Sistema de control automatizado

Sistema de control automatizado ( ACS abreviado ) - un complejo de hardware y software , así como personal , diseñado para controlar varios procesos dentro del proceso tecnológico , producción, empresa. Los ACS se utilizan en diversas industrias , energía , transporte , etc. El término "automatizado", en contraste con el término "automático", enfatiza la preservación de algunas funciones por parte de un operador humano, ya sea de la naturaleza más general, de establecimiento de objetivos, o no susceptible de automatización. ACS con sistema de apoyo a la decisión(DSS) son la principal herramienta para mejorar la validez de las decisiones de gestión.

La tarea más importante del sistema de control automatizado  es aumentar la eficiencia de la gestión de instalaciones en función del crecimiento de la productividad laboral y la mejora de los métodos para planificar el proceso de gestión. Distinguir entre sistemas automatizados para la gestión de objetos (procesos tecnológicos - APCS , empresa - sistema de control automatizado , industria - OAS) y sistemas automatizados funcionales, por ejemplo, diseño de cálculos planificados, logística, etc.

Objetivos de la automatización de la gestión

En el caso general, el sistema de gestión puede considerarse como un conjunto de procesos y objetos de gestión interrelacionados. El propósito generalizado de la automatización del control es aumentar la eficiencia del uso de las capacidades potenciales del objeto de control . Así, se pueden distinguir una serie de objetivos:

1. Proporcionar al tomador de decisiones (DM) datos relevantes para la toma de decisiones
2. Aceleración del rendimiento de las operaciones de recopilación y procesamiento de datos individuales
3. Reducir el número de decisiones que debe tomar el tomador de decisiones
4. Aumentar el nivel de control y disciplina de desempeño
5. Mejorar la eficiencia de la gestión
6. Reducir los costos de los tomadores de decisiones para la implementación de procesos auxiliares
7. Aumentar el grado de validez de las decisiones tomadas

Declaración de tareas de los sistemas de control automático

1. Gestión de estabilización o regulación. Es necesario configurar el valor requerido de la variable controlada.
2. Control de programa - control de acuerdo con un programa dado.
3. El control óptimo es el mantenimiento del valor de la derivada de la variable controlada con respecto a la coordenada adicional en el nivel cero. [una]

Ciclo de vida de ACS

El estándar GOST 34.601-90 prevé las siguientes etapas y etapas de creación de un sistema automatizado :

1. Formación de requisitos para la UA.
   1. Inspección del objeto y justificación de la necesidad de crear una AU
   2. Formación de requisitos de usuario para la AU.
   3. Registro de un informe sobre la ejecución del trabajo y una solicitud para el desarrollo de AS
2. Desarrollo del concepto AS
   1. Estudiar el objeto
   2. Realización de los trabajos de investigación necesarios.
   3. Desarrollo de variantes del concepto AU y selección de la variante del concepto AU que cumpla con los requisitos de los usuarios
   4. Elaboración de un informe sobre el trabajo realizado.
3. Tarea técnica
   1. Elaboración y aprobación de términos de referencia para la creación de la UA
4. Diseño preliminar
   1. Desarrollo de soluciones preliminares de diseño para el sistema y sus partes.
   2. Desarrollo de documentación para la AU y sus partes.
5. Proyecto técnico
   1. Desarrollo de soluciones de diseño para el sistema y sus partes.
   2. Desarrollo de documentación para la AU y sus partes.
   3. Elaboración y ejecución de documentación para el suministro de componentes.
   4. Desarrollo de tareas de diseño en partes adyacentes del proyecto.
6. documentación de trabajo
   1. Elaboración de la documentación de trabajo de la central nuclear y sus partes
   2. Desarrollo y adaptación de programas.
7. Puesta en marcha
   1. Preparación del objeto de automatización
   2. La formación del personal
   3. Finalización de la AU con productos suministrados (software y hardware, sistemas de software y hardware, productos de información)
   4. Trabajos de construcción e instalación.
   5. trabajos de puesta en marcha
   6. Realización de pruebas preliminares.
   7. Realización de una operación de prueba
   8. Realización de pruebas de aceptación
8. soporte de CA.
   1. Realización del trabajo de acuerdo con las obligaciones de la garantía.
   2. Servicio post-garantía

