История Автоматизированной системы управления

Введение

В составе Федеральных государственных унитарных авиапредприятий, в

которых ранее входил аэропортовый комплекс и авиационный отряд задачи управления авиационным производством возлагались на производственно-диспетчерскую службу предприятия (ПДСП). Ее основными функциями являлись:

1. Оперативное руководство деятельностью авиапредприятия и взаимодействие с операторами аэропорта в целях безусловного соблюдения требований безопасности, регулярности полетов и высокой культуры обслуживания пассажиров.

2. Оперативное управление рациональным распределением и использованием ресурсов авиапредприятия с целью обеспечения своевременного обслуживания воздушных судов (далее – ВС).

3. Оперативное планирование обеспечения суточного плана полетов парком ВС приписанного авиаотряда.

4. Ведение базы данных суточного плана полетов аэропорта. При

необходимости внесение изменений в суточный план полетов с учетом

фактических данных о движении ВС и имеющихся ресурсов оперативной смены.

5. Подготовка аэропорта к обеспечению особо важных рейсов.

6. Штурманское обеспечение в аэропорту на этапах организации и подготовки ВС к выполнению полетов.

7. Обеспечение лидирования для ВC на аэродроме.

8. Осуществление постоянного наблюдения за оперативной обстановкой,

связанной с выявлением и предотвращением предпосылок к возникновению

сбойных ситуаций природного, техногенного, биолого-социального характера в зоне ответственности аэропорта.

9. Проведение аварийного оповещения в соответствии с существующей схемой и организация сбора членов «оперативного штаба» в случаях возникновения чрезвычайных ситуаций (далее - ЧС). Обеспечение руководства работой

«оперативного штаба» до момента их полного сбора или ликвидации ЧС.

10. Взаимодействие со специальными федеральными службами, министерствами и ведомствами по вопросам оповещения, предупреждения и ликвидации ЧС на территории аэропорта и в зоне его ответственности.

11. Осуществление радиообмена с экипажами ВС в целях предоставления информации о предоставлении ресурсов аэропорта для обслуживания рейсов, прием и передача оперативной информации по изменению суточного плана и управления движением на перронах аэродрома.

С началом акционирования Федеральных государственных унитарных

авиапредприятий вместе с изменением их форм собственности (открытые либо закрытые акционерные общества) стала меняться и их структура. Теперь авиакомпании-эксплутатанты ВС и аэропорты чаще всего представляют собой самостоятельные организации, взаимодействующие на коммерческой основе согласно заключенных договоров.

Согласно Воздушного кодекса РФ аэропортом является комплекс

сооружений, включающий в себя аэродром, аэровокзал, другие сооружения, предназначенный для приема и отправки ВС, обслуживания воздушных перевозок и имеющий для этих целей необходимые оборудование, авиационный персонал и других работников.

Эксплуатантом воздушного судна является гражданин или юридическое

лицо, имеющее воздушное судно на праве собственности, на условиях аренды, или на ином законном основании, использующее указанное воздушное судно для полетов. Для совершения полетов эксплуатант должен обладать особым сертификатом (свидетельство эксплуатанта).

В связи с реорганизацией деятельности авиационных предприятий возникла

необходимость в реорганизации деятельности ПДСП. Таким образом, в настоящее время оперативное управление операционной деятельностью в аэропортах осуществляется координационно-диспетчерскими центрами (центрами оперативного управления). В авиакомпаниях функции оперативного управления оперативной деятельностью осуществляют центры по управлению полетами.

Основная терминология

Механизация пр. процесса - замена физического труда человека работой механизмов, получающих энергию от какого либо источника.

Автоматизация пр. процесса - замена физического труда человека, затрачиваемого на управление механизмами и машинами, работой специальных устройств, обеспечивающих это управление (СУ)

Автоматизация управления - замена физического и умственного труда человека, затрачиваемого на управление работой технических средств, обеспечивающих выполнение задач управления. За человеком остаются только функции наблюдения и подготовки этих технических средств.

Техническая система управления - совокупность технических средств, имеющих между собой электрические, пневматические, гидравлические или иные информационные связи, используемые для управления производственными или другими процессами.

Автоматизированная система управления (производством или технологическим процессом) - разновидность систем управления, включающая технические средства, которые обеспечивают замену физического и умственного труда человека, но требуют, однако, затрат труда для своего обслуживания и выполнения отдельных функций 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.

