В чем различие между автоматизированными системами. Автоматизированный и автоматический электропривод в чем разница? Что будем делать с полученным материалом

1. Основные понятия и определения

Целенаправленные процессы, выполняемые человеком для удовлетворения различных потребностей, представляют собой организованную и упорядоченную совокупность действий, называемых операциями . Операции делят на два класса: рабочие операции и операции управления.

К рабочим операциям относят действия такого рода, как, например, снятие стружки при обработке детали на станке, перемещение груза и т.п. Замена человека механизмом в рабочих операциях называется механизацией .

Для правильного и качественного выполнения рабочих операций необходимо направлять их действиями другого рода – операциями управления , посредством которых в соответствующие моменты обеспечивается начало, порядок следования и прекращение отдельных рабочих операций; процессу придаются нужные показатели – по направлению, скорости, ускорению рабочего инструмента, температуре, давлению и т.д. Совокупность управляющих операций образует процесс управления .

Замена труда человека как в рабочих операциях, так и в операциях управления, действиями технических устройств называется автоматизацией .

Совокупность технических средств – машин, орудий труда, средств механизации – при этом является объектом управления .

Совокупность устройств управления и объекта управления образует систему управления .

Система, в которой все рабочие и управленческие операции выполняются техническими устройствами, называется системой автоматического управления (САУ) .

Система, в которой автоматизирована только часть управленческих операций, а другая их часть (обычно наиболее ответственная) выполняется людьми, называется автоматизированной системой управления (АСУ) .

В ходе развития систем управления менялось соотношение между этими видами управления. Автоматизированное управление на определенном этапе считалось высшим уровнем автоматического . По мере совершенствования алгоритмов АСУ появились типовые алгоритмы управления, автоматизирующие сбор, обработку информации и принятие типовых решений в условиях определенности. Значит, в этой области автоматическое управление является верхним пределом автоматизированного управления. Но если взять весь комплекс задач функционального управления производством, то видно, что автоматизированное управление не может быть преодолено из-за необходимости принятия творческих решений в условиях неопределенности.

2. Классификация и состав АСУ

По виду объекта управления АСУ делятся на: автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП ) и автоматизированные системы управления производственно-хозяйственной деятельностью (АСУПХД ), примерами которых являются автоматизированные системы управления предприятием (АСУП).

У этих видов АСУ имеется единая основа, которая заключается в процессе обработке информации. Это делает возможным построение интегрированных систем управления, где обрабатываются как данные о технологических процессах, так и данные о производственно-хозяйственной деятельности.

АСУТП по виду производства делятся на АСУ непрерывным производством и АСУ дискретным производством.

Технологический процесс вкл ючает переработку, транспортировку и хранение. Производство бывает дискретное и непрерывное.

Дискретное – производство, в котором переработка осуществляется в несколько этапов и от одной ее фазы к другой обязательно осуществляется транспортировка.

Непрерывное – производство, в котором обработка ведется на фоне транспортировки.

Всякая АСУ состоит из функциональной и обеспечивающей частей . Подсистемы, входящие в функциональную часть, называются функциональными подсистемами АСУ , а подсистемы, входящие в обеспечивающую часть – обеспечивающими подсистемами АСУ .

Задачи функциональных подсистем – это те задачи, ради решения которых и создается АСУ. Они различны для различных видов АСУ, т.е. для АСУТП одни функциональные задачи, а для АСУПХД – другие. В качестве примера рассмотрим состав функциональных подсистем АСУПХД.

Функциональные подсистемы АСУПХД соответствуют видам производственно-хозяйственной деятельности. Каждый производственный объект осуществляет, во-первых, основное производство. Для функционирования основного производства возникает вспомогательное производство. Кроме того, необходимо организовать процессы снабжения и сбыта и т.п.

Каждый из этих процессов представляет собой самостоятельный объект управления.

Таким образом, в состав функциональных подсистем АСУПХД входят, как правило, следующие подсистемы:

- Подсистема технико-экономического планирования;

- Подсистема оперативного управления основным производством;

- Подсистема управления технической подготовкой производства;

- Подсистема управления материально-техническим снабжением;

- Подсистема управления сбытом и реализацией продукции;

- Подсистема управления качеством;

- Подсистема бухгалтерского учета и др.

Целью обеспечивающих подсистем является обеспечение решения задач функциональных подсистем АСУ. Состав обеспечивающих подсистем не зависит от вида АСУ и включает следующие подсистемы:

- Информационное обеспечение;

- Математическое обеспечение;

- Программное обеспечение;

- Техническое обеспечение;

- Лингвистическое обеспечение;

- Эргономическое обеспечение;

- Правовое обеспечение и др.