El borrador, los diseños técnicos y la documentación de trabajo es una construcción consistente de soluciones de diseño cada vez más precisas. Se permite excluir la etapa "Diseño preliminar" y etapas individuales de trabajo en todas las etapas, combinar las etapas "Diseño técnico" y "Documentación detallada" en el "Diseño detallado", realizar varias etapas y trabajos en paralelo, para incluir otros adicionales.

Este estándar no es del todo adecuado para el desarrollo en el momento actual: muchos procesos no están suficientemente reflejados y algunas disposiciones están desactualizadas.

Composición de la ACS

El ACS incluye los siguientes tipos de soporte: información, software, técnico, organizativo, metrológico, legal y lingüístico. [2]

Principales características de clasificación

Las principales características de clasificación [2] que determinan el tipo de SCA son:

• ámbito de funcionamiento del objeto de control ( industria , construcción , transporte , agricultura , esfera no industrial, etc.)
• tipo de proceso controlado ( tecnológico , organizativo, económico, etc.);
• nivel en el sistema de administración pública, incluida la gestión de la economía nacional de conformidad con los esquemas de gestión sectorial vigentes (para la industria: industria (ministerio), asociación de todos los sindicatos, asociación de industriales de todos los sindicatos, asociación científica y de producción, empresa (organización ), producción, taller, sitio, unidad tecnológica).

Funciones ACS

Las funciones de la ACS [2] están establecidas en los términos de referencia para la creación de una ACS específica con base en el análisis de las metas de gestión, los recursos especificados para lograrlas, el efecto esperado de la automatización y de acuerdo con los estándares aplicables a este tipo de SCA. Cada función de ACS se implementa mediante un conjunto de complejos de tareas, tareas individuales y operaciones. Las funciones del sistema de control automatizado en el caso general incluyen los siguientes elementos (acciones):

• planificación y previsión;
• contabilidad, control, análisis;
• coordinación y regulación.

La composición requerida de elementos se selecciona según el tipo de un sistema de control automatizado particular. Las funciones de ACS se pueden combinar en subsistemas de acuerdo con características funcionales y de otro tipo.

Funciones en la formación de acciones de control

• Funciones de procesamiento de información (funciones informáticas): llevar a cabo la contabilidad, el control, el almacenamiento, la búsqueda, la visualización, la replicación, la transformación de la forma de la información;
• Las funciones de intercambio (transferencia) de información están asociadas con llevar las acciones de control desarrolladas al sistema operativo e intercambiar información con el tomador de decisiones;
• Un grupo de funciones de toma de decisiones (transformación del contenido de la información): la creación de nueva información en el curso del análisis, pronóstico o gestión operativa de un objeto.

Clases de estructuras ACS

En el campo de la producción industrial, desde el punto de vista de la gestión, se pueden distinguir las siguientes clases principales de estructuras de sistemas de control: descentralizados, centralizados, centralizados dispersos y jerárquicos. [3]

Estructura descentralizada

Construir un sistema con tal estructura es efectivo en la automatización de objetos de control tecnológicamente independientes para material, energía, información y otros recursos. Tal sistema es una combinación de varios sistemas independientes con su propia información y base algorítmica.

Para desarrollar una acción de control sobre cada objeto de control, solo se requiere información sobre el estado de este objeto.

Estructura centralizada

La estructura centralizada implementa todos los procesos de gestión de objetos en un único órgano de control, que recopila y procesa la información sobre los objetos gestionados y, a partir de su análisis, genera señales de control de acuerdo con los criterios del sistema. La aparición de esta clase de estructuras está asociada con un aumento en el número de parámetros controlados, ajustables y manejables y, por regla general, con la dispersión territorial del objeto de control.

