1.3. Система управления

Объект управления и управляющая система, взаимодействую­щие между собой, составляют систему управления. Эффективность работы системы управления оценивается по­казателем эффективности (ПЭ), в качестве которого выбирают один или несколько выходных параметров объекта (температу­ру, количество, качество, себестоимость продукта и т. п.). Поставленная перед системой управления задача называется целью управления. По цели управле­ния системы управления подразделяются на стабилизирующие и оптимизирующие.

В стабилизирующих системах целью управления является поддержание ПЭ на постоянном, заданном значении. При­менение таких систем целесообразно для стацио­нарных объектов управления, когда условия протекания про­цессов меняются редко и незначительно. Эти системы управления также полностью оправдывают себя при управлении вспомогательными процессами, показатель эф­фективности которых для наилучшего ведения основного процесса следует поддерживать постоянным.

В оптимизирующих системах управления показатель эффек­тивности, назы­ваемый критерием оптимальности, поддерживается на оптимальном (максимальном или минимальном) значении при соблюдении ограничивающих усло­вий. Такие управляющие системы, способные находить оптимальные значения ПЭ для разных ситуа­ций, целесообразно применять для управления слож­ными нестационарными объектами.

Ограничивающие ус­ловия накладываются на параметры конечного продукта, характери­зующие эффективность ведения процесса, но не являющиеся критерием оптимальности. Ограничивающие условия накладываются также и на те па­раметры, которые нельзя беспредельно изменять с целью полу­чения наилучшего значения критерия оптимальности. Так, давление в аппарате не должно превышать определенного пре­дела из-за опасности разрыва стенки аппарата, повышение температуры ограничено возможностью нежелатель­ных изменений свойств перерабатываемого вещества, расход продуктов лимитируется пропускной способностью трубопрово­дов и т. д.

Человеко-машинные системы, предназначенные для автома­тизированного сбора и обработки информации, называют авто­матизированными системами управления (АСУ). Степень участия человека в системе управления может быть различной. Она определяется характером объекта управления, задачами, стоящими перед системой управления, разработанны­ми методами управления, наличием технических средств.

Такие системы, как правило, не только автоматизируют конт­роль, регулирование и сигнализацию технологических парамет­ров, но и решают ряд дополнительных задач. Среди этих задач может быть выработка оптимальных решений (например, расчет новых заданий регуляторам), рас­чет материального баланса производства, расчет оперативных значений технико-экономических показателей (ТЭП) за истек­шую смену и сутки, выдача информации системе управления предприятием. Управленческий персонал с помощью компьютеризированных средств по сбору, передаче, хранению и обработке информации может на основе экономико-математических методов планиро­вать расходы сырья, энергоресурсов и реагентов (текущее – на квартал, месяц и оперативное – на декаду, сутки), выполнять ин­женерных расчеты и обработку статистических данных, управ­лять коллективами.

Внедрение АСУ является наиболее прогрессивным направле­нием в области автоматизации. В автоматизированной системе управления человеку отводится главная роль в принятии окончательного решения на основе оценки различных расчетных вариантов при использовании имеющихся в его распоряжении дополнительных данных. При этом человек освобождается от выполнения большого объема текущей монотонной (рутинной) работы, например расчетов, и переключается на творческое решение наиболее важных и пер­спективных вопросов управления. Человек оставляет за собой и такую работу, которую по тем или иным причинам нецелесооб­разно передавать машине, например вопросы подбора и расста­новки кадров. В АСУ сочетаются интеллект человека, мощный математический аппарат и большие возможности современной вычислительной техники. АСУ позволяют мобилизовать резер­вы в производственно-хозяйственной деятельности объектов, ко­торые вследствие недостаточных возможностей существующего аппарата управления остаются пока нереализованными.

Компьютер может исполь­зоваться в режиме непосредственного управления и в режиме «советчика оператора». В первом случае он рассчитывает, как необходимо изменить процесс для достижения цели управления, и сам вносит воздействие в объект управления. Во втором случае компьютер лишь дает «совет» опера­тору или диспетчеру, подготавливая решение. Оператор же на основании своего опыта и знаний анализирует эти «советы», а также информацию о про­цессе, получаемую от различных контрольно-измерительных приборов, и принимает решения о целесообразности изменений.