Информационное обеспечение – это совокупность данных, необходимых для решения функциональных задач АСУ, организованных в виде баз и банков данных.

Математическое обеспечение – это математические модели, методы и алгоритмы для решения функциональных задач АСУ.

Программное обеспечение – это комплекс программ, применяющихся в АСУ. Различают общее и специальное программное обеспечение. Общее ПО осуществляет управление работой технических средств и информационной базы. Специальное ПО предназначено для решения функциональных задач.

Техническое обеспечение – это комплекс технических средств дл я сбора, передачи, хранения и обработки информации.

Лингвистическое обеспечение – это совокупность языковых средств, используемых для машинной обработки информации и облегчающих общение человека с техническими средствами АСУ.

Эргономическое обеспечение – это методы и средства, обеспечивающие эффективное взаимодействие с системой всех категорий пользователей и обслуживающего персонала.

Многие ошибочно полагают что электропривод – это электродвигатель выполняющий какую-то работу. На самом деле это не совсем верно. В систему электропривода входит не только электродвигатель, но и редуктор, система управления к нему, датчики обратной связи, различные реле и пр. Это не электрическая система, а электромеханическая. Она может быть регулируемой (автоматизированной, автоматической или не автоматизированной) или не регулируемой (насосы бытовые и пр.). Мы рассмотрим виды регулируемых устройств.

Не автоматизированный электропривод

При работе данного устройства все действия по регулированию каких-либо координат выполняются в ручном режиме. То есть для работы данного типа устройств необходим оператор, человек который будет следить за правильностью выполнения процессов. Как пример можно привести крановый электропривод, где все действия выполняются оператором.

Автоматизированный электропривод

В отличии от не автоматизированных приводов, в автоматизированных присутствуют сигналы обратной связи по координатам или параметрам (ток двигателя, скорость, положение, момент). Ниже приведена структурная схема:

Структурная схема автоматизированного электропривода

ЗА – защитная аппаратура (автоматические выключатели, предохранители и пр.)

ПЭЭ – преобразователь электрической энергии (частотник, тиристорный преобразователь)

ДТ – токовый датчик

ДН – датчик напряжения

СУ ПЭЭ – система управления преобразователем

ПУ – пульт управления

ПМ – передаточный механизм (муфта, редуктор и пр.)

РО – рабочий орган

ЭД — электродвигатель

При такой структуре управления СУ ПЭЭ управляет не только преобразователем, но и всей системой сразу. При таком управлении датчики обратной связи обеспечивают контроль за параметрами и сигнализируют об этом оператору. Данная система в автоматическом режиме может проводить некоторые операции (пуск, останов и пр.), но все равно требуется присутствие человека, для контроля, за работой данного устройства. Например, пуск много конвейерной линии, где пускаются не все конвейеры сразу, а по очереди, где учитывается также время пуска каждой линии и условия пуска. Точно также они и останавливаются.

Как видим из структурной схемы сигналы обратной связи приходят на пульт оператора, который непосредственно соблюдает технологический процесс, и часть приходит в систему управления преобразующим устройством для осуществления основных защит и отработки некоторых изменений задающего сигнала, поступающего с пульта управления.

Автоматический электропривод

Для работы электропривода в автоматическом режиме не требуется присутствие человека. В данном случае все происходит автоматически. Ниже приведена структурная схема:

Структурная схема системы автоматического управления электроприводом

АСУ ТП – автоматическая система управления технологическим процессом

Как видим из структурной схемы что в АСУ ТП приходят все датчики обратной связи. В ней происходит обработка сигналов от датчиков, и выдаются управляющие сигналы для других подсистем. Данная структура управления очень удобна, так как не требует постоянного наблюдения оператора за технологическим процессом, и снижает влияние человеческого фактора. Например модернизированные шахтные подъемные машины, которые могут работать в автоматическом режиме ориентируясь по датчикам обратной связи

В современном мире активно внедряются АСУ ТП не только для электроприводов. Очень редко встречаются системы с ручным управлением технологическими процессами все они либо автоматизированные, либо на этих линиях полностью внедрены АСУ ТП.

