Об организационно-экономических моделях систем автоматического управления. Алгоритмизация систем автоматического управления
Экономические преобразования в системе являются основой ее организационных изменений. Целью автоматики АСУ ТП определяется экономический механизм ее функционирования, а организационный механизм создает условия для движения в направлении достижения цели. Оба механизма должны стимулировать персонал автоматики АСУ ТП к наилучшему использованию производственных фондов и выполнению плановых заданий. Чем выше уровень управления, тем больше нагрузка на подобные модели. Однако и для уровня управления технологическим процессам можно (создавать микроэкономические модели, обеспечивающие высокое качеств управления и правильную экономическую ориентацию,
раскрывающие недостатки управления, устраняющие диспропорции между объектом управления и системой управления, обосновывающие оптимальный организационно-экономический механизм управления.
Цель создания организационно-экономической модели — описание работы организационного и экономического механизма управления с учетом параметров автоматики, влияющих на процессы управления, их взаимных связей и зависимостей. Поэтому для построения модели надо выделить и описать элементы (параметры, ТЭП), входящие в ее состав автоматики.
Параметры объекта управления и системы управления, описывающие основные элементы объекта и субъекта автоматики.
Совокупность параметров объекта управления представляет собой матрицу, а совокупность параметров системы управления (субъекта управления) матрицу.
Конкретная организационно-экономическая модель объекта управления и системы тур управления (сокращенно ОЭМ объекта — субъекта автоматики), представляет собой матрицы параметров, характеризующих элементы объекта или системы управления. ОЭМ устанавливает тесноту и качество соответствия параметров, связей между объектом и субъектом и моделирует их таким образом, чтобы они отвечали основным целям всей системы управления.
Наибольший удельный вес параметро-связей объект — субъект, определяющих влияние объекта управления на систему управления, приходится на параметры технической системы автоматики и производственной структуры. Наибольший удельный вес параметро-связей субъект — объект, определяющих влияние системы управления на объект, соответствует системе информации и функциям управления.
Влияние объекта управления на субъект управления очевидно. Например, число операторов АСУ ТП зависит от объема производства, номенклатуры продукции, сложности технологического процесса и т. п. Влияние системы управления на объект управления менее очевидно, хотя и имеет место.
Алгоритм установления соответствия и объекта и субъекта автоматики заключается в поиске связи параметров, определении характера этой связи (математической или логической зависимости) и корректировке параметров системы управления.
Располагая статистическими данными можно вычислить коэффициенты корреляции для каждой пары элементов матриц и выявить фактически существующие связи между параметрами объекта и субъекта и построить аппроксимирующие функциональные зависимости.
Основная терминология алгоритмизации систем автоматического управления
Алгоритм автоматики — совокупность предписаний, выполнение которых приводит к решению поставленной задачи.
Алгоритм управления автоматики -алгоритм, формализующий процесс управления некоторым объектом.
Алгоритмизация автоматики — процесс получения и формулирования алгоритма.
Алгоритмический язык автоматики — формальный язык, разработанный для представления алгоритмов.
Входной язык автоматики - см, «Алгоритмический язык».
Буквы автоматики — элементарные символы языка.
Слова автоматики - наименьшие смысловые единицы языка, представляющие собой последовательности букв.
Алфавит автоматики — набор букв, употребляемых в языке.
Выражение автоматики — синтаксическая форма, образованная из слов.
Идентификатор автоматики — произвольная последовательность букв, служащая для обозначения переменных, меток, функций, переключателей, процедур.
Описание автоматики — словесная характеристика некоторых свойств величин, используемых в программе, служащая для связи этих вели- и с чин с идентификаторами.
Ассемблер автоматики — машинно-ориентированный язык программирования.
Процедурно-ориентированный язык автоматики — алгоритмический язык, не привязанный к конкретной ЭВМ.
Проблемно-ориентированный язык автоматики — алгоритмический язык, содержащий понятия и методы, связанные с данной областью науки, с определенным классом решаемых задач.
Оператор автоматики — указание о выполнении некоторых вычислений или операций.
Алгоритмы в автоматизированных системах управления
Отличительные особенности алгоритмов управления, используемых в автоматике АСУ ТП:
- тесная временная связь алгоритма с управляемым процессом автоматики;
- хранение рабочих программ, реализующих алгоритмы управления в основной (оперативной) памяти УВМ для обеспечения доступа к ним в любой произвольный момент времени;
- превышение удельного веса логических операций в алгоритмах автоматики АСУ ТП над удельным весом арифметических операций;
- разделение алгоритмов автоматики АСУ ТП на функциональные части;
- реализация на УВМ алгоритмов автоматики АСУ ТП в режиме разделения времени.
Учет временного фактора в алгоритмах управления сводится к необходимости фиксации времени приема информации в систему автоматики, времени выдачи сообщений оператором для формирования управляющих воздействий, прогнозирования состояния объекта управления и т. п. Необходимо обеспечить своевременную обработку сигналов УВМ, связанной с управляемым объектом. Это достигается составлением наиболее эффективных (по быстродействию) алгоритмов, реализуемых на быстродействующих УВМ.
Из второй особенности алгоритмов АСУ ТП вытекают жесткие требования к объему памяти, необходимой для реализации алгоритма автоматики, т. е. к связности алгоритма.
Третья особенность алгоритмов автоматики АСУ ТП обусловлена тем, что технологические процессы в большинстве случаев управляются на основе решений, принимаемых по результатам сопоставления различных событий, сравнения значений параметров объекта, проверки выполнения различных условий и ограничений и т. п.
Использование четвертой особенности алгоритмов автоматики АСУ ТП дает возможность разработчику сформулировать несколько задач автоматики АСУ ТП, а затем объединить разработанные алгоритмы этих задач в единую систему. Естественно, что степень взаимосвязи задач автоматики АСУ ТП может быть различной и в сильной степени зависит от конкретного объекта управления.
Для учета пятой особенности алгоритмов управления необходимо разрабатывать рационные системы реального времени
и планировать очередность загрузки модулей, реализующих алгоритмы задач автоматики АСУ ТП, и их выполнение в зависимости от приоритетов.