Las ventajas de una estructura centralizada son una implementación bastante simple de los procesos de interacción de la información; la posibilidad fundamental de un control óptimo del sistema en su conjunto; corrección bastante fácil de parámetros de entrada que cambian rápidamente; la posibilidad de lograr la máxima eficiencia operativa con la mínima redundancia de los controles técnicos.

Las desventajas de una estructura centralizada son las siguientes: la necesidad de alta confiabilidad y desempeño de los controles técnicos para lograr una calidad de control aceptable; alta longitud total de los canales de comunicación en presencia de dispersión territorial de objetos de control.

Estructura distribuida centralizada

La característica principal de esta estructura es la preservación del principio de control centralizado, es decir, el desarrollo de acciones de control en cada objeto de control basado en información sobre los estados de todo el conjunto de objetos de control. Algunos dispositivos funcionales del sistema de control son comunes a todos los canales del sistema y están conectados a dispositivos individuales del canal con la ayuda de interruptores, formando un circuito de control cerrado.

El algoritmo de control en este caso consta de un conjunto de algoritmos de control de objetos interrelacionados, que se implementan mediante un conjunto de controles mutuamente relacionados. En el proceso de funcionamiento, cada órgano de control recibe y procesa la información relevante, así como la emisión de señales de control a los objetos subordinados. Para implementar las funciones de gestión, cada organismo local, según sea necesario, entra en el proceso de interacción de la información con otros organismos de gestión. Las ventajas de tal estructura son: reducir los requisitos de rendimiento y confiabilidad de cada centro de procesamiento y control sin comprometer la calidad del control; reducción de la longitud total de los canales de comunicación.

Las desventajas del sistema son las siguientes: la complicación de los procesos de información en el sistema de control debido a la necesidad de intercambiar datos entre los centros de procesamiento y control, así como ajustar la información almacenada; redundancia de medios técnicos destinados al procesamiento de la información; complejidad de la sincronización de los procesos de intercambio de información.

Estructura jerárquica

Con un aumento en el número de tareas de control en sistemas complejos, la cantidad de información procesada aumenta significativamente y aumenta la complejidad de los algoritmos de control. Como resultado, es imposible gestionar de forma centralizada, ya que existe una discrepancia entre la complejidad del objeto gestionado y la capacidad de cualquier órgano de gobierno para recibir y procesar información.

Además, en tales sistemas, se pueden distinguir los siguientes grupos de tareas, cada una de las cuales se caracteriza por los requisitos correspondientes para el tiempo de respuesta a los eventos que ocurren en el proceso controlado:

• tareas de recopilación de datos del objeto de control y control digital directo (tiempo de reacción - segundos, fracciones de segundo);
• tareas extremas de control relacionadas con el cálculo de los parámetros deseados del proceso controlado y los valores requeridos de los ajustes del regulador, con las tareas lógicas de arranque y parada de las unidades, etc. (tiempo de respuesta - segundos, minutos);
• tareas de optimización y control adaptativo de procesos, tareas técnicas y económicas (tiempo de reacción - unos pocos segundos);
• tareas de información para la gestión administrativa, tareas de despacho y coordinación a escala de taller, empresa, tareas de planificación, etc. (tiempo de reacción - horas).

Obviamente, la jerarquía de las tareas de control lleva a la necesidad de crear un sistema jerárquico de controles. Tal división, que permite a cada gobierno local hacer frente a las dificultades de información, crea la necesidad de coordinar las decisiones tomadas por estos órganos, es decir, la creación de un nuevo órgano de gobierno sobre ellos. En cada nivel, debe garantizarse la máxima correspondencia de las características de los medios técnicos con una determinada clase de tareas.

Además, muchos sistemas de producción tienen su propia jerarquía, que surge bajo la influencia de tendencias objetivas en el progreso científico y tecnológico, la concentración y especialización de la producción, que contribuyen a aumentar la eficiencia de la producción social. Muy a menudo, la estructura jerárquica del objeto de control no coincide con la jerarquía del sistema de control. En consecuencia, a medida que crece la complejidad de los sistemas, se construye una pirámide de control jerárquica. Los procesos controlados en un objeto de control complejo requieren la formación oportuna de las decisiones correctas que conduzcan a los objetivos establecidos, se tomen de manera oportuna y se acuerden mutuamente. Cada una de estas soluciones requiere la formulación de un problema de control apropiado. Su combinación forma una jerarquía de tareas de control, que en algunos casos es mucho más complicada que la jerarquía del objeto de control.

