Файл: Баясанов, Д. Б. Автоматизированные системы управления трубопроводными объектами коммунального хозяйства.pdf

Используя современные метрды, средства и устройства для достаточно глубокого анализа и синтеза производствен­

но-хозяйственных, технологических и других ситуаций,

автоматизированная система управления должна обеспе­ чивать своевременное получение, обработку, поиск и выдачу аналитической и интегральной информации, необходимой

идостаточной для принятий оптимальных решений по уп­

равлению производством, разработки оптимальных планов

ит. п. Управление в АСУ представляет собой прежде всего

процесс преобразования информации. Информация о состоя­

нии объектов управления передается и воспринимается уп­

равляющей системой, перерабатывается последней в соот­

ветствии с заданной целью управления и в виде оформлен­ ных управляющих воздействий возвращается на объект, где реализуется управляющий процесс. АСУ обеспечивает руководителей отдельных служб коммунального хозяйства города своевременной, концентрированной и достоверной

информацией о состоянии производства, тенденциях его

развития, рекомендации по принятию решений для опера­

тивного, текущего и перспективного управления.

Одной из предпосылок создания АСУ является прогрес­

сивная база структуры управления производственными и технологическими системами коммунальных хозяйств,

учитывать конкретные особенности объектов коммунальных хозяйств, которые отличают ее от других производств,

а именно организация хозяйства и управления, характер

основных производственных и технологических процессов, применяемая техника, оборудование и т. п. Характерной

чертой АСУ является выработка оптимальных рекомендаций

и управляющих воздействий на управляемые объекты, основанные на многовариантных расчетах на ЭВМ. При этом окончательные решения по управлению принимают соответствующие руководители.

Разумное сочетание принципов централизации и децент­

рализации управления здесь весьма усложняется, когда создаются закольцованные и взаимосвязанные технологи­

ческие системы, составляющие комплекс коммунальных

хозяйств. Работа этих систем весьма сложна и специфична.

Для поддержания оптимальных технологических режимов

в АСУ должны быть в первую очередь использованы район­ ные насосные перекачивающие станции (РНПС), газорегу­

ляторные пункты (ГРП) и на уровне источников питания

19

теплоцентрали, водоочистные и водонапорные (ВНС) и га­

зорегуляторные (ГРС) станции как основные звенья в систе­

ме активного и эффективного управления подведомствен­

ными объектами. Возникают необходимость обоснования оптимальных режимов работы технологического оборудо­

вания при нестационарных процессах, а также проблемы разработки новых машинных методов расчета этих про­ цессов, оптимального оперативного, текущего и перспектив­ ного планирования и управления различными отраслями

коммунальных хозяйств, что, собственно, и обусловливает

потребность в новых исследованиях в рассматриваемой об­ ласти.

Большинство задач такого рода требует значительного

количества вычислений, что с усложнением объектов комму­

нальных хозяйств немыслимо выполнить без машинной тех­

ники. Кроме того, без последней немыслимо решить и зада­

чи, связанные с анализом экономической эффективности

работы системы в целом.

Отсюда решение проблемы создания АСУ коммуналь­

ными хозяйствами требует организации современных инфор­

мационных схем, внедрения средств счетно-решающей тех­

ники и дистанционно-программного регулирования на тех­

нологических объектах. На объектах коммунальных хо­

зяйств вопросы создания автоматизированных систем уп­

равления в первую очередь связаны с анализом и синтезом вопросов сбора, передачи, преобразования и переработки информации об основных производственных и технологи­ ческих процессах. Изучение этих объектов как источников

априорной и рабочей информации является новым направ­

лением анализа в этой области по сравнению с существую­ щими методами изучения энергетических процессов. Су­ щественную помощь здесь оказывают методы математиче­ ского моделирования с использованием аналоговых, цифроаналоговых и цифровых счетно-решающих электронных устройств.

Процесс моделирования с использованием вычислитель­

ной техники охватывает две смежные задачи: моделирова­ ние линейной системы и системы с учетом нелинейный

зависимостей. Решение этих задач обеспечивает построе­

ние электрических аналогов для визуального контроля решения задач, предварительной проверки расчетов, свя­

занных с вопросами проектирования систем, а также воп­

росов построения специализированных вычислительных устройств для целей диспетчеризации и управления.

20

Основное содержание научных исследований и приклад­ ных расчетных задач по созданию АСУ заключается в по­ этапном анализе объекта управления с учетом принятых критериев, определения структуры системы и функции

отдельных ее частей с разработкой конкретных алгоритмов управления и программированием задач на принятой в си­

стеме вычислительной машине. Выбор ЭВМ для узла управ­

ления зависит от конкретной задачи управления. Наряду

с отмеченными выше условиями, связанными с объемом вы­

числительных операций, решающим в этом выборе нередко

является необходимость выполнения требований точности

и надежности устройства. Часто все определяется накопи­

тельной памятью машины и ее стоимостью. Поэтому выгод­

нее использовать более простые и сравнительно дешевые

специализированные устройства, однако границы их при­

менения все больше сужаются,' уступая место цифровым

дискретным машинам, так как последние более гибки и дают

больше возможностей для накопления результатов. Можно

применять также комбинированные цифровые и аналоговые

непрерывные устройства.

