Простейшая структура приведена на рис. 1.1. Структура системы управления может быть многоуровневой (структурой подчинения).
Объект управления (ОУ) — динамическая система любой природы, преобразующая ресурсы в продукты и находящаяся под действием управляющих и возмущающих воздействий.
Возмущающее воздействие — воздействие, выводящее систему в нежелательное состояние.
Решение (управляющее воздействие, управление) — воздействие, выбранное из множества возможных на основе поставленной цели и принятого критерия.
Критерий — оценка вариантов решений.
Цель — состояние, к которому стремится система.
Управляющая часть (УЧ) — часть системы, вырабатывающая решения и передающая их на объект управления.
Среда — метасистема, в которую рассматриваемая система управления входит составной частью.
Функционирование системы — работа системы в рамках заданной структуры.
Развитие системы — работа системы в условии острых противоречий, которые могут вызвать изменение структуры.
Система управления (СУ) – совокупность управляющего устройства (УУ) и объекта управления (ОУ).
Рис. 3.1. Функциональная схема системы управления.
Состояние объекта определяется рядом величин, характеризующих как воздействие на объект внешней среды и управляющих устройств, так и протекание процессов внутри самого объекта.
2. Объект управления. Виды используемых объектом ресурсов.
Технологический объект управления – это совокупность технологического оборудования и реализованного на нём по соответствующим инструкциям или регламентам технологического процесса производства.
К критериям оптимальности (эффективности) функционирования технологических объектов кроме обычно решаемой задачи достижения наибольшего экономического эффекта относятся также всегда актуальные проблемы охраны здоровья работающих и сохранения окружающей среды.
Объект управления (ОУ) — динамическая система любой природы, преобразующая ресурсы в продукты и находящаяся под действием управляющих и возмущающих воздействий.
Рис. 1.2. Укрупненная схема объекта управления
Рассмотрим подробнее объект управления (рис. 1.2) как систему преобразования ресурсов в продукты. Объект управления использует следующие виды общих ресурсов: материальные, трудовые, финансовые, оборудование.
При более подробном рассмотрении процессов в управляющей части возможно получить совокупность этапов (рис. 1.3). Эта схема пригодна для ручного, автоматического и автоматизированного управления.
Рис. 1.3. Цикл управления
3. Этапы цикла управления.
Рис. 1.2. Укрупненная схема объекта управления
Объект управления (ОУ) — динамическая система любой природы, преобразующая ресурсы в продукты и находящаяся под действием управляющих и возмущающих воздействий.
Рассмотрим подробнее объект управления (рис. 1.2) как систему преобразования ресурсов в продукты. Объект управления использует следующие виды общих ресурсов: материальные, трудовые, финансовые, оборудование.
При более подробном рассмотрении процессов в управляющей части возможно получить совокупность этапов (рис. 1.3). Эта схема пригодна для ручного, автоматического и автоматизированного управления.
Рис. 1.3. Цикл управления
4. Определение АСУ. Системы автоматического и автоматизированного управления.
Автоматизированная система управления (АСУ) [automated, automatized control system (ACS), computerized control system, management information system (MIS)] — система управления, в которой применяются современные электронные средства обработки данных и экономико-математические методы для решения основных задач управления производственно-хозяйственной деятельностью.
Это человеко-машинная система: в ней ряд операций и действий передается для исполнения машинам и другим устройствам (особенно это относится к т. н. рутинным, повторяющимся, стандартным операциям и расчетам), но главное решение всегда остается за человеком. Этим АСУ отличаются от автоматических систем, т. е. таких технических устройств, которые действуют самостоятельно по установленной для них программе, без вмешательства человека.
ГОСТ 34.003—90 дает такое понятие автоматизированной системы управления (АСУ): «АСУ — система «человек — машина», обеспечивающая эффективное функционирование объекта, в которой сбор и обработка информации, необходимой для реализации функций управления, осуществляются с применением средств автоматизации и вычислительной техники».
Выделяют следующие виды автоматизированных систем:
Системы автоматического управления, работающие без участия человека. В основе автоматического управления лежит управление отдельными объектами на базе заданных алгоритмов, реализуемое техническими средствами. Используется три принципа управления: разомкнутое, замкнутое (обратная связь), компенсация возмущений.
Основные направления: автоматическое регулирование (стабилизация), программное управление, следящие системы, экстремальное регулирование, поисковые системы, оптимальное управление, самонастраивающиеся системы.
Однако внедрение автоматических систем управления не позволило исключить человека из контура управления, что послужило созданию автоматизированного управления, отличительными чертами которого являются автоматизация комплексов процессов или объектов, включение человека в контур управления, информационный и вероятностный подход к процессу управления, использование ЭВМ как основного технического средства, реализующего функции управления.
Схема, приведенная на рис. 1.3, позволяет точнее определить понятие «автоматизированная система» как систему, в которой хотя бы на одном этапе цикла управления используются компьютеры и технические средства.
Термин «автоматизированный» в отличие от термина «автоматический» подчеркивает возможность участия человека в отдельных операциях, как в целях сохранения человеческого контроля над процессом, так и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации отдельных операций.
5. Структура и режим работы информационно – поисковой АСУ.
ГОСТ 34.003—90 дает такое понятие автоматизированной системы управления (АСУ): «АСУ — система «человек — машина», обеспечивающая эффективное функционирование объекта, в которой сбор и обработка информации, необходимой для реализации функций управления, осуществляются с применением средств автоматизации и вычислительной техники».
Рис. 1.4. Информационно-поисковая система
Объект управления (ОУ) — динамическая система любой природы, преобразующая ресурсы в продукты и находящаяся под действием управляющих и возмущающих воздействий.
ЛПР - лицо, принимающие решения.
ИПС предназначены для записи и длительного хранения информации, которая считывается по запросу. Такая система может быть самостоятельной (библиотеки) или входить составной частью в АСУП. База данных является основой таких систем. В ней может быть отражена как структурированная (в виде таблиц), так и неструктурированная (текстовая) информация. В последнем случае это системы компьютеров офисов, учреждений, получившие широкие возможности благодаря электронной почте.
6. Структура и режим работы информационно-советующей АСУ.
ГОСТ 34.003—90 дает такое понятие автоматизированной системы управления (АСУ): «АСУ — система «человек — машина», обеспечивающая эффективное функционирование объекта, в которой сбор и обработка информации, необходимой для реализации функций управления, осуществляются с применением средств автоматизации и вычислительной техники».
Рис. 1.5. Информационно-советующая система
Объект управления (ОУ) — динамическая система любой природы, преобразующая ресурсы в продукты и находящаяся под действием управляющих и возмущающих воздействий.
ЛПР - лицо, принимающие решения.
ИСС вырабатывают для ЛПР соответствующие решения-советы в логической, числовой или символьной форме, при этом окончательное решение остается за человеком. В ИСС широко используют диалоговый режим.
7. Классификация АСУ по различным признакам и их характеристики.
АСУ — понятие многогранное и потому имеет большое число признаков классификации. Из них рассмотрим три основные (рис. 4.).
Анализируя первый признак классификации, следует отметить, что объектом управления в АСУТП являются машины или системы машин, а в АСОУ (АСУ на уровне цеха, предприятия и выше) — люди. В АСУТП информация передается сигналами, а в АСОУ — с помощью документов.
В последнее время появился новый класс систем — ИАСУ, объединяющий в одну систему АСУТП и АСОУ. Среди них выделяют ИАСУ с гибкими автоматизированными заводами, для которых известны три основные рассмотренные далее концепции: ГАЗ (СССР), ESPRIT (ЕС) и ICAM (США). ИАСУ с гибкими автоматизированными заводами за рубежом называют компьютерными интегрированными производствами (Computer Integrated Manufacturing CIM).