5.2. Основы построения автоматизированных систем управления
По своему принципу построения все АСУ делятся на два типа: одноуровневые и многоуровневые. Различие между двумя этими типами следующее: в одноуровневой системе вся информация с конечных устройств поступает в один компьютер и не передается дальше, в многоуровневых системах вся информация, собранная одним компьютером (или несколькими ПК), передается на следующий уровень, т.е. на следующий ПК, при этом ПК каждого уровня решают свой круг задач [1].
Одноуровневая система применяется в случае, если компьютер диспетчера и конечные устройства (с которых происходит сбор информации) находятся на одном объекте и расстояние между ними незначительно.
Многоуровневая система применяется, если необходимо:
контролировать с одного диспетчерского места несколько объектов;
обеспечить АСУ несколько диспетчерских мест;
состыковать одну систему АСУ с другой системой АСУ.
В зависимости от целевого назначения АСУ можно разделить на два больших класса: АСУ объектами, предусматривающие управление объектом в целом (по всем функциям), и функциональные АСУ, обеспечивающие автоматизацию той или иной функции управления для широкого класса объектов.
К функциональным АСУ относят, например, автоматизированную систему плановых расчётов, автоматизированную систему материально-технического снабжения, автоматизированную систему статистического учёта и т.д.
АСУ объектами по типу управляемого объекта делятся на АСУ технологическими процессами (АСУ ТП); АСУ предприятиями (например, заводами, НИИ, КБ) (АСУП), АСУ отраслями народного хозяйства (например, промышленностью, связью, транспортом) (ОАСУ) и т.д.
Принято рассматривать каждую АСУ одновременно в двух аспектах: с точки зрения ее функций – того, что и как она делает, и с точки зрения ее схемы, т.е. с помощью каких средств и методов эти функции реализуются. Соответственно АСУ подразделяют на две группы подсистем – функциональные и обеспечивающие. В соответствии с этим в составе АСУ выделяют:
основную часть, в которую входят техническое, информационное, математическое обеспечение и организационно-экономическая база. Основа - общая часть для всех задач, решаемых АСУ;
функциональную часть, к которой относятся взаимосвязанные программы, автоматизирующие конкретные функции управления.
Техническая база АСУ включает средства, обеспечивающие сбор (датчики, средства наблюдения и контроля и т.д.), обработку (электронно-вычислительные системы, микропроцессорные устройства и т.д.), хранение, регистрацию, отображение информации (системы аудио- и видеозаписи, видеостены и др.), передачу данных (телекоммуникационные системы), исполнительные механизмы, непосредственно воздействующие на объекты управления (например, автоматические регуляторы, системы пожаротушения и дымоудаления и т.д.), а также средства, обеспечивающие выработку регулирующих сигналов во всех контурах автоматизированного управления производством. Основные элементы технической базы – ЭВМ, которые обеспечивают накопление, хранение и обработку данных, циркулирующих в АСУ. ЭВМ позволяют оптимизировать параметры управления, моделировать процессы, подготавливать предложения для принятия решения. В качестве современных ЭВМ используется компьютерная техника.
Информационное обеспечение АСУ в автоматизированных системах – это совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации и информационных массивов. Информационная база АСУ – размещенная на машинных носителях информации совокупность всех данных, необходимых для автоматизации управления объектом или процессом.
Математическое обеспечение АСУ – совокупность алгоритмов и программ, необходимых для управления системой и решения с ее помощью задач обработки информации вычислительной техникой. Другими словами, это комплекс программ регулярного применения, обеспечивающих взаимодействие человека с техническими средствами АСУ. Математическое обеспечение условно можно подразделить на систему программирования и программное обеспечение.
Под организационно-экономической базой понимается совокупность экономических принципов, методов организации производства и управления, схем взаимодействия задач управления на основе правовых документов.
О
Рис. 5.1. Функциональная схема АСУ
бщий принцип работы АСУ можно описать следующим образом (рис. 5.1). От объекта (пользователя) поступают данные об обстановке от систем наблюдения или диагностики, аварийные сигналы от датчиков (регистраторов), команды пользователя и т.д. Информационно-вычислительное устройство обрабатывает данные по определенному алгоритму, используя при этом БД или эталонные данные. Результаты обработки информации (ответ на запрос) поступают в подсистемы отображения информации, управляющие команды подаются на исполнительные устройства и т.д. Все события (действия оператора, аварийные и текущие измерения, изменения входных и выходных параметров и данных, срабатывания защит и т.д.) заносятся в защищенную БД, которая доступна только для просмотра и анализа.Следует констатировать тот факт, что АСУ, внедряемые в различных подразделениях и службах, отвечающих за безопасность жизнедеятельности человека, далеко не всегда соответствуют необходимым требованиям в плане эффективности. К сожалению, внедряя технический комплекс, разрабатывая рабочие программы и связанные с ними формы и состав информационных массивов, исполнители исходят из своих возможностей, прежде всего финансовых. Поэтому необходимо искать механизм и определять разумную степень типизации в плане централизованной разработки программных продуктов и внедрения технических средств АСУ.