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

ограничениям (3.205) и (3.206). При этих условиях необ­ ходимо минимизировать функционал (3.204). Используя уравнение компрессора (3.207), функционал (3.204) пере­ пишем в виде:

= ( k° [т, Л (т)] dx.

о

Используя принцип максимума, можно утверждать что

для оптимальности управления U (t). необходимо, чтобы для всех фиксированных значений t 6 [0,Т] функция

о

достигла максимума.

п= 0

При этом ищем

232

Г л а в а IV. ВОПРОСЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСУ

§ 1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСУ

Автоматизированная система управления комплексом

отраслей коммунальных хозяйств, представляя собой боль­

шую кибернетическую систему, кроме определенного запаса

информации, содержит в себе базу материально-технических

средств. По мере развития системы в целом, а следователь­

но, и ее информационной базы, увеличивается и удельный

вес технического обеспечения, хотя оно всегда будет по

своему объему и материальной реализации меньше, чем ма­ тематическое обеспечение. При разработке технического обеспечения необходимо решить вопросы выбора средств вычислительной техники, построения алгоритмов, распреде­ ления памяти, аппаратурной реализации и т. п. Все это, в первую очередь, требует более четкого обоснования ин­ формационных потоков в системе, их структуры, обоснова­

ния и достаточно полного определения входной и выходной потоко-информации для всех подсистем, входящих в АСУ, а также на основе анализа объемно-временных характери­ стик этих подсистем, формулирования технических требо­

ваний, связанных с обеспечением функциональной надеж­

ности и возможности развития АСУ, математических мето­

дов и алгоритмов, используемых в подсистемах.

Технологический процесс сбора, обработки, передачи и выдачи информации о производственных и технологических процессах в отдельных отраслях и объектах коммунальных хозяйств полностью определяет и выбор структуры пост­ роения технического обеспечения АСУ, которое обеспечи­

вает реализацию задач управления всем комплексом. В со­

став технического обеспечения АСУ должны входить средст­

ва вычислительной и организационной техники, связи, пи­

тания, защиты и т. п. Разработка и реализация техниче­ ского обеспечения АСУ — одно из молодых направлений

современной науки, уже выделяется в самостоятельную область со своей аксиоматикой, теоретическим аппаратом и

234

четко очерченной областью приложения. Основой техни­

ческого обеспечения АСУ является структурная линия тех­

нических средств и комплектующих элементов, составленная в естественной последовательности принятой иерархии уп­ равления в системе. Работоспособность и надежность функционирования технического комплекса во многом за­

висит от правильного выбора скелета этой линии и комплек­

тующего оборудования, предназначенного в первую оче­

редь для сбора, переработки, передачи и выдачи информа­

ции в управляемой системе.

Комплекс информационно-вычислительных средств тех­

нического обеспечения АСУ реализует на ИВЦП, РИВЦ

иГИВЦ прием информации из каналов связи с автомати­ ческим вводом в ЭВМ, первичную ее обработку (сортировку, регистрацию и перевод на машинные носители, проведение расчетов задач управления с использованием математиче­ ских и экономико-математических методов и ЭВМ, машин­

ное представление выходной информации). В результате осуществляется печать в необходимой форме выходных

материалов и документов, документов промежуточного

характера, воспроизведение справочной информации,

таблиц, графиков, схем на электронно-лучевых элементах

ит. п.

ЭВМ в общем комплексе технического обеспечения

АСУ является универсальным преобразователем информа­ ции, в котором воплощаются универсальные алгоритмиче­ ские языки. Именно эти возможности современных ЭВМ обеспечили последним роль основного фундамента при соз­ дании сложных АСУ, к которым можно отнести и автома­ тизированные системы управления комплексами коммуналь­ ных хозяйств. Несмотря на то что уже наметился в мировой

практике процесс смены ЭВМ третьего поколения машинами

четвертого поколения, первые, видимо, в ближайшем буду­ щем еще будут играть основную роль при организации и внедрении АСУ в народное хозяйство страны. Для этих ма­ шин важным в АСУ является процесс обучения. При этом

в машину вводится специальный критерий успеха, обеспе­ чивающий некоторые избирательные свойства ЭВМ, с по­

мощью которых последняя воспринимает информацию

определенного класса, необходимого для успешного функ­

новании анализа предыдущих событий, опыта и приобре­

тенной в процессе самообучения логики.

