Справочник проектировщика автоматизированных систем управления производственными процессами - Смилянский Г.Л.

Автор: Смилянский Г.Л.
Теги: организация производственного процесса производственное планирование управление качеством автоматика технический справочник проектирование системы управления издательство машиностроение производственные процессы
Год: 1983
Похожие
Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие.
Автоматизированное управление технологическими системами и процессами
Автоматизация проектирования систем автоматического управления
Статистическое управление процессами. Оптимизация бизнеса с использованием контрольных карт Шухарта
Текст
                    Справочник
проектировщика
СПРАВОЧНИК ПРОЕКТИРОВЩИКА АСУ ТП
автоматизированных
систем
управления
технологическими
процессами
Справочник
проектировщика
автоматизированных
систем управления
технологическими
процессами
Под редакцией кавд.техн. наук Г.Л.СМИЛЯНСКОГО
МОСКВА « МАШИНОСТРОЕНИЕ » 1983
Scan AAW
ББК 32.965
С74
УДК 658.51.012.011.56
Авторы:
Г. Л. Смилянский, канд. техн, наук (гл. I;
II, кроме п. 7; гл. III, гл. V, п. 2 — 6;
гл. VI, п. 7; гл. VII, п. 4; гл. IX, кроме
п. 5-6; гл. X, п. 7; гл. XI, п. 1, 5; гл. XVI;
гл. XVII, п. 7; гл. XIX, п. 4; гл. XX,
п. 3, 7; гл. XXI, п. 1, 5; гл. XXII,
п. 1, 2, 4, 6; гл. XXIII, п. 2-5; гл. XXV,
п. 1 — 5; гл. XXVI, п. 1, приложения 5.7);
Л. 3. Амлинский, канд. техн, наук (гл. VIII, п. 9,
10); В. Я. Баранов, инж. (гл. XXI, п. 2 — 4,
6); А. Е. Бари люк, инж. (гл. XXIV);
| В. Л. Белявский^, канд. техн, наук (гл. IX,
п. 5, 6; гл. XVII, п. 8, 10, приложения 3, 4);
В. С. Блудов, инж. (гл. XI, п. 4); С. Д. Бу-
шуев, канд. техн, наук (гл. XIV, п. 2, 4,
6—11); Л. М. Ворона, инж. (гл. XIX, п. 1—3);
Н. Д. Волчек, инж. (гл. XXVI, п. 2 — 7);
А. В. Ган дель, инж. (гл. XVII, п. 1, при-
ложение 5.1); М. М. Ентинзон, инж. (при-
ложение 2); В. П. Жученко, инж. (гл. XIX,
п. 5, 6); Ю. Г. Заренин, д-р техн, наук
(гл. VI, п. 1—4, 6); В. Д. Зорина, канд.
техн, наук (приложение 12); В. П. Игнатуша,
инж. (гл. XVII, п. 6, приложения 5.6);
В. Д. Князев, инж. (гл. XXIII, п. 1);
В. Ф. Коломейцев, инж. (приложение 10);
А. А. Левин, канд. техн, наук (гл. XXV,
п. 6, 7, приложение 6.2); В. И. Литвинов,
инж. (гл. XXII, п. 3);| П. А. Любомирская |,
инж. (приложение 8); С. А. Мазный, инж.
(приложения 5.8, 5.9); Б. М. Миров, канд.
техн, наук (гл. X, п. 1—6); А. В. Никош,
инж. (гл. XXII, п. 5); И. М. Океании,
канд. техн, наук (гл. XI, п. 2,J 3); М. А. Ок-
еании, инж. (гл. XVII, п. 2, |3, приложения
5.2, 5.3); Л. П. Островская, инж. (прило-
жение 6.1, 6.4); Б. М. Островский, канд. техн,
наук (гл. VII, п. 1—3, гл^ XVII, п. 9,
приложение 5.9); Л. М. Паращук, инж.
(библиография, алфавитно-предметный ука-
затель); О. И. Пасковатый,! инж. (гл. VI,
п. 5, гл. XVII, п. 4, приложение 5.4);
А. Е. Подоляк, инж. (гл. XVII, п. 5, при-
ложение 5.5); | Н С. Райбман|, до кт. техн,
наук и В. А. Лотоцкий, канд. техн, наук
(приложение 11); В. А. Ружич^са, кацц. техн,
наук (гл. XVIII); [ В. И. Сапрыкин^, канд.
техн, наук (гл. XIII, гл. XIV, п. 1, 3, 5);
Н. М. Сердюк, инж. (приложения 7, 9);
В. А. Соколов, канд. техн, наук (гл. II,
п. 7, гл. XV); Л. М. Табаков, инж. (гл. XI,
п. 6); В. М. Таубе, инж. (bi. XX, п. 1,
2, 4, 5, 6); С. П. Терещенко, канд. эконом,
наук (гл. V, п. 1, 7 — 9, приложение 1);
В. А. Трайнев, докт. экон, наук (гл. XII,
п. 11); В. Г. Трегуб, канд. техн, наук
(гл. XII, п. 1 — 10); А. И. Трусов, инж.
(гл. VIII, п. 1 — 8); Л. И. Цилюрик, канд.
техн, наук (гл. IV); Л. А. Шаханова, инж.
(приложения 6.3); Ю. А. Шлиозберг, инж.
(гл. XXVII).
РЕЦЕНЗЕНТ д-р техн, наук В. М. ВАЛЬКОВ
Справочник проектировщика АСУ ТП/Г. Л. Сми-
С74 лянский, Л. 3. Амлинский, В. Я. Баранов и др.;
Под ред. Г. Л. Смилянского. М.: Машиностроение,
1983.-527 с., ил.
В пер.: 3 р. 90 к.
Изложены вопросы проектирования и эффективности АСУ ТП
в различных сферах народного хозяйства, методики создания ин-
формационного, организационного, математического, программного
и технического обеспечения. Приведены необходимые справочные дан-
ные, в том числе коды, сведения о технических средствах и др.
Даны рекомендации по учету параметров человека-оператора.
Справочник предназначен для проектировщиков, пользователей
АСУ ТП, инженерно-технических работников предприятий, НИИ, КБ,
министерств и ведомств.
г 2203000000-053 _	ББК 32.965
038(01)-83	6Ф6.5
© Издательство «Машиностроение», 1983 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Автоматизация управления технологичес-
ким процессом в нашей стране получила
широкое развитие. Вначале это была обыч-
ная «технологическая автоматика» с авто-
матическими контрольно-измерительными
приборами (КИП и автоматика), затем
в 1961 г. появились машины множественного
(обегающего) контроля и регулирования, для
управления технологическими процессами
стали применять управляющие электронные
вычислительные машины. Таким образом,
появились предпосылки для создания систем
автоматизированного управления технологи-
ческими процессами, сокращенно называемых
АСУ ТП. В настоящее время АСУ ТП уже
нельзя считать новинкой. АСУП, отраслевые
АСУ, системы автоматизированного проек-
тирования (САПР) родились значительно
позже. Однако имеются причины для при-
влечения пристального внимания к АСУ ТП.
К ним относятся, в первую очередь, боль-
шие возможности АСУ ТП, открывающиеся
в различных отраслях промышленности,
строительства, непроизводственной сфере —
во всех отпаслях народного хозяйства.
В настоящее время стоит задача про-
должить работы по созданию законченных
систем машин и приборов, позволяющих
комплексно механизировать и автоматизи-
ровать весь технологический цикл — от по-
ступления сырья до отгрузки готовой про-
дукции.
Наука и юхника добились успехов в раз-
витии направлений, обеспечивающих возмож-
ность успешного создания АСУ ТП. К ним
относится развитие теории управления, ма-
тематических методов и моделей, создание
технических средств для сбора, передачи,
фиксации, обработки и вывода информации,
автоматического управления, телеобработки
данных, диалогового режима и др. Создан
и функционирует в различных отраслях це-
лый ряд АСУ ТП.
Разработка АСУ ТП принимает все боль-
шие масштабы. В работу по их созда-
нию вовлекается значительное число новых
участников — организаций, предприятий, спе-
циалистов. В такой ситуации остро стоит
вопрос обобщения имеющегося опыта, со-
здания справочной литературы, сочетающей
изложение достаточно сложных теоретичес-
ких вопросов с инженерной методикой, осно-
ванной на достижениях теории и требую-
щей минимальных затрат от проектиров-
щиков для ее усвоения и использова-
ния.
Авторский коллектив с целью широкого
обобщения опыта включает представителей
14 организаций, занимающихся созданием
АСУ ТП. Ядро коллектива составляют со-
трудники Украинского Государственного
проектного института «Тяжпромавтоматика»
(Киев, Харьков, Львов), который занимается
комплексной автоматизацией технологичес-
ких процессов с 1952 г.
В 1971 и 1976 гг. вышли из печати
первое и второе издания Справочника проек-
тировщика систем автоматизации управления
производством [513, 514]. Настоящая книга,
относящаяся к АСУ ТП, полностью коррес-
пондируется с указанными справочниками.
Это означает, что АСУП и АСУ ТП, которые
будут создаваться по этим книгам, идеологи-
чески совместимы, и их «стыковка» значи-
тельно облегчается.
С другой стороны, специалисты, которые
пользовались Справочником проектировщи-
ка систем автоматизации управления произ-
водством, при освоении Справочника проек-
тировщика АСУ ТП не встретят значи-
тельных затруднений, так как с этой целью
оформление книги, расположение материала,
построение справочного аппарата в книгах
аналогичны.
В Справочнике проектировщика АСУ ТП
почти не излагаются теоретические обосно-
вания рекомендуемых методик, а приводятся
в основном отработанные практические ре-
комендации для проектирования АСУ ТП
любых отраслей народного хозяйства. При
этом делается ссылка на литературу, где
даны теоретические обоснования практичес-
ких рекомендаций. Авторы считают, что
в период широкого проектирования и внед-
рения АСУ ТП во всех отраслях народ-
ного хозяйства такой материал является
наиболее необходимым.
Авторы будут признательны за все за-
мечания, которые просят направлять в адрес
издательства «Машиностроение».
3
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ
СО СПРАВОЧНИКОМ
Поисковый аппарат книги включает оглавление (с. 524), алфавитно-пред-
метный указатель (с. 528), списки литературы, справочников, стандартов,
руководящих материалов (с. 505), условные сокращения (с. 5), настоящие
рекомендации и ссылки в тексте на другие главы, параграфы, литературу.
Терминология в справочнике расположена в начале соответствующих глав.
I.	Разовый поиск для справки
1.	Определите ключевые слова, характерные для Вашего вопроса.
2.	См. алфавитно-предметный указатель на с. 528.
3.	Если в указателе нет нужных Вам слов, см. оглавление.
4.	Если слова не найдены, попытайтесь найти синонимы ключевых слов
и вновь см. указатель и оглавление.
II.	Использование справочника для профессиональной работы (проектной,
научно-исследовательской, опытно-консзрукторской)
1.	Ознакомьтесь с нужными главами (для проектной работы — части 1, 7,
для НИР—гл. I—III, XXV, для ОКР—гл. XXV).
2.	Определите круг Ваших интересов и выберите необходимую часть спра-
вочника (производство—1, АСУ ТП в целом — 2, информация и матема-
тическое обеспечение части—3, 4, оборудование—5, человек в АСУ ТП —
6, создание АСУ ТП — 7).
3.	По вопросам различных видов обеспечения см.:
организационное—гл. I, X, XX, XXIII, XXIV, приложение 2;
информационное—гЛ. IV, VII, IX, XXII, XXVI, приложение 2;
математическое—гл. Ill, IV, IX, XI, XII, XIII, XIV;
программное—гл. XIII, XIV;
техническое — гл. IV, VII, IX, XV, XVI—XVIII, XXII, приложение 5;
экономическое—гл. V—VII, X, приложение 1.
4.	Прочие данные см.:
объекты автоматизации—гл. I, II;
создание АСУ ТП — гл. XXIII—XXVII, приложение 9;
последовательность проектирования—гл. XXIII, XXVI;
принципы основные—гл. III;
надежность — гл. VI, VII, приложение 5;
оценка уровня системы—гл. VII.
5.	Литературу см. по направлениям:
относящуюся к главам книги—с номерами 1 — 255;
справочники—с номерами 501 — 576, стандарты—601 — 937, руководящие и
методические материалы — 950 — 987.
6.	Если информация не найдена, сформулируйте запрос и вышлите в издатель-
ство.
4
УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ABM	— аналоговая вычислительная машина	НМЛ	— накопитель на магнитной ленте
АПД	— аппаратура передачи данных	ней	— нормативно-справочная информация
АСУ	— автоматизированная система управле-	нтд	— научно-техническая документация
	ния	нти	— научно-техническая информация
АСУП	— автоматизированная система управле- ния производством	ОАСУ	— отраслевая автоматизированная систе- ма управления
АСУ ТП	— автоматизированная система управле- ния технологическим процессом	ОГАС	— общегосударственная автоматизиро- ванная система сбора и обработки
АСВТ	— агрегатные средства вычислительной техники		информации для учета, планирования и управления народным хозяйством
АТК	— автоматизированный технологический	ОЗУ	— оперативное запоминающее устройство
	комплекс	ОКР	— опыта о-конструкт орска я работа
АУ	— арифметическое устройство	ПЗУ	— пассивное запоминающее устройство
АЦПУ	— алфавитно-цифровое печатающее уст-	ПИ	— преобразователь информации
	ройство	РТМ	— руководящий технический материал
ВЦ	— вычислительный центр	САР	— система автоматического регулирова-
ГСП	— Государственная система приборов		ния
ДРО	— датчик работы оборудования	САУ	— система автоматического управления
ДП	— диспетчерский пункт	СК	— система контроля
ДЭИ	— датчик экономической информации	СИФ	— справочно-информационный фонд
ЕСКД	— Единая система конструкторской до- кументации	СПВ	— система сбора, первичной переработки и вывода информации
ЕСТД	— Единая система технологической до-	скм	— счетно-клавишная машина
	кументации	епм	— счетно-перфорационная машина
ВС ЭВМ	— Единая система электронных вычисли-	стп	— стандарт предприятия
	тельных машин	ти	— телеизмерение
ЗУ	— запоминающее устройство	то	— телеобработка
ивц	— информационно-вычислительный центр	ТОУ	— технологический объект управления
ипс	— информационно-поисковая система	тс	— телесигнализация
КС УКП	— комплексная система управления ка-	ТУ	— телеуправление
	чеством продукции	тэп	— технико-экономический показатель
ктс	— комплекс технических средств	УВМ	— управляющая вычислительная машина
МО	— математическое обеспечение	УСО	— устройство связи с объектом
МСБ	— машиносчетное бюро	УУ	— устройство управления
мсс	— машиносчетная станция	цдп	— центральный диспетчерский пункт
МСУ	— машиносчетная установка	ЭВМ	— электронная вычислительная машина
НИР	— научно-исследовательские работы	ЭММ	— экономико-математические методы и
НМБ НМД	— накопитель на магнитном барабане — накопитель на магнитном диске		модели
5
ЧАСТЬ
ПРОИЗВОДСТВО
И УПРАВЛЕНИЕ
Глава I. Производство как объект автоматизации
1.	Основные понятия и определения 6
2.	Отрасли производства и их классификация 9
3.	Типы производств и их классификация 13
4.	Виды технологических процессов, и их клас-
сификация 15
5.	Структура технологического процесса 16
6.	Фазы производственного процесса 17
Глава II. Управление технологическими процессами
1.	Основные определения 19
2.	Иерархия в управлении технологическими про-
цессами 24
3.	Технологические процессы и управление 25
4.	Функции управления производством и техно-
логическим процессом 28
5.	Методы управления производством и технологи-
ческим процессом 31
6.	Основные операции управления технологическим
процессом 31
7.	Параметры технологических процессов 32
8.	Технико-экономические показатели 35
9.	Технология управления 36
10.	Сложность управления 37
Глава III. Автоматизированное управление техно-
логическими процессами
1.	Основная терминология 38
2.	Понятие об автоматизации управления произ-
водством 39
3.	Основные принципы автоматизации управления
технологическим процессом 43
4.	Декомпозиция АСУ ТП 45
5.	Виды обеспечения АСУ ТП 50
6.	Классификация АСУ ТП 52
7.	Связи АСУ ТП с другими системами 52
8.	Особенности АСУ ТП 56
Автоматизация управления технологиче-
ским процессом основана на обычном управ-
лении, а управление зависит от самого про-
цесса производства. Это определило после-
довательность изложения части: производ-
ство, управление, автоматизация управления.