Что такое АСУ и что такое САУКомпьютеры помогают решать
задачи управления в самых
разных масштабах: от
управления станком или
транспортным средством до
управления производственным
процессом на предприятии или
даже целой отраслью
экономики государства

Для управления в масштабе крупного
предприятия или отрасли создаются
компьютерные системы, которые
называются автоматизированными
системами управления (АСУ). Такие
системы работают вместе с человеком.
АСУ помогает руководителю получить
необходимую информацию для принятия
управляющего решения, а также может
предложить наиболее оптимальные
варианты таких решений. Однако
окончательное решение принимает
человек.
В АСУ используются самые современные
средства информационных технологий:
базы данных и экспертные системы,
методы математического моделирования,
машинная графика и пр.

С распространением персональных
компьютеров технической основой АСУ
стали компьютерные сети. В рамках
одного предприятия это локальные
компьютерные сети. Автоматизированные
системы управления, работающие в
масштабах отрасли, в государственных
масштабах, используют глобальные
компьютерные сети.

Системы автоматического управления (САУ).

Другим вариантом применения компьютеров в
управлении являются системы автоматического
управления (САУ).
Объектами управления в этом случае чаще всего
выступают технические устройства (станок, ракета,
химический реактор, ускоритель элементарных
частиц).

В САУ все операции,
связанные с процессами
управления (сбор и обработка
информации, формирование
управляющих команд,
воздействие на управляемый
объект) происходят
автоматически, без
непосредственного участия
человека.

Простые автоматы

1. Устройства автоматического управления стали создаваться
задолго до появления первых ЭВМ. Как правило, они
основаны на использовании каких-либо физических явлений.
Например:
автоматический регулятор уровня воды в баке основан
на выталкивающем действии воды на поплавок регулятора;
автоматические предохранители в электрических сетях
основаны на тепловом действии электрического тока;
система автоматического регулирования освещенности
в помещении использует явление фотоэффекта.
Существуют и более сложные примеры бескомпьютерного
автоматического управления.

Герон Александрийский –
гениальный ученый античности,
который в 1 веке н.э. изобрел
первый торговый автомат для
продажи в храмах "священной
воды" - сделал этот агрегат очень
простым. Его интерфейс
интуитивно понятен: брось
монетку в прорезь, получи воду.

10.

Преимущество компьютерных систем автоматического управления
перед такими устройствами в их большей «интеллектуальности», в
возможности осуществлять более сложное управление, чем простые
автоматы.
Компьютерная
система
управления
энергетическими
мощностями.

11. ЦАП - АЦП преобразование

Рассмотрим
ситуацию, в
которой объектом
управления
является
техническое
устройство
(лабораторная
установка,
бытовая техника,
транспортное
средство или
промышленное
оборудование), а
управляющим
объектом -
система
автоматического
управления.

12.

Компьютер работает с двоичной информацией, помещенной в его память.
Управляющая команда, выработанная программой, в компьютере имеет форму
двоичного кода.
Чтобы она превратилась в
физическое воздействие на
управляемый объект,
необходимо преобразование
этого кода в электрический
сигнал, который приведет в
движение «рычаги»
управления объектом. Такое
преобразование из двоичного
кода в электрический сигнал
называют цифро-аналоговым
преобразованием.
Выполняющий такое
преобразование прибор
называется ЦАП (цифроаналоговый
преобразователь).

13.

Приборы, которые дают информацию о состоянии объекта
управления, называются датчиками. Они могут показывать, например,
температуру, давление, деформации, напряженности полей и пр. Эти
данные необходимо передать компьютеру по линиям обратной связи. Если
показания датчиков имеют аналоговую форму (электрический ток или
потенциал), то они должны быть преобразованы в двоичную цифровую
форму. Такое преобразование называется аналого-цифровым, а прибор,
его выполняющий, - АЦП (аналого-цифровой преобразователь)

14. Схема САУ

Все сказанное отражается в схеме, приведенной на рисунке, приведённом
ниже. Такая система работает автоматически, без участия человека.
Схема системы автоматического управления

15.

1.
2.
3.
4.
Вопросы и задания
Что такое АСУ и что такое САУ? В чем различие между
автоматизированными системами управления (АСУ) и
системами автоматического управления (САУ)?
Какие аппаратные компоненты входят в систему управления
техническим устройством с помощью компьютера?
Схема САУ.
Для чего нужны устройства ЦАП и АЦП?

