Автоматические и автоматизированные системы. Автоматические системы управления класификация. основные функциональные части асуп

Для реализации выбранных воздействий обычно необходимо иметь специальные технические приспособления и организационные возможности .

Это, например, рычаги и другие механические приспособления,алгоритмы и программы для компьютера, это руководитель, его заместители, секретари и пр.

Система управления обычно является частью того объекта, которым необходимо управлять.

Тем не менее, систему управления почти всегда можно отделить от основного объекта и считать другим, специальным объектом. Вводятся термины – управляемая система (основной объект) и управляющая система (другой, дополнительный объект - это система управления).

Часто также говорят, что система управления наложена на управляемый объект Эта ситуация представлена на Рис.

Основой управления, как уже говорилось в предыдущем пункте, является логический выбор (принцип «если так, то так»). Такой выбор делается на основе информации .

1.2 Автоматическое и автоматизированное управление

1.2.1 Понятие автомата и алгоритма

Существует три основных способа выработки управления:

человеком (HS)

техническим средством (AU)

человеком и техническим средством совместно (HS+AU) .

Техническое средство, способное вырабатывать управление, называется автоматом .

Автомат может выполнять воздействие на объект, т.е. осуществлять управление , только по заложенным в него жестко определенным правилам – алгоритмам .

Запись алгоритма в виде, воспринимаемом автоматом, называется программой .

Человек, в отличие от автомата, может производить действия с той или иной степенью отхода от жёстких правил, а как крайний случай, вообще без алгоритма .

Это - принципиальное различие в возможностях автомата и человека. Говорят, что автомат способен работать только по жёсткому алгоритму, а режим работы человека с применением опыта, интуиции, неформального мышления называют мягким алгоритмом.

Действия автомата и человека как автомата (по жесткому алгоритму) называют формализованными , а действия со значительным отходом от этого правила – неформализованными .

Автоматическое и автоматизированное управление

Управление, которое вырабатывается и осуществляется автоматом без участия человека, называется автоматическим .

Автоматическое управление может быть основано только на формализованных действиях. Оно выполняется техническими средствами на основе заложенных в них алгоритмов в виде программ.

Если человеку дается право вмешиваться в действия автомата, т.е. управление осуществляется совместно человеком и автоматом , то такое управление называется автоматизированным.

Тривиальные вмешательства человека в действия автомата. Это включение и выключение, аварийная остановка, ремонт и наладка. Эти действия не ведут к понятию автоматизированного управления.

Управление, производимое только человеком (без использования автоматического режима) принято называть ручным .

Таким образом, автоматизированное управление это комбинирование автоматического и ручного управления при специальном разделении задач между автоматом и человеком. При этом автомат обычно выполняет рутинные (простые, многократно повторяющиеся) действия, а человеку поручаются принципиальные решения и решения общего характера.

Возможность человека действовать неформализованным способом дает ему значительные преимущества . Все научные, технические и культурные ценности – результат неформализованных действий. Духовное развитие человека не формализовано.

Основное, что дает возможность действовать человеку не по жесткому алгоритму – это гибкость неформализованного управления:человек может учесть дополнительные факторы или воспользоваться своим опытом и интуицией

Считается, что нормальной системой является автоматизированная система управления, что все в разумной степени должно включать автоматические операции, но не сводится к полному исключению человека из процесса управления.

использование чисто автоматической или чисто ручной системы управления допустимо, но должно быть хорошо обосновано .

Формализм, связанный с понятием управления

Автоматизированное управление будем обозначать AUz, автомат или автоматическое управление, как это уже было сделано выше, AU , а человека и его действия как – HS. В этих символах можно записать:

AUz = HS + AU ,

HS dom AU (dom доминирует ),

HS bas AUz (bas является основой ).

Примеры других формальных утверждений:

AU bas AUz , (HS dom AU) bas AUz , AU +AUz = AUz , HS +AUz = AUz

Первым отличительным признаком автоматизированных систем управления (АСУ) от систем автоматического управления (САУ) является наличие в контуре человека-оператора (диспетчера). Кроме того, возможность выполнения дополнительных функций, благодаря использованию современных компьютерных технологий. Наглядным примером может служить одноконтурная система регулирования температуры воды на выходе теплообменника , которая представлена на рис. 2.

Вода подогревается до нужной температуры за счет энергии отработанного пара. Если реальная температура подогреваемой воды Треал , измеряемая термопарой, отличается от заданной Тзад , то управляющее устройство УУ, состоящее из измерительного, регулирующего блоков и усилителя мощности, вырабатывает управляющее воздействие на мотор М, регулирующий отбор отработанного пара так, чтобы скомпенсировать эту разницу.

Несмотря на то, что регулирование в контуре осуществляется по ПИД-закону, обеспечить максимальный КПД теплообменника без дополнительных функций и устройств в рассматриваемой системе не представляется возможным.