Необходимость изложения этого материала
диктуется тем, что специалистам, занимаю-
щимся АСУ ТП, приходится обращаться
к вопросам, связанным с производством, тех-
нологическими процессами и управлением,
тем, что процессы здесь рассматриваются под
новым, необычным углом зрения — с позиции
проектировщика АСУ ТП, а также тем, что
приведенные подходы необходимы в прак-
тике проектирования.
Глава I
ПРОИЗВОДСТВО КАК ОБЪЕКТ
АВТОМАТИЗАЦИИ
1.	Основные понятия и определения
Процесс (от лат. processus — продвиже-
ние) — последовательная смена состояний,
стадий развития, совокупность действий.
Производственный процесс — совокупность
взаимосвязанных процессов труда и есте-
ственных процессов, направленных на изго-
товление определенной продукции.
Производство — общественный процесс
создания материальных благ и услуг, охва-
тывающий как производительные силы об-
щества, так и производственные отношения
людей. «Всякое производство есть присвоение
индивидуумом предметов природы в пределах
определенной общественной формы и посред-
ством нее» (К. Маркс, Ф. Энгельс. Соч. 2-е
изд., т. 12, с. 713). Общественное производ-
ство, взятое в целом, охватывает как непосред-
ственный процесс производства мате-
риальных благ, так и их обмен, распределе-
ние и потребление.
6
Производство материальное — процесс соз-
дания материальных благ, необходимых для
существования и развития общества.
Блага материальные — результат труда по
Преобразованию вещества природы, удовле-
творяющий определенную потребность чело-
века, отдельных групп или общества в це-
лом.
Непроизводственная сфера — совокупность
отраслей народного хозяйства, включающая
нематериальное производство и нематериаль-
ные услуги. Общим признаком, объединяю-
щим их в одну сферу человеческой деятель-
ности, является нематериальный характер
результата труда работников, занятых в этих
видах деятельности. Нематериальное (духов-
ное) производство — это производство идей
в научной или художественной форме. Нема-
териальные услуги включают в себя систему
образования, здравоохранения, государствен-
ного и общественного управления и т. д.
Услуга — результат деятельности челове-
ка, удовлетворяющий определенную потреб-
ность человека, отдельных групп или обще-
ства в целом.
Термин «услуга» «..., означает вообще не
что иное, как ту особую потребительную
стоимость, которую доставляет этот труд,
подобно всякому другому товару; но особая
потребительная стоимость этого труда полу-
чила здесь специфическое название «услуги»
потому, что труд оказывает услуги не в каче-
стве вещи, а в качестве деятельности, — что,
однако, нисколько не отличает его, скажем,
от какой-нибудь машины, например, от ча-
сов» (К. Маркс, Ф. Энгельс. Соч. 2-е изд.,
т. 26, часть I, с. 413).
Труд, затраченный на услуги, не овещест-
вляется. Здесь нет характерного для мате-
риального производства соединения веще-
ства природы с трудом человека.
В экономическом отношении услуги рав-
нозначны потреблению части общественного
продукта, затраченного на их производство
и на содержание работников, выполняющих
эти услуги.
Производственная структура промышлен-
ного предприятия — комплекс входящих в его
состав цехов и служб, а также формы взаи-
мосвязи между ними (см., например;-рис.
XX. 1, ХХ.2, приложение 7).
Структура производства — комплекс эле-
ментов, составляющих производство, и их
взаимосвязи.
Средства производства — совокупность
средств труда и предметов труда, участвую-
щих в процессе производства (рис. 1.1).
Средства труда — совокупность мате-
риальных средств, с помощью которых лю-
ди воздействуют на предметы труда, видоиз-
меняют их в соответствии со своей целью.
К средствам труда относятся орудия труда,
производственные здания и сооружения,
средства перемещения грузов, земля.
Средства труда — «есть вещь или ком-
плекс вещей, которые человек помещает ме;
жду собой и предметом труда и которые
служат для него в качестве проводника его
воздействий на этот предмет» (К. Маркс,
Ф. Энгельс. Соч. 2-е изд., т. 23, с. 190).
Орудия труда — машины, станки, инстру-
менты, с помощью которых человек про-
изводит материальные блага.
Предметы труда — вещь или комплекс ве-
щей, на которые человек воздействует в про-
цессе производства при помощи орудий тру-
да с целью производства материальных
благ.
Сырье — предмет труда, на добычу или
производство которого был затрачен труд,
и предназначенный для дальнейшей обра-
ботки.
Производственные фонды социалистиче-
ского предприятия состоят из производитель-
ных фондов и фондов обращения. По ха-
рактеру функционирования в производстве,
способу перенесения стоимости на продукт
труда, способу оборота и способу возобнов-
ления производительные фонды делятся на
основные производственные фонды и обо-
ротные фонды.
Производственные основные фонды — со-
вокупность материально-вещественных цен-
ностей, участвующих в процессе труда в те-
чение нескольких циклов, сохраняющих свою
натуральную форму и постепенно, частями,
переносящих свою стоимость на готовый
продукт (производственные фонды), а также
объекты длительного непроизводственного
использования, сохраняющие свою натураль-
ную форму и постепенно утрачивающие
стоимость (непроизводственные фонды).
Оборотные фонды — часть производитель-
ных фондов, которые, как правило, целиком
потребляются в течение одного кругооборота,
изменяют свою натурально-вещественную
форму и полностью переносят свою стои-
мость на изготовляемый продукт. В состав
оборотных фондов входят предметы труда,
находящиеся в сфере производства. К ним
относятся сырье, основные и вспомогатель-
ные материалы, незаконченная производ-
ством продукция, топливо. На практике
с целью упрощения учета к оборотным
фондам относят также малоценный и быстро-
изнашивающийся инвентарь, срок службы
которого не превышает одного года или
стоимость менее 100 р.
7
Рис. 1.1. Структура средств производства
Предметы потребления — часть совокупно-
го общественного продукта, предназначенная
для непроизводственного, прежде всего лич-
ного, потребления. Многие продукты труда
могут служить как средствами производства,
так и предметами потребления.
Производственный цикл — период време-
ни, необходимый для изготовления опреде-
ленной продукции в пределах одного промы-
шленного предприятия. Производственный
цикл охватывает рабочий период и длитель-
ность перерывов в производстве. Рабочий
период состоит из операционного цикла,
образуемого из основных технологических
операций, и' подготовительно-заключи-
тельных работ, естественных процессов
и вспомогательных операций по транспорти-
ровке предметов труда, контролю и ком-
плектации изготовленных деталей и частей
изделий (рис. 1.2).
Технология (от греческих слов techne —
искусство, мастерство, умение и logos — по-
нятие, учение) — совокупность приемов
и способов получения, обработки или пере-
работки сырья, материалов, полуфабрикатов
или изделий, осуществляемых в- различных
отраслях народного хозяйства. Технологией
также называют науку, разрабатывающую
эти приемы и способы и выявляющую на-
иболее эффективные и экономические про-
изводственные процессы, требующие на-
именьших затрат времени и ресурсов.
В нематериальной сфере технологией можно
назвать совокупность операций по оказанию
услуг. Технологией называют также сами
операции добычи, обработки, переработки,
технического контроля, транспортирования,
складирования, хранения, которые являются
Время производства
<----------
Время
нахождения
предметов труда
в производствен-
ных запасах
>
Производственный цикл.
Рабочий
период
>
Техноло-
гические
перерывы
----------->
Рис. 1.2. Время производства и производственный
цикл
8
основной частью производственного процес-
са.
Технология постоянно обновляется, ее со-
вершенствование является важным условием
технического прогресса.
К основным направлениям развития со-
временной технологии можно отнести:
переход от прерывистых (дискретных, ци-
клических) процессов к непрерывным по-
точным процессам, обеспечивающим увели-
чение масштабов производства и эффектив-
ное использование машин и оборудования;
внедрение «замкнутой» (безотходной) тех-
нологии с целью наиболее полного исполь-
зования сырья, материалов, энергйи, топлива,
ликвидации отходов производства, оздоро-
вления окружающей среды;
повышение эффективности извлечения по-
лезных ископаемых, их обогащения и перера-
ботки, комплексности использования;
механизацию и автоматизацию техноло-
гических процессов.
2.	Отрасли производства
и их классификация
Народное хозяйство в настоящее время
является исключительно сложным образова-
нием.
Перед проектировщиком АСУ ТП возни-
кают задачи, связанные с анализом народно-
го хозяйства. К ним относятся, например,
определение места в структуре народного
хозяйства автоматизируемого технологиче-
ского процесса и смежных производств, по-
ставляющих сырье, материалы, энергию, ис-
пользующих готовую продукцию; поиск ана-
логичных технологических процессов, анало-
гичных АСУ ТП и др. Настоящий параграф
предназначен для помощи в решении пере-
численных задач.г
В народном хозяйстве СССР действует
единая классификация отраслей, имеющая
большое значение в управлении государ-
ством [1, 501, 503, 963]. Проектировщику
АСУ ТП она позволяет определить место
автоматизируемого предприятия в структуре
народного хозяйства и решить ряд других
задач.
Классификация отраслей народного хо-
зяйства — научно обоснованный перечень
отраслей народного хозяйства, в котором
отрасли систематизированы в определенном
порядке с указанием принадлежности пред-
приятий, хозяйств, организаций к каждой из
них. Классификация отраслей ’народного хо-
зяйства СССР основана на марксистско-ле-
нинском учении об общественном разделе-
нии труда и его формах. На основе класси-
фикации анализируется структура народного
хозяйства, исчисляются общественный про-
дукт и национальный доход, определяются
уровни, и темпы роста отраслей, изготовляю-
щих средства производства и предметы по-
требления, устанавливаются соотношения
между сферой^ материального производства
и непроизводственной сферой, изучается со-
став основных фондрв.
Все нарбдное хозяйство можно подразде-
лить на сферы материального производства
и непроизводственную сферу. Сферы делятся
на отрасли народного хозяйства, которые,
в свою очередь, подразделяются на укруп-
ненные отрасли, отрасли и виды производ-
ства (рис. 1.3). При этом учитываются: назна-
чение продукта или услуг; вид основного
сырья или материала; характер технологиче-
ского процесса.
Общественное производство делится на
производство средств производства (I под-
разделение) и производство предметов потре-
бления (II подразделение).
Промышленность соответственно подраз-
деляется на группы А и Б. При этом учиты-
вается преобладающее назначение продук-
ции и фактическое использование продукции.
В табл. 1.1 приведен полный перечень
отраслей народного хозяйства по данным на
1976 г. \ Народное хозяйство непрерывно
развивается, образуются новые отрасли, так
как специализация общественного труда
«... по самому существу своему, бесконеч-
на — точно так же, как и развитие техники»
(В. И. Ленин. Поли. собр. соч. Изд. 5-е,
т. 1, с. 95). Поэтому классификация отраслей
народного хозяйства периодически пере-
сматривается и дополняется.
Поскольку промышленность является ос-
новным потребителем АСУ ТП, в табл. 1.2
приведен перечень укрупненных отраслей
промышленности.
В создании АСУ ТП принимают участие
ряд отраслей:
строительство (проектирование, монтаж,
наладка технических средств, техническая по-
мощь при внедрении);
машиностроение и металлообработка,
включающие приборостроение, радиотехни-
ческую промышленность, радиоэлектронную
промышленность, промышленность средств
связи (обеспечение АСУ ТП техническими
средствами).
Строительство — отрасль материального
производства, назначение которой — созда-
1 Общесоюзный классификатор. Отрасли на-
родного хозяйства. М.: Статистика, 1976.
9
Основание деления
Отрасли *
Сферы производства
Отрасли народного
хозяйства
Укрупненные отрасли*
Виды производства*
(подотрасли)
Предприятия и орга-
низации на самостоя-
тельном балансе
Рис. L3. Деление народного хозяйства (* в сфере
материального производства)
ние основных производственных и непроиз-
водственных фондов и условий для их нор-
мального использования: зданий, сооруже-
ний, дорог, мостов и т. д. Этим определяется
место строительства в системе общественно-
го воспроизводства.
Воздвигая объекты, строительство тем
самым создает условия для нормальной дея-
тельности всех отраслей материального про-
изводства и непроизводственной сферы и ус-
ловия жизни населения.
Как отрасль народного хозяйства строи-
тельство представляет собою совокупность
предприятий, основным назначением ко-
торых является возведение, реконструкция,
восстановление и капитальный ремонт зда-
ний и сооружений.
Подсобные промышленные предприятия
в составе строительных организаций — карь-
еры, строительные мастерские, площадки же-
лезобетонных изделий — относятся к промы-
шленности.
Процесс строительного производства пред-
ставляет собой единство проектно-изыска-
тельских, строительных и монтажных работ.
Весь этот труд овеществляется в общем ре-
зультате — объекте строительства.
Производственное строительство отно-
сится к первому подразделению обществен-
ного производства (производство средств
производства), а непроизводственное строи-
тельство — ко второму подразделению обще-
ственного производства.
Специфика АСУ ТП в значительной мере
определяется объектом автоматизации.