16. Полезные ссылки

http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/61326/%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%
D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5
https://ru.wikipedia.org/wiki/%C0%E2%F2%EE%EC%E0%F2%E8%E7%E8%F0%EE%E2%E0%
ED%ED%E0%FF_%F1%E8%F1%F2%E5%EC%E0_%F3%EF%F0%E0%E2%EB%E5%ED%E8%FF
http://school.xvatit.com/index.php?title=%D0%98%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%
D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0_9_%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81
%D1%81._%D0%94%D0%BE%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%
D0%B5_%D0%BA_%D0%B3%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%B5_5
https://ru.wikipedia.org/wiki/%C0%ED%E0%EB%EE%E3%EE%F6%E8%F4%F0%EE%E2%EE%E9_%EF%F0%E5%EE%E1%F0%E0%E7%EE%E2%E0%F2%E5%E

Системы несвязанного регулирования.

Структурная схема системы представлена на рис. 1.32. Выведем передаточную функцию эквивалентного объекта в одноконтурной АСР с регулятором R 1 . Как видно из рис. 1.33, а, такой объект состоит из основного канала регулирования и связанной с ним параллельно сложной системы, включающей второй замкнутый контур регулирования и два перекрестных канала объекта.

Рис. 1.33. Преобразование системы регулирования двух координат к эквивалентным одноконтурным АСР: эквивалентный объект для первого регулятора; б– эквивалентный объект для второго регулятора

Рис. 1.34. Амплитудно-частотные характеристики одноконтурных АСР при отсутствии перекрестных связей в объекте

Передаточная функция эквивалентного объекта имеет вид:

Второе слагаемое в правой части уравнения (1.36) отражает влияние второго контура регулирования на рассматриваемую систему и по существу является корректирующей поправкой к передаточной функции прямого канала.

Различают автоматические и автоматизированные системы управления. В отличии от автоматических систем, в которых управление осуществляется без участия человека, в автоматизированных системах часть функций управления выполняет человеком, другая часть – автоматическими устройствами. В автоматизированных системах управления (АСУ) с помощью вычислительной техники сбора, анализа, регистрации информации, а также ее преобразование для выполнения отдельных операций принятия решений. Для реализации этих функций используются экономико-математические методы и модели, позволяющие получить оптимальное или близкое к оптимальному решение. Таким образом, АСУ – это человеко-машинная система, использующая экономико-математические методы, средства электронно-вычислительной техники для отыскания и реализации наиболее эффективного управления

Наиболее распространенными признаками классификации АСУ являются тип объекта управления, выполняемые функции и назначение, выходные результаты и др.

По типу объекта управления различают АСУ предприятием, объединением, отраслью, народным хозяйством. Можно выделить территориальные АСУ (АСУ городом, АСУ регионом, АСУ республикой).

По назначению принято различать промышленные, оборонные, коммерческие, финансово-экономические и другие АСУ

По выполняемым функциям выделяют административно-организационные АСУ, технологические, интегральные.

По выходным результатам различают информационно-справочные, информационно-советующие и информационно-управляющие АСУ.

По типу производства различают АСУП для непрерывных, дискретных и дискретно-непрерывных производств.

В составе АСУП принято выделять функциональную и обеспечивающую части .

Функциональная часть подразделяется на подсистемы, выполняющие основные функции управления предприятием. Необходимость выделения функциональных подсистем объясняется сложностью управления современным мероприятием. Обеспечивающая часть представляет собой комплекс средств и методов, объединенных в соответствии с их спецификой и обеспечивающих решение задач во всех функциональных подсистемах АСУП. Выделяют организационное, информационное, техническое, математическое и программное, лингвистическое, правовое и эргономическое обеспечение АСУП.

Организационное обеспечение – это совокупность методов и средств технико-экономического анализа системы управления, выбора и постановки задач организационного, организации производства и управления в условиях АСУП.

Информационное обеспечение представляет собой совокупность динамической информационной модели предприятия и средств ее формирования и ведения (поддержание адекватности модели и объекта).

Техническое обеспечение АСУП – это комплекс технических средств, обеспечивающих функционирование АСУП.

Математическое и программное обеспечение представляет собой совокупность алгоритмов и программ, реализующих функциональные и обеспечивающие задачи АСУП.

Лингвистическое обеспечение – это языковые средства (языки программирования, описания объектов и задач управления, общения с ЭВМ и т.д.), используемые на различных этапах создания и функционирования АСУП.

Правовое обеспечение представляет совокупность руководящих материалов и нормативов, регламентирующих порядок разработки, внедрения и функционирования АСУП, статус АСУП в отрасли, функции отдельных звеньев и организаций, порядок формирования и использования информации в системе. Кроме того, правовое обеспечение регламентирует права, обязанности и ответственность персонала АСУП.

