2.5 Однородная система

При создании АСКУЭ для реализации элементов разных уровней системы можно использовать различные технические решения от различных поставщиков, предлагающих минимальные цены. Такая система называется неоднородной. Она будет стоить, действительно, довольно дешево, однако стоит подумать, прежде чем поспешно соглашаться на этот вариант.

Эксплуатировать такую систему будет сложно и дорого. Вот несколько примеров этого утверждения:

• необходимо освоить и постоянно использовать множество различных программных средств для работы с этим различным оборудованием;

• необходимо поддерживать наличие большого ассортимента электронных элементов для текущего ремонта и обслуживания;

• затруднено обучение и повышение квалификации персонала, поскольку оно будет проходить в разных организациях,

• увеличивается время разработки системы (за счет необходимых согласований) и проведения пуско-наладочных работ;

• получение консультаций и устранение неполадок в ходе эксплуатации связано с привлечением большого количества специалистов.

Экономия денежных средств на начальном этапе оборачивается финансовыми потерями (в том числе и скрытыми) в ходе эксплуатации. Наиболее предпочтительным в этом случае является использование технических решений, которые позволяют строить АСКУЭ как однородную систему, т. е. установить в каждом объекте учета одинаковое программное обеспечение, базирующееся на однородных аппаратных средствах. Это дает возможность поэтапной автоматизации бизнес-процессов, связанных с учетом электроэнергии и контролем ее параметров, возможность поэтапного построения АСКУЭ и введения ее в промышленную эксплуатацию; уменьшает стоимость пуско-наладки системы; так как программное обеспечение начинает работать сразу и сразу предоставляет требуемую информацию, уменьшает стоимость эксплуатации АСКУЭ. По мере роста системы, реализации связи между центрами сбора данных они гарантированно включаются в единый технологический процесс.

3 НАЗНАЧЕНИЕ АСКУЭ

3.1 Целесообразность введения автоматики

В ходе проектирования любой автоматизированной системы разработчик должен решить важный вопрос: какая степень автоматизации в системе управления данным объектом необходима? Степень автоматизации может изменяться в широких пределах от систем, в которых все функции по управлению выполняются человеком, до систем, в которых все эти функции реализуются автоматически. С одной стороны, современные средства автоматики не всегда могут заменить человека в системе управления. С другой стороны, существуют объекты, управлять которыми человек не может из-за своих ограниченных возможностей. Наиболее эффективно разумное сочетание человека и автоматики в системах управления.

Условия, при которых управление с помощью автоматики является необходимым, следующие:

• Физиологические и психологические возможности человека (мускульные усилия, скорость переработки информации, скорость реакции, способность восприятия информации, закодированной в том или ином физическом виде, работоспособность и т. п.) для управления данным объектом или процессом являются недостаточными.

• Система управления может находиться в среде, опасной для жизни и здоровья человека. В этом случае разработчик выясняет возможности оздоровления и облегчения условий труда в системе управления, повышения техники безопасности с помощью автоматики.

• Участие человека в управлении объектом может требовать от него весьма высокой квалификации. На некоторых производствах имеются уникальные специалисты, участие которых в процессе управления позволяет достичь решений, близких к оптимальным. Этих людей нелегко заменить. Трудно, например, переоценить значение ма­стера, управляющего процессом плавки в доменной печи, работа которого, основанная целиком на колоссальном опыте и интуиции, граничит с искусством. Подготовка таких специалистов почти не планируема: специалист подобного типа, как и поэт, должен обладать как минимум талантом. Если бы удалось описать их коллективный опыт хотя бы в эвристической форме, то и этих специалистов могла бы заменить автоматика. При этом, однако, следует еще выяснить, что больше − потери от нехватки уникальных специалистов или затраты на разработку и эксплуатацию автоматической системы, заменяющей их труд.

• Имеется нехватка трудовых ресурсов (например, при создании промышленных объектов в неосвоенных или отдаленных районах).

• Автоматика необходима при управлении объектом в критических и аварийных ситуациях. Специалист, прекрасно справляющийся со своими обязанностями в обычных условиях, может в аварийных ситуациях оказаться неспособным к принятию правильных решений по управлению под влиянием различных психологических и физиологических факторов. Примером этого может служить энергетическая катастрофа, разразившаяся в США в 1965 г., когда диспетчерская служба, вполне удо­влетворительно справляющаяся с системой, работающей в нормальном режиме, не смогла предотвратить развитие аварии, принесшей стране гро­мадные убытки.