Автоматические системы управления уже давно широко применяют, особенно в военном деле, например для управления огнем, полетом ракет и самолетов (автопилот), наведения орудий, движения подводных лодок; а также в атомной энергетике при управлении режимами работы атомных котлов; в отраслях промышленности с непрерывными процессами производства; например, для управления процессами производства аммиака, метанола, главки металла.

В процессе внедрения автоматическая система управления технологическим процессом обычно используется вначале как автоматизированная система, работающая в информационном режиме, а после накопления опыта, проверки надежности системы и т. п. переводится в автоматический режим.

Декомпозиция АСУ ТП

Проблемы декомпозиции 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 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. Эго обеспечивает унификацию подходов к подсистемам.
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 является проблема декомпозиции критерия, т. е. нахождения критериев субоптимальности - критериев функционирования подсистем. Иногда она рассматривается как проблема конструирования критериев.

Выбор дополнительных критериев для подсистем нацеливает их работу на так называемую субоптимальность, в общем случае несовпадающую с оптимальностью всей системы.

Третьей проблемой декомпозиции 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 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, участием человека и др.

Декомпозиция является могучим методом анализа и синтеза систем, в том числе систем автоматизированного управления, и широко используется в практике создания АСУ ТП.

Декомпозиция АСУ и синтез подсистем. Известные направления декомпозиции АСУ позволяют выделить структурные, функциональные, этапные, поэлементные и другие подсистемы АСУ.

Под структурными (или организационными) понимают подсистемы, соответствующие структурному построению объекта. Например, структурные подсистемы в цехе - это подсистемы участков, переходов, комплектов, групп оборудования. Структурное направление декомпозиции АСУ имеет смысл в АСУ ТП, если объект управления неоднороден настолько, что алгоритмы управления для каждого подразделения или группы оборудования разные.

Под функциональными понимают подсистемы, соответствующие отдельным функциям управления (например, подсистемы контроля, оперативного управления). Они хорошо отражают сущность управления и поэтому применимы в автоматизированных системах управления любого уровня и назначения.

Этапные подсистемы - это подсистемы, соответствующие этапам деятельности. Выход одной этапной системы связан со входом другой.
Под элементными понимают подсистемы, отражающие человеко-машинную сущность АСУ. Обычно выделяют подсистемы человеческих факторов, информации, технического обеспечения.

В автоматизированных системах управления также целесообразно выделение подсистем по направлениям автоматизации.

Кроме этого производят декомпозицию на функциональные подсистемы второго рода - по признаку управления операциями технологического процесса.

Необходимо обеспечивать производство всеми ресурсами и затем сбывать его продукцию. Поэтому декомпозиция по направлению действия обеспечивающих подсистем позволяет выделить все виды обеспечения и организовать функционирование этих подсистем.

Эти три направления декомпозиции относятся к функционированию системы. Однако в жизнедеятельности систем важное место занимает ее создание и совершенствование. Поэтому предлагается еще одно направление декомпозиции - по этапному обеспечению жизнедеятельности систем.

Могут быть и другие направления разбивки систем, однако каждое из предлагаемых направлений декомпозиции АСУ имеет свое определенное назначение.

Виды обеспечения АСУ ТП

Автоматизация управления технологическим процессом стала возможной в современном ее представлении только в последнее время. Произошло это в результате накопления опыта, развития ряда научных направлений и создания соответствующих технических средств.

АСУ ТП возникли на стыке следующих отраслей науки и техники: технологическая автоматика, вычислительная техника, прикладная математика (в том числе программирование), теория информации, теория организации и управления, высокомеханизированное и автоматизированное технологическое оборудование большой мощности.

Автоматизация управления технологическим процессом реализуется в виде систем - АСУ ТП. АСУ ТП включает оперативный персонал, организационное, информационное, программное и техническое обеспечение ( ГОСТ 16084-75 ).

Оперативный персонал АСУ ТП включает технологов - операторов автоматизированного технологического комплекса (АТК), осуществляющих управление технологическим объектом, и эксплуатационный персонал АСУ ТП, обеспечивающий функционирование системы. Оперативный персонал необходимо специально подбирать с учетом требований, предъявляемых АТК, и специально его подготавливать.

Организационное обеспечение АСУ ТП включает описание функциональной, технической и организационной структур системы, инструкции и регламенты для оперативного персонала по работе АСУ ТП. Оно должно содержать совокупность правил и предписаний, обеспечивающих требуемое взаимодействие оперативного персонала между собой и комплексом средств.