Эргономическое обеспечение – это совокупность методов и средств, позволяющих повысить эффективность деятельности человека в АСУП.

Иерархия.

Структуры сложных систем управления, как правило, строятся с использованием иерархического и функциональных принципов выделения подсистем.

Первый (нижний) уровень иерархии состоит из множества систем управления отдельными технологическими операциями. Цель управления на этом уровне обычно является выбор и поддержание заданных режимов выполнения технологических операций. Здесь управление сводится к контролю параметров технологических режимов и к воздействию непосредственно на технологическую операцию.

Второй (следующий) уровень иерархии включает системы управления производственными участками и технологическими линиями. Основная цель управления – выбор и поддержание режимов совместного функционирования агрегатов станков и оборудования. На этом уровне производится корректировка параметров каждой операции технологического процесса в зависимости от случайного и вынужденного изменения режимов других.

Совокупность систем упрвления первого и второго уровней будет называться системой упрвления технологическими процессами (СУТП).

Третий уровень иерархии составляют системы управления цехами. Цель управления цехом – организация выпуска заданного количества изделий конкретной номенклатуры с требуемым качеством и наименьшими затратами. Для реализации такой цели в процессе управления необходимо выполнять функции организационно и экономического характера.

Объектом управления на четвертом уровне иерархии является непосредственно предприятие в целом. Цель управления – организация совместного функционирования цехов для выпуска готовой продукции при заданных технико-экономических показателях. Совокупность систем управления третьего и четвертого уровней называют системой управления предприятием (СУП).

Автоматизированные системы управления АСУ АСУ применяются в различных отраслях промышленности энергетике транспорте и т. в должности директора Центрального научноисследовательского 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 PRакций по внедрению дорогостоящих ЭВМ вместо создания настоящих АСУ для повышения...

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ И АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Автоматизированная система управления (АСУ) и система автомат и ческого управления (САУ) — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках техн о логического процесса, производства, предприятия.

Автоматизированные системы управления (АСУ)

АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин автоматизированная, в отличие от термина автоматич е ская подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, л и бо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автом а тизации. АСУ с Системой поддержки принятия решений (СППР), являются осно в ным инструментом повышения обоснованности управленческих решений.

Создателем первых АСУ в СССР является доктор экономических наук, профессор, член-корреспондент Национальной академии наук Белоруссии, осн о воположник научной школы стратегического планирования Николай Иванович Ведута (1913—1998). В 1962—1967 гг. в должности директора Центрального научно-исследовательского института технического управления (ЦНИИТУ), являясь также членом коллегии Министерства приборостроения СССР, он руководил внедрен и ем 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 план и рования процесса управления. Различают АСУ объекты (технологическими пр о цессами-АСУТП, предприятием-АСУП, отраслью-ОАСУ) и функциональные авт о матизированные системы, например, проектирование плановых расчётов, мат е риально-технического снабжения и т.д.

Цели автоматизации управления

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

1. Предоставление лицу, принимающему решение (ЛПР ) релевантных да н ных для принятия решений
2. Ускорение выполнения отдельных операций по сбору и обработке да н ных
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

Состав АСУ

В состав АСУ входят следующие виды обеспечений: информационное, пр о граммное, техническое, организационное, метрологическое, правовое и лингв и стическое.

Основные классификационные признаки

Основными классификационными признаками, определяющими вид АСУ, являются:

• сфера функционирования объекта управления (промышленность, стро и тельство, транспорт, сельское хозяйство, непромышленная сфера и т.д.)
• вид управляемого процесса (технологический, организационный, экон о мический и т.д.);
• уровень в системе государственного управления, включения управление народным хозяйством в соответствии с действующими схемами управления о т раслями (для промышленности: отрасль (министерство), всесоюзное объедин е ние, всесоюзное промышленное объединение, научно-производственное объед и нение, предприятие (организация), производство, цех, участок, технологический агрегат).

Функции АСУ

Функции АСУ устанавливают в техническом задании на создание конкре т ной АСУ на основе анализа целей управления, заданных ресурсов для их дост и жения, ожидаемого эффекта от автоматизации и в соответствии со стандартами, распространяющимися на данный вид АСУ. Каждая функция АСУ реализуется с о вокупностью комплексов задач, отдельных задач и операций. Функции АСУ в о б щем 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 конкре т ной АСУ. Функции АСУ можно объединять в подсистемы по функциональному и другим признакам.

