Особенности построения и разработки АСУ
4. Научно–методическое обоснование темы Повышение эффективности систем управления в современных условиях неразрывно связано с повышением эффективности обработки используемой в процессе управления информации. Это достигается за счет применения соответствующих экономико-математических методов, а также использования технических средств сбора, передачи, хранения и обработки информации. В технических системах источником информации о состоянии управляемого процесса или объекта являются, как правило, технические средства - измерительные приборы, датчики и преобразователи. В АСУ это справедливо, главным образом, лишь для систем низшего уровня управления, причем далеко не всех типов. В большинстве случаев источником такой информации является человек, а ее носителем - документ. Это требует при создании информационной системы решение ряда специфических вопросов, связанных, в частности, с достоверностью сообщаемой человеком информации, созданием машинно-читаемых документов, правовой ответственностью сотрудников системы и т.д.
5. Цель занятия Рассмотреть основные принципы построения АСУ, их классификацию и основные требования информационного обеспечения АСУ. Создать условия для осознания и осмысления нового лекционного материала, закрепить его, проверить уровень усвоения полученной информации.
6. Задачи: Обучающая Усвоение основных принципов построения и разработки АСУ, расширение терминологического языка студентов в области систем автоматического управления. Развивающая Развитие познавательного интереса учащихся по теме лекционного материала, развитие абстрактного мышления, способностей аналитического построения виртуальных измерительных приборов, умений делать логические выводы в ходе изложения собственной концепции. Воспитательная Развитие научного мировоззрения студентов посредством расширения возможностей получения данных от различных природных и технических объектов, формирование аналитического мышления в раскрытии целей выбранной специальности, способствовать
Министерство образования и науки Республики Казахстан Карагандинский государственный технический университет
по педагогической практике магистранта
Предмет:_Теория систем автоматического управления_
Алимбаев С.Т. _ ________________________________________ (оценка) (подпись) ( дата)
Магистрант: гр. ПСМ-11-1
Аманжан А .______
2011 План занятия
1. Дисциплина Теория систем автоматического управления (САУ)
2. Тема Особенности построения и разработки АСУ
3. Количество часов 2 час
4. Научно–методическое обоснование темы Повышение эффективности системуправления в современных условиях неразрывно связано с повышениемэффективности обработки используемой в процессе управления информации. Этодостигается за счет применения соответствующих экономико-математическихметодов, а также использования технических средств сбора, передачи,хранения и обработки информации. В технических системах источником информации о состоянии управляемогопроцесса или объекта являются, как правило, технические средства -измерительные приборы, датчики и преобразователи. В АСУ это справедливо, главным образом, лишь для систем низшего уровняуправления, причем далеко не всех типов. В большинстве случаев источникомтакой информации является человек, а ее носителем - документ. Это требуетпри создании информационной системы решение ряда специфических вопросов,связанных, в частности, с достоверностью сообщаемой человеком информации,созданием машинно-читаемых документов, правовой ответственностьюсотрудников системы и т.д.
5. Цель занятия Рассмотреть основные принципы построения АСУ, ихклассификацию и основные требования информационного обеспечения АСУ.Создать условия для осознания и осмысления нового лекционного материала,закрепить его, проверить уровень усвоения полученной информации.
6. Задачи: Обучающая Усвоение основных принципов построения и разработки АСУ,расширение терминологического языка студентов в области системавтоматического управления. Развивающая Развитие познавательного интереса учащихся по темелекционного материала, развитие абстрактного мышления, способностейаналитического построения виртуальных измерительных приборов, умений делатьлогические выводы в ходе изложения собственной концепции. Воспитательная Развитие научного мировоззрения студентов посредствомрасширения возможностей получения данных от различных природных итехнических объектов, формирование аналитического мышления в раскрытиицелей выбранной специальности, способствовать эстетическому воспитанию иколлективной работе при решении проблемных ситуаций.
7. Метод занятия постанавка проблемы
8. Оборудование презинтация, раздаточный материал.
9. Организационная структура лекции
№ ппОсновные этапы лекции и Тип лекции. Средства активации Деление их содержание студентов. Материалы времени методического обеспечения 1 Подготовительный этап пп 1 - 8 5 мин. Актуальность изучаемого материала. Цели лекции. Задачи лекции. Метод и оборудование 2 Организационный момент Раздаточный материал 10 мин. Проверка посещаемости, наличие раздаточного материала. 3 Основной этап Тематическая лекция. Вопросы, 80 мин. Изложение лекционного проблемные ситуации. Презентация материала согласно плану 4 Заключительный этап 5 мин. 1. Ответы на возможные Учебная литература. вопросы. Задания, вопросы. 2. Задания для самостоятельной Задания на СРС подготовки студентов
10. Ход лекционного занятия
10.1. Содержание лекционного материала
План лекции: 1. Принципы разработки АСУ. 2. Классификация АСУ. 3. Информационное обеспечение АСУ. 4. Основные требования к информационному обеспечению АСУ. 5. Классификация информационных массивов. 6. Функциональная структура СУ. 7. Последовательность анализа функций. 8. Показатели функционального анализа.