Автоматизированное управление объектами коммуналь­ ных хозяйств развивается поэтапно. По мере развития систем автоматизированного управления в описываемой области функции их будут непрерывно усложняться, а относитель­ ный потенциал и значимость в общем производственном цик­

ле — возрастать.

Внедрение АСУ позволит повысить эффективность функ­

ционирования всей системы в целом и улучшить ее технико­ экономические показатели на основе: использования науч­

ных, строго расчетных методов управления всей системой

в целом, отдельными производственно-технологическими комплексами и предприятиями; повышения оперативности управления и научной обоснованности планирования, воз­ можности использования принципа многовариантных рас­ четов; оптимизации режимов работы оборудования и тех­ нологических процессов. Основным при этом является обес­ печение условий оптимизации принимаемых решений за

счет своевременной обработки и выдачи минимально необ­ ходимой, но достаточно полной и достоверной информации, ее анализа и разработки рекомендаций с использованием

экономико-математических методов и ЭВМ. Экспериментальная и аналитическая неизученность

трубопроводных объектов коммунальных хозяйств не дает пока в полной мере грамотно завершить разработку общих

21

алгоритмов управления для этих систем, что в какой-то мере тормозит внедрение АСУ с использованием машинной

техники. Поэтому необходимо наметить классы задач и их типовые решения для обширной области систем подобного

рода — объектов с распределенными параметрами. Большой

интерес представляют вопросы изучения работы АСУТП

объектами с одиночными и параллельно работающими ре­

гуляторами. В известной литературе параллельная работа

автоматизированных установок мало освещена, и изучение

этого вопроса в общем комплексе АСУ представляет несом­

ненный интерес. Для практики весьма существенно реше­

ние указанных выше задач как для симметричных, так и для

несимметричных трубопроводных систем коммунальных хозяйств.

Развитие научно-исследовательских работ по созданию

теоретических основ оптимального автоматизированного

управления производственными и технологическими про­

цессами с помощью АСУ в коммунальных хозяйствах с реализацией на вычислительных и моделирующих устрой­

ствах должно опережать работы по созданию и выпуску

специальной аппаратуры и средств технической кибернети­

ки, необходимых для комплексной автоматизации этих

объектов. Правомерность этого положения подтверждается

тем фактом, что при наличии разработанной теоретической

базы и гибкой комбинированной модели имеется возмож­ ность отработки и глубокого анализа общих и локальных критериев управления, что, в конечном итоге, позволит сформулировать четкую техническую политику в создании

АСУ коммунальными хозяйствами. Технические условия

и требования на средства автоматизации и счетно-решающие устройства при этом будут более полными и проверенными.' На основе накопленного опыта алгоритмизации и посте­ пенного внедрения в практику все более сложных алго­ ритмов управления можно будет проверить и возможности (статические и динамические) серийных средств автомати­

ки и вычислительной техники применительно к законам

управления и замкнутым системам АСУ в рассматриваемой области.

22

§ 3. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К АСУ

ИМЕТОДОЛОГИЯ ЕЕ СОЗДАНИЯ

Всвязи с большими задачами, стоящими перед ис­

следователями и разработчиками в деле проектирования

и внедрения АСУ, изучение объектов коммунальных хо­

зяйств в целом и по отраслям как больших технико-эконо­

мических систем, а также критический анализ их особен­

ностей становятся весьма актуальными. Эти особенности

необходимо строго учитывать при комплексном подходе

и в разработке АСУ трубопроводных объектов коммуналь­

ных хозяйств страны. Поэтому и возникает задача формули­

рования общих требований к АСУ и методологических основ

еесоздания.

Основой успешного функционирования любой АСУ

является эффективное и разумное решение комплекса воп­

росов, связанных с информационным, математическим, тех­

ническим обеспечениями системы. Принципиальным поло­

жением при создании АСУ объектами коммунальных хо­

зяйств является организация единой схемы разработок этих

обеспечений для производственных и технологических ком­

плексов на всех уровнях управления. Иначе говоря, все системы управления единого комплекса следует создавать

по единым принципам и схемам сбора, обработки, хранения и выдачи информации, ее анализа и выработки управляю­

щих решений с использованием методов математического

моделирования и ЭВМ. Иерархия системы строится так.

В системе АСУ трубопроводным хозяйством города должно

быть предусмотрено создание: районных диспетчерских пунктов (РДП) с районными информационно-вычислитель­ ными центрами (РИВЦ) на уровне районных управлений раз­ личными службами (теплоснабжение, газоснабжение и водо­ снабжение); центрального диспетчерского пункта (ЦДП) с главным информационно-вычислительным центром на

уровне территориального управления, осуществляющего

управление работой РДП и РИВЦ (рис. 4).

С районных диспетчерских пунктов на ЦДП передается следующая основная информация, характеризующая дея­ тельность РДП и выполнение ими заданий за отчетный пе­

риод: общие объемы агентов, поданных потребителям; заяв­

ки на производство ремонтных работ по объектам трубопро­

водов, на материально-техническое снабжение, на транс­ порт, на производство капитальных -и строймонтажных ра­

23