Функции при формировании управляющих воздействий

• Функции обработки информации (вычислительные функции) – осущест в ляют учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобраз о вание формы информации;
• Функции обмена (передачи) информации – связаны с доведением выр а ботанных управляющих воздействий до ОУ и обменом информацией с ЛПР;
• Группа функций принятия решения (преобразование содержания инфо р мации) – создание новой информации в ходе анализа, прогнозирования или оп е ративного управления объектом

Классы структур АСУ

В сфере промышленного производства с позиций управления можно выд е лить следующие основные классы структур систем управления: децентрализ о ванную, централизованную, централизованную рассредоточенную и иерархич е скую.

Децентрализованная структура

Построение системы с такой структурой эффективно при автоматизации технологически независимых объектов управления по материальным, энергетич е ским, информационным и другим ресурсам. Такая система представляет собой совокупность нескольких независимых систем со своей информационной и алг о ритмической 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 соо т ветствии с критериями системы вырабатывает управляющие сигналы. Появление этого класса структур связано с увеличением числа контролируемых, регулиру е мых и управляемых параметров и, как правило, с территориальной рассредот о ченностью объекта управления.

Достоинствами централизованной структуры являются достаточно простая реализация процессов информационного взаимодействия; принципиальная во з можность оптимального управления системой в целом; достаточно легкая корре к ция оперативно изменяемых входных параметров; возможность достижения ма к симальной эксплуатационной эффективности при минимальной избыточности технических средств управления.

Недостатки централизованной структуры следующие: необходимость выс о кой надежности и производительности технических средств управления для д о стижения приемлемого качества управления; высокая суммарная протяженность каналов связи при наличии территориальной рассредоточенности объектов управления.

Централизованная рассредоточенная структура

Основная особенность данной структуры — сохранение принципа центр а лизованного управления, т.е. выработка управляющих воздействий на каждый объект управления на основе информации о состояниях всей совокупности объе к тов управления. Некоторые функциональные устройства системы управления я в ляются 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 взаимосвяза н ных алгоритмов управления объектами, которые реализуются совокупностью вз а имно связанных органов управления. В процессе функционирования каждый управляющий орган производит прием и обработку соответствующей информации, а также выдачу управляющих сигналов на подчиненные объекты. Для реал и зации функций управления каждый локальный орган по мере необходимости вступает в процесс информационного взаимодействия с другими органами упра в ления. 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 проце с сов в системе управления из-за необходимости обмена данными между центрами обработки и управления, а также корректировка хранимой информации; избыто ч ность технических средств, предназначенных для обработки информации; сло ж ность синхронизации процессов обмена информацией.

Иерархическая структура

С ростом числа задач управления в сложных системах значительно увел и чивается объем переработанной информации и повышается сложность алгори т мов управления. В результате осуществлять управление централизованно нево з можно, так как имеет место несоответствие между сложностью управляемого объекта и способностью любого управляющего органа получать и перерабат ы вать 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.

Виды АСУ

• Автоматизированная система управления технологическим процессом или АСУ ТП — решает задачи оперативного управления и контроля техническими объектами в промышленности, энергетике, на транспорте.
• Автоматизированная система управления производством (АСУ П ) — решает задачи организации производства, включая основные производственные процессы, входящую и исходящую логистику. Осуществляет краткосрочное планирование выпуска с учётом производственных мощностей, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса. Для решения этих задач применяются MIS и MES -системы, а также LIMS -системы.

Примеры:

• Автоматизированная система управления уличным освещением («АСУ УО») — предназначена для организации автоматизации централизованного управления уличным освещением.
  • Автоматизированная система управления наружного освещения («АСУНО») — предназначена для организации автоматизации централизованного управления наружным освещением.
  • Автоматизированная система управления дорожным движением или АСУ ДД — предназначена для управления транспортных средств и пешеходных потоков на дорожной сети города или автомагистрали
• Автоматизированная система управления предприятием или АСУП — для решения этих задач применяются MRP , MRP II и ERP -системы. В случае, если предприятием является учебное заведение, применяются системы управления обучением .

Примеры:

• « Система управления гостиницей ». Наряду с этим названием употребляется PMS Property Management System
  • « Автоматизированная система управления операционным риском » - это программное обеспечение, содержащее комплекс средств, необходимых для решения задач управления операционными рисками предприятий: от сбора данных до предоставления отчетности и построения прогнозов.

Системы автоматического управления (САУ)

Типы систем автоматического управления

Система автоматического управления, как правило, состоит из двух основных элементов — объекта управления и управляющего устройства.