10.2 Конспект лекционного материала.
Вопрос 1 (10 мин) Построение АСУ обычно проходит следующие этапы: 1. Технико-экономическое обследование и анализ существующей системы управления; 1. Разработка техзадания на проектирование 2. Разработка технического проекта АСУ 3. Разработка рабочего проекта 4. Внедрение АСУ Вначале наиболее распространенным при разработке АСУ был традиционныйподход как наиболее безопасный. Суть его в “ приспособлении “ имеющейсясистемы управления к АСУ, ограничившись самыми минимальными изменениями впривычных методах работы и формах документации. Второй подход был предложен академиком В.Н. Глушковым. Для успешной разработки эффективно функционирующей АСУ следуетсоблюдать ряд принципов, вытекающих из определения содержания и спецификитаких систем: 1. Принцип системного подхода - научно-методической основой разработки АСУ является системный анализ, охватывающий как управляющую и управляемую части системы, так и ее внешнюю среду. 2. Разработка и внедрение АСУ должны находиться в ведении высшего руководителя той организации, для которой она разрабатывается. 3. Принцип новых задач - высокая эффективность создаваемой АСУ в значительной степени обеспечивается введением принципиально новых задач, как правило, оптимизационных, которые в существующей системе при ручной технологии не решались или решались частично из-за отсутствия адекватной модели, невозможности переработать большой объем информации и добиться нужной точности, детальности и скорости расчетов. 4. Принцип непрерывного развития системы предусматривает возможность ввода новых и совершенствования решаемых задач как при поэтапном вводе системы в действие, так и при дальнейшем ее развитии, сохраняя при этом целостность системы и взаимосвязи между задачами. Этот принцип связан с гибкостью, адаптацией системы к изменениям во внешней среде. 5. Принцип согласованности - при разработке АСУ следует обеспечить согласованность пропускной способности отдельных частей системы. В простейшем случае для последовательных участков добиваются, чтобы пропускная способность каждого последующего участка была не меньше, чем у предшествующего. 6. Принцип типизации - при разработке АСУ, для которой существуют аналоги, следует использовать опыт предыдущих разработок. Каждый раз, когда в проекте используется иное решение, его необходимо обосновать соответствующим системным анализом. Для объекта нового типа на основе анализа группы объектов разработку АСУ ведут таким образом, чтобы ее можно было использовать в дальнейшем для аналогичных систем. Уровень типизации может быть различным: от уровня подсистем и выполняемых ими функций до типовых программ решения специальных задач. Типизация имеет большое значение для автоматизации проектирования АСУ. 7. Принцип автоматизации документооборота - в АСУ недостаточно лишь выполнять на ЭВМ расчеты по тем или иным моделям. Необходимо автоматизировать все остальные процессы, связанные с движением информации - сбор, хранение, передачу, обработку данных и выдачу их для использования в виде подготовленных машиной документов или в иной удобной форме. 8. Принцип единой информационной базы – или принцип однократного ввода данных означает, что независимо от числа задач, в которых используются какие-либо сведения, числа обращений к ним, ввод их в ЭВМ должен осуществляться лишь один раз с последующей выдачей по мере необходимости из памяти машины. 9. Разрабатываемые АСУ должны обладать повышенной живучестью, то есть способностью некоторой компенсации нарушений функций отдельных частей и устройств. Система должна продолжать выполнение основных функций при таких нарушениях, хотя эффективность ее может оказаться пониженной. Один из путей повышения живучести системы - обеспечение возможности автономной работы ее подсистем, которые выполняют свои функции, хотя и с ухудшенной эффективностью, в течение некоторого времени без связи с вышестоящей подсистемой. Другим способом является возможность временного выполнения всех или части функций одной подсистемы другой (специфическая форма резервирования). 10. С самого начала разработки АСУ важно предусмотреть ее поэтапный ввод в эксплуатацию. Это позволяет при ограниченных ресурсах быстрее получить реальный эффект, обеспечивает более плавный переход сотрудников к работе в новых условиях, улучшает отработку и опробование отдельных частей системы, повышает уверенность в ее будущей успешной работе.
Вопрос 2 (10 мин.) Классификацию АСУ проводят по различным признакам.