10
Т аблица 1.1
Принадлежность к сферам отраслей народного хозяйства и видов деятельности
Наименование отрасли и видов деятельности	Матери- альное произ- водство	Непроиз- водствен- ная сфера	Наименование отрасли и видов деятельности	Матери- альное произ- водство	Непроиз- водствен- ная сфера
Промышленность	X		Заготовки	X	
Сельское хозяйство	X		Прочие виды деятельности	X	
Лесное хозяйство	X		сферы материального про-		
Транспорт:			изводства		
грузовой	X		Жилищно-коммунальное хо-		
пассажирский		X	зяйство и бытовое обслужи-		
Связь:			вание населения:		
по обслуживанию пред-	X		промышленные предприятия		
приятий производственной			по изготовлению и ремон-	X	
сферы			ту предметов личного по-		
по обслуживанию населе-		X	требления		
ния и предприятий непро-			непроизводственные виды		
изводственной сферы			обслуживания		X
Строительство	X		Здравоохранение, физическая		
Водное хозяйство	X	X	культура и социальное обес-		X
Геология и разведка недр:			печение		
в части глубокого разве-	X		Народное образование		X
дочного бурения на нефть			Культура и искусство		X
и газ			Наука и научное обслуживание		X
все остальные работы		X	Кредитование и государствен-		X
Торговля и общественное	X		ное страхование		
питание			Управление и оборона страны		X
Материально-техническое	X		Партийные и общественные ор-		X
снабжение и сбыт			ганизации		
			Служба быта (собирательная отрасль)	X	X
Принадлежность укрупненных отраслей промышленности к отрасли
Таблица 1.2
Наименование укрупненных отраслей	Отрасль		Наименование укрупненных отраслей	Отрасль	
	добыва- ющая	обрабаты- вающая		добываю- щая	обрабаты- вающая
Электроэнергетика Топливная промышленность (нефтедобывающая, нефте- перерабатывающая, уголь- ная, сланцевая, торфяная) Черная металлургия Цветная металлургия Химическая и нефтехими- ческая промышленность (без хи^икофармацевтической промышленности) Машиностроение и металло- обработка	X X X	X X X X X	Промышленность строитель- ных материалов Стекольная и фарфоро-фаян- совая промышленность Легкая промышленность Пищевая промышленность (пищевкусовая, мясная и мо- лочная, рыбная) Микробиологическая промыш- ленность Мукомольно-крупяная и ком- бикормовая промышленность Медицинская промышленность	X	X X X X X X X
Лесная, деревообрабатыва- ющая и целлюлозно-бумаж-	X	X	Полиграфическая промышлен- ность		X
ная промышленность	\		Другие промышленные про- изводства		X
11
Таблица L3
Серийность и характер в различных отраслях и видах деятельности народного хозяйства
-	Серийность работ			Характер процессов		
Отрасли и виды деятельности			О в о	। ’Е	i сЗ	н
	Един» ное.	’к Л <и <и О и S	8 л S	сх ас к и « 3 Ж (X	Смел ный	Диск! ный
	Добыча					
Поиск ископае-	X ,			X	X	X
мых						
Добыча ископае-			X	X	X	
мых						
Обогащение			X	X		
Сельское хозяй-		X	X	X	X	
ство						
Лесное хозяйство			X-		X	
Лов морской ры- бы			X		X	
	Серийность работ			Характер процессов		
Отрасли и виды деятельности	ЙГ ВС ас	вс	§ о 8		ас л Э <D	& л
	S <и Ч О' щ ас	« о U ас	л	11	Ё 3 и ас	® 3 R ас
Стекольная промыш-		X	X	X	X	X
ленность						
Фарфоро-фаянсовая промышленность		X	X			X
Мукомольно-крупя- ная и комбикормо-			X	X	X	
вая промышленность Полиграфия Медицинская про-	X	X X	X X	X	X	X X
мышленность						
Первичная переработка
Металлургия Химия и нефте- химия Энергетика Целлюлозно-бу- мажная		X	X X X X	X X X X
промышленность				
Деревообработка	X	X	X	
Производство			X	X
строительных ма-				
териалов				
Микробиология		X	X	X
Заготовка		X	X	
Обслуживание
Вторичная переработка для расширенного
Транспорт
Связь
Жилищно-комму-
нальное хозяйство
Бытовое обслужи-
вание
Здравоохранение
Физическая культу-
ра и социальное
обеспечение
Кредитование и
страхование
Просвещение
Культура и искус-
ство
Управление и обо-
рона
Партийные и об-
щественные органи-
зации
X X
X X
X
X
X X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Вторичная переработка для потребления
Пищевая про- X	X
мышденность
Легкая промыш- X	X
ленность
12
Продолжение табл. 1.3
Отрасли и виды
деятельности
Прикладная наука
технологического
типа,связанная с
расширенным вос-
производством
Прикладная нау-
ка, связанная с
Серийность
работ
Характер
процессов
Серийность
работ
8
о
О
0Q
О
Л
£
Отрасли и виды
деятельности
потреблением
Прикладная наука,
связанная с обслу-
живанием
Проектирование
Опытно-конструк-
торские работы
Характер
процессов
Именно он диктует необходимые алгоритмы
управления, объемы информационных масси-
вов, специальные требования к техническим
средствам. Затем выбирается аппаратура
и разрабатывается методика ее использова-
ния для управления.
Принадлежность объекта к материальной
и непроизводственной сфере народного хо-
зяйства или к отрасли производства не
имеет большого значения при разработке
АСУ ТП.
Основными факторами при создании
АСУ ТП являются характер производствен-
ного процесса, серийность производимой
продукции, объем автоматизируемого про-
изводства. Ориентировочная оценка с точки
зрения серийности различных отраслей и ви-
дов деятельности дана в табл. 1.3. Здесь же
приведена дополнительная классификация
отраслей.
3.	Типы производств
и их классификация
Во всех сферах материального и немате-
риального производства имеются свои тех-
нологические процессы, которые могут быть
автоматизированы, в том числе с помощью
АСУ ТП. Речь идет о создании АСУ ТП
в любых отраслях народного хозяйства, а не
только в промышленности. Поэтому понятие
«производство» здесь рассматривается рас-
ширенно и применяется ко всем отраслям
народного хозяйства и видам деятельности.
Производство рассматривается в настоя-
щем параграфе вне связи с отраслями и ви-
дами деятельности. Для классификации про-
изводств можно использовать различные
характеристики, нами отобраны лишь наибо
лее существенные для АСУ ТП.
Основной характеристикой производства
при создании АСУ ТП является объем про-
изводства, что объясняется экономикой про-
изводства. Обычно предприятия подразде-
ляют на крупные, средние, мелкие, но может
быть и большее число градаций.
Важным фактором при создании АСУ
ТП является также характер технологиче-
ского процесса. Производственный процесс
может включать технологические операции
различных типов. Непрерывные операции ха-
рактерны для технологии химии и нефтехи-
мии, прерывистые, дискретные — для маши-
ностроения. Технологический процесс харак-
теризуется числом операций как преры-
вистых, так и непрерывных. Обычно про-
цессы относят к прерывистым или непреры-
вным в зависимости от того, каких операций
в процессе больше.
К существенным характеристикам типа
производства следует отнести его серий-
ность — количество выпускаемой однотип-
ной продукции. Обычно производство под-
разделяют на массовое, серийное и единич-
ное, однако при необходимости число гра-
даций можно увеличить (мелкосерийное,
крупносерийное и др.).
Уровень механизации и автоматизации
технологического процесса в значительной
мере определяет целесообразность, необхо-
димость и возможность создания АСУ ТП.
Как правило, механизация и автоматизация
могут быть частичными или комплексными,
однако оценка уровня механизации и уровня
автоматизации может быть более точной1.
Использование автоматики в значитель-
ной мере определяется сложностью про-
изводства. Сложность, в свою очередь, зави-
сит от числа элементов в составе производ-
ства и числа связей между ними и с внешней
средой. Набор элементов любого производ-
1 Инструкция ЦСУ СССР № 10.160 от
16.1.1979 г.
13
ства, любой организации, занимающейся
обслуживанием, в первом приближении
однотипен (см. рис. 1.1). Однако номенклату-
ра, число наименований каждого элемента
у разных производств существенно разли-
чается.
Сложность производства определяется
численностью персонала, числом наименова-
ний сырья, материалов, полуфабрикатов, го-
товой продукции, оборудования, инструмен-
та, числом технологических операций и т. п.
Для простоты рассмотрения примем две гра-
дации сложности: простые и сложные про-
изводства.
Используя приведенные пять основных
характеристик, разделим производства на
типы, определяющие взаимосвязи производ-
ства с АСУ ТП.
Принятое число градаций приведет к де-
лению производств на 72 типа (размеры про-
изводства — 3, характер технологического
процесса — 2, серийность продукции — 3, уро-
вень механизации и автоматизации — 2,
сложность производства — 2, итого 3 х 2 х
х 3 х 2 х 2 = 72). Специфика непрерывного
производства позволяет сократить общее
число типов до 48 (см. табл. 1.4).
Такое построение кодов и таблицы клас-
сификации типов производств приводит
к упорядоченному расположению типов про-
изводств, причем увеличение численного зна-
чения кода означает рост сложности про-
изводства.
Производства, у которых коды совпа-
дают, обладают пятью основными общими
характеристиками, что позволяет выявлять
весьма близкие друг к другу процессы про-
изводства независимо от их отраслей. Это
может быть полезно, например, для повтор-
ного использования разработанных АСУ ТП
и их элементов, для поиска АСУ ТП-анало-
га, для поиска производства-аналога.
По временным характеристикам про-
изводства можно подразделить на 18 типов:
по длительности производственного ци-
кла — 3 градации; по последовательности
выполнения операций — 3, по длительности
основных технологических операций — 2,
итого 3x3x2=18 (табл. 1.5).
Под последовательным выполнением
операций понимают последовательное вы-
полнение нескольких работ на одном рабо-
чем месте, под параллельным выполнением
операций — специализацию рабочих мест,
Таблица 1.4
Коды типов производств
Характер технологиче- ского процесса	Вид произ- водства однотипной продукции	Уровень механиза- ции и ав- томатиза- ции процесса	Размеры производства					
			Мелкое (1)		Среднее (2)		1 Крупное (3)	
			Сложность производства					
			Простое (1)	Сложное (2)	Простое (1)	Сложное (2)	Простое (1)	Сложное (2)
Непрерывный (1)	Массовый (1)	1	11111	11 112	21 111	21 112	31 111	31 112
	Серийный (2)	1	11211	И 212	21211	21212	31211	31212
Дискретный (2)	Массовый (1)	1 2	12111 12121	12112 12122	22111 22121	22112 22122	32111 32121	32112 32122
	Серийный (2)	1 2	12211 12221	12212 12222	22 211 22221	22212 22 222	32 211 32221	32212 32222
	Единичный (3)	1 2	12311 12321	12312 12 322	22 311 22 321	22312 22 322	32 311 32 321	32312 32 322
Пр имечание. Первый знак кода — размеры производства, второй — характер технологическрго
процесса, третий — вид производства однотипной продукции, четвертый — уровень механизации и авто-
матизации технологического процесса (1 — комплексная механизация, комплексная и частичная автома-
тизация, 2 — частичная механизация с преобладанием ручного труда), пятый — сложность производства.
14
Таблица 1.5
Типы производств, определенные по временным
характеристикам производств
Последова- тельность выполнения технологиче- ских опера- ций	Длительность основных операций	Длительность производственного цикла		
		Корот- кий (1)	Сред- ний (2)	Длин- ный (3)
Параллельная	Короткая (1)	111	211	311
(1)	Длинная (2)	112	212 .	312
Последова-	Короткая (1)	121	221	321
тельная (2)	Длинная (2)	122	222	322
Смешанная	Короткая (1)	131	231	331
(3)	Длинная (2)	132	232	332
Примечание. Первый знак кода — дли-
тельность производственного цикла, второй — по-
следовательность выполнения технологических опе-
раций, третий — длительность основных операций.
одновременное выполнение многих операций
на соответствующих рабочих местах. После-
довательно-параллельное выполнение опера-
ций означает наличие нескольких специали-
зированных участков последовательного про-
изводства.
Отбор классификационных признаков
технологических процессов, которые в наи-
большей степени влияют на характеристику
АСУ ТП, еще не завершен. В работе исполь-
зованы десять наиболее важных признаков.
Прежде всего сохранены три из четырех ос-
новных характеристик производства, опреде-
ляющих параметры АСУП [514, с.
232 — 234]: масштабы производства, мас-
штабы производства однотипной продукции,
характер технологического процесса.
Уровень механизации и автоматизации
процесса в определенной степени характери-
зуется количеством персонала, непосред-
ственно управляющего оборудованием,
а сложность технологического процесса —
числом технологических операций.
Четыре временных признака позволяют
оценить динамику технологического процес-
са, его ритмы.
Признак изменения места выполнения
операций позволяет подчеркнуть важную
особенность технологических процессов —
перемещение составляющих производствен-
ного процесса. Например, в строительстве
объект расположен в одном месте, а люди,
выполняющие различные операции, со своим
оборудованием перемещаются от объекта
к объекту, выполняя на каждом только опре-
деленные операции. В промышленности, на-
оборот, объект (т. е. предмет труда) движет-
ся от рабочего места к рабочему месту, от
операции к операции. В сельском хозяйстве
объект также находится на одном месте,
а оборудование и рабочая сила перемещают-
ся от объекта к объекту (трактора, ком-
байны), и такое перемещение имеет место
и в ряде других отраслей — лесное хозяйство,
геология, лов рыбы в море.
Однако будем говорить не о месте вы-
полнения операции, а о том, какие элементы
перемещаются в процессе производства. При
этом можно выделить три варианта:
перемещение предметов труда (машино-
строение, приборостроение, химия и др.);
перемещение средств труда (строитель-
ство, сельское хозяйство, геология и др.);
перемещение предметов труда и средств
труда (лов рыбы в море, транспорт и др.).
4.	Виды технологических процессов
и их классификация
Наиболее изучены и отработаны техноло-
гические процессы в промышленности. При
крупном разделении этих процессов можно
выделить технологические процессы механи-
ческого и химического типов (рис. 1.4) [3].
Результатом технологических процессов
механического типа является изменение
формы, внешнего вида или физических
свойств материалов.
Результатом технологических процессов
химического типа является коренное измене-
ние состава, свойств и внутреннего строения
вещества.
Такое разделение хотя и удобно, однако
в определенной мере условно, так как при
изменении внешнего вида материала часто
изменяется его состав и химические свой-
ства. Например, литейное производство от-
носится к механической технологии, но при
литье металлов происходят и химические ре-
акции. Химические процессы, в свою очередь,
сопровождаются механическими операция-
ми, изменением формы, внешнего вида и фи-
зических свойств материалов.
Технологические процессы химического
типа подразделяют на технологию про-
изводства органических веществ и техноло-
гию производства неорганических веществ.
Технология производства неорганических
веществ охватывает производства веществ,
не содержащих углерода, а также производ-
ства угольной кислоты и ее солей.
Технология производства органических
веществ включает производство соединений
15
РиС. 1.4. Классификация технологических процессов в промышленности
углерода с водородом и другими элемента-
ми, кроме угольной кислоты, ее солей
и карбидов.
Технологические процессы механического
типа подразделяют в зависимости от габа-
ритных размеров и массы изготовляемой
продукции. Технология крупногабаритных
изделий (тяжелое машиностроение) имеет де-
ло с уникальными изделиями — шагающими
экскаваторами, роторными экскаваторами
и т. п. Эта технология характерна также для
заводов стальных строительных конструкций,
изготовляющих, например, телевизионные
вышки.
Технология производства продукции
средних габаритов, сравнимых с размерами
человека (машиностроение и часть приборо-
строения), предназначена для изготовления
автомашин, бытовой техники, вычислитель-
ной техники.
В машиностроении,' приборостроении,
промышленности средств связи и электрон-
ной промышленности имеются производства
малогабаритных изделий — часов, приборов,
инструментов и др., технология изготовле-
ния которых весьма специфична. Поэтому
она выделена в отдельную группу.
5.	Структура технологического
процесса
Производственный процесс в целом и
в каждой отдельной фазе представляет собой
совокупность взаимосвязанных частичных
процессов: основных, вспомогательных и об-
служивающих [2].
Основные процессы являются технологи-
ческими процессами производства.
