Основные принципы построения систем управления производственными процессами и техническими объектами Под управлением понимается целенаправленное запланированное воздействие на объект на основе имеющейся информации. Объект имеет различную природу. Объект управления и устройство управления объединяются в систему управления. В основе управления лежат закономерности, отражающие достижение цели на основе имеющихся ресурсов. Обобщённые цели управления: Планирование и практическое управление объектом. Улучшение взаимодействия, повышение производительности за счёт координации и согласования работ. Снижение издержек производства за счёт понижения брака. Приспособление и учёт требований рынка

Методы проектирования систем управления 1. Системный анализ 2. Декомпозиция и моделирование информационных процессов (систему можно разбить) 3. Методы теории управления и регулирования 4. Интеллектуальные технологии обработки информации Системный анализ: Формулировка целей функционирования системы. Изучение структуры системы. Изучение процесса функционирования предприятия и технологии его деятельности.

Обобщенная структура управления производственным процессом Зам. директора По сбыту По внешним связям По планированию По финансам По технологии По снабжению По исследованию Контроля качества По основному По маркетингу Начальники Ген. директор Мастера Цехов Отделов Рабочие НТР Техники Производственный процесс Совет директоров Продукция, результат

Принципы управления Различают 3 принципа управления: 1. Управление по разомкнутой схеме Используется в станках с управлением и в других подобных системах, где результат от воздействия чётко определён, т.е. где нет ошибки в управлении. Системы простые, однако, обладают некоторыми свойствами, такими как адаптация, обучение и многое другое. 2. Управление с помощью обратной связи (замкнутая система) Эта схема применяется в случае неполной информации и в случае наличия возмущения, приводящие к отклонению результата. Преимущества: закон управления может быть задан нечётко, работа в режиме помех. Недостатки: наличие запаздывания, когда по результатам воздействия системы управления осуществляет дополнительную коррекцию результатов; необходим контроль и средства контроля, усложняющие систему. 3. Комбинированная система, использующая как принцип разомкнутой системы, так и принцип замкнутой системы.

Классификация систем управления По иерархии управления : Руководящие (например, директор, зам. директора, начальник, механик), которые планируют режим управления и контролируют достижение цели. Промежуточные: детализируют руководящие указания, организуют исполнение решений и обеспечивают режимы управления. Исполнительные: относятся к нижнему уровню иерархии, неукоснительно выполняют решения, не обладают централизацией (станки, технологические процессы, т.е. АСУТП, операторы нижнего уровня, которые реализуют непосредственно воздействие на объект или исполнительный механизм). По виду управления: С «ручным» управлением С автоматизированным управлением С автоматическим управлением

Система управления ручного типа Под ручным управлением понимается процесс воздействия на объект или исполнительный механизм, в котором оператор более % выполняемых действий осуществляет вручную (например, управление автомобилем). Ручные системы управления плохо автоматизированы, в них доля ручных операций значительна. Информация о состоянии системы управления запаздывает. Плохо поддаются перестройке, т.е. гибкость управления минимальна. И поэтому они используются в крайних случаях, где затраты на автоматизацию превышают получаемую прибыль от автоматизации.

Автоматизированная система управления (АСУ) Под автоматизированной системой управления понимают систему, в которой число автоматических операций достигает от 45% до 90%, т.е. основную долю управляющих воздействий осуществляют автоматические устройства (регуляторы, контроллеры, подсистемы с программным управлением). В этих системах оператор выполняет функции настройки систем, принятия решения, реализации перехода с одних программ на другие, оптимизации режимов работ. Контроль процесса управления и корректировку заданных режимов по результатам контроля. Недостатком системы является низкая точность и ошибки оператора, которые могут привести к дефициту времени к аварийным ситуациям.

Системы автоматического управления (САУ) Системы автоматического управления используются в условиях полной информации в режимах управления и при наличии закона управления, заданного в алгоритмической форме. В этих звеньях до 98% операций выполняется автоматом и только 2% оператором. Оператор выполняет функции контроля, включения и выключения системы. Преимущества: высокая точность и технологичность, отсутствие брака, высокая производительность.

Формальная постановка задачи управления Задан объект управления (передаточная функция) Указаны цели управления (точки, в которые система должна прийти в результате управления) Задан критерий предпочтения Указаны ограничения Требуется определить управляющее воздействие, переводящее объект управления из исходного состояния в конечное. В общем виде формализация может быть осуществлена: при помощи описательной модели (концептуальной модели), в виде алгоритмических моделей, в виде системы дифференциальных уравнений.

Общая структурная схема системы управления с обратной связью Система управления состоит из трех основных блоков: ФП – формирователь программы управления (планового воздействия); Р – регулятор системы управления, обеспечивающий требуемые динамические характеристики объекта управления; ОУ – объект управления. ФП РОУ - Цель X(t) Y(t) U(t)R(t) E(t) I(t)