1. По уровню управления (ГОСТ 19675-74). Общегосударственная автоматизированная система (ОГАС) -автоматизированная система сбора и обработки информации для учета,планирования и управления народным хозяйством на базе государственной сетивычислительных центров (ГСВТ) и единой автоматизированной системы связистраны. Отраслевая автоматизированная система управления (ОАСУ) - АСУминистерства или ведомства, предназначенная для управленияподведомственными организациями как автономно, так и в составе ОГАС. Территориальная АСУ - система, предназначенная для управленияадминистративно-территориальным районом (республики, края, области, района,города) как автономно, так и в составе ОАСУ и (или) ОГАС. АСУ производственным объединением (фирмой) - предназначена дляуправления производственным объединением (фирмой) как автономно, так и всоставе ОАСУ и (или) ОГАС. АСУ предприятием (АСУП) - предназначена для управления предприятием какавтономно, так и в составе АСУ, производственным объединением и(или) АСУфирмой. 2. По характеру объекта управления. АСУ технологическим процессом (АСУ ТП) - предназначена длянепосредственного управления технологическим процессом. Автоматизированная система организационного управления (АСОУ) -предназначена для управления коллективами людей в экономических исоциальных системах. Интегрированная система управления - объединяющая в одну систему АСОУ иАСУ ТП. 3. По функциональному назначению. Выделяют АСУ плановых расчетов (АСПР); материально-техническогоснабжения (АСУ МТС); государственной статистики (АСГС); научно-техническогопрогресса (АСУ НТ) и т.п. 4. По характеру производства. Различают АСУП для предприятий с производством непрерывного типа;дискретного (мелкосерийное и единичное производство) и непрерывно-дискретного (поточно-массовое и крупносерийное производство).
Вопрос 3 (5 мин.) Любая система управления, в том числе автоматизированная, не можетработать без информации о состоянии управляемого объекта и внешней среды,без передачи информации о принятых управляющих воздействиях. Определение оптимальных объемов информации, поступающей в различныеорганы управления и распределения потоков информации во времени ипространстве, - необходимое условие эффективного функционирования АСУ.Своевременное обеспечение системы управления всеми этими необходимымисведениями и является основной функцией информационного обеспечения. Информационное обеспечение АСУ - совокупность единой системыклассификации и кодирования технико-экономической информации,унифицированных систем документации и массивов информации, используемых вавтоматизированных системах управления (ГОСТ 19675-74). Таким образом, информационное обеспечение АСУ представляет собой: совокупность данных; языковых средств описания данных: методов организации, хранения, накопления и доступа к информационныммассивам, обеспечивающих выдачу всей информации, необходимой в процессерешения функциональных задач АСУ и справочной информации абонентам системы.
Данные систематизируют в специальные массивы - информационную базусистемы, в состав которой входят: нормативные и справочные данные, составляющие информационный базиссистемы; текущие сведения о состоянии управляемого объекта или процесса; текущие сведения, поступающие извне системы, требующие ответной реакциисистемы или влияющие на алгоритмы выработки решений; накапливаемые учетные и архивные сведения, необходимые для планированияи развития системы. Поступающие в систему текущие сведения часто называют оперативнойинформацией. Средства формализованного описания данных предназначены дляэффективного поиска и идентификации необходимых данных в массивах, а такжедля организации доступа к данным внешних абонентов системы. Эти средствавключают в себя используемые системы классификации и кодирования объектов(элементов данных) и информационных языков для описания запросов кинформационной базе и ответов системы. Контролируют входные данные и ведение информационной базы программныесредства. Под ведением информационной базы (массивов информации) понимаютобеспечение хранения, накопления данных, своевременного исключенияустаревших данных, внесения и контроля изменений. При проектировании информационного обеспечения время представленияинформации иногда становится решающим фактором. Существуют критическиесроки, по истечении которых сведения полностью теряют какую-либо ценность. Основное назначение информационного обеспечения состоит в созданиидинамической информационной модели объекта, отражающей его состояние втекущий или предшествующий момент времени.
Вопрос 4 (5 мин.) Исходя из назначения можно сформулировать основные требования кинформационному обеспечению АСУ: 1. Полнота отображения состояний управляемой системы и достоверности информации, как необходимой для решения задач АСУ, так и выдаваемой по запросам абонентов; 2. Высокая эффективность методов и средств сбора, хранения, накопления, обновления, поиска и выдачи данных; 3. Одноразовая регистрация и однократный ввод информации и ее многократное и многоцелевое использование; 4. Простота и удобство доступа к данным информационной базы; 5. Ввод и накопление в информационной базе данных с минимумом дублирования; 6. Организация эффективной системы документооборота; 7. Развитие информационного обеспечения путем наращивания данных и организации новых связей и проектирования более совершенных методов и способов обработки информации; 8. Регламентация доступа к данным с . продолжение