235

Существенную помощь для реализации этих режимов, повышающих эффективность работы ЭВМ в контурах авто­

матизированного управления производственными и техно­

логическими процессами, оказывают центральные процес­ соры, осуществляющие выполнение элементарных опера­ ций по базисным сигналам машинных языков, циркули­ рующих в ЭВМ. Они реализуют специальные операции управления отдельными элементами и блоками ЭВМ и, в оп­ ределенной степени, обеспечивают режимы самообучения

машин, которые осуществляются путем численной оценки

отношений успешных операций по принятию решений к не­

успешным в самых различных ситуациях и обстоятельствах

функционирования управляемой системы.

При необходимости получения весьма высокой работо­ способности ЭВМ могут быть использованы несколько центральных процессоров, которые сейчас строятся на микроэлектронных элементах по интегральным схемам. Интегральные схемы обеспечивают выполнение централь­

ными процессорами до десятков миллионов элементарных

арифметических операций в секунду, причем в случае не­

обходимости и эта скорость реализации сигналов может

быть повышена. Именно эти обстоятельства и позволяют

утверждать, что ЭВМ является гораздо более точной обу­

чаемой системой и обладает большим быстродействием. Выбор структурных линий и всего комплекса техниче­

ских средств в техническом обеспечении АСУ необходимо осуществлять после анализа информационных потоков и

всей информационной модели управляемой системы. По­

этому объемно-временные характеристики и взаимосвязи потоков информации в системе анализируются по всем сту­ пеням иерархии и всем подсистемам. Для этого, в частно­ сти, необходимо построение гистограмм, с помощью которых возможно определение интенсивности информации и пи­ ковых нагрузок по отдельным каналам в системе. Именно

в результате анализа объемно-временных характеристик и-

информационных потоков выбирают основное техническое оборудование информационно-вычислительных центров в АСУ и проверяют пропускную способность системы в це­

лом.

Технические средства АСУ можно выбирать по мето­

дике, разработанной Институтом электронных управля­

ющих машин (ИНЭУМ) («Методика выбора структуры и со­

става комплекса технических средств для автоматизирован­ ных систем управления»).

236

Весьма важен при разработке технического обеспече­ ния АСУ вопрос о целесообразности использования на раз­ личных уровнях управления тех или иных ЭВМ (к примеру, ЭЦВМ, ЭВМ непрерывного действия или специализирован­ ных вычислительных машин) и обоснование их применения в соответствии с задачами управления. Существуют АСУ

с системами обработки данных, для которых применение ЭЦВМ на всех уровнях управления является совершенно

очевидным. Однако этот вопрос для решения в отдельных

подсистемах отраслей коммунальных хозяйств так одно­

значно решаться не должен в силу определенных причин, изложенных ниже. Использование универсальных ЭЦВМ должно быть в каждом конкретном случае оправдано. Нередко рациональным является использование специали­ зированных ЭЦВМ, а в ряде случаев — серийных машин непрерывного действия или их специализированных анало­

гов, реализующих процессы управления с большей эф­

фективностью. Если взять в качестве примера отрасль га­ зоснабжения (тепло-или водоснабжения), то можно показать,

что в связи со спецификой процессов трубопроводного транспорта газа или других агентов использование в конту­

рах управления вычислительных машин непрерывного действия или специализированных электродинамических аналогов нередко дает неоценимую пользу и существенную эффективность по сравнению с использованием ЭЦВМ. Однако при всем этом следует отметить, что в настоящее

время экономическое развитие коммунальных хозяйств характеризуется сравнительно быстрым изменением про­ изводственных и технологических процессов, ростом разме­ ров отраслей и отдельных предприятий и объектов, услож­ нением внутренних связей и т. п. Эти явления сопровож­ даются ростом объемов технологической и технико-эконо­

мической информации, необходимой для успешного управ­

ления всеми коммунальными комплексами. Переработка та­ ких возрастающих объемов информации существующими

ручными или механизированными методами в требуемые

сроки становится невозможной. Поэтому применение в АСУ ЭВМ в их различных модификациях, в зависимости от тре­

бований и условий работы той или иной отрасли, является

генеральным направлением реализации научно-техническо­

го прогресса в сфере управления комплексами коммуналь­

ных хозяйств.

В различных отраслях коммунальных хозяйств для

решения практических задач управления по целому ряду

237