САУ можно разделить:

1. По цели управления

Объект управления — изменение состояния объекта в соответствии с заданным законом управления. Такое изменение происходит в результате внешних факторов, например вследствие управляющих или возмущающих воздействий.

А) Системы автоматического регулирования

• Системы автоматической стабилизации . Выходное значение поддерживается на постоянном уровне (заданное значение — константа ). Отклонения возникают за счёт возмущений и при включении.
• Системы программного регулирования . Заданное значение изменяется по заранее заданному программному закону f. Наряду с ошибками, встречающимися в системах автоматического регулирования, здесь также имеют место ошибки от инерционности регулятора .
• Следящие системы . Входное воздействие неизвестно. Оно определяется только в процессе функционирования системы. Ошибки очень сильно зависят от вида функции f(t).

Б) Системы экстремального регулирования

Способны поддерживать экстремальное значение некоторого критерия (например минимальное или максимальное), характеризующего качество функционирования объекта. Критерием качества, который обычно называют целевой функцией , показателем экстремума или экстремальной характеристикой , может быть либо непосредственно измеряемая физическая величина (например, температура , ток , напряжение , влажность , давление ), либо КПД , производительность и др.

Выделяют:

• Системы с экстремальным регулятором релейного действия. Универсальный экстремальный регулятор должен быть хорошо масштабируемым устройством, способным исполнять большое количество вычислений в соответствии с различными методами.
  • Сигнум-регулятор используется как аналоговый анализатор качества, однозначно характеризующий лишь один подстраиваемый параметр систем. Он состоит из двух последовательно включенных устройств: Сигнум-реле (D-триггер ) и исполнительный двигатель (интегратор ).
  • Экстремальные системы с безинерционным объектом
  • Экстремальные системы с инерционным объектом
  • Экстремальные системы с плавающей характеристикой. Используется в случае, когда экстремум меняется непредсказуемым или сложно идентифицируемым образом.
• Системы с синхронным детектором (экстремальные системы непрерывного действия). В прямом канале имеется дифференцирующее звено , не пропускающее постоянную составляющую. Удалить или зашунтировать по каким-либо причинам это звено невозможно или неприменимо. Для обеспечения работоспособности системы используется модуляция задающего воздействия и кодирование сигнала в прямом канале, а после дифференцирующего звена устанавливают синхронный детектор фазы .

В) Адаптивные системы автоматического управления

Служат для обеспечения желаемого качества процесса при широком диапазоне изменения характеристик объектов управления и возмущений.

1. По виду информации в управляющем устройстве

А) Замкнутые САУ

В замкнутых системах автоматического регулирования управляющее воздействие формируется в непосредственной зависимости от управляемой величины. Связь входа системы с его выходом называется обратной связью . Сигнал обратной связи вычитается из задающего воздействия. Такая обратная связь называется отрицательной .

Б) Разомкнутые САУ

Сущность принципа разомкнутого управления заключается в жестко заданной программе управления. То есть управление осуществляется «вслепую», без контроля результата, основываясь лишь на заложенной в САУ модели управляемого объекта. Примеры таких систем: таймер , блок управления светофора, автоматическая система полива газона, автоматическая стиральная машина и т. п.

В свою очередь различают:

• Разомкнутые по задающему воздействию
• Разомкнутые по возмущающему воздействию

Характеристика САУ

В зависимости от описания переменных системы делятся на линейные и нелинейные . К линейным относятся системы, состоящие из элементов описания, которые задаются линейными алгебраическими или дифференциальными уравнениями .

Если все параметры уравнения движения системы не меняются во времени, то такая система называется стационарной . Если хотя бы один параметр уравнения движения системы меняется во времени , то система называется нестационарной или с переменными параметрами .

Системы, в которых определены внешние (задающие) воздействия и описываются непрерывными или дискретными функциями во времени относятся к классу детерминированных систем.

Системы, в которых имеет место случайные сигнальные или параметрические воздействия и описываются стохастическими дифференциальными или разностными уравнениями относятся к классу стохастических систем.

Если в системе есть хотя бы один элемент, описание которого задается уравнением частных производных , то система относится к классу систем с распределенными переменными .

Системы, в которых непрерывная динамика, порождаемая в каждый момент времени, перемежается с дискретными командами, посылаемыми извне, называются гибридными системами .