Структурной единицей любого техноло-
гического' процесса, служащей для его нор-
мирования, планирования, учета и контроля,
а также для оцлаты труда, является техноло-
гическая операций.
Технологической операцией называют
часть технологического процесса, выполняе-
мую над одним или несколькими одновре-
менно обрабатываемыми объектами (заго-
товкой, деталью, узлом), на одном рабочем
месте1 (станке, конвейере, верстаке), одним
рабочим или группой рабочих, либо в усло-
виях автоматического производства, под на-
блюдением рабочего.
Вспомогательными процессами называют-
ся процессы, выполняемые на данном пред-
приятии по изготовлению инструмента, при-
способлений, штампов, моделей и прочего
технологического оснащения; ремонт обору-
дования, зданий, сооружений, включая изго-
товление необходимых для ремонта сменных
частей; производства электрической энергии,
сжатого воздуха и т. п.
Обслуживающие процессы охватывают
технический контроль выполнения основных
и вспомогательных процессов и качества
продукции, транспортные операции, в том
числе межцеховые, межоперационные; склад-
ские операции всех видов.
Технологические операции принято рас-
членять на рабочие и управленческие. Под
рабочими операциями понимают непосред-
ственную обработку материала, энергии или
информации, под управленческими — коор-
динацию выполнения рабочих операций,
поддержание заданного режима работы обо-
1 Рабочим местом называется закрепленное за
одним рабочим либо за рабочей бригадой часть
производственной площади с находящимися на
ней орудиями и другими средствами труда, в том
числе инструментами, приспособлениями, подъем-
но-транспортными и другими устройствами, со-
ответственно характеру работ, выполняемых на
данном рабочем месте.
16
a)
Рис. 1.5. Способы представления технологического
процесса: а—линейное представление; б — сложное
линейное; в — циклическое
ском представлении — замкнутая последова-
тельная цепочка операций (рис. 1.5, в).
Кроме того, возможно сложное цикличе-
ское представление, наиболее полно отра-
жающее технологический процесс в целом.
Линейное представление предполагает на-
личие первой и последней операций процес-
са. Обычно к первым операциям относят
приемку транспорта с сырьем и материала-
ми, разгрузку, складирование, а к послед-
ним — отправку готовой продукции.
Если же рассматривать технологиФский
процесс производства вне связи со структу-
рой производства, т. е. независимо от разде-
ления производства на части в рамках от-
дельных отраслей, объединений и предприя-
тий, то к первым операциям следует отнести
обрабатывающие процессы, подготови-
тельные операции в сельском хозяйстве, а
к последним — распределение и реализацию
готовых продуктов.
Примеры структур реальных технологи-
ческих процессов из различных отраслей
промышленности приведены на рис. 1.6 — 1.10.
6.	Фазы производственного процесса
рудования, обеспечение выполнения задан-
ной программы.
Однако имеется и другая точка зрения.
Разбивка технологического процессу на ра-
бочие и управленческие операции приводит
к усложнению его структуры, так как рабо-
чие операции обязательно выполняются
одновременно с управленческими, но имеют-
ся управленческие операции, не совпадающие
с рабочими (например, координация). Так,
рабочая операция «снятие стружки» выпол-
няется одновременно с управленческой опе-
рацией по поддержанию заданного режима
работы. Рабочая операция по генерированию
электрического тока сопровождается автома-
тическим регулированием выдаваемого элек-
трического напряжения. Поэтому удобнее та-
кие двойные операции представлять в виде
одной операции, содержащей рабочий
и управленческий элементы.
Заметим, что такой подход влияет на
представление об управлении технологиче-
ским процессом (см. гл. II).
Технологический процесс как последова-
тельность операций может быть представлен
по-разному. При линейном представлении —
технологическому процессу соответствует по-
следовательная цепочка операций (рис. 1.5,а);
при сложном линейном представлении —
последовательная цепочка операций с парал-
лельными ветвями (рис. 1.5,6); при цикличе-
Фазы представляют собой реально суще-
ствующие периоды в процессе изготовления
изделий. В разных производствах может
быть различное число фаз. В машиностроении
различают три основные фазы процесса про-
изводства: заготовительную, обработочную
и сборочную [2].
Заготовительная фаза включает изгото-
вление заготовок и деталей, раскрой мате-
риалов, нарезку заготовок, их подготовку
(очистку и т. п.). Обработочная фаза соответ-
ствует изготовлению деталей (механическая
обработка, прессование пластмасс, термиче-
ская обработка и т. п.). Сборочная фаза со-
стоит в осуществлении всех процессов сбор-
ки, монтажа, наладки и т. п., заканчиваю-
щихся получением готового продукта.
В производстве химических волокон раз-
личают две основные фазы: химическую
и текстильную.
Фаза химического производства включает
изготовление нитей (например, процессы рас-
плава капролактама, его химической обра-
ботки, прядения). Текстильная фаза, состоя-
щая в доведении нитей до состояния, при-
годного для использования в других отрас-
лях промышленности, включает операции
^срутки, перемотки и др.
! В резинотехнике производство включает
две фазы: заготовительную и конфекцион-
ную.
17
Рис. 1.6. Структура технологического процесса изготовления шампанских вин:
1 — транспортировка; 2 — извлечение сусла (прессование); 3 — отстаивание; 4 — брожение; 5 — переливка;
б — объединение в партии (ассамблирование); 7 —обработка; £ —отстаивание (выдержка)
Рис. 1.7. Структура технологического процесса подготовки металла к волочению:
/ — предварительное травление; 2 — промывка холодной водой; 3 — окончательное травление; 4 — про-
мывка горячей водой; 5 — желтение; б — известкование или остекление; 7 — сушка
Рис. 1.9. Структура технологического процесса пе-
реплета книг:
1 — разрезка отпечатанных листов; 2 — резка ткани;
3 — фальцовка; 4 — приклейка форзацев, иллюстра-
ций; 5 — комплектовка; б — шитье блоков; 7 —
вкладка; £ —клеевое скрепление блоков; 9 — об-
резка блоков; 10 — обработка сшитых блоков; 11 —
раскрой; 72 —отделка; 13 — печать и тиснение пе-
реплета; 14 — упаковка
Рис. 1.8. Структура технологического процесса про-
изводства электроизоляционных стеклянных тканей:
/ — подготовка стеклянных шариков; 2 — приготов-
ление замасливателя; 3 — вытягивание непрерыв-
ной стеклянной нити; 4 — размотка нити и первая
крутка; 5 — трощение нити и вторая крутка для
основы; б — приготовление основы, сновка; 7 — при-
готовление основы, проборка; 8 — трощение нити
и вторая крутка для утка; 9 — выработка стекло-
ткани (ткачество); 10 — разбраковка и упаковка
ткани
Рис. 1.10. Структура технологического процесса
мартеновского цеха трубопрокатного производства:
1 — уход за печью; 2 — уход за желобом; 3 — на-
тирка канавы; 4 — подготовка ковша к плавке;
5 — выкладка нового ковша; б — наварка подины
и набивка отверстия новой печи; 7 — сортировка и
погрузка шихты; 8 — изготовление стали; 9 — под-
держание теплового режима мартеновской печи;
10 — разливка стали для трубных слитков; 11 —
определение температуры металла; 72 — определе-
ние основности шлаков
18
Заготовительная фаза включает пригото-
вление по заданной рецептуре различных ре-
зиновых смесей. Конфекционная фаза — из-
готовление из резиновых смесей изделий,
пригодных для использования.
В строительстве различают три фазы:
проектирование, процесс строительства (ну-
левой цикл, изготовление деталей, монтаж),
наладку и внедрение.
Проектирование, в свою очередь, может
быть разбито на три фазы: подготовитель-
ную, включающую сбор исходных данных,
формирование у проектировщиков соответ-
ствующих образов, информационных моде-
лей; деталировочную, представляющую со-
бой разработку основных технических реше-
ний; оформительскую, включающую форми-
рование проекта в целом и его оформление.
Сам процесс строительства, как и
в машиностроении, имеет заготовительную
(нулевой цикл), обработочную (изготовление
деталей) и сборочную (монтаж) фазы.
Фазы процесса производства четко разде-
ляют процесс на части. Это позволяет разра-
батывать АСУ ТП для фаз производства,
так как каждая фаза локализуется как по ме-
сту выполнения, так и по времени и предста-
вляет собой законченную часть технологиче-
ского процесса.
Глава II
УПРАВЛЕНИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ
ПРОЦЕССАМИ
1.	Основные определения
Управление — совокупность действий, вы-
бранных на основании определенной инфор-
мации и направленных на поддержание или
улучшение функционирования объекта в со-
ответствии с имеющейся программой (алго-
ритмом) или целью функционирования (табл.
ПЛ).
В управлении следует выделить три осо-
бенности :
информационный характер процесса
управления;
стремление принимать наилучшие реше-
ния;
наличие обратной связи.
Прямая связь — поток информации от си-
стемы управления к объекту управления
(указания, решения, приказы, рекомендации)
(рис. II. 1).
Обратная
связь
Прямая
связь
Рис. II.1. Модель управления
Обратная связь — поток информации от
объекта управления к системе управления
(данные о состоянии объекта управления,
о выполнении им управляющих указаний).
Управление без обратной связи возмож-
но. Такое управление называется про-
граммным. Качество его из-за отсутствия
обратной связи сравнительно низкое.
Управление может осуществляться не-
прерывно (например, водитель—автомашина)
и дискретно, циклами (управление предприя-
тием) (см. гл. III, п. 2).
Управление производством — информа-
ционный процесс, обеспечивающий выполне-
ние какого-либо материального или информа-
ционного процесса и достижение им опреде-
ленных целей. Производством управляют
люди. В процессе управления они воздей-
ствуют на людей.
Сущность управления производством
проявляется при рассмотрении его как кате-
гории, обусловленной кооперацией и разде-
лением труда. «Всякий непосредственно об-
щественный или совместный труд, осущест-
вляемый в сравнительно крупном масштабе,
нуждается в большей или меньшей степени
в управлении, которое устанавливает согла-
сованность между индивидуальными работа-
ми и выполняет общие функции, возникаю-
щие из движения всего производственного
организма в отличие от движения его само-
стоятельных органов. Отдельный скрипач
сам управляет собой, оркестр нуждается
в дирижере». (К. Маркс и Ф. Энгельс.
Поли. собр. соч., т. 23, с. 342).
Труд по управлению производством —
это особая разновидность производительно-
го труда. Работники управления — составная
часть совокупного рабочего общества.
Труд по управлению производством на-
правлен не на непосредственное изготовле-
ние материальных благ и оказание услуг,
а на руководство другими работниками.
Продукт труда в управлении производст-
вом — информация.
Управление технологическим процессом —
информационный процесс, обеспечивающий
19
Таблица II.1
Управление в различных областях
Область исполь- зования	Вид уп- равления	Система управ- ления	Объект управления	Цель управления	Вид воздей- ствия	Качественные изменения	Количествен- ные изменения
Живой организм	Управ- ление темпера- турой	Нерв- ная си- стема	Темпера- тура тела	Поддержа- ние постоян- ной темпе- ратуры тела	Изменение температуры окружающей среды	Изменение состояния поверхности тела	Изменение рбъема вла- ги, испаряю- щейся с, по- верхности те- ла, и количе- ства достав- ляемого кровью тепла
Мир живот- ных	Управ- ление по- ведением (кошка ловит воробья)	Голов- ной мозг кошки, ее орга- ны чувств, нервы	Мышцы кошки	Макси- мальное приближение к воробью, его поимка	Изменение положения тела, дейст- вия воробья, издаваемые им звуки	Выбор маршрута движения, стратегии сближения	Изменение скорости дви- жения, оста- новы
Сбыт предметов потребле- ния	Управ- ление сбытом одежды	Мини- стерство торговли, Госком- цен	Темп реа- лизации то- варов	Обеспече- ние сбыта товаров в за- данные сро- ки	Изменение ритма про- дажи и цен	Изменение ассортимен- та товаров	Изменение времени реа- лизации
Создание предприя- тия	Управ- ление разработ- кой проекта	Руко- водители проект- ной орга- низации, руково- дители проекта	Процесс проектиро- вания	Создание наиболее эф- фективного и экономич- ного проек- та	Требова- ния эконо- мических за- конов, усло- вия жизни общества, конкретные условия в от- расли, в рай- оне	Выбор на- дежного и экономич- ного обору- дования, выбор наи- более про- грессивной технологии	Исключе- ние излишних затратна соз- дание и экс- плуатацию объекта, по- лучение наи- большего эф- фекта
Эконо- мика пред- приятия	Управ- ление функцио- нирова- нием за- вода	Руково- дители завода, заводо- управле- ние	Произ- водство за- вода, цеха, участка	Стабили- зация про- цесса про- изводства	Изменение условий — поставка не- кондицион- ного сырья	Изменение технологи- ческого про- цесса, устра- нение дефек- тов сырья	Изменение ритма произ- водственного процесса
Система человек — машина (автомо- биль)	Управ- ление движени- ем авто- мобиля	Води- тель	Автомо- биль	Прибытие в намечен- ный пункт в минималь- ное время	Сигналы светофора, автомашин, действия пе- шеходов, со- стояние до- роги	Выбор на- иболее ра- ционального маршрута	Изменение скорости дви- жения, оста- новы
Техника при эксп- луатации машины (холо- дильника)	Управ- ление темпера- турой	Авто- матика холо- дильни- ка	Темпера- тура возду- ха в холо- дильнике	Поддержа- ние постоян- ной темпера- туры	Изменение температу- ры в холо- дильной ка- мере	Включение двигателя холодильной системы или его выклю- чение	Увеличение движения хладагента или его оста- нов
20
выполнение какого-либо материального про-
цесса и достижение их определенных целей.
Технологическим процессом также упра-
вляют люди, но они воздействуют на «ве-
щи» — средства производства и предметы
труда. Это первое коренное отличие управле-
ния технологическим процессом от управле-
ния производством (рис. II.2). Средством
труда в современном производстве является
машина. В системе «человек - машина» че-
ловек является субъектом управления,
а машина — объектом управления. Человек
получает данные о работе машины, о ее со-
стоянии, о наличии и качестве сырья, мате-
риалов и готовой продукции, сравнивает их
с плановыми и нормативными данными,
принимает решение и передает его машине,
изменяя режим ее работы.
В управлении производством, являющим-
ся информационным процессом, всегда
имеется определенная доля ручного физиче-
ского труда, в управлении технологическим
процессом эта доля выше. Она зависит от
степени совершенства средств производства
и технологического процесса. Чем совершен-
нее технологический процесс и средства про-
изводства, тем меньше доля физического
труда, расходуемого в управлении.
Автоматизация управления технологиче-
ским процессом может свести к минимуму
долю труда человека, однако независимо от
уровня автоматизации суть процесса не из-
меняется — управление осуществляется чело-
веком. При этом труд по управлению техно-
логическим процессом направлен на про- -
изводство материальных благ или услуг, а не
на руководство другими работниками.
Продукт труда в управлении технологи-
ческим процессом’— продукт производства
или услуга. Это второе коренное отличие
управления технологическим процессом от
управления производством.
Необходимо, однако, отметить, что воз-
можно такое управление технологическим
процессом, при котором совмещаются и не-
которые простейшие функции управления
производством. Например, оператор круп-
ной установки, непосредственно управляю-
щий ее работой, может одновременно иметь
в подчинении оперативный персонал, по-
мощников, ремонтников и др.