Информационное обеспечение АСУ ТП включает систему кодирования технологической и технико-экономической информации, справочную и оперативную информацию. Формы выходных документов и другие формы представления информации не должны вызывать трудностей у персонала при их использовании.

В информационном обеспечении в соответствии с требованиями технического задания предусматривается некоторая избыточность, позволяющая обеспечить расширение массивов при развитии системы, а также совместимость со смежными и вышестоящими системами по содержанию, системе кодирования и форме представления информации, используемой для обмена.

Программное обеспечение АСУ ТП включает общее программное обеспечение, в том числе организующие программы и программы-диспетчеры, транслирующие программы, операционные системы, библиотеки стандартных программ и др. Специальное программное обеспечение - совокупность программ, реализующих функции конкретной системы и обеспечивающих функционирование комплекса технических средств. Обслуживающие программы обеспечивают внесение изменений, дополнений, снятие копий с информации, записанной на внешних носителях, контрольную распечатку информации и т. п.

Техническое обеспечение АСУ ТП, называемое также комплексом технических средств (КТС) или технической системой управления, включает:

средства получения информации о состоянии объекта управления и средства ввода данных в систему;
средства формирования и передачи информации в системе;
средства локального регулирования и управления;
средства вычислительной техники;
средства представления информации оперативному персоналу системы;
исполнительные устройства;
средства передачи информации в смежные и вышестоящие АСУ;
отдельные средства оргтехники, не увязанные в систему и обеспечивающие работу оперативного персонала;
приборы и устройства, необходимые для наладки и проверки работоспособности комплекса и запасные приборы.

Количество технических средств и их производительность должны быть достаточными для реализации всех функций, перечисленных в техническом задании на систему.

Особенности АСУ ТП

Ф.Энгельс выделял два рода управления: управление вещами и управление людьми. Под управлением вещами понимается управление орудиями производства и различными производственными процессами. Все АСУ ТП предназначены в основном для управления вещами. Кроме того, это единственный вид АСУ, который предназначен для управления вещами. Все остальные АСУ (АСУП, ОАСУ, АСУО, РАСУ, ОГАС и др.) предусматривают управление людьми. В этом состоит первая особенность АСУ ТП.

АСУ ТП непосредственно соприкасается с технологическим процессом. Все остальные АСУ с техпроцессом не соприкасаются и отделены от него одним или несколькими уровнями управления. Такова вторая особенность АСУ, направленной на управление технологическим процессом.

Управление технологическим процессом может осуществляться на уровне станка, группы станков, цеха, корпуса, производства предприятия, объединения и даже на уровне отрасли. Соответствующие АСУ ТП могут охватывать различные части технологического процесса. Это в корне отличает АСУ ТП от других АСУ. Такое свойство диапазонности (от агрегата до отрасли) является третьей особенностью АСУ ТП.

Обычно все АСУ жестко связаны с действующей организационной структурой: системы, как правило, создаются для обслуживания определенных организаций. Только в АСУ ТП связь между системой и организационной структурой не жесткая. АСУ ТП может охватывать как часть структурного подразделения (например, агрегат - часть цеха, участка), так и несколько подразделений и даже организаций. Такое отсутствие жесткой связи АСУ с организационной структурой является четвертой особенностью АСУ ТП.

Возможно создание сложных АСУ ТП, в которых практически имеются несколько АСУ ТП, охватывающих друг друга. Например, АСУ ТП агрегатов могут охватываться АСУ ТП цехом и образовывать новую, более совершенную и сложную АСУ ТП. Это свойство иерархичности представляет пятую особенность АСУ ТП.

В связи с тем, что АСУ ТП могут охватывать разные участки технологического процесса, они непосредственно подчиняются различным органам управления. Например, АСУ ТП агрегата может подчиняться мастеру цеха, а АСУ ТП предприятия - главному технологу или главному инженеру или заместителю директора по производству (в зависимости от распределения функций управления). Зависимость подчиненности АСУ ТП от размера управляемой части технологического процесса является шестой особенностью АСУ ТП.

Из всех АСУ в самых коротких циклах работают АСУ ТП. Это седьмая особенность таких систем.

Только в АСУ ТП используются замкнутые обратные связи и возможна работа в автоматическом режиме. Все другие АСУ могут работать только в автоматизируемых режимах. Это восьмая особенность АСУ ТП.

