Об основных понятиях в автоматизированных системах управления технологическими процессами
Механизация производственного процесса – замена физического труда человека работой механизмов, получающих энергию от какого-либо источника.
Автоматизация производственного процесса – замена физического труда человека, затрачиваемого на управление механизмами и машинами, работой специальных устройств, обеспечивающих это управление (регулирование различных параметров, получение заданной производительности и качества продукта без вмешательства человека и т.п.).
Автоматизация управления – замена физического и умственного труда человека, затрачиваемого на управление работой технических средств, обеспечивающих выполнение определенных управленческих работ с заданной производительностью и качеством без вмешательства человека, за которым остаются только функции наблюдения и подготовки технических средств к работе.
При автоматизации управления производственным процессом работа технических средств управления обеспечивает автоматический сбор и обработку данных о состоянии процесса, воздействие на процесс через исполнительные механизмы, вывод данных оператору или выполнение части этих функций.
Автоматизированная система – понятие, имеющее двойной смысл. С одной стороны, под автоматизированной системой понимается организационная система, использующая технические средства. С другой стороны, понятие используется для пояснения совершенства технической системы управления.
В автоматизированной системе, в отличие от автоматической, технические средства не обеспечивают полной автоматизации, и для успешного функционирования системы необходим труд людей – операторов, диспетчеров и др.
Главное отличие автоматизированной системы от автоматической – отсутствие замкнутой цепочки управления и автоматических исполнительных механизмов.
Техническая система управления – совокупность технических средств, имеющих между собой электрические, пневматические, гидравлические или иные информационные связи, а также независимые средства оргтехники, используемые для управления производственными процессами или другими процессами по правилам и методике, предусмотренной в соответствующей организационной системе управления. Техническая система управления может предназначаться для управления производственными процессами, управления участками, цехами, производствами, предприятиями и т.д.
Автоматизированная система управления производством или технологическим процессом – разновидность систем управления, включающая технические средства, которые обеспечивают замену физического и умственного труда человека работой машин для сбора, переработки и вывода информации, требующих, однако, затрат труда операторов для своего обслуживания и выполнения отдельных функций управления. Для автоматизированных систем управления характерны значительные затраты труда на сбор, обработку и вывод информации, несмотря на использование технических средств.
Такие системы необходимы, например, в том случае, если часть первичной информации не может быть получена и введена в технические средства или системы автоматически без участия человека, или если автоматическое управление с помощью технических средств невозможно, или если это можно сделать, но ценой неоправданно больших затрат или неоправданного усложнения технических средств.
Автоматизированные системы управления могут быть информационными и информационно-советующими. Последние отличаются тем, что предлагают оператору проекты готовых решений и рекомендации. Например, система, автоматически собирающая информацию о состоянии производственного процесса, обрабатывающая эту информацию и выдающая решение в виде рекомендаций. Система замыкается человеком, который принимает окончательное решение и реализует его. Такие системы считаются разомкнутыми, хотя цепь воздействия замыкается человеком. Системы с замкнутой цепью воздействий используют принцип обратной связи и обрабатывают данные о результате управления.
Автоматическая система управления – разновидность систем управления, включающая технические средства, которые обеспечивают автоматический сбор, обработку информации, в том числе принятие решения и реализацию принятого решения. Затраты труда человека необходимы только для контроля функционирования и обслуживания системы. Автоматическая система управления состоит из управляемого объекта и автоматического управляющего устройства, взаимодействующих между собой. Объектов и управляющих устройств в системе может быть несколько.
Применение самых совершенных технических средств не определяет полностью степени совершенства системы. Она в значительной мере зависит от идей, заложенных в организационной части системы, например, будет ли система адаптивной, обучающейся. Автоматические системы управления широко применяют в военном деле, например, для управления огнем, полетом ракет и самолетов, наведением орудий, движением подводных лодок. В атомной энергетике, например, при управлении режимами работы атомных котлов. В отраслях промышленности с непрерывными процессами производства. Например, для управления процессами производства аммиака, метанола, плавки металла.
При внедрении автоматическая система управления технологическим процессом обычно используется вначале как автоматизированная система, а затем, после накопления опыта, проверки надежности системы и т.п. переводится в автоматический режим.
Непрерывные системы, в которых входные сигналы действуют непрерывно в течение всего времени работы системы. Дискретные, импульсные системы – с прерывистым воздействием сигнала на входе.