В этом случае имеется необходимость
в согласовании действий персонала или, го-
воря словами К. Маркса, «оркестр нуждается
в дирижере». Однако в основном при упра-
влении технологическим процессом осущест-
вляется координация движения составляю-
щих производственного процесса, отдельных
операций технологического процесса, от-
Управление технологическим
процессом
Управление производством
Рис. II.2. Управление «вещами» и управление людьми
дельных переходов, а не людей. Это третье
коренное отличие.
Управление осуществляется циклично.
Длительность циклов управления зависит
от уровня управления. Самые короткие
циклы управления используются на самом
низком уровне — управлении технологиче-
ским процессом. В этом состоит четвертое
коренное отличие управления технологиче-
ским процессом от управления производ-
ством. Если длительность цикла = 0, то
управление осуществляется непрерывно.
В управлении технологическим процессом
могут использоваться несколько циклов
управления разной длительности (причем
£1 < t2 < t3). При этом длительность более
длинных циклов может быть такого же по-
рядка, как и в управлении производством.
Но длительность самого короткого и чаще
повторяющегося цикла tY всегда меньше,
чем на всех других ступенях управления. Та-
кой цикл называется основным. В самом ко-
ротком цикле управления производством
имеется несколько циклов управления техно-
логическим процессом.
Только в управлении технологическим
процессом можно создать автоматические
системы с замкнутой обратной связью. На
других уровнях управления осуществляется
управление людьми, и автоматическое упра-
вление невозможно. Это пятое коренное
отличие управления технологическим процес-
сом от управления производством.
Для машиностроения и приборостроения
установлена следующая формулировка упра-
вления технологическими процессами: ком-
плекс мероприятий, обеспечивающих повы-
шение эффективности производства в со-
ответствии с выбранным критерием (крите-
21
Таблица II.2
Сравнительный анализ управления технологическим процессом и производством
Иерархия управ- ления	Вид управ- ления	Основной объект управления	Продукт управ- ления	Характер труда основ- ного управ- ленческого персонала до автоматиза- ции управ- ления	Характер труда основ- ного персо- нала после автоматиза- ции управ- ления	Длитель- ность циклов управле- ния	Возможность создания автоматиче- ских систем управления
Управление технологиче- ским процес- сом	Управ- ление «вещами»	Технологи-, ческий про- цесс, обору- дование	Мате- риальные блага и услуги	Физиче- ский, частич- но умствен- ный	У мствен- ный, частич- но физиче- ский	Корот- кие	Есть
Управление производст- вом	Управ- ление людьми	Объеди- нение произ- водств, про- изводство или его ча- сти	Инфор- мация	Умствен- ный, частич- но физиче- ский	Умствен- ный в ос- новном	Длин- ные и средние	Нет
риями) оптимальности при заданных техно-
логических, экономических и других про-
изводственных ограничениях. Комплекс ме-
роприятий состоит из сбора, обработки
и анализа информации о технологическом
процессе и осуществления на основе этой ин-
формации контроля и регулирования техно-
логических процессов с помощью средств ав-
томатизации и методов организации и упра-
вления производством с использованием
вычислительной техники [697]. Основными
критериями эффективности управления при
этом являются: повышение производитель-
ности труда, улучшение качества продукции,
экономия материальных ресурсов, снижение
себестоимости, улучшение условий труда
и культуры производства.
Сравнительный анализ управления техно-
логическим процессом, управления про-
изводством и управления обществом приве-
ден в табл. II.2.
Регулирование — управление, имеющее
своей задачей поддерживать изменения по
заданному закону или в установленных пре-
делах какой-либо физической величины, ха-
рактеризующей процесс.
Управляемый технологический процесс —
процесс, для которого установлены входные
управляющие воздействия и выходные пара-
метры (см. п. 7 гл. II) и зависимости между
22
ними, определены методы измерения
входных воздействий и выходных параме-
тров и методы управления процессом (см.
ниже). Управляемыми переменными процес-
са являются параметры технологического
процесса (см. п. 7 гл. II), состояние средств
технологического оснащения и технико-эко-
номические показатели производства изде-
лий (см. п. 8 гл. И).
Функция управления — обособленный вид
деятельности, применимый в любой сфере
управления, раскрывающий сущность упра-
вленческого труда.
Функция управления технологическим про-
цессом — обособленный вид деятельности,
применимый в любой сфере управления тех-
нологическим процессом. Она раскрывает
сущность производительного труда в усло-
виях машинного производства либо обслу-
живания (см. п. 4 гл. II).
Принципы управления — основные ис-
ходные положения теории управления [503].
Важнейшими требованиями, которым дол-
жна соответствовать теория и практика
управления, являются ленинские принципы
управления социалистическим производ-
ством: партийность руководства, научность
управления, демократический централизм,
плановость, заинтересованность (стимулиро-
вание труда и управления), сочетание центра-
лизованного отраслевого и территориально-
го управления, соответствие системы упра-
вления уровню производительных сил [514,
с^21].
Методы управления — совокупность при-
емов или операций, используемых для упра-
вления и подчиненных решению задачи ус-
пешного функционирования управляемого
объекта (ем. п. 5 гл. II).
Цикл управления (временной цикл упра-
вления) — период, в течение которого один
раз выполняется набор определенных функ-
ций управления или их частей, охватываю-
щий одно или несколько управленческих ре-
шений. Основная характеристика циклов
управления — их длительность (годовые
циклы управления, полугодовые, квар-
тальные, месячные, декадные, недельные, су-
точные, сменные циклы управления).
Длинные циклы управления охватывают
несколько коротких циклов: в недельном ци-
кле 5 — 7 суточных циклов, в суточном — 1 — 3
сменных цикла и т. д.
В управлении технологическим процессом
основное значение имеют наиболее короткие
циклы. Самый короткий цикл управления на-
зывается основным. Длительность его опре-
деляется оборудованием и технологическим
процессом. Реализуется этот цикл рабочими,
операторами, осуществляющими управление
технологическим процессом.
Управленческий персонал работает в бо-
лее длинных циклах, причем чем выше уро-
вень управления, тем длиннее самый корот-
кий цикл управления, в котором участвует
персонал. Управление технологическим про-
цессом может осуществляться в нескольких
циклах управления. Особенно это проявляет-
ся при наличии иерархической системы упра-
вления технологическим процессом, т. е. если
это управление выходит за уровень одной
организации (см. п. 2 гл. II) [514, с. 40].
Качество управления — характеристика си-
стемы управления, один из показателей воз-
можностей организационной системы упра-
вления. Определяется выбором эффективно-
го решения, своевременностью его принятия
и возможностями его реализации.
Повышение качества управления означает
снижение потерь в управляемом процессе
и улучшение результатов работы. Чем выше
уровень управления или объем работ, ох-
ватываемых управлением, тем в большей
степени зависят потери от качества управле-
ния и тем критичнее этот показатель.
Для обеспечения высокого качества упра-
вления необходимо: своевременное получе-
ние исходной информации (о состоянии про-
цесса, тенденциях его протекания, условиях
производства и задачах управления), ее обра-
ботка в течение определенного ограниченно-
го периода времени с использованием доста-
точно совершенных математических методов
и моделей, своевременная реализация полу-
ченных решений. Резкое повышение качества
управления возможно при автоматизации
управления.
Система управления — комплекс организа-
ционно-экономических и технических реше-
ний, обеспечивающий жизнедеятельность ка-
кой-либо организации или процесса и дости-
жение ими определенных целей. Система
управления включает правила поведения,
внешнюю и внутреннюю тактику и страте-
гию, организацию работы и взаимосвязи
технических средств и систем между собой
и другими системами, выбор и описание по-
токов информации, используемой для упра-
вления, и т. п.
Система управления состоит из организа-
ционно-экономической и технической систем
управления, причем наличие последней не
обязательно. Если используется техническая
система управления или набор технических
средств, то система называется автоматизи-
рованной или автоматической в зависимости
от достигнутого уровня автоматизации.
При построении систем управления необ-
ходимо:
1)	знать цели управления, показатель эф-
фективности работь/ системы управления
и его значение, а также иметь возможность
определения степени приближения к цели;
2)	знать состояние входящих в систему
подсистем, данные о ресурсах управления
и внешней среде;
3)	иметь эффективные средства воздей-
ствия на управляемую систему и достаточ-
ную свободу их выбора;
4)	обеспечить минимальное число иерар-
хических ступеней в структуре системы упра-
вления;
5)	при управлении динамической систе-
мой учитывать, что результаты управления
проявляются с запаздыванием во времени;
6)	учитывать не только выводы, полу-
чаемые в данный момент, но и их влияние на
перспективы работы управляемого объекта
в будущем;
7)	изменять структуру системы управле-
ния и алгоритм функционирования при нако-
плении опыта работы, изменении условий
и целей.
Перечисленные пункты являются общими
принципами построения систем управления.
Организационная система управления — со-
вокупность правил, устанавливающих поря-
док поведения персонала и работы техниче-
23
ских средств, содержание и порядок пред-
ставления информации, используемой для
управления, цели и критерии эффективно-
сти системы управления. Предназначена
для управления производственной дея-
тельностью коллективов людей или от-
дельных лиц, использующих средства про-
изводства.
Объектом управления в организационной
системе может быть, например, министер-
ство, главк, предприятие, производство, цех,
участок, станок, коллектив исполнителей или
отдельные лица, располагающие опреде-
ленными материальными ресурсами и вы-
полняющие определенные операции, напра-
вленные на получение намеченного конечно-
го результата.
Управляющим органом в организацион-
ной структуре является лицо или группа лиц,
использующие организационную систему
для уцравления объектом управления.
Организационные системы могут приме-
няться самостоятельно или сочетаться с тех-
ническими системами управления.
Система предусматривает всю техноло-
гию работы по управлению в условиях авто-
матизации, в том числе процессов сбора,
переработки, вывода информации и исполь-
зования полученных данных для управления.
Организационная система ставит задачу
управления, определяет цель, методику упра-
вления. В качестве научного метода при про-
ектировании организационных систем при-
меняют исследование операций.
Организационные системы классифици-
руются:
по динамическим свойствам — однова-
риантные и многовариантные;
по сложности технических систем, соче-
тающихся с организационными, — системы
малого, среднего и большого масштаба;
по используемым математическим моде-
лям — системы с сетевыми, линейными
и прочими моделями.
Кроме того, многовариантные организа-
ционные системы классифицируются по па-
раметрам управления (время, стоимость, ре-
сурсы, технико-экономические показатели
и их сочетания).
Система управления производственным
процессом — разновидность систем управле-
ния, предназначенная для непосредственного
управления ходом производственного про-
цесса. Эта система нижнего уровня управле-
ния, включающая управление агрегатами,
станками, основными и подсобными рабочи-
ми. Как и другие системы управления, она
состоит из организационной и технической
систем. Последняя включает так называе-
мую технологическую автоматику, обеспечи-
вающую стабилизацию параметров техноло-
гического процесса, программное и другие
виды управления и контроля.
2.	Иерархия в управлении
технологическими процессами
В гл. I понятие производства рассматри-
валось расширенно и применимо ко всем от-5
раслям народного хозяйства и видам дея-
тельности. Поэтому управление производ-
ством и управление технологическим процес-
сом далее будем понимать как управление
любым технологическим процессом и любым
производством в любой отрасли народного
хозяйства, если это не оговорено особо.
В материальном производстве объектами
управления являются технические процессы:
технологические (добыча полезных иско-
паемых, переработка сырья и материалов,
обработка лзделий и заготовок);
энергетические (выработка, преобразова-
ние и распределение энергии),
транспортные (доставка, распределение
грузов);
информационные (преобразование, пере-
дача, фиксация и хранение, обработка, раз-
множение информации).
Технические процессы подразделяются на
операции. Если выделять рабочие операции
и управленческие, обеспечивающие коорди-
нацию выполнения рабочих операций, под-
держание заданного режима работы, выпол-
нение заданной программы, то управление
технологическим процессом будет состоять
из комплекса управленческих операций.
Однако разделение операций на рабочие
и управленческие не всегда возможно. Про-
вести четкую линию раздела между выпол-
нением технологического процесса и упра-
влением им в этом случае нельзя.
Главная причина развития управле-
ния — сложность производства, сложность
технологического процесса (см. п. 3 гл. I).
Соответствие сложности системы управле-
ния объекту управления заложено в киберне-
тическом принципе необходимого разно-
образия Эшби [503, т. 27, с. 37]. При
несоблюдении этого принципа качество
управления падает.
Результатом сложности систем управле-
ния является иерархичность системы управле-
ния, ее многоуровность. Иерархичность си-
стемы управления производством хорошо
известна. Принимаются меры по ее упорядо-
чению, по сокращению числа уровней упра-
вления [5]. Делаются попытки теоретическо-
24
го обоснования необходимого числа уровней
системы управления производством [514,
с. 60].
Существует также иерархичность управле-
ния технологическим процессом. В п. 3 гл. II
показано, что управление технологическим
процессом распределяется между различны-
ми организациями, вплоть до министерств
и ведомств. Это объясняется тем, что иерар-
хичность системы управления производ-
ством приводит к иерархичности управления
технологическим процессом. Данный факт
представляет для нас особый интерес, так
как позволяет создавать АСУ ТП различно-
го уровня.
Управление производством включает
координацию деятельности всего персонала,
управление движением всех элементов про-
изводства, управление процессами, происхо-
дящими на уровне персонала. Управление
производством распространяется на все
фазы его существования — создание, функ-
ционирование, совершенствование, ликвида-
цию [514, с. 23].
Управление технологическим процессом
включает управление процессами, происхо-
дящими на уровне средств труда и предме-
тов труда, и управление движением средств
труда и предметов труда. Иногда целесо-
образно человеку, управляющему технологи-
ческим процессом, подчинять вспомога-
тельный персонал — ремонтников, грузчиков,
уборщиков, учеников или выделять среди ра-
бочих бригадиров. При этом приходится со-
вмещать управление производством (упра-
вление людьми) с управлением технологиче-
ским процессом. Если рассматривать это
явление как часть управления технологиче-
ским процессом, то к нему придется отнести
определенную координацию деятельности
персонала.
Управление технологическим процессом
в основном реализуется в фазе функциониро-
вания производства. В фазах создания и со-
вершенствования производства этот вид
управления ограничен (при отработке техно-
логических процессов и при внедрении).
Управление как производством, так
и технологическим процессом осуществляет-
ся с помощью организационной системы
и технических средств. Последних может не
быть, а наличие организационной системы
обязательно.
Каждая фаза производства характери-
зуется своими организационными системами
управления. Для создания производства ис-
пользуют организационные системы упра-
вления проектированием, разработкой и из-
готовлением оборудования, комплектацией,
строительством и др. Для функционирования
производства служат организационные си-
стемы управления технологическим процес-
сом и управления производством. Эти си-
стемы разрабатываются в процессе создания
производства и совершенствуются в процес-
се его функционирования.
Качество управления во многом зависит
от степени совершенства организационных
систем управления.
Последующие разделы настоящей главы
посвящены элементам организационных си-
стем управления.
3.	Технологические процессы
и управление
Управление технологическим процессом
может охватывать отдельные операции, от-
дельные участки или процесс в целом.