Перрон

IS-AODB позволяет управлять размещением воздушного судна на стоянке и отслеживанием обслуживания воздушного судна между прилетом и вылетом согласно технологическим процедурам и хэндлинговым договорам. Интерфейс управления перроном основан на полностью интерактивном графике Ганта.

Отправка сообщений

IS-AODB предоставляет простой и понятный интерфейс для работы с входящими и исходящими сообщениями IATA. Система поддерживает быструю и удобную отправку сообщений MVT, DIV и LDM.

Список литературы

1. Моисеев С.Г. Организация и технологии работы координационно-диспетчерских центров в аэропортах: Конспект лекций / Университет ГА. С-Петербург, 2016

2. Артамонов Б.В., Волкова Л.П., Управление деятельностью аэропорта: учебное. – М.: МГТУ ГА, 1998

3. Интернет ресурсы: http: //initsys.ru, http: //ani-studio.narod.ru/

Введение

В составе Федеральных государственных унитарных авиапредприятий, в

3. Оперативное планирование обеспечения суточного плана полетов парком ВС приписанного авиаотряда.

4. Ведение базы данных суточного плана полетов аэропорта. При

необходимости внесение изменений в суточный план полетов с учетом

фактических данных о движении ВС и имеющихся ресурсов оперативной смены.

5. Подготовка аэропорта к обеспечению особо важных рейсов.

6. Штурманское обеспечение в аэропорту на этапах организации и подготовки ВС к выполнению полетов.

7. Обеспечение лидирования для ВC на аэродроме.

8. Осуществление постоянного наблюдения за оперативной обстановкой,

связанной с выявлением и предотвращением предпосылок к возникновению

сбойных ситуаций природного, техногенного, биолого-социального характера в зоне ответственности аэропорта.

«оперативного штаба» до момента их полного сбора или ликвидации ЧС.

С началом акционирования Федеральных государственных унитарных

Согласно Воздушного кодекса РФ аэропортом является комплекс

Эксплуатантом воздушного судна является гражданин или юридическое

В связи с реорганизацией деятельности авиационных предприятий возникла

Основная терминология

История Автоматизированной системы управления

АСУ ТП — это комплекс технических и программных средств, предназначенных для автоматизации управления технологическим оборудованием на промышленных предприятиях. Термин АСУ появился, когда в системы управления для решения самых разных задач начала внедряться автоматика, то есть вычислительная техника. Тогда типовая АС была двухуровневой, а весь поток информации приходил только от объекта управления к оператору, который обменивался данными с ЭВМ и производил управление объектом. То есть оператор был одновременно диспетчером телемеханической системы и оператором ЭВМ, что сказывалось на качестве его работы. Тогда на ЭВМ попробовали возложить часть функций, которые выполнял оператор. Однако подобная технология тоже не работала, так как ЭВМ не может воспринимать входную информацию в том виде, в каком ее воспринимает оператор, также она не может управлять технологическим процессом. Попытки преобразования сигналов ввода информации и корректировки управления с учетом требования ЭВМ привели к усложнению и удорожанию системы, что не всегда оправдывало сами усовершенствования технологии. Да и надежность системы была невелика.

Такая ситуация с автоуправлением процессами существовала примерно до середины 80-х годов. Изменилась она, когда были созданы программируемые управляющие микропроцессорные контроллеры, а на смену ЭВМ пришел персональный компьютер. С применением программируемых контроллеров типовая схема построения АСУ ТП приобрела вид цепочки: оператор - управляющий процессами компьютер - управляющие программируемые контроллеры - датчики и исполнительные механизмы - объекты управления, где обмен информацией шел в обоих направлениях.

Подобная технология позволяла легко наращивать системы автоматизированного управления. Теперь стало возможным одновременно управлять несколькими процессами или объединять несколько процессов в один. К тому же компьютер верхнего уровня может соединяться с другими компьютерами, которые выполняют не связанные с ТП задачи, например функции бухгалтерии, отделов маркетинга, кадров и т. д. В таком случае АСУ ТП является частью единой информационно-управляющей процессами системы.

Автоматические системы управления подразделяются на:

1. непрерывные системы (аналоговые) - системы, в которых входные сигналы действуют непрерывно в течение всего времени работы системы;

2. дискретные системы (импульсные) - с прерывистым воздействием сигнала на входе.

12 3 Следующая ⇒