Tipos de sistemas de control automatizado

• Sistema de control de procesos automatizado o sistema de control de procesos automatizado  : resuelve los problemas de gestión operativa y control de objetos técnicos en la industria, la energía y el transporte.
• Sistema de gestión de producción automatizado ( APCS ): resuelve los problemas de organización de la producción, incluidos los principales procesos de producción, logística de entrada y salida. Realiza la planificación a corto plazo de la producción teniendo en cuenta las capacidades de producción, el análisis de la calidad del producto, el modelado del proceso de producción. Para solucionar estos problemas se utilizan los sistemas MIS y MES , así como los sistemas LIMS .

Ejemplos:

• Sistema de control de alumbrado público automatizado ("ASU UO"): diseñado para organizar la automatización del control centralizado del alumbrado público.
• Sistema de control automatizado para iluminación exterior ("ASUNO") - diseñado para organizar la automatización del control centralizado de la iluminación exterior.
• Sistema de control de tráfico automatizado (" ASU DD "): diseñado para controlar los flujos de vehículos y peatones en la red vial de una ciudad o carretera.
• Sistema de gestión empresarial automatizado (" ACS "): para resolver estos problemas , se utilizan los sistemas MRP , MRP II y ERP . En caso de que la empresa sea una institución educativa, se aplican sistemas de gestión del aprendizaje .
• Sistema de comando y control automatizado ("ACCS"): diseñado para organizar la automatización del comando y control centralizados. [cuatro]

Ejemplos:

• " Sistema de Gestión Hotelera ". Junto con este nombre, se utiliza el Sistema de gestión de propiedades PMS.
• El " Sistema automatizado de gestión de riesgos operativos " es un software que contiene un conjunto de herramientas necesarias para resolver las tareas de gestión de riesgos operativos de las empresas: desde la recopilación de datos hasta la elaboración de informes y pronósticos.

Sistemas de control automatizado (ACS) en la URSS

Un veterano de la creación e implementación de sistemas de control automatizado, Vladimir Petrovich Isaev, en un artículo [5] publicado en 2009 en el número 5 de la revista "Open Systems" y en un artículo [6] , enfatiza la cita de A.I. Kitov:

“Ya los primeros resultados obtenidos con la ayuda de una computadora mostraron que las posibilidades de CT son mucho más amplias que simples cálculos complejos y lentos y se extienden mucho más allá en la esfera de su “uso no aritmético”.

El libro de A.I. Kitov "Máquinas digitales electrónicas", el primer libro en la URSS sobre programación, computadoras y sus aplicaciones, se dedicó en gran medida al uso de computadoras en la economía, la automatización de procesos de producción y para resolver otros problemas intelectuales.

Veterano ACS V.P. Isaev sobre este libro A.I. Kitov "Máquinas digitales electrónicas" señala: " Creo que esta monografía científica teórica fue la precursora de los sistemas de control automatizados domésticos y fijó el momento de este evento: 1956. Además, en mi próximo trabajo" Computadoras electrónicas ", que apareció en 1958, el año en la editorial Znanie, A. I. Kitov expone en detalle las perspectivas para la automatización integrada del trabajo de información y los procesos de gestión administrativa, incluida la gestión de producción y la resolución de problemas económicos. Este concepto (paradigma) y su presentación pública fue en ese momento un acto de valentía cívica, ya que en los círculos oficiales aún dominaba la formulación “Las matemáticas en economía son un medio de apología del capitalismo”, en base a lo anterior, en base a mis conocimientos y más de 40 años de experiencia en el desarrollo de TC y control automatizado sistemas, considero lógico concluir: "Anatoly Ivanovich Kitov es el autor del concepto e ideólogo de los sistemas de control automatizados domésticos". Entonces, si decimos en sentido figurado que "al principio era la Palabra", entonces esto La palabra fue pronunciada por AI Kitov hace exactamente 50 años. Por tanto, tenemos derecho hoy, en diciembre de 2008, a hablar de un doble aniversario: el 60 aniversario de la tecnología informática y la informática doméstica, así como el 50 aniversario de los sistemas de control automatizado doméstico .