Структура управления общественным
производством и структура технологическо-
го процесса не совпадают, однако они взаи-
мосвязаны. При необходимости эта взаимо-
связь может изменяться, и тогда технологиче-
ские процессы перераспределяются между
структурными единицами общественного
производства. Совершенствование техноло-
гического процесса может привести к созда-
нию новых структурных единиц и к ликвида-
ции устаревших. Определяющим фактором
в данном процессе является технология. При
этом структура управления общественным
производством может не соответствовать
технологии и тормозить ее развитие.
Специализация производства приводит
к тому, что части технологического процесса
обособляются в виде отдельных участков,
цехов, предприятий. При этом технологиче-
ский процесс усложняется, так как возни-
кают дополнительные операции, связанные
с транспортировкой полуфабрикатов и про-
дукции (рис. II. 2). Однако это усложнение,
как и дополнительные затраты на управле-
ние, должны компенсироваться повышением
производительности труда, связанным со
специализацией производства.
Технологический процесс разбивается на
части отраслями и отдельными предприятия-
ми (рис. И.З). Обычно технологические про-
цессы относят к промышленности. В настоя-
щей работе рассматриваются технологиче-
ские процессы в общем виде, применительно
к любым отраслям народного хозяйства,
в том числе и к обслуживанию.
Если взять любую первую операцию про-
цесса, то для ее реализации нужны средства
производства, процесс изготовления которых
25
a) ---------*ЕНСНП—►LZHEZHIZH
Одно предприятие
1-е предприятие
2-е предприятие
3-е предприятие
Рис. II.3. Влияние специализации на технологический
процесс:
а — выполнение всех технологических операций на
одном предприятии; б — выполнение тех же опера-
ций на трех предприятиях (/ — дополнительные на-
чальные операции; // — дополнительные конечные
операции, связанные с разделением процесса между
предприятиями)
является цепочкой операций, осущест-
вляемых до нашей первой операции. Так воз-
никает циклическое представление процесса
(см. рис. 1.5, в).
Внутри подотрасли, предприятия, цеха
технологический процесс может быть после-
довательным, параллельным и смешанным
(рис.П.4).
Параллельное построение процесса в под-
отрасли означает, что все (или почти все)
предприятия изготовляют однородную про-
дукцию без кооперации между собой (рис.
П.4, б). Такое построение характерно, напри-
мер, для швейного производства и для про-
мышленности химических волокон. В этом
случае технологические процессы на уровне
подотрасли не увязываются, имеет место
только обмен опытом между предприятия-
ми. Все управление технологическим процес-
сом сосредоточивается на предприятиях.
Если рис. 11.4,6 отнести не к подотрасли,
а к предприятию, то каждая параллельная
цепочка операций будет относиться к цеху
или участку и соответственно управление
технологическим процессом будет сосредо-
точено в цехе или участке.
Последовательное построение процесса
в подотрасли означает, что все (или почти
все) предприятия изготовляют неоднород-
ную продукцию и, главное, выполняют рабо-
ту последовательно друг за другом (рис.
П.4,а). Это характерно, например, для пище-
вой промышленности: специальные заводы
производят сахар, который затем кондитер-
ские фабрики используют при изготовлении
конфет. При последовательном построении
26
технологического процесса часть управления
им выходит за рамки предприятия и осу-
ществляется на уровне подотрасли.
Если рис. П.4,а отнести не к подотрасли,
а к предприятию, то каждую часть техноло-
гического процесса будет выполнять специа-
лизированный цех или участок, однако часть
управления технологическим процессом бу-
дет реализовываться на уровне предприятия,
т. е. выйдет за пределы цехов.
Смешанное построение процесса в под-
отрасли означает наличие в нем последова-
тельных и параллельных звеньев (рис. П.4,в)
и соответственно особенностей параллельно-
го и последовательного вариантов построе-
ния технологического процесса. Такое по-
строение процесса характерно для черной
металлургии, электронной промышленности
и др.
Если рис. П.4,в отнести не к подотрасли,
а к предприятию, то такая структура будет
присуща предприятиям химических волокон
(один прядильный цех обеспечивает несколь-
ко крутильных цехов), предприятиям резино-
технических изделий (один смесительный цех
обеспечивает несколько конфекционных це-
хов), приборостроительным заводам (один
заготовительный цех обеспечивает несколько
механообрабатывающих цехов или несколь-
ко механообрабатывающих цехов обеспечи-
вают один сборочный цех).
При последовательном и смешанном по-
строении технологического процесса опреде-
ленная часть управления процессом выходит
за рамки отдельных цепочек и поднимается
на уровень всей структуры в целом (отрасли,
подотрасли, предприятия и т. д.).
Объем управления технологическим про-
цессом, выходящим на уровень организа-
ционной структуры в целом, зависит от ряда
причин. В энергетических подотраслях,
имеющих в основном параллельную струк-
туру производства, структура процесса в це-
б)
1-е предприятие
в)
п-е предприятие
Рис. 11.4. Варианты построения технологического
процесса в подотрасли:
а — последовательное; б — параллельное; « — сме-
шанное
лом оказывается смешанной за счет послед-
них операций по транспортировке, хранению
и распределению продукции. Высокий уро-
вень централизации этих операций приводит
к тому, что доля управления технологиче-
ским процессом, реализуемая на уровне под-
отраслей, оказывается значительной. Это на-
ходит свое вырджение в создании диспетчер-
ских пунктов управления энергосистемами,
перекачкой газа, нефти и т. п.
В геологии причина переноса значитель-
ной доли управления технологическим про-
цессом на уровень отрасли другая. У всех
геологических организаций объект изучения
один — полезные ископаемые. На уровне ор-
ганизации (геологической партии, управле-
ния, треста) невозможно обеспечить квали-
фицированное управление процессом поиска
полезных ископаемых из-за ограниченной
зоны их работы. Поэтому управление воз-
можно только на уровне подотрасли, что
и реализовано на практике.
Управление технологическим процессом
на уровне предприятия и даже отрасли (под-
отрасли) выходит за рамки обычных пред-
ставлений и требует пояснений. В качестве
примера управления технологическим про-
цессом на уровне предприятия в целом мож-
но привести заводы нефтехимической про-
мышленности, непрерывные технологические
процессы и высокий уровень автоматизации
которых позволяют управлять всем процес-
сом из одного или нескольких центров. Опе-
раторы непосредственно воздействуют на
оборудование или на технологический про-
цесс.
Диспетчерские пункты энергосистем, кро-
ме прочего, оборудованы средствами телеме-
ханики, которые позволяют переключать по-
токи энергии, изменять их объемные харак-
теристики, включать и выключать аппарату-
ру. Операторы этих пунктов непосредствен-
но работают с оборудованием, управляют
«вещами». Это есть типичное управление
технологическим процессом, осуществляемое
в рамках подотрасли.
Несколько иначе дело обстоит в геоло-
гии. На уровне отрасли здесь не управляют
непосредственно буровыми установками.
Продукция этой отрасли — разведанные за-
пасы полезных ископаемых. Запасы по-
лезных ископаемых были и есть в недрах не-
зависимо от работы отрасли. Поэтому фак-
тически продукцией отрасли является инфор-
мация о расположении запасов, их качестве
и объеме. В связи с этим в геологии про-
изводственным оборудованием являются не
только буровые станки и геофизические при-
27
Таблица П.З
боры, но и средства получения информации.
С этим производственным оборудованием
(вычислительная техника, средства связи
и др. — см. гл. XVI, XVII) работают геологи
на уровне министерства, осуществляя техно-
логический процесс поиска полезных иско-
паемых. Они также управляют «вещами».
И это — управление технологическим процес-
сом на уровне отрасли.
Таким образом, управление технологиче-
ским процессом осуществляется на уровне
отдельного станка, агрегата, группы станков,
участка, цеха, производства, предприятия,
объединения, подотрасли, отрасли.
Объемы работ по управлению технологи-
ческим процессом на каждом уровне разные,
зависят от многих причин и могут колебать-
ся в значительных пределах. Например, чем
выше уровень механизации и автоматизации
технологического процесса, тем меньше доля
живого труда по управлению процессом, тем
больше одновременно выполняемых опера-
ций может охватить один работник.
Одна из основных задач технологов —
правильное распределение объемов работ по
управлению технологическим процессом ме-
жду работниками и между уровнями про-
изводственной структуры.
4.	Функции управления производством
и технологическим процессом
Классификация, функций управления про-
изводством приведена на рис. II.5 [514, с.
22 — 30]. Основные функции управления
представлены в табл. П.З.
Управление технологическим процессом
реализуется в самых коротких циклах упра-
вления, и это накладывает отпечаток на
функции управления технологическим про-
цессом. В качестве основных функций
управления используются контроль и опе-
ративное управление, реализуемые в ко-
ротких циклах. Их содержание раскрыто
в табл. II.4. Структура управления с исполь-
зованием основных функций приведена на
рис. II.6.
Функции планирования и учета в управле-
нии технологическим процессом вырождены.
Элементы оперативного планирования
и оперативного учета, однако, присутствуют.
Доля этих функций несколько возрастает
при увеличении уровня организации, в соста-
ве которой реализуется управление техноло-
гическим процессом. В определенной мере
это связано с увеличением длительности ци-
клов управления, в которых участвуют вы-
28
Основные функции управления
Циклы управления	Управление производством	
	Прямая связь	Обратная связь
Длительные (квар- тальные, годовые и др)	Планирова- ние '	Учет
Короткие (основ- ной цикл, часовые, сменные)	Оперативное управление	Конт- роль
Циклы управления	Управление технологи- ческим процессом	
	Прямая связь	Обратная связь
Длительные (квар- тальные, годовые и др)	-	-
Короткие (основ- ной цикл, часовые, сменные)	Оперативное управление	Конт- роль
шестоящие организации. Например, при
управлении процессом распределения энер-
гии в единой энергосистеме на уровне отрас-
ли объем оперативного планирования и уче-
та выше, чем при управлении технологиче-
ским процессом производства энергии на
электростанции.
Функции анализа, совершенствования тех-
нологического процесса и управления им не
входят в обязанности персонала, занимаю-
щегося управлением технологическим про-
цессом. Выполнение этих работ осущест-
вляется в виде рационализации и изобрета-
тельства.
В управлении технологическим процессом
реализуются функции связи со смежными ра-
ботниками, выполняющими смежные техно-
логические операции, поставляющими мате-
риалы, полуфабрикаты, инструмент, обеспе-
чивающими ремонт оборудования и т. п.,
а также с управленческим персоналом. Эти
функции носят в основном информационный
характер и сводятся к ответам на запросы
и к формулированию своих информа-
ционных потребностей. Перечисленные функ-
ции составляют основное содержание упра-
вления технологическим процессом. В неко-
торых случаях, например, когда оператор,
Основание деления
Фазы существования
производства
Сферы производства
Составляющие производства
Вид воздействия на персонал
Вид связи с объектом
Участие в квартальных и
годовых циклах управления
Периодичность управления
Рис. II.5. Классификация функций управления производством
29
Таблица IL4
Таблица II. 5
Содержание основных функций управления
технологическим процессом
Основные функции уп- равления тех- нологическим процессом	Основные операции управления технологическим процессом	Операции, выполняемые с помощью технических средств
Контроль	Сбор данных	Измерение, оп- рос датчиков, пе- редача данных в центр управления
	Накопление данных	Регистрация
	Обзор данных	Обработка данных — упо- рядочение инфор- мации (линеари- зация, масштаби- рование, интегри- рование, сравне- ние с уставками и др.)
	Вывод дан- ных для управ- ления Определение основных фак- тов, необходи- мых в данный момент	Сигнализация, индикация, ре- гистрация
Оператив- ное управле- ние	Подготовка вариантов ре- шений	Обработка данных — подго- товка рекоменда- ций, решений
	Принятие ре- шения	
	Реализация решения	Регулирова- ние, управление, передача данных из центра управ- ления
Функция управления технологическим процессом
Вид функций управления	Наименова- ние функций	Возможности автоматизации
Основные функ- ции управления технологическим процессом	Оператив- ное управле- ние Контроль	Имеются, см. табл. II.4
Элементы ос- новных функций управления про- изводством, вы- полняемые в уп- равлении техноло- гическим процес- сом	Оператив- ное плани- рование Оператив- ный учет	Использование ЭВМ для уп- равления техно- логическим про- цессом при нали- чии свободных мощностей
Функции, вы- полняемые персо- налом, управляю- щим технологи- ческим процес- сом, в нерабочее время, по жела- нию, по возмож- ности	Анализ Совершен- ствование	Автоматиче- ское накопление статистических данных и их ана- лиз на ЭВМ
Дополнитель- ные функции, вы- полняемые при наличии подчи- ненных у опера- тора	Оператив- ное управле- ние персона- лом Оператив- ное стиму- лирование персонала	Автоматиче- ская связь с пер- соналом, сигна- лизация, поиск персонала
Вспомогатель- ные функции — подготовка ин- формации (отве- ты на запросы, требования и во- просы к сменщи- кам и руководст- ву)	Связь со смежными работниками Связь с уп- равленческим персоналом (руководст- вом)	Автоматиче- ская передача данных, регист- рация вопросов и ответов, сигнали- зация, индикация
управляющий процессом, имеет подчи-
ненных (см. п. 1 гл. II), управление носит
смешанный характер. Но и в таких случаях
управление целесообразно рассматривать
как управление технологическим процессом,
поскольку доля управления персоналом су-
щественно ниже, чем объем управления про-
цессом; управление персоналом, осущест-
вляемое оператором, сводится только
к оперативному управлению и не включает
остальных функций; основная цель управле-
30
ния сводится к ведению процесса, а управле-
ние персоналом носит вспомогательный ха-
рактер.
В случае, когда управление технологиче-
ским процессом носит смешанный характер,
его следует дополнить функциями оператив-
ного управления персоналом и оперативного
стимулирования персонала.
Свод функций управления технологиче-
ским процессом и возможности их автомати-
зации приведены в табл. II.5.
Объект управления
Контроль
Оперативное управление
Рис. II.6. Основные функции управления технологи-
ческим процессом и их содержание
Функции управления технологическим
процессом в условиях АСУ ТП оговорены
ГОСТ 16084 — 75 (см. рис. III.8). Иногда их
рассматривают в виде иерархического набо-
ра функций (рис. III.6, III.7).
5.	Методы управления производством
и технологическим процессом
Методы управления технологическим
процессом, с одной стороны, весьма разно-
образны и зависят от свойств управляемого
объекта или процесса, а с другой стороны,
имеют ряд общих особенностей. Рассмотрим
некоторые из этих особенностей, связанных
с автоматизацией технологических процес-
сов.
Основные функции управления техноло-
гическим процессом можно реализовывать
ручными методами, механизированными, ав-
томатизированными и автоматическими.
При ручных методах управления опера-
тор затрачивает физический и умственный
труд.
Использование механизированных мето-
дов управления предполагает применение
оператором оборудования, которое частично
или полностью заменяет его физический
труд, необходимый для управления.
' При автоматизированных методах уп-
равления технологическим процессом приме-
няется оборудование, обеспечивающее ча-
стичную или полную замену физического
труда, а также частичную замену умственно-
го труда оператора по управлению процес-
сом.
Автоматические методы управления тех-
нологическим процессом предполагают ис-
пользование современного оборудования,
позволяющего полностью или почти пол-
ностью заменить физический и умственный
труд оператора по непосредственному кон-
тролю и оперативному управлению объек-
том, оставляя оператору контроль за рабо-
той оборудования и процессом, осущест-
вляемый в более легком режиме (в более
длинных циклах управления и в меньшем
объеме).
