Структурная схема комплекса средств автоматизации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Бирская государственная социально-педагогическая академия»

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

 

«Структурная схема комплекса средств автоматизации»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИРСК 2009

 

Содержание

 

Введение

1. Общая характеристика систем управления

2. Структурная схема комплекса средств автоматизации.

3. Описание функционирования АСУ комплекса средств автоматизации

5. Требования, предъявляемые к АРМ РД

6. Структура базы данных

Заключение

 

Введение

 

Задача накопления, обработки и распространения (обмена) информации стояла перед человечеством на всех этапах его развития. В течение долгого времени основными инструментами для ее решения были мозг, язык и слух человека. Первое кардинальное изменение произошло с приходом письменности, а затем изобретением книгопечатания. Поскольку в эпоху книгопечатания основным носителем информации стала бумага, то технологию накопления и распространения информации естественно называть “бумажной информатикой”.

Положение в корне изменилось с появлением электронных вычислительных машин (ЭВМ). Первые ЭВМ использовались как большие автоматические арифмометры. Принципиально новый шаг был совершен, когда от применения ЭВМ для решения отдельных задач перешли к их использованию для комплексной автоматизации тех или иных законченных участков деятельности человека по переработке информации.

Одним из первых примеров подобного системного применения ЭВМ в мировой практике были так называемые административные системы обработки данных: автоматизация банковских операций, бухгалтерского учета, резервирования и оформления билетов и т.п. Решающее значение для эффективности систем подобного рода имеет то обстоятельство, что они опираются на автоматизированные информационные базы. Это означает, что в памяти ЭВМ постоянно сохраняется информация, нужная для решения тех задач, на которые рассчитана система. Она и составляет содержимое информационной базы соответствующей системы.

При решении очередной задачи система нуждается во вводе только небольшой порции дополнительной информации, - остальное берется из информационной базы. Каждая порция вновь вводимой информации изменяет информационную базу системы. Эта база (информационная, или база данных) находится, таким образом, в состоянии непрерывного обновления, отражая все изменения, происходящие в реальном объекте, с которым имеет дело система.

Хранение информации в памяти ЭВМ придает этой информации принципиально новое качество динамичности, т.е. способности к быстрой перестройке и непосредственному ее использованию в решаемых на ЭВМ задачах. Устройства автоматической печати, которыми снабжены современные ЭВМ, позволяют в случае необходимости быстро представить любую выборку из этой информации в форме представления на бумаге.

По мере своего дальнейшего развития административные системы обработки данных перерастают в автоматизированные системы управления (АСУ) соответствующими объектами, в которых, как правило, не ограничиваются одной ЭВМ, а в составе двух и более ЭВМ объединяют в вычислительный комплекс (ВК).

Автоматизированная система управления (АСУ) - это человекомашинная система, в которой с помощью технических средств обеспечивается сбор, накопление, обработка информации, формулирование оптимальной стратегии управления определенными компонентами и выдача результатов человеку или группе людей, принимающих решение по управлению. Под оптимальной стратегией понимается стратегия, минимизирующая или максимизирующая некоторые характеристики объекта.

С целью обеспечения возможности взаимодействия человека с ЭВМ в интерактивном режиме появляется необходимость реализовать в рамках АСУ так называемое АРМ - автоматизированное рабочее место. АРМ представляет собой совокупность программно-аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие человека с ЭВМ, т.е. такие функции как:

• возможность ввода информации в ЭВМ;
• возможность вывода информации из ЭВМ на экран монитора, принтер или другие устройства вывода (в настоящее время этот перечень достаточно широк - графопостроители, и т.п.).

Так называемые интеллектуальные АРМ в свою очередь также содержат в своем составе ЭВМ, тем или иным способом подсоединенную к центральной ЭВМ (ВК) АСУ. Устройства ввода также должны обеспечивать широкий спектр вводимой информации: текстовой, координатной, факсимильной и т.д. Поэтому АРМ оснащаются при необходимости универсальной или специальной клавиатурой, устройствами ввода координатной информации (типа мыши), различного рода сканерами и т.д.