Дополнительные датчики температуры Т1 и расхода Q1 питательной воды, температуры Т2 и расхода горячего пара Q2 позволяют при наличии устройств преобразования аналоговой информации в цифровую и обратно (на рис. 21 не показаны) реализовать функции:

- Ф1 – расчет задания Q2зад в соответствии с принятым критерием, учетом ситуации на объекте и использованием модели теплообменника;

- Ф2 – визуализация основных параметров для диспетчера;

- Ф3 – регулирование расхода Q2 по ПИД-закону с проверкой дополнительных условий;

- Ф4 – расчет технико-экономических параметров (ТЭП).

15. Режимы функционирования АСУ ТП

При создании АСУТП должны быть определены цель ее функционирования и роль, которая отводится этой системе в общей структуре управления предприятием. В соответствии с заданными функциями как вся система, так и входящие в нее подсистемы могут работать в различных режимах. Таких режимов может быть четыре:

1.режим сбора данных;

2.режим советчика оператора;

3.супервизорное управление;

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Система і її властивості

Особливості сучасних систем.. система і її оточення.. проектування систем життєвий цикл..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Функции АСУТП как последовательность отдельных процессов
Функции АСУТП выбираются из списка, в котором они сгруппированы по своему назначению, например, для контроля, управления, исследования, планирования и т.д. Функция представляется в виде последовате

Непосредственное цифровое управление (НЦУ)
Информационно-измерительные системы или работа системы в режиме сбора данныхпредназначены для сбора и выдачи информации о состоянии объекта управления. Информационно-измер

Функционально-иерархическая структура ГСП
Рис. 3. Иерархия ГСП Конструктивно-технологическая структура ГСП представлена на рис. 5.

Локальные программируемые контроллеры
В настоящее время в промышленности используется два типа локальных контроллеров: Встраиваемый в оборудование и являющийся его неотъемлемой частью. Такой контроллер может управлять с

Сетевые комплексы контроллеров
Сетевые ПТК наиболее широко применяются для управления производственными процессами во всех отраслях промышленности. Минимальный состав данного класса ПТК подразумевает наличие следующих компонен

ПЛК для маломасштабных распределенных систем управления
Этот класс микропроцессорных ПТК превосходит большинство сетевых комплексов контроллеров по мощности и сложности выполняемых функций. В целом, этот класс еще имеет ряд ограничений по объему автома

ПЛК для полномасштабных распределенных АСУ ТП
Это наиболее мощный по возможностям и охвату производства класс контроллерных средств, практически не имеющий границ ни по выполняемым на производстве функциям, ни по объему автоматизируемого прои

Особые функции ПЛК
l глубокая диагностика работы вычислительных устройств, l меры автоматического резервирования, в т. ч. устранение неисправностей без останова устройства (использование жест

Что SCADA дает предприятию
· Точное соблюдение технологических нормативов и регламента. Значительное уменьшение процента брака, автоматическое повышение качества; · Снижение

Требования к мнемознакам и сигнальным элементам мнемосхем
Комплекс мнемознаков, используемых на одной мнемосхеме, должен быть разработан как единый алфавит. Необходимо, чтобы алфавит мнемознаков был максимально коротким, а различительные признаки

Ограничение мощности искры
По данному методу реализована защита вида "i" (искробезопасная цепь). Данный метод подразумевает, что в случае возникновения искры ее мощности будет недостаточно для воспламенения взрывоопасной сме

Понятие автоматизированных систем.

Чем отличаются автоматизированные системы от систем автоматического управления.
Приведите примеры автоматизированных систем.
Что собой представляют системы автоматизированного проектирования?
Приведите примеры справочно-правовых систем.
Структура автоматизированной системы пенсионного учета.
Структура автоматизированной системы налогового учета.
Что собой представляет электронный документооборот.
Области применения экспертных систем.
Что собой представляют автоматические обучающие системы?

Начертательная геометрия, изучаемая студентами заочной формы обучения в первом семестре, является первой частью дисциплины «Инженерная графика» и её теоретической базой.

Данное учебно-методическое пособие посвящено именно этой части дисциплины. Вторая её часть будет отражена в последующих работах.

При изучении курса необходимо ознакомиться с программой, приобрести учебную литературу и тщательно продумать календарный план самостоятельной работы, согласуя его с учебным графиком и и планами по другим учебным дисциплинам первого курса. В этом плане начертательной геометрии следует уделить особое место, учитывая, что наряду с изучением теории необходимо ознакомиться с решением типовых задач каждой темы курса и выполнить контрольные работы.

Цели и задачи изучения дисциплины – уметь точно и аккуратно выполнять графические построения при решении конкретных графических задач. Правильно построенные самостоятельные занятия по начертательной геометрии разрешат трудности в изучении этой дисциплины и научат студента представлять всевозможные сочетания геометрических форм в пространстве. Начертательная геометрия способствует развитию пространственного воображения, умению «читать» чертежи, с помощью чертежа передавать свои мысли и правильно понимать мысли другого, что крайне необходимо инженеру.

При изучении начертательной геометрии следует придерживаться общих указаний:

1) Начертательную геометрию нужно изучать последовательно и систематически.

2) В начертательной геометрии следует избегать механического запоминания теорем, формулировок, решений задач. Такое запоминание непрочно. Студент должен разобраться в теоретическом материале и уметь применить его как общую схему к решению конкретных задач. Свои знания надо проверить ответами на вопросы включённых в это пособие контрольно-измерительных материалов и решением задач.