Элементы оперативного планирования
и оперативного учета можно выполнять
вручную, механизированно и автоматизиро-
ванно. Механизированные методы означают
использование, например, счетно-клавишных
и счетно-перфорационных машин, пневмо-
почты и т. п. Автоматизированные методы
выполнения этих функций предполагают ис-
пользование технических средств для авто-
матического сбора информации, обработку
данных на ЭВМ.
Для оперативного управления персона-
лом (в случае наличия подчиненных у опера-
тора) используют прямые (директивные) ме-
тоды, известные в управлении производ-
ством [514, с. 21].
6.	Основные операции управления
технологическим процессом
Операции в управлении технологическим
процессом связаны со спецификой управляе-
мого процесса. Число этих операций велико,
поэтому рассмотрим только основные из
них.
Подготовительные операции:
контроль готовности оборудования;
контроль наличия сырья и материалов;
контроль наличия тары для готовой про-
дукции (полуфабрикатов);
контроль готовности прочих элементов
процесса.
Пусковые операции:
включение (пуск);
31
выполнение последовательности пуско-
вых операций.
Сбор данных:
измерение (определение количественных
значений величин);
определение положения, состояния;
опрос источников информации;
передача данных.
Накопление и обзор данных:
фиксация, запоминание данных;
регистрация;
сигнализация;
индикация;
определение отклонений от нормы.
Анализ ситуации:
выделение главных в данный момент
фактов.
Подготовка и принятие решений:
грубый выбор возможных решений;
принятие решения (окончательный вы-
бор).
Реализация решений (регулирование
и управление):
регулирование позиционное (включение
исполнительных механизмов и выключе-
ние, открытие и закрытие регулирующих
органов);
регулирование сложное (перемещение ис-
полнительных механизмов по заданным
законам регулирования).
Операции по останову:
выключение (останов);
выполнение последовательности опера-
ций по останову.
Заключительные операции:
контроль выполнения всех операций по
останову;
сдача продукции, материалов и полуфаб-
рикатов, тары;
подготовка к передаче рабочего места;
контроль фиксаций выработки.
Получение информации от руководства
и смежников:
получение запросов, претензий и требова-
ний от смежников;
получение указаний, запросов и рекомен-
даций от руководства;
получение заданий;
регистрация полученных данных.
Подготовка информации длй передачи ру-
ководству и смежникам:
подготовка и передача ответов;
анализ претензий;
анализ указаний;
подготовка и передача запросов смежни-
кам и руководству;
подготовка данных для руководства;
подготовка данных для смежников.
Перечень операций не претендует на пол-
ноту. В управлении конкретными процессами
может использоваться только часть перечис-
ленных операций. Перечень операций реко-
мендуется к использованию при написании
технологических карт управления (табл.
ХХ.2).
7.	Параметры технологических
процессов
Управление осуществляется на основании
получаемой информации. Состояние техно-
логических объектов находит отражение
в особом виде информации — параметрах*
Параметр в технике — величина, характе-
ризующая какое-либо свойство процесса,
явления, системы, технического устройства.
Параметры можно классифицировать по
многим признакам (рис. II.7).
Параметры, характеризующие принад-
лежность процессов к основным областям
науки — физике, химии, биологии и т. д., под-
разделяются соответственно на физические,
химические, биологические и т. д.
По качественно-количественному призна-
ку параметры можно разделить на две кате-
гории: качественные, выраженные понятиями
цвета, вкуса, запаха или логическими заклю-
чениями, и количественные, выраженные
в числовой форме.
Качественные параметры, оцениваемые,
как правило, органолептическим путем,
имеют субъективный характер и не всегда
могут быть получены с помощью техниче-
ских средств. Логические заключения исполь-
зуют при контроле качества изделий в ходе
технологического процесса. Возможны за-
ключения вида «годен» или «негоден»; «ниже
нормы», «норма» и «выше нормы»; заключе-
ния для контроля аварийной ситуации и т. п.
Количественные параметры получают
в результате измерения, дающего непосред-
ственную числовую характеристику. Так как
практически все измерения, связанные с зада-
чами контроля технологических процессов,
представляют собой измерение меняющихся
во времени физических величин, то измере-
ние параметров сводится к измерению физи-
ческих величин (см. п. 2 гл. XV).
Некоторые качественные параметры мож-
но привести к количественным путем их из-
мерения. Например, применение цветомеров
может дать количественную оценку по цвету.
Логические заключения могут быть обрабо-
таны устройствами автоматики и вычисли-
тельной техники.
32
Параметры технологических процессов
Рис. II.7. Классификационные признаки параметров технологических процессов
По характеру физических величин пара-
метры можно в свою очередь классифициро-
вать по ряду признаков, как показано на
рис. II.8.
По характеру измерений параметры мож-
но также подразделить в соответствии
с классификацией, приведенной на рис. II.9.
По характеру измерительных сигналов
параметры можно классифицировать в со-
ответствии с классификацией измерительных
сигналов. Под сигналом в общем случае по-
нимают материальный носитель информа-
ции. Измерительный сигнал несет информа-
цию в виде отражения физического процесса
либо представляет собой кодовый или дис-
кретный сигнал. Поэтому параметры техно-
логического процесса как отражение свойств
этого процесса определяются измерительны-
ми сигналами, несущими информацию
о процессе. На рис. 11.10 показана системати-
зация параметров по характеру измери-
тельных сигналов.
По характеру квантования параметры
классифицируются на непрерывные и кванто-
ванные по уровню. Непрерывный параметр
может иметь в заданном диапазоне беско-
нечно большое число значений (например,
ток, температура, длина и т. д.). Кванто-
ванный параметр характеризуется величи-
ной, имеющей в заданном диапазоне ограни-
ченное число значений (например, малый
электрический заряд, определяемый заряда-
ми электронов, и т. п.).
Основание деления
По видам явлений
По наличию размер-
ности
По принадлежности к
различным группам
физических процессов
По степени условной
независимости о г дру-
гих величин данной
группы
Рис. 11.8. Классификация параметров по характеру физических величин
2 п/р Смилянского Г. Л.
33
Основание деления
По мерности
По наличию размер-
ности
По наличию предва-
рительного преобра-
зования
По характеру уравне-
ний измерения
По соотношению
между числом п из-
меряемых величин и
числом т уравнений
измерения
По способу осущест-
вления избыточности
Рис. II.9. Классификация параметров по характеру
измерений
По характеру дискретизации параметры
подразделяются на непрерывные и преры-
вистые или дискретизированные во времени
или в пространстве. Непрерывные пара-
метры (аналоговые) характеризуют «физиче-
ский процесс, непрерывный во времени или
пространстве. Дискретизированные пара-
метры определяют физический процесс толь-
ко в определенные моменты времени или
в определенных точках пространства (напри-
мер, импульсы электрического тока, совокуп-
ность электрических зарядов, расположенных
в отдельных точках поверхности диэлектри-
ка, и т. п.).
34
По цели извлечения информации пара-
метры можно классифицировать на пять ка-
тегорий: управления, идентификации, изме-
рения, контроля и счета. Управляющие пара-
метры необходимы для восприятия инфор-
мации и реализации соответствующих дей-
ствий. Идентифицирующие параметры ис-
пользуются для «опознания» физического
объекта или процесса и отнесения его к тому
или иному классу. Контролирующие пара-
метры определяют соответствие между со-
стояниями рбъекта и заранее заданной нор-
мой. Счетные параметры определяют число-
вое значение качественно однотипных объек-
тов в данной совокупности.
По отношению к технологическому про-
цессу параметры подразделяются на
входные, промежуточные и выходные.
Входные параметры характеризуют качество
и количество исходных продуктов (сырье или
полуфабрикат), данные лабораторных испы-
таний, показания аналитических приборов
и т. п. Промежуточные параметры отражают
ход технологического процесса в промежу-
точных звеньях технологической цепочки.
Выходные параметры характеризуют обоб-
щенные технико-экономические показатели,
которыми оценивают качество и экономиче-
скую эффективность работы объектов и про-
цессов.
По информативному признаку параметры
подразделяются на информативные и неин-
формативные. Информативные пара-
метры — параметры процесса, являющиеся
измеряемыми физическими величинами либо
функционально связанными с измеряемыми
или7 воспроизводимыми величинами. Неин-
формативные параметры — параметры, не
связанные функционально с измеряемой ве-
личиной. Однако неинформативные пара-
метры могут оказывать воздействие на сред-
ство измерений, вызывающее изменение его
показаний.
По возможности- контроля параметры
можно классифицировать на контроли-
руемые и неконтролируемые, причем первые
определяются показаниями аналитических
приборов, операциями учета и др. Неконтро-
лируемые параметры характеризуются влия-
ниями случайных процессов — флуктуаций
характеристик материала, изменениями
окружающей среды, влияниями износа и ста-
рения оборудования, явлениями наводок
и т. д.
По направлению управления параметры
подразделяются на управляемые и упра-
вляющие. Управляемые параметры характе-
ризуют состояние технологического процес-
са, который подвергается управлению. Упра-
Основание деления
Природа сигналов
Изменение во времени
Случайность
Сложность или стаци-
онарность
Периодичность
Законы распределения
Рис. 11.10. Классификация параметров по видам измерительных сигналов
вляющие параметры определяют воздей-
ствия, с помощью которых поддерживается
заданный технологический режим процесса,
изменения состояний агрегатов и техниче-
ских средств и т. п.
По степени локализации параметры клас-
сифицируются на сосредоточенные и распре-
деленные. Сосредоточенные параметры ха-
рактеризуют состояние локальных участков
процесса, например нагрузку на балку на
малом участке по сравнению с длиной бал-
ки. Распределенные параметры определяют
физические величины, распределенные в про-
странстве, например, распределенная емкость
линии электропередачи и т. п.
8.	Технико-экономические
показатели
Для управления, кроме параметров, необ-
ходимы обобщенные показатели состояния
управляемых объектов. К таким показателям
относятся, например, различные оценки,
2*
в том числе стимулирующие оценки. Выби-
рая определенные характеристики в качестве
критериев качества работы персонала, систе-
ма управления стимулирует работу персона-
ла, направляет ее по определенному руслу,
добивается выполнения заранее заданных ус-
ловий. Оценки могут определять граничные
условия выплаты премии или влиять на раз-
мер премии. Оценки необходимы также для
выполнения других функций управления —
планирования, учета, контроля. Такие пока-
затели называются технико-экономическими
(ТЭП).
Технико-экономические показатели — си-
стема измерителей, характеризующая мате-
риально-производственную базу предприя-
тий и комплексное использование ресурсов
(например, производительность, себестои-
мость, точность, выход продукции и др.).
ТЭП применяют для планирования и ана-
лиза организации производства и труда,
уровня техники, качества продукции; исполь-
35
зования основных и оборотных фондов, тру-
довых ресурсов; они являются основой при
разработке техпромфинплана предприятия,
установления прогрессивных норм и норма-
тивов.
Имеются ТЭП общие (единые) для всех
предприятий и специфические (для отраслей).
К общим ТЭП относятся, например, коэффи-
циент энерговооруженности труда, коэффи-
циент электровооруженности труда, уровень
механизации и специализации производства.
В качестве показателей организационного
и технического уровня производства можно
назвать серийность изготавливаемой продук-
ции,* наличие автоматического и специализи-
рованного оборудования, долю стандартных,
унифицированных узлов и др.
В качестве примера специфических ТЭП
можно привести ТЭП использования до-
менных печей: уровень использования про-
изводственных мощностей, коэффициент ис-
пользования полезного объема доменных
печей в номинальные сутки, показатель ис-
пользования сталеплавильных агрегатов,
а для мартеновских печей, кроме того, съем
стали с 1м2 пода печей в календарные
сутки.
Четкая система ТЭП по отраслям про-
мышленности в сочетании с правильной ме-
тодикой их исчисления позволяет проводить
систематическое сравнение технического
и организационного уровня предприятий,
выявлять внутрипроизводственные резервы
и улучшать разработку текущих и перспек-
тивных планов.
Для оценки технико-экономического
уровня производства и выпускаемой продук-
ции может служить следующая система об-
щих показателей:
доля продукции, ТЭП которой превосхо-
дят или соответствуют высшим достиже-
ниям отечественной и зарубежной науки
и техники;
удельный вес продукции, морально уста-
ревшей и подлежащей модернизации или
снятию с производства;
удельный вес продукции, осваиваемой
производством впервые в СССР, выпускае-
мой до трех лет включительно;
степень автоматизации и механизации
труда (число рабочих, выполняющих работу
полностью механизированным способом;
число рабочих* переводимых в планируемом
периоде с ручного труда на механизируемый
или автоматизируемый труд в основном
и вспомогательном производстве);,
абсолютное и относительное уменьшение
численности работников;
36
снижение себестоимости и рост произво-
дительности труда за счет повышения техни-
ческого уровня производства.
Специфические показатели технико-эконо-
мического уровня характеризуют следую-
щее:
качественные и структурные изменения
выпускаемой продукции (например, средняя
марка цемента);
уровень технической базы в отрасли и ис-
пользование оборудования (например, коэф-
фициент использования полезного объема
доменных печей);
материалоемкость производства (напри-
мер, расход условного топлива на 1 кВт- ч от-
пущенной энергии);
производительность труда в натуральном
выражении (например, добыча нефти, газа,
угля на одного рабочего);
объемы производств продукции с приме-
нением важнейших эффективных технологи-
ческих процессов и прогрессивного оборудо-
вания (например, выплавка стали непрерыв-
ным способом).
При разработке общесоюзного классифи-
катора технико-экономической информации
технико-экономические показатели пони-
маются достаточно широко [7]. Они охваты-
вают население, трудовые ресурсы, про-
изводство продукции, основные фонды, де-
нежные средства, информацию, структуру
и т. д. (см. гл. IX).
9.	Технология управления
Процесс управления так же, как и про-
изводственный процесс, можно расчленять
на отдельные операции, фазы, этапы. Управ-
ление так же, как и* производственный про»
цесс, поддается формализации и может быть
описано различными способами.
В качестве документа, содержащего опи-
сание управления технологическим процес-
сом, рекомендуется использовать технологи-
ческую карту управления. Такая карта (см.
табл. XX. 2) должна содержать описание ин-
формации, используемой для управления,
перечень ситуаций и их суть, перечень реше-
ний, принимаемых оператором, технологом
или диспетчером, последовательность про-
цесса управления. Карта может включать
также ряд справочных данных (к кому обра-
щаться в случае 4 необходимости, куда зво-
нить, какое время выделяется на это и т. п.).
Технологическая карта процесса управле-
ния может быть краткой или подробно
разработанной с учетом многих возможных
ситуаций. Однако объем ее не должен быть
весьма большим, так как это затруднит опе-
ративное использование.
10.	Сложность управления
Сложность структуры любого объекта
определяется числом элементов и связей ме-
жду ними.
Число элементов на предприятии можно
оценить численностью персонала, номенкла-
турой средств труда, предметов труда, гото-
вой продукции и т. п.
Число связей можно примерно оценить
количеством информации, используемой для
управления. Число связей зависит от числа
элементов, и количество информации также
от него зависит.