С целью повысить спектр форм представления информации, выводимой из ЭВМ, АРМ оснащается цветными мониторами, средствами создания и управления звуковыми сигналами вплоть до возможности создания и воспроизведения речевых сигналов.

 

1. Общая характеристика систем управления

 

Система управления - это совокупность управляемого объекта или процесса и устройства управления, к которому относится комплекс средств приема, сбора и передачи информации и формирования управляющих сигналов и команд. При этом действие системы управления направлено на улучшение и поддержание работы процесса или объекта. В некоторых случаях без АСУ вообще невозможно решение задачи в силу сложности процесса управления. Управляемый объект - это элемент системы, который для нормального функционирования нуждается в систематическом контроле и регулировании. Управляющий объект - элемент системы, который обеспечивает слежение за деятельностью управляемого объекта, выявляет возможные отклонения от заданной программы и обеспечивает своевременное приведение его к нормальному функционированию.

Все системы управления, с точки зрения логики их функционирования, решают три задачи:

1. Сбор информации об управляемом объекте;
2. Обработка информации;
3. Выдача управляющих воздействий в той или иной форме.

В зависимости от вида системы, управление представляет собой воздействия на физическом или информационном уровне, направленные на поддержание или улучшение функционирования  управляемого объекта в соответствии с имеющейся программой или целью управления.

Различают два основных типа систем управления:

1. Системы управления технологическими процессами в широком смысле этого слова, предназначенные для непосредственного управления производственными процессами на физическом уровне процесса;
2. Системы информационного управления, имеющие дело с объектами организационной природы, предназначенные для решения задач управления таких объектов управления, как крупные технические подразделения, военные, строительные и иные объекты разных рангов.

Главное отличие между ними заключается в характере объекта управления. В первом случае это всевозможные установки, приборы, станки и прочее, во втором - прежде всего люди.

Другое отличие между указанными системами заключается в форме передачи информации. Если в системах управления технологическими процессами основной формой передачи информации являются различного рода сигналы, то в системах организационного управления это документы. Четкую границу между двумя рассматриваемыми типами систем провести невозможно, чаще всего передача информации осуществляется как с помощью документов, так и с помощью сигналов.

Автоматизация систем управления осуществляется с помощью вычислительной техники. В зависимости от степени участия человека в управлении, системы управления можно классифицировать следующим образом:

1. Автоматические;
2. Полуавтоматические;
3. Автоматизированные.

Автоматизированная система не исключает, а наоборот, предполагает участие человека в управлении системой и принятие человеком ключевых решений, в то время как автоматические системы управления исключают участие человека в управлении объектом. Полуавтоматическая система может рассматриваться как вариант автоматической системы, в которой уровень развития техники еще не позволяет исключить человека из контуров системы управления.

Центральным ядром системы управления, с помощью которого осуществляется ее автоматизация, является вычислительная машина. Возможны два способа взаимодействия между ЭВМ, объектом управления и органом управления.

В первом случае ЭВМ используется, как правило, для решения отдельных периодически повторяющихся трудоемких задач. Сбор информации ведется вручную, так же осуществляется и подготовка документов с управляющими воздействиями. Подобная система может быть названа системой обработки данных. Обращение пользователей к системам обработки данных чаще всего приводит к обновлению информации; вывод информации может вовсе отсутствовать или представлять собой результат программной обработки хранимых сведений, а не сами сведения. Примером системы обработки данных может быть система сберегательного банка города. Она содержит сведения о вкладах жителей города, большинство обработок банковской информации предполагает обновление сумм вкладов, расчет процентов, подведение итогов за некоторый период работы и т.п.

