de Științe a RSS Ucrainei V. I. Skurikhin. În Azerbaidjan, a lucrat cu succes la crearea unui sistem automat de control pentru sectorul petrolier al economiei, d.t. Sc., profesor, membru corespondent al Academiei de Științe din Azerbaidjan S. K. Kerimov (un student al lui A. I. Kitov). În Belarus, acesta este Doctor în Științe Economice, Profesor, Membru Corespondent al Academiei Naționale de Științe din Belarus N. I. Veduta (1913-1998) [7] . În 1962-1967. în calitate de director al Institutului Central de Cercetare a Managementului Tehnic (TsNIITU), fiind și membru al colegiului Ministerului Ingineriei Instrumentelor din URSS, a condus introducerea unui număr dintre primele sisteme de control automate ale țării la întreprinderile de construcții de mașini ale țării. Ministerul Instrumentatiei.

Vezi și

Note

  1. ↑ A.V. Andryushin, V.R. Sabanin, N.I. Smirnov. Management și inovație în ingineria energiei termice . - M. : MPEI, 2011. - S.  15 . — 392 p. - ISBN 978-5-38300539-2 .
  2. ↑ 1 2 3 GOST 24.103-84 . Preluat la 16 iunie 2011. Arhivat din original la 18 septembrie 2011.
  3. ↑ CLASELE STRUCTURILOR ACS . Consultat la 16 iunie 2011. Arhivat din original pe 17 iunie 2013.
  4. ↑ Sokolov A. V. De la „Cenuşă” la „Salcâm” şi „Constelaţie”. Crearea și îmbunătățirea sistemelor interne de control automatizat pentru trupe și arme. // Revista de istorie militară . - 2021. - Nr 2. - P.4-10.
  5. ↑ De la atom în spațiu: 50 de ani de ACS . Preluat la 21 septembrie 2019. Arhivat din original la 19 decembrie 2019.
  6. ↑ Modalități de creare și dezvoltare a sistemelor de control automatizate domestice prin ochii unui participant direct la evenimente . Preluat la 21 septembrie 2019. Arhivat din original la 31 august 2019.
  7. ↑ Academia Națională de Științe din Belarus :: Membru corespondent al VEDUTA Nikolai Ivanovich (1913-1998) . Consultat la 16 martie 2010. Arhivat din original la 13 aprilie 2010.
Literatură
  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice