Управляющие комплексы автоматизированных систем

Введение

Управляющие комплексы автоматизированных систем – сочетание комплекса программно-аппаратных средств и персонала, которые предназначены для управления различными процессами в масштабе технологического процесса, производства, предприятия.В СССР первые управляющие комплексы автоматизированных систем были разработаны доктором экономических наук, профессором, член-корреспондентом НАН Белоруссии Н.И. Ведутой. В 1962–1967 годах он был руководителем внедрения первых в стране АСУ производством на машиностроительных предприятиях.Первостепенной задачей управляющих комплексов автоматизированных систем является повышение эффективности управления объектом через рост производительности труда и совершенствование методов планирования процесса управления.Система управления может рассматриваться как совокупность взаимосвязанных управленческих процессов и объектов. В самом общем виде автоматизация управления выполняется для повышения эффективности использования потенциальных возможностей объекта управления.Автоматизация базируется на широком использовании средств вычислительной техники (СВТ) и необходимого для них ПО. В качестве технических средств УКАС получили использование многомашинные, многопроцессорные комплексы, образующие с помощью ЭВМ и информационных сетей распределенные системы обработки информации.При реализации УКАС обычно применяются автоматизированные рабочие места и участки. Решаемые в УКАС задачи делят на задачи, требующие немедленного ответа и допускающие определённую его задержку по времени выполнения. Основные классификационные признаки управляющих автоматизированных системКлассификация - это один из разделов логики, который в настоящий момент изучается только в узкоспециализированных учебных заведениях. Однако в повседневной жизни и тем более в научной сфере приходится сталкиваться с необходимостью классификации того или иного множества объектов повсеместно. Смысл классификации прост. Все многообразие объектов, требующих осмысления или какой-либо обработки, организуется в виде упорядоченной системы. Для этой системы разрабатываются определенные правила деления и навигации, согласно которым, каждому объекту отведено определенное место таким образом, что не возникает сомнений, куда поместить данный объект и где его искать.Управляющие комплексы автоматизированных систем представляют собой сложные человеко-машинные комплексы. Это совокупность крупных подсистем, симбиоз данных и знаний, экономико-математических моделей, инструментальных и технических средств, средств связи и оргтехники, а также специалистов, предназначенных для обработки информации и принятия решений. Так, приведенное в действующем ГОСТе определение УКАС как человеко-машинной системы, обеспечивающей сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления в различных сферах человеческой деятельности, не полностью характеризует функционирующие и создаваемые системы. Многие действующие системы не ограничиваются сбором и обработкой информации, а, производя распознавание состояния объекта управления, выдают и реализуют управляющие воздействия. Поэтому в силу значительного разнообразия УКАС и возникает необходимость их классификации. Знание классификации управляющих комплексов автоматизированных систем (УКАС) должно позволить инженерам-проектировщикам свободно ориентироваться в большом многообразии УКАС.В зависимости от решаемой задачи можно выбрать разные признаки классификации. При этом одна и та же УКАС может характеризоваться одним или несколькими признаками. В качестве основных (глобальных) признаков классификации УКАС предлагается использовать следующие признаки:направление деятельности;область и специфика применения;охватываемая территория;организация информационных процессов;назначение;структура.Современные УКАС очень разнообразны и могут отличаться друг от друга по функциональному составу, степени автоматизации управления объектом, применяемым техническим средствам и многим другим признакам и характеристикам. Но, владея критериями классификации, разработчик получает возможность ориентироваться во всем многообразии автоматизированных систем.В заключении хотелось бы отметить, что классификация всегда отражает имеющийся на данный момент времени уровень знания, суммирует его, как бы дает его «топологическую карту», а с другой стороны, позволяет обнаруживать пробелы в существующем знании, служить основанием для диагностических и прогностических процедур.Назначение и принцип действия УКАС ТПНазначение УКАС ТП состоит в поддержании установленных режимов технологического процесса за счет контроля и изменения технологических параметров, выдачи команд на исполнительные механизмы и визуального отображения данных о производственном процессе и состоянии технологического оборудования.В функции УКАС ТП входит предупреждение аварийных ситуаций, анализ контролируемых значений, стабилизация режимных параметров и технологических показателей. Автоматизация помогает в достижении основных целей политики предприятия в вопросах экономики и качества.УКАС ТП получила широкое распространение в таких отраслях, как: аграрная промышленность, нефтегазовый комплекс, машиностроение, электроэнергетика, горнодобывающий производственный комплекс, металлообработка, пищевая промышленность и др.Автоматизируются гидромеханические, массообменные, тепловые процессы; процессы очистки, фильтрации, переработки, разделения, измельчения, хранения, отгрузки, приемки, дозации, пуска и остановки, измерения и множество других.От состава УКАС ТП зависят потенциальные возможности системы, а также качество функционирования автоматизированного объекта. Назначение УКАС ТП:повышение эффективности работы оборудования,обеспечение удобства управления технологическими процессами,контроль и мониторинг технологических параметров,исключение рисков простоев, сбоев работы оборудования,исчезновение ошибок персонала в процессе управления.В состав управляющих комплексов автоматизированных систем входит не только совокупность технических средств и программного обеспечения. Работа УКАС ТП невозможна без таких компонентов, как: информационное, математическое, организационное, эргономическое и метрологическое обеспечение.Несмотря на то, что автоматизация освобождает человека от необходимости выполнять большинство функций контроля, стабилизации и управления, именно оперативный персонал (технологи, инженеры, диспетчеры, машинисты, операторы, аппаратчики) следит за надлежащей работой приборов и автоматических устройств и контролирует технологические параметры.К аппаратным средствам УКАС ТП относят: операторские станции и серверы системы, сети, счетчики, измерительные преобразователи, сигнализаторы, автоматизированная система диспетчерского управления, контроллеры, датчики, модули цифрового интерфейса, исполнительные механизмы.Программные средства – это SCADA-системы, системы сбора данных, системы оперативного диспетчерского управления, операционные системы реального времени, средства исполнения технологических программ, специальное программное обеспечение.УКАС ТП предназначена для решения сложных управленческих проблем, повышения гибкости управляемого процесса и качества управления производственным объектом.Принцип действия УКАС ТП основан на измерении параметров технологического процесса с помощью интеллектуальных средств измерения и последующем управлении технологическим процессом.На нижнем или полевом уровне УКАС ТП расположены датчики, полевое оборудование, исполнительные механизмы. С датчиков, которые фиксируют контролируемые параметры, поступает сигнал на промышленные контроллеры.ПЛК (программируемые логические контроллеры) относят к среднему уровню УКАС ТП, именно здесь выполняются задачи автоматического регулирования, логико-командного управления, пуска/остановки оборудования и машин, аварийной защиты и отключения.Все данные, поступающие на операторские станции, отображаются в режиме реального времени на экране сотрудника. Числовые и графические данные представляются в виде удобной мнемосхемы объекта управления. В зависимости от полученных данных, контроллер системы вырабатывает соответствующие сигналы управления для исполнительных механизмов.Кроме этого, контроллер различает выход заданных параметров за предельные значения, сигнализируя об отказах оборудования, каких-либо отклонениях процесса, а в некоторых случаях блокирует работу установки для исключения аварии.С внедрением УКАС ТП совершенствуются методы планирования, противоаварийной защиты и контроля, поэтому предприятию удается достигнуть высоких качественных показателей технологических процессов.Автоматизированная система создает необходимые условия для наиболее эффективного и экономичного использования ресурсов производства, роста производительности труда, снижения затрат, повышения конкурентоспособности и получения максимальной прибыли.Внедрение УКАС ТП обеспечивает увеличение выхода выпускаемой продукции, стабилизацию производственных показателей, снижение материальных затрат, поддержание рациональных и безопасных технологических режимов, улучшение качественных показателей продукта.Информационные процессы управляющих комплексов автоматизированных системЦелью Управляющих комплексов автоматизированных систем является повышение производительности и эффективности труда работников, улучшение качества информационной продукции и услуг, повышение сервиса и оперативности обслуживания пользователей.Способами обеспечения автоматизированных информационных систем и их технологий являются программное, техническое, лингвистическое, организационное и правовое обеспечение, используемые или создаваемые при проектировании информационных систем и обеспечивающие их эксплуатацию.Программное обеспечение представляет инструментальную среду программистов, прикладные программы для соответствующих ЭВМ. Это языки программирования, операционные системы, сетевое программное обеспечение, редакторы (текстовые, связей, табличные и др.), библиотеки программ, трансляторы, утилиты и др. Главными среди них являются программные комплексы АИС – системы управления базами данных (СУБД). Их оболочки – это автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС) широкого применения.Существенными признаками УКАС является наличие больших потоков информации, сложной информационной структуры, достаточно сложных алгоритмов переработки информации. Общими свойствами и отличительными особенностями УКАС как сложных систем являются следующие:наличие большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, причём изменение в характере функционирования какого-либо из элементов отражается на характере функционирования другого и всей системы в целом;система и входящие в неё разнообразные элементы в подавляющем большинстве являются многофункциональными;взаимодействие элементов в системе может происходить по каналам обмена информацией, энергией, материала и др.;наличие у всей системы общей цели, общего назначения, определяющего единство сложности и организованности, несмотря на всё разнообразие входящих в неё элементов;переменность структуры (связей и состава системы), обеспечивающий многорежимный характер функционирования;взаимодействие элементов в системе и с внешней средой в большинстве случаев носит стохастический характер;автоматизация имеет высокую степень, в частности широкое применение средств автоматики и вычислительной техники для гибкого управления и механизации умственного и ручного труда человека, работающего в системе;управление в подавляющем большинстве систем носит иерархический характер, предусматривающий сочетание централизованного управления или контроля с автономностью её частей.
Заключение

Управляющие комплексы автоматизированных систем или УКАС — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. УКАС применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин "автоматизированная", в отличие от термина "автоматическая" подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации. УКАС с Системой поддержки принятия решений (СППР), являются основным инструментом повышения обоснованности управленческих решений.В общем случае, систему управления можно рассматривать в виде совокупности взаимосвязанных управленческих процессов и объектов. Обобщенной целью автоматизации управления является повышение эффективности использования потенциальных возможностей объекта управления. Таким образом, можно выделить ряд целей:Предоставление лицу, принимающему решение (ЛПР) релевантных данных для принятия решенийУскорение выполнения отдельных операций по сбору и обработке данныхСнижение количества решений, которые должно принимать ЛПРПовышение уровня контроля и исполнительской дисциплиныПовышение оперативности управленияСнижение затрат ЛПР на выполнение вспомогательных процессовПовышение степени обоснованности принимаемых решений

Список использованной литературы

Вахнин М.П., Анищенко А.А. Автоматизация технологических процессов - М.: Высшая школа, 2017.Хавкин Л.М. Технология комплекса автоматизированных систем - М.: Стройиздат, 2017.Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Управляющие комплексы автоматизированных систем: Учебник для ВУЗов - М.: Стройиздат, 2014.Строительные материалы: Справочник/ А.С. Болдырев, П.П. Золотов, А.Н. Люсов и др. - М.: Стройиздат, 2019.Юмашева Е.И. Строительные материалы / Е.И. Юмашева // Автоматизированные системы. 2015.