Во втором случае основная информация о состоянии управляемого объекта собирается автоматически машиной (в общем случае - вычислительным центром). ЭВМ перерабатывает поступающую информацию и в том или ином виде готовит выходную документацию, после чего выносится решение о воздействии на объект. Автоматизированные системы управления классифицируют также в зависимости от вида выдаваемой ими выходной документации. Последняя может быть представлена в виде:

1. Переработанной, упорядоченной совокупности сведений об управляемом объекте. На основании их человек (или группа людей) принимает решение о характере воздействия на объект. Это свойственно системе обработки данных, но не собственно автоматизированной системе.
2. Совокупности рекомендаций (вариантов решения) относительно характера воздействия на управляемый объект. Окончательное решение  в данном случае принимает человек. Такая реализация наиболее типична для автоматизированных систем управления.

 

2. Структурная схема комплекса средств автоматизации

 

АСУ представляет собой комплекс средств автоматизации (КСА), выполняющий ряд функций по обработке информации.

Структурная схема КСА представлена на рис.1.

На структурной схеме обозначены следующие устройства (компоненты КСА):

• ВК - вычислительный комплекс;
• каналы связи, по которым поступает информация от внешних источников (в дальнейшем обозначаются - КС1, КС2, КС3);
• АРМ1,…,АРМ6 - специализированные автоматизированные рабочие места с функциями, характерными для каждого из них, подсоединены к ВК по стыку С1;
• Ш1,…,Ш3 - специальные устройства;
• ПУ-1,…,ПУ-3 - пульты управления;
• И-ПП, И-ВП - шкафы первичного и вторичного электропитания.

Автоматизированное рабочее место регистрации и документирования (АРМ РД) реализовано на базе двух персональных компьютеров (ПК1, ПК2) и подключены к ВК по стыку С2.

3. Описание функционирования АСУ комплекса средств автоматизации

 

Представленный в дипломном проекте КСА представляет собой автоматизированную систему управления информационными процессами, предназначенную  реализовать следующие функции: 

• прием и обработку информации, круглосуточно поступающей по КС в КСА от внешних источников;
• формирование и передачу необходимой информации для выдачи по КС на внешние устройства;
• обработку информации, круглосуточно поступающей от устройств системы, таких как АРМ1 … АРМ6, Ш1 ... Ш3, ПУ-1 … ПУ-3, И-ПП, И-ВП;
• формирование и передачу необходимой информации устройствам системы.

Сбор и обработка информации - это целая серия заранее запланированных действий и операций для получения информации или желаемых результатов. Это комплекс взаимосвязанных процессов и методов, направленных на выполнение основной цели.

Основной задачей автоматизированной системы является вовсе не уменьшение количества управленческого персонала (это задача вспомогательная и решается она не всегда). Основным достоинством подобной системы является то, что благодаря ей повышается качество функционирования управляемого объекта (примерно на 15-25%).

Независимо от вида информации, которая должна быть обработана, и типа оборудования, АСУ информационными процессами выполняет следующие основные операции:

прием исходной информации;

обработку информации;

получение и анализ результатов;

выдачу управляющих воздействий.

Сбор информации в АСУ производится автоматически - в ВК передается информация от устройств системы и информация от внешних источников, поступающая по каналам связи КС1, КС2, КС3. ВК также передает информацию, предназначенную для устройств системы и внешних источников.

Процесс обработки поступающей информации выполняется в ВК автоматически по заранее установленным, последовательно и логически разработанным алгоритмам. В ВК также поступает управляющая информация со специальных автоматизированных рабочих мест АРМ1…АРМ6. После обработки в ВК специальными алгоритмами, она выдается внешним устройствам, или устройствам КСА системы.

Так как АСУ информационными процессами - это человекомашинная система, то для организации взаимодействия человек - КСА необходимо обеспечить возможность общения человека с системой. Для этого в составе КСА предусмотрены автоматизированные рабочие места АРМ1-АРМ6, а также АРМ РД.