5.8. Алгоритмическое обеспечение асу

Важной составной частью АСУ, во многом опреде­ляющей ее функцио-нальные возможности, является математиче­ское обеспечение (МО), кото-рое можно разделить на общесистемное и функциональное (рис. 83). Об-щесистемное МО в сочетании со специальными аппаратными средствами позволяет управлять ресурсами ЭВМ, осуществлять общение оператора и ЭВМ, исполь­зовать стандартные программы при решении функциональ-ных задач, выполнять диагностирование элементов ЭВМ и др.

Error: Reference source not found

Рис. 83. Структурная схема математического обеспечения АСУ

142

В современной терминологии общесистемное МО принято назы­вать операционной системой (ОС), компонентами которой являются управле-ние ресурсами, программные средства общения оператора и ЭВМ, диаг-ностические и стандартные программы. Базо­вый состав общесистемного обеспечения УВМ следующий: опера­ционная система – комплекс алгорит-мов, служебных программ и аппаратных средств, предназначенных для уп-равления процес­сом решения задач на ЭВМ без вмешательства оператора; про­грамма-диспетчер, обеспечивающая мультипрограммный режим рабо-ты в реальном времени, координирующая процесс выполнения отдельных программ в соответствии с их приоритетами; программы обмена, предназ-наченные для выполнения обмена информацией между УВМ и периферий-ными устройствами; трансляторы с алго­ритмических языков, переводящих программу, написанную на алгоритмическом языке, в машинный код, уп-рощающий отладку и компоновку программы из заранее отлаженных про-грамм; библиотека научных программ; тестовые программы.

Функциональное МО образуется комплексом программ, непосредствен-но выполняющих функции управления данным процес­сом. Функциональ-ное МО УВМ образует алгоритмы и программы, реализующие задачи сбо-ра и переработки информации, формирова­ния управляющих воздействий, решения задач оптимизации в конкретной системе управления. Функцио-нальные программы либо разрабатывают индивидуально для конкретного процесса, либо используются типовые.

Несмотря на то что функциональное МО существенно зависит от наз-начения системы, его структура, достаточно общая для раз­личных систем, характеризуется иерархичностью построения. Типовая функциональная схема представлена на рис. 84. Управляющая система ГПС состоит из сле-дующих уровней управ­ления: автономные управляющие устройства техно-логического и вспомогательного оборудования; синтез программ функцио-нирова­ния оборудования; координация работы технологического и вспо­могательного оборудования; оперативно-календарное планирова­ние и кон-троль; координация работы ГПС.

Следует иметь в виду, что с точки зрения синтеза отдельных уровней управления такие системы можно рассматривать и как многоуровневые.

143

Например, системы управления отдельными станками с ЧПУ часто сами являются иерархическими.

Error: Reference source not found

Рис. 84. Типовая функциональная схема системы управления ГПС

Уровень I управления образуют автономные управляющие устройства отдельными единицами оборудования. В большинстве случаев этот уро-

144

вень реализуется на основе числового программ­ного управления и включа-ет в себя каналы связи с оборудованием и верхними уровнями, устройства сбора и преобразования инфор­мации. Вопросы реализации данного уровня в настоящее время достаточно освоены на примерах управляющих уст-ройств промыш­ленных роботов и станков с ЧПУ.

На уровне II выбираются или формируются программы работы уровня I управления на основе требуемого типа операции в зависи­мости от вида детали. Входной информацией для уровня II управ­ления является инфор-мация подсистемы планирования сменно-суточных заданий работы обору-дования.

На уровне III осуществляется координация работы технологически ав-тономных групп оборудования. Этот уровень управления реализуется, как правило, на основе микроЭВМ. Организация уровня координации работы технологического и вспомогательного оборудования позволяет снять часть функций с центральной ЭВМ, что очень важно, так как быстродействие современных управляющих ЭВМ часто недостаточно для выполне­ния ими функций прямого управления оборудованием ГПС от центральной ЭВМ. Вместе с тем этот уровень управления позво­ляет существенно повысить надежность ГПС, так как в случае выхода из строя верхних уровней уп-равления он может осущест­влять аварийное управление оборудованием ав-тономно. Смену заданий уровня III управления в этом случае должен осу-ществлять дежурный оператор. Входной информацией для уровня коорди-на­ции является последовательность работы оборудования и типы деталей. Эта информация задается уровнем IV.

На уровне IV составляется для ГПС план по объему и номенкла­туре деталей за смену, сутки, неделю, производится учет выполне­ния плана, учет и анализ простоев оборудования и т.д. Как само­стоятельные в состав уровня IV входят подсистемы контроля и устранения неисправностей и банк данных. Этот уро­вень включает в себя сеть информационных ка-налов.

Уровень V анализирует задания, поступающие от АСУП, и координи-рует работу всего ГПС. На этом уровне обраба­тывается информация о ходе производственного процесса и синте­зируются его динамические модели, на основе которых происходит управление ГПС.

Программное обеспечение системы управления ГПС на базе ЭВМ стро-ится по модульному принципу и состоит из системных и функциональных блоков.

145

Системные блоки, образующие диспетчер системы, подразде­ляют на монитор, блок обработки прерывания, блок временных выдержек и блок работы с библиотекой стандартных программ. Функции диспетчера: орга-низация общего управления линией по заданному алгоритму, обслужива-ние заказов на временные вы­держки и выполнение стандартных вычисли-тельных программ, организация реакций на сигналы, поступающие от внешнего обору­дования.

Последовательность работы функциональных блоков в соответ­ствии с общим алгоритмом работы ГПС реализуется монитором диспетчера. В его функции входят анализ выполнения алгоритма функционирования ГПС и активизация соответствующего функ­ционального блока системы управле-ния, готового к работе.