В ходе переговоров о параметрах разрабатываемой системы заказчик должен описать возможные аварийные ситуации и их последствия. Наличие таких ситуаций может оказаться определяющим при решении вопроса о необходимости автоматизации, если потери в результате возможной аварии превышают расходы на автоматику.

Как правило, при управлении объектом может быть сформулирован некоторый критерий качества управления. Этот критерий либо имеет стоимостное выражение, либо выражается в виде задачи оптимизации некоторых параметров, на значения которых непосредственно воздействует система управления (при этом значения параметров как-то связаны со стоимостной оценкой). Пусть объект управления таков, что имеется принципиальная возможность управлять им вручную. Однако человек, управляя объектом, принимает неоптимальные решения с точки зрения критерия управления. Если автоматика позволяет существенно улучшить качество управления, то применение ее становится целесообразным. Заказчик только должен сопоставить в денежном выражении выигрыш от улучшения качества управления с расходами на автоматизацию (учитывая принятые сроки окупаемости). Если в результате этого сопоставления он выявит экономический выигрыш от автоматизации управления, то человек в системе управления частично или полностью должен быть заменен автоматикой.

В заключение приводится таблицу, показывающую некоторые функцио­нальные возможности человека и ЭВМ. Таблицы такого типа помогают разработчикам правильно оценивать степень необходимой автоматизации в системе управления.

Таблица 2 − Сравнение функциональных возможностей человека и ЭВМ

Человек имеет преимущество в следующих функциях	Машины имеют преимущество в следующих функциях
Обнаружение сигналов в условиях сильного «шума» (например, отраженного сигнала на индикаторе радиолокационной станции в условиях радиопомех, засветки от земли и помех от морской поверхности). Опознавание объектов применяющихся	Реагирование с минимальной задержкой (несколько микросекунд; у человека − около 200 мс). Точность в выполнении повторных действий − человек в

Окончание таблицы 2

Человек имеет преимущество в следующих функциях

Машины имеют преимущество в следующих функциях

условиях восприятия, (например опознавание замаскированных объектов при обработке фотоснимков). Действия в условиях неожиданных событий, например при выборе путей для устранения неполадок или для ответа на возникновение необычных ситуаций. Способность рассуждать индуктивно − делать заключения об общем состоянии, исходя из отдельных симптомов. Способность учиться на опыте – модифицирование поведения на основе результатов ранее происходивших событий. Оригинальность мышления – способность находить новые, совершенно различные решения проблем. Гибкость в действиях, например приобретение новых навыков через одни лишь письменные или устные процедурные указания. Способность работать в условиях перегрузок, например в условиях множества радиолокационных целей сосредотачиваться только на угрожающих, игнорируя второстепенные цели.

подобной ситуации заведомо склонен к ошибкам. Накопление больших количеств данных и оперирование ими. Контроль (способность человека контролировать редко возникающие явления очень мала). Дедуктивное рассуждение − определение принадлежности элемента к некоторому классу. Чувствительность к стимулам − машина может воспринимать такие формы энергии, которые лежат вне диапазона сенсорных возможностей человека, например инфракрасные лучи и радиоволны. Использование мощных силовых устройств, например реактивных двигателей в современных самолетах.

Какая степень автоматизации должна быть выбрана при разработке систем АСКУЭ? Для ответа на этот вопрос необходимо вспомнить основные функции АСКУЭ: сбор данных об энергопотреблении (учет), а также проведение анализа и управления процессом энергоснабжения предприятия. Учет сопряжен с накоплением и оперированием большими объемами данных, здесь ЭВМ имеют несомненные преимущества перед человеком. Поэтому учет возможно сделать практически полностью автоматическим.

Однако при осуществлении управления энергоснабжением предприятия невозможно обойтись без участия человека. В программу ЭВМ невозможно (или очень сложно) вложить все тонкости требований технологического процесса, сложно алгоритмически описать последствия (ущербы) от тех или иных действий автоматики. Без опыта человека-специалиста, без его способности обучаться и находить нетривиальные выходы их сложившихся нестандартных ситуаций автоматическое управление не будет оптимальным. На ЭВМ в этом случае ложится задача помочь человеку реализовать функции управления (подготовка данных в виде, удобном для анализа оператором, нахождение ошибочных данных и тестирование работы системы, прогнозирование изменения отдельных параметров, протоколирование и контроль правильности действий оператора). Таким образом, в управлении процессом энергоснабжения предприятия должно быть найдена оптимальная степень автоматизации, оптимальное сочетание участия человека-оператора и ЭВМ.