Современное производство — сложная си-
стема, состоящая из тысяч элементов и свя-
зей. В машиностроении и приборостроении
сложность объекта управления определяется
числом входных управляющих воздействий,
уровнем средств технологического оснаще-
ния, числом контролируемых параметров
технологического процесса и другими факто-
рами. Усложнение производства требует ус-
ложнения управления, иначе управление не
будет учитывать всей сложности производ-
ства и не обеспечит качества управления.,
Управление производством, как процесс,
включает в себя элемент «борьбы» со слож-
ностью производства. «Борьба» эта основана
на естественном стремлении управленческого
персонала упростить и упорядочить свою
работу.
Сложности производства система управ-
ления противопоставляет два основных на-
правления своей деятельности:
упрощение производства;
совершенствование, в определенной мере
усложнение управления.
Второе направление предусматривает
рост численности аппарата управления, со-
вершенствование его структуры, организа-
ции, подготовки, использования совре-
менных методов управления и технических
средств.
Совершенствование структуры и органи-
зации управления, использование совре-
менных методов — это наиболее эконо-
мичные способы совершенствования упра-
вления, и ими стоит заниматься в первую
очередь.
И производство, и управляющая система
имеют две тенденции: усложнения и упроще-
ния.
Непосредственной причиной усложнения
производства являются развитие науки
и техники и возрастающие потребности об-
щества.
Усложнение производства косвенно сти-
мулируется вышестоящими организацйями
посредством планов, стимулирующих оценок
(категорийности), цен, премиальных систем
и т. д. Огимулирование направлено на рост
производства, создание новых видов продук-
ции и освоение более сложных технологиче-
ских процессов.
В результате усложнения производства
усложняется и управление им. Уменьшить
сложность производства стремится весь пер-
сонал предприятия, начиная от стадии пла-
нирования освоения йовой продукции и про-
должая на веек стадиях производства и
в течение всего времени, пока продукция
производится.
На стадий планирования освоения новой
продукции предприятие осуществляет кон-
троль за степенью подготовленности доку-
ментации, технологичностью, экономич-
ностью нового изделия, осуществляет, по
возможности, отбор лучших изделий — вся-
чески стремится снизить увеличивающуюся
сложность производства.
В процессе подготовки производства
уменьшить сложность стремятся конструк-
торы и технологи. Их деятельность напра-
влена на использование имеющихся деталей
и узлов, процессов, оборудования и оснастки,
имеющегося персонала и т. д.
Вся деятельность по снижению сложно-
сти стимулируется. «Призом» является,
с одной стороны, уменьшение объема работ,
разгрузка персонала, а с другой стороны, ма-
териальное поощрение за хорошие показате-
ли, которые легче достигаются при снижении
сложности, за рационализаторские предло-
жения, снижающие сложность, и др.
Снижение сложности производства кос-
венно стимулируется и вышестоящими орга-
низациями посредством планируемых пока-
зателей работы предприятия. Упрощение
производства всегда улучшает эти показа-
тели.
Усложнение системы управления обусло-
вливается усложнением производства
и внешних связей, стремлением управленче-
ского персонала упростить и облегчить свою
работу, повысить качество управления. Этой
тенденции в определенной мере содействуют
производственный персонал предприятия,
так как высокое качество управления облег-
чает его работу, и вышестоящие организа-
ции, заинтересованные в хорошей работе
предприятия.
Упрощение системы управления регла-
ментируется вышестоящими организациями,
37
устанавливающими задания на удешевление
аппарата управления.
Можно считать, что снижение сложности.
обеспечивает технический прогресс про-
изводства, его экономические показатели
и производство необходимой прибавочной
стоимости.
Одним из проявлений сложности являет-
ся то, что один человек не может охватить
все стороны сложного явления. Для этого
необходима группа людей, каждому из кото-
рой выделяется определенная часть работы.
При этом возникает проблема декомпозиции
(разделения на части): Декомпозицию можно
рассматривать как один из современных ме-
тодов совершенствования структуры и орга-
низации управления, возникшей в результате
стремления уменьшить сложность.
Глава III
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ
УПРАВЛЕНИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ
ПРОЦЕССАМИ
1.	Основная терминология
Механизация производственного процес-
са — замена физического труда человека ра-
ботой механизмов, получающих энергию от
какого-либо источника.
Автоматизация производственного процес-
са — замена физического труда человека, зат-
рачиваемого на управление механизмами и
машинами, работой специальных устройств,
обеспечивающих это управление (регулирова-
ние различных параметров, получение задан-
ной производительности и качества продукта
без вмешательства человека и т» п.). V
Автоматизация управления — замена физи-
ческого и умственного труда человека, затра-
чиваемого на управление, работой техниче-
ских средств, обеспечивающих выполнение
определенных управленческих работ с задан-
ной производительностью и качеством без
вмешательства человека, за которым
остаются только функции наблюдения
и подготовки технических средств к работе.
При автоматизации управления про-
изводственным процессом работа техниче-
ских средств управления обеспечивает авто-
матический сбор и обработку данных
о состоянии процесса, воздействие на про-
цесс через исполнительные механизмы, вы-
вод данных оператору или выполнение части
этих функций.
Автоматизированная система — понятие,
имеющее двойной смысл. С одной стороны,
под автоматизированной системой пони-
мается организационная система, использую-
щая технические средства. С другой стороны,
понятие используется для пояснения совер-
шенства технической системы управления
(см. автоматизированная система управления
и автоматическая система управления).
В автоматизированной системе, в отличие
от автоматической, технические средства не
обеспечивают полной автоматизации, и для
успешного функционирования системы необ-
ходим труд людей — операторов, диспетче-
ров и др.
Главное отличие автоматизированной си-
стемы от автоматической — отсутствие замк-
нутой цепочки управления и автоматических
исполнительных механизмов.
Техническая система управления — сово-
купность технических средств, имеющих ме-
жду собой электрические, пневматические,
гидравлические или иные информационные
связи, а также независимые средства
оргатехники, используемые для управления
производственными или другими процесса-
ми по правилам и методике, предусмотрен-
ной в соответствующей организационной си-
стеме управления. Техническая система упра-
вления может предназначаться для управле-
ния производственными процессами, упра-
вления участками, цехами, производствами,
предприятиями и т. д.
Автоматизированная система управления
(производством или технологическим про-
цессом) — разновидность систем управления,
включающая технические средства, которые
обеспечивают замену физического и умствен-
ного труда человека работой машин для
сбора, переработки и вывода информации,
требующих, однако, затрат труда операто-
ров для своего обслуживания и выполнения
отдельных функций управления. Для автома-
тизированных систем управления харак-
терны значительные затраты труда на сбор,
обработку и вывод информации, несмотря
на использование технических средств.
Такие системы необходимы, например,
в том случае» если часть первичной информа-
ции не может быть получена и введена в тех-
нические средства или системы автоматиче-
ски без участия человека, или если автомати-
ческое управление с помощью технических
средств невозможно, или если это можно
сделать, но ценой неоправданно больших за-
трат или неоправданного усложнения техни-
ческих средств.
38
Автоматизированные системы управле-
ния могут быть информационными и инфор-
мационно-советующими. Последние отли-
чаются тем, что предлагают оператору про-
екты готовых решений, рекомендации. На-
пример, «Советчик мастера» — система, авто-
матически собирающая информацию о со-
стоянии производственного процесса, обра-
батывающая эту информацию и выдающая
решения в виде рекомендаций. Система «за-
мыкается» человеком, который принимает
окончательное решение и реализует его. Та-
кие системы считаются разомкнутыми, хо-
тя цепь воздействий «замыкается» чело-
веком.
Системы с замкнутой цепью воздействий
используют принцип обратной связи (данные
о результатах управления) (см. ГОСТ
20919-75).
Автоматическая система управления —
разновидность систем управления, включаю-
щая технические средства, которые обеспечи-
вают автоматический сбор, обработку ин-
формации, в том числе принятие решения
и реализацию принятого решения. Затраты
труда человека необходимы только для кон-
троля функционирования и обслуживания си-
стемы. Автоматическая система управления
состоит из управляемого объекта я автома-
тического управляющего устройства, взаи-
модействующих между собой. Объектов
и управляющих устройств в системе может
быть несколько.
Применение самых совершенных техниче-
ских средств не определяет полностью сте-
пени совершенства системы. Она в значи-
тельной мере зависит от идей, заложенных
в организационной части системы (например,
будет ли система адаптивной, обучающейся).
Автоматические системы управления широко
применяют в военном деле, например для
управления огнем, полетом ракет и самоле-
тов (автопилот), наведением орудий, движе-
нием подводных лодок; в атомной энергети-
ке, например, при управлении режимами
работы атомных котлов; в отраслях промы-
шленности с непрерывными процессами про-
изводства; например, для управления про-
цессами производства аммиака, метанола,
плавки металла.
При внедрении автоматическая система
управления технологическим процессом обы-
чно используется вначале как автоматизиро-
ванная система, работающая в информа-
ционном режиме, а после накопления опыта,
проверки надежности системы и т. п. перево-
дится в автоматический режим.
Непрерывные системы (аналоговые) — си-
стемы, в которых входные сигналы дей-
ствуют непрерывно в течение всего времени
работы системы.
Дискретные (импульсные) системы — с
прерывистым воздействием сигнала на вхо-
де,
2.	Понятие об автоматизации
управления производством
Научно-технический прогресс приводит
к росту размеров предприятий, усложнению
технологических процессов, увеличению ско-
ростей передвижения и скоростей выполне-
ния технологических операций, увеличению
мощности отдельных агрегатов и т. д. В ма-
териальном производстве это означает уве-
личение выпуска продукции в единицу вре-
мени, т. е. рост скорости производства. Если
«скорость» управления при этом постоянна,
то качество управления падает, ибо управле-
ние как бы «не успевает» за производством.
Таким образом, научно-технический прогресс
создает факторы, направленные на снижение
качества управления (см. гл. II).
Одновременно научно-технический про-
гресс создает предпосылки для повышения
качества управления за счет использования
вычислительной техники, математических
методов, теории управления и автоматиза-
ции управления. Все это концентрируется,
находит конкретную реализацию в автома-
тизированных системах управления (АСУ).
Управление в простейшей форме заклю-
чается в сборе информации (данных о ходе
технологического процесса), ее переработке
и выводе управляющей информации для из-
менения хода процесса. Этот цикл происхо-
дит периодически или непрерывно и может
осуществляться с помощью автоматизиро-
ванной системы управления, которая выпол-
няет все или некоторые из перечисленных
операций.
В схеме, представленной на рис. III. 1, вы-
бор оптимального хода технологического
процесса обеспечивается АСУ ТП. Обратная
связь проявляется в том, что изменения со-
стояния процесса, возникшие в результате
управляющих воздействий со стороны АСУ
ТП и внешних случайных воздействий, в ви-
де данных о ходе процесса снова поступают
в АСУ ТП.
Зависимости от времени t количества ин-
формации А о состоянии производства, со-
бираемой по каналам обратной связи, и ко-
личества управляющей информации Б, пере-
даваемой по каналам прямой связи, при
строгой периодичности сбора данных по-
казывают наличие многих циклов управле-
39
Технологический процесс
__Автоматизированная система управлени*
технологическим процессом (АСУ ТП)
Данные
о ходе
процесса
Советы и
управляющие
команды
Рис. II 1.2. Временные циклы управления
Рис. III. 1. Схема автоматизированного управления
технологическим процессом
ния с длительностью q, t2, t3 и т. д.
(рис. III.2). А периодическая информация,
циркулирующая на каждом производстве, ус-
ловно не показана.
Практически на каждом производстве
имеются годичные, квартальные, месячные,
декадные (или недельные), суточные (или
сменные) циклы управления. Более короткие
внутрисменные циклы в значительной мере
зависят от характера и объема производства.
Например, может быть минутный, 15-ми-
нутный, часовой, сменный и т. д. циклы.
Назовем наиболее короткий цикл управ-
ления с длительностью tx основным (см. п. 1
гл. II).
Информация, собираемая в основном и
в близком к нему циклах, кроме данных опе-
ративного учета, отвечающих на вопрос «что
сделано?», содержит данные о состоянии
процесса и аварийные сигналы, отвечающие
на вопросы «что делается?», «что не делает-
ся?», «что делается плохо?», «как протекает
процесс?» и т. п.
Данные оперативного учета используют-
ся для оперативного управления и по-
лностью накапливаются для бухгалтерского
и статистического учета.
Данные о состоянии производства и ава-
рийные сигналы применяется при оператив-
ном управлении и частично накапливаются
для статистических расчетов и анализа. Зна-
чительная часть этих .данных может соби-
раться в виде отклонений от плана, нормы,
задания.
Данные оперативного учета используют-
ся также при оперативном планировании.
Качество управления (см. п. 1 гл. II) опре-
деляется тремя основными факторами: вы-
бором эффективного решения, своевремен-
ностью его принятия и возможностью ре-
ализации этого решения.
Чем выше качество управления производ-
ством, тем меньше производственных потерь
40
и выше результаты работы предприятия. Ес-
ли процессы производства непрерывно со-
вершенствуются, а процесс управления про-
изводством одновременно с этим не модер-
низируется, то качество управления будет
падать.
Для высокого качества управления про-
изводством необходимо вовремя Получать
информацию о протекании производственно-
го процесса, перерабатывать ее и реализо-
вывать принятое решение.
Основным путем повышения качества
управления является автоматизация управле-
ния производством, при которой перечис-
ленные задачи решаются средствами вычис-
лительной техники.
Приведем пример высокого качества
управления. При реализации билетов на
самолеты используются автоматизиро-
ванные информационные системы, хранящие
данные о свободных местах на все рейсы. По
запросам пассажиров, вводимым в систему
кассирами, система сообщает сведения о на-
личии мест и учитывает реализацию биле-
тов. Это позволяет снизить число свободных
мест в самолетах, своевременно вводить ре-
зервные рейсы.
Сложность управления технологическим
процессом определяется суммарными пото-
ками информации, которые выявляются
в процессе тщательного изучения и анализа,
сложностью их обработки и использования
результатов. Эти потоки определяют число
датчиков, устанавливаемых в АСУ ТП,
и устройств вывода информации, алгоритмы
обработки информации, объемы памяти
ЭВМ.
Стоимость управления является одним из
важных показателей управления. Быстродей-
ствующие машины для переработки инфор-
мации, как правило, дорогие. Это обстоя-
тельство привело к тому, что обработка
деловой информации на предприятиях цен-
Рис. Ш.З. Структурная схема автоматизированного
управления технологическим процессом
трализуется в нескольких пунктах. Машины
для обработки информации обычно группи-
руют и образуют из них специальные под-
разделения (машиносчетные станции, вычис-
лительные центры или информационно-вы-
числительные центры) в зависимости от
комплектности машин и видов работ. Поэто-
му возникает задача быстрого сбора инфор-
мации для вычислительного центра и пере-
дачи обработанной информации потребите-
лям.
В управлении технологическим процессом
проблема стоимости вычислительной техни-
ки находит свое решение в использовании
сравнительно дешевых специализированных
машин, в обслуживании одной ЭВМ не-
скольких процессов, в использовании мини-
и микромашин. Возникает возможность де-
централизации обработки информации. Для
удешевления обслуживания желательно раз-
мещать машины, особенно большие, центра-
лизованно, однако это приводит к другим
нежелательным последствиям — росту затрат
на сбор