4) В курсе начертательной геометрии решению задач должно быть уделено особое внимание. Решение задач является наилучшим средством более глубокого постижения положений теории. Прежде, чем приступить к решению задачи, надо понять её условие и чётко представить себе схему решения.

5) В начальной стадии изучения курса начертательной геометрии полезно прибегать к моделированию изучаемых геометрических форм и их сочетаний. Значительную помощь оказывают зарисовки воображаемых моделей, а также их простейшие макеты.

Cтраница 1

Автоматические и автоматизированные системы на базе новейших ЭВМ поднимают оперативное и планово-организационное управление на уровень, соответствующий современной технике и технологии производства в энергетике.

Различают автоматические и автоматизированные системы управления. В системах автоматического управления (САУ), состоящих из объекта управления и управляющего устройства (управляющей части), человек непосредственного участия в процессе управления не принимает. В отличие от САУ в автоматизированных системах управления (АСУ) предполагается обязательное участие людей в процессах управления. Принципиальное отличие АСУ от традиционной системы управления состоит в том, что в АСУ часть управленческих работ, а именно сбор, анализ и преобразование информации, выполняется с помощью вычислительной техники.

Различают автоматические и автоматизированные системы управления. Системы автоматического управления (АУ работают без участия человека. Они применяются для управления отдельными машинами, агрегатами, технологическими процессами. Автоматизированные системы управления АСУ предполагают наличие человека в процессе управления и применяются прежде всего для организационного управления, объектом которого являются коллективы, предприятия. Автоматизированные системы управления технологическими процессами называют АСУТП.

В автоматических и автоматизированных системах - время с момента подачи сигнала на вход системы до момента, когда она отреагирует на данный сигнал.

Принято различать автоматические и автоматизированные системы управления. Их различие состоит прежде всего в том, что автоматические системы могут работать без участия человека, в то время как в автоматизированных системах часть функций управления объектом выполняется техническими средствами, а часть - людьми. Таким образом важным признаком АСУ является наличие человека в процессе управления.

Управляющие машины используются в автоматических и автоматизированных системах управления и обеспечивают оптимальное протекание технологического процесса.

Теоретической основой управления и разработки автоматических и автоматизированных систем является кибернетика - наука о наиболее общих законах получения и целенаправленной переработки информации в управляемых системах.

Возникает необходимость в применении для автоматических и автоматизированных систем управления различного назначения ЭВМ с соответственно различными характеристиками.

Кроме формальных и неформальных, различают также ручные, автоматические и автоматизированные системы управления. Если задача управления - выработка и исполнение управленческих решений - выполняется человеком, то говорят о ручном управлении. В автоматических системах процессы управления реализуются без непосредственного участия человека - работу выполняют компьютеры и автоматы. Автоматизированные системы управления (АСУ) являются человекомашинными системами, функции управления в которых распределены между человеком - лицом, принимающим решения, и компьютером в соответствии с достигнутым в конкретной системе управления уровнем автоматизации принятия УР и исполнения.

Метрологические характеристики средств измерений, применяемые в автоматических и автоматизированных системах управления.

В публикуемых статьях изложены различные подходы к проектированию автоматических и автоматизированных систем управления, а также предложены удобные для реализации на ЦВМ методы решения типовых задач управления.

Построенные на указанных аппаратно-программных средствах информационно-измерительные системы позволяют создавать особо ответственные автоматические и автоматизированные системы сигнализации, диагностики и управления различной конфигурации и информационной емкости, с достаточно большой скоротью передачи информации, работающие в сложных климатических условиях (от минус 40 до 60 С) или во взрывоопасных зонах на объектах, находящихся под контролем Госгортехнад-зора России, что выгодно отличает предлагаемые системы от своих аналогов. Это расширяет функциональные возможности систем. Создаваемые системы на базе современных аппаратно-программных средств широко внедряются в промышленность.

Как уже отмечалось (см. § 1.3), различают автоматические и автоматизированные системы управления. В отличие от автоматических систем, в которых управление осуществляется без участия человека, в автоматизированных системах часть функций управления выполняется человеком, другая часть - автоматическими устройствами. В автоматизированных системах управления (АСУ) с помощью вычислительной техники наиболее часто выполняются функции сбора, анализа, регистрации информации, а также ее преобразования для выполнения отдельных операций принятия решений. Для реализации этих функций используются экономико-математические методы и модели, позволяющие получить оптимальное или близкое к оптимальному решение.

Применение микроЭВМ развивается в двух основных направлениях: в составе автоматических и автоматизированных систем и в качестве персональных компьютеров (ПК) для инженеров и специалистов электроэнергетических систем.

Вследствие большого разнообразия объектов управления в химической промышленности при создании автоматических и автоматизированных систем в каждом случае приходится решать сложные задачи проектирования конкретных систем. Многочисленность объектов и ограниченность ресурсов проектирования и реализации систем делают необходимым типизацию проектных решений и ориентацию на серийную аппаратуру, универсализацию математического обеспечения систем, совершенствование организации и управления разработками.

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).