A fines de 1958, la comprensión de A. I. Kitov de la importancia colosal del desarrollo de sistemas de control automatizados lo llevó a la conclusión de que era necesario automatizar el control a escala de toda la economía nacional del país y sus Fuerzas Armadas sobre la base de una red de centros de cómputo regionales (el proyecto Libro Rojo): “Estos centros de cómputo podrían recopilar, procesar y presentar al liderazgo del país datos económicos o militares operativos para la toma de decisiones sobre una planificación y gestión efectivas. A. I. Kitov consideró que la creación de la EGSVC en la URSS era vital para la economía del país.

La ACS, que comenzó a crearse masivamente en el país a fines de la década de 1960 y principios de la de 1970, requería un enfoque de programación diferente al de las tareas científicas. Era necesario reducir la complejidad del desarrollo de software, acelerar la depuración de programas y simplificar la formación en programación para un gran número de especialistas. A. I. Kitov contribuyó a la solución de este problema liderando el desarrollo de un lenguaje de programación de procedimientos de alto nivel ALGEM en el Instituto de Investigación de Equipos Automáticos del Ministerio de Industria de Radio de la URSS. Fue diseñado para automatizar la programación de tareas económicas, informáticas y de gestión. Se tomó como base el lenguaje de programación universal ALGOL-60, recientemente creado por la comunidad internacional. Se complementó con nuevos tipos de datos, que permitieron procesar no solo información numérica, sino también textual, así como grupos de datos de diferentes tipos (estructuras en lenguajes de programación modernos). No solo se creó el lenguaje como tal, sino también un traductor de este lenguaje para computadoras de las familias Minsk-22 y Minsk-32. Antes de la creación del lenguaje de programación algorítmica ALGEM, AI Kitov desarrolló la teoría de la programación asociativa a principios de la década de 1960 para trabajar con grandes matrices de información. Durante mucho tiempo, ALGEM sirvió fielmente a los programadores soviéticos que trabajaban en el campo del uso "no aritmético" de las computadoras, y se utilizó en cientos de sistemas de control automatizados de varios niveles, que se introdujeron tanto en la industria como en las estructuras de gestión tanto en el Unión Soviética y en los países de Europa del Este. El proceso de creación de ACS en el país tuvo un carácter de avalancha. Para 1970, ya había más de 400. Y cinco años después, esta cifra superó la marca de los 4000. Y esto sin contar el ACS secreto del departamento militar.

Desde mediados de la década de 1960, comenzó la introducción masiva de sistemas de control automatizados industriales en la URSS, lo que prácticamente condujo a la creación de una industria de sistemas de control automatizados, cuyo director científico informal hasta 1982 fue el líder de los científicos informáticos de Kyiv, V. M. Glushkov. En el país, en cada sector industrial, el Gobierno de la URSS creó institutos de investigación líderes para la creación e implementación de sistemas de control automatizados, y estaba funcionando el Consejo de Diseñadores Principales de ACS. La Escuela de Informática de Novosibirsk (SB Academia de Ciencias de la URSS) bajo la dirección de G. I. Marchuk ganó cierta fama. A mediados de la década de 1960, se trabajó activamente en la URSS para crear un Sistema de control automatizado para el Ministerio de la Industria de Radio de la URSS (A. I. Kitov - Diseñador jefe de OASU MRP, V. M. Glushkov - Director científico de OASU MRP ). Esta OASU fue reconocida por el Gobierno de la Unión Soviética como una rama típica de la AEC para los nueve ministerios de defensa de la URSS.

