О принципах организации автоматизированного управления промышленным производством
Эти принципы определяют технологию управления в условиях АСУ. Повышение экономической эффективности производства является первым общим принципом автоматизации управления. При несоблюдении этого принципа автоматизация становится неэкономичной и нецелесообразной. Наибольшей экономический эффективности производства можно добиться, если система управления будет эффективна во всех проявлениях. В соответствии с этим можно выделить множество частных принципов, детализирующих общий принцип. Соблюдение каждого из частных принципов позволяет получить определенный экономический эффект. Если какой-либо из частных принципов проектировщиками частично или полностью не соблюдается, то это снижает общую экономичность, но не исключает автоматизацию управления. Все частные принципы должны найти отражение в свойствах АСУ ТП.
Общее упорядочение является вторым общим принципом автоматизации управления. В процессе создания АСУ ТП и при ее функционировании на предприятии происходят интенсивные процессы упорядочения. Упорядочивается все – технология и процессы управления, структура и потоки информации, методы управления и обязанности должностных лиц. В результате мер по упорядочению организация производства поднимается на более высокий качественный уровень.
Принцип соответствия – следующий общий принцип автоматизации управления. Он является частным проявлением системного подхода и означает, например, гармоничное соответствие между потребностями автоматизируемого объекта и возможностями АСУ ТП. Потребности объекта могут быть удовлетворены с помощью элементов АСУ ТП, поэтому в частных принципах иногда формулируется соответствие между элементами АСУ ТП и характеристиками объекта.
Принцип единообразия является очередным общим принципом. Он означает унификацию и стандартизацию элементов АСУ ТП. Унификация элементов АСУ ТП упрощает и удешевляет процессы проектирования, процессы эксплуатации и облегчает преемственность при создании новых АСУ.
Проблемы декомпозиции автоматизированных систем управления. Основная цель декомпозиции – разделение системы на части, имеющие меньшую сложность, с целью обеспечения условий для анализа и синтеза подсистем, для проектирования, построения, внедрения, эксплуатации и совершенствования систем управления.
Первой проблемой декомпозиции автоматизированных систем управления является разделение системы на части с меньшим числом элементов и связей – с меньшим числом переменных величин. Обычно систему разделяют таким образом, чтобы подсистемы поддавались какой-либо классификации, например, по функциям управления, по иерархии управления и др.
Это обеспечивает унификацию подходов к подсистемам. Линии разрезов следует выбирать таким образом, чтобы связи расчленялись как можно меньше. Это правило облегчает работу с подсистемами, упрощает увязку подсистем между собой.
Необходимо учитывать естественную декомпозицию, которая находит свое выражение в существующей структуре управления, обязанностях должностных лиц, действующей документации и т.п. Это упрощает работу, подсказывает естественные пути декомпозиции системы, однако следует критически оценивать ситуацию с учетом своих целей.
Плодотворным способом является проведение многократной декомпозиции по нескольким разным направлениям. Это позволяет отнести каждый элемент автоматизированной системы управления одновременно к нескольким подсистемам, в каждой декомпозиции элемент попадает в разные подсистемы. Такой подход позволяет лучше изучить систему, ибо каждая декомпозиция освещает ее со своего направления, и воспользоваться знаниями для построения более полноценной системы.
АСУ ТП в целом должна быть спроектирована таким образом, чтобы все подсистемы ее имели свои локальные цели, выбранные в соответствии с общей целью системы. Как правило, общая цель, критерий функционирования и основные ограничения, накладываемые на работу АСУ ТП, формулируются в начале проектирования системы.
Второй проблемой декомпозиции автоматизированных систем управления является проблема декомпозиции критерия, т.е. нахождения критериев субоптимальности – критериев функционирования подсистем. Иногда она рассматривается как проблема конструирования критериев.
Необходимость в критериях субоптимальности, в собственных критериях подсистем, вызвана тем, что критерий эффективности всей системы в целом, как правило, является слишком общим для каждой из подсистем. Выбор дополнительных критериев для подсистем нацеливает их работу на так называемую субоптимальность, в общем случае несовпадающую с оптимальностью всей системы.
Третьей проблемой декомпозиции автоматизированных систем управления является оценка субоптимальности действия подсистемы – степени отклонения получаемых результатов от оптимальной потребности системы в целом. Оценка отклонений позволяет найти пути сведения их к необходимому минимуму.
Четвертой проблемой декомпозиции автоматизированных систем управления является агрегатирование подсистем. Пятая проблема – выбор стратегии функционирования. Для эффективного управления требуется совокупность приемов управления, разработанных с учетом общей стратегии.
Имеется также ряд проблем, связанных с надежностью функционирования подсистем, обменом информацией между ними, участим человека и др.
Декомпозиция систем автоматизации является могучим методом анализа м синтеза систем, в том числе систем автоматизированного управления, и широко используется в практике создания АСУ ТП.