Примеры систем автоматического управления

В зависимости от природы управляемых объектов можно выделить биологический, экологический, экономические и технические системы управления. В качестве примеров технического управления можно привести:

• Системы дискретного действия или автоматы (торговые , игровые , музыкальные ).
• Системы стабилизации уровня звука , изображения или магнитной записи . Это могут быть управляемые комплексы летательных аппаратов , включающие в свой состав системы автоматического управления двигателя , рулевыми механизмами , автопилоты и навигационные системы .

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм>
7063.		Автоматизированные информационные системы (АИС)	4.89 KB
	Автоматизированная информационная система (АИС) - совокупность информации, экономико-математических методов (ЭММ) и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенную для обработки информации и принятия управленческих решений.
1283.		Автоматизированные информационные системы	369 KB
	Автоматизированные системы. Понятие автоматизированной системы. Автоматизированные информационные системы. Производственные и хозяйственные предприятия фирмы корпорации банки органы территориального управления представляют собой сложные системы. Системы значительно отличаются между собой как по составу так и по главным целям.
20397.		Современные автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ)	991.76 KB
	Целью организации учета электрической энергии является процесс получения информирования и запоминания информации для целей государственной ведомственной и корпоративной отчетности а также для удовлетворения требований менеджмента компании. Статистическая техническая отчетность имеет...
17633.		Анализ системы управления земельными ресурсами на различных уровнях управления	221.29 KB
	Сущность информационного обеспечения управления земельными Ресурсами. Роль мониторинга земель в управлении земельными ресурсами. Анализ системы управления земельными ресурсами на различных уровнях Управления. Анализ объекта и субъекта управления земельными ресурсами в Российской Федерации.
18928.		АНАЛИЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ФИНАНСОВЫМИ РЕСУРСАМИ (на примере «ГУ – Управления Пенсионного фонда Российской Федерации в городе Элисте Республики Калмыкия»)	140.07 KB
	Правовой статус Пенсионного фонда и основные показатели деятельности его структурного подразделения. Пенсионный фонд - важное звено финансовой системы государства при этом он имеет ряд особенностей: фонд создан органами власти и управления и имеет строгую целевую направленность денежные...
6752.		АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ (АВТОМАТЫ)	152.7 KB
	Различают несколько разновидностей автоматов: универсальные работают на постоянном и переменном токе установочные предназначаются для установки в общедоступных помещениях и выполняются по типу установочных изделий быстродействующие постоянного тока и гашения магнитного поля мощных генераторов.
5095.		АВТОМАТИЧЕСКИЕ ТОРМОЗА ВАГОНОВ И БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ	142.26 KB
	Цель курсового проекта – изучение и освоение методики выполнения тормозных расчетов, обеспечивающих соблюдение безопасности движения поездов и полное использование мощности локомотивов и грузоподъемности вагонов.
12753.		Исследование теоретических основ организации системы управления продажами для разработки мероприятий по совершенствованию управления продажами на исследуемом предприятии	260.65 KB
	Наличие сильной и постоянно развивающейся конкуренции, вынуждают организации заменять простую систему «купил-перепродал» на все более усложняющиеся модели, вовлекающие в сферу влияния предприятия как клиентов, так и поставщиков, вплоть до создания единой интегрированной цепи поставок. При этом важнейшую роль играет организация процесса продаж, которая также постоянно усложняется.
19979.		БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ И АВТОМАТИЧЕСКИЕ ТОРМОЗА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА	9.73 MB
	Характеристика тепловоза 2М62 Сила тяги локомотива Fкр кгс Вес локомотива P т iр 40000 240 0 Таблица. № 188 Б Рычажная передача Жб 84кгс т Жм 327кгс т ач мм 200 hур 17см бч мм 300 Pу 16кгс акмм 145 dур 5см бк мм 355 Sур 196см2 в мм 400 ж 654кгс т г мм 160 Dтц Fпр 150-159 кгс Определение длины тормозного пути и времени торможения поезда при экстренном торможении способом ПТР по интервалам скорости. Основное удельное сопротивление движению 4-осных грузовых вагонов на подшипниках качения роликовых подшипниках следует...
1663.		Капли. Технологическая схема изготовления в промышленных условиях. Автоматические линии	72.3 KB
	В настоящее время при лечении и профилактике заболеваний глаз используются следующие глазные ЛФ промышленного производства: капли мази пленки. Самой распространенной глазной ЛФ являются капли. Требования к глазным каплям Основные требования которым должны соответствовать глазные капли: стерильность; отсутствие механических включений; комфортность изотоничность оптимальное значение рН; химическая стабильность; пролонгирование действия.