Sobre el libro publicado en 1956 por A.I. Kitova V. M. Glushkov señaló: " A.I. Kitov es un pionero reconocido de la cibernética, que sentó las bases de la escuela nacional de programación y el uso de computadoras para resolver problemas militares y económicos nacionales. Yo mismo, como decenas de miles de otros especialistas, recibí mi inicial conocimiento informático de su libro "Máquinas digitales electrónicas" - el primer libro nacional sobre computadoras y programación ".

Los principios básicos fundamentales de la creación de sistemas de control automatizados industriales y de sucursales (OASU y APCS) y la experiencia de crear sistemas de información gerencial y económica basados ​​​​en el uso de computadoras y métodos económicos y matemáticos se describieron en las monografías de A. I. Kitov "Programación de información y problemas lógicos" (1967), "Programación de tareas económicas y de gestión" (1971) y V. M. Glushkov "Introducción a los sistemas de control automatizados" (1972) y "Fundamentos de la informática sin papel" (1982).

Los sistemas de control automático se desarrollaron activamente en las repúblicas de la Unión Soviética. En primer lugar, en Ucrania, Armenia, Azerbaiyán, Uzbekistán y otras repúblicas, donde grandes equipos de científicos y especialistas trabajaron en este campo. Entre los informáticos ucranianos, además de V. M. Glushkov, desde mediados de la década de 1960 y hasta su muerte el 30 de enero de 1982, el líder informal de los sistemas de control automatizado soviéticos, se debe destacar a un científico en el campo de los sistemas de control automatizado. , Dr. Sc., profesor, miembro de la Academia de Ciencias de la RSS de Ucrania V. I. Skurikhin. En Azerbaiyán, trabajó con éxito en la creación de un sistema de control automatizado para el sector petrolero de la economía, d.t. Sc., Profesor, Miembro Correspondiente de la Academia de Ciencias de Azerbaiyán S. K. Kerimov (alumno de A. I. Kitov). En Bielorrusia, este es Doctor en Ciencias Económicas, Profesor, Miembro Correspondiente de la Academia Nacional de Ciencias de Bielorrusia N. I. Veduta (1913-1998) [7] . En 1962-1967. como director del Instituto Central de Investigación de Gestión Técnica (TsNIITU), siendo también miembro del colegio del Ministerio de Ingeniería de Instrumentos de la URSS, lideró la introducción de varios de los primeros sistemas de control automatizados del país en empresas de construcción de maquinaria del Ministerio de Instrumentación.

Véase también

• Sistema de información automatizado (AIS o simplemente IS)
• Enlace aperiódico

Notas

1. ↑ AV Andryushin, V.R. Sabanin, N.I. Smirnov. Gestión e innovación en ingeniería térmica . - M. : MPEI, 2011. - S.  15 . — 392 pág. - ISBN 978-5-38300539-2 .
2. ↑ 1 2 3 GOST 24.103-84 . Consultado el 16 de junio de 2011. Archivado desde el original el 18 de septiembre de 2011. (indefinido)
3. ↑ CLASES DE ESTRUCTURAS ACS . Consultado el 16 de junio de 2011. Archivado desde el original el 17 de junio de 2013. (indefinido)
4. ↑ Sokolov A. V. De "Ash" a "Acacia" y "Constelación". Creación y mejora de sistemas domésticos de control automatizado de tropas y armas. // Revista de historia militar . - 2021. - Nº 2. - P.4-10.
5. ↑ Del átomo al espacio: 50 años de ACS . Consultado el 21 de septiembre de 2019. Archivado desde el original el 19 de diciembre de 2019. (indefinido)
6. ↑ Maneras de crear y desarrollar sistemas de control automatizado doméstico a través de los ojos de un participante directo en los eventos . Consultado el 21 de septiembre de 2019. Archivado desde el original el 31 de agosto de 2019. (indefinido)
7. ↑ Academia Nacional de Ciencias de Bielorrusia :: Miembro Correspondiente de VEDUTA Nikolai Ivanovich (1913-1998) . Consultado el 16 de marzo de 2010. Archivado desde el original el 13 de abril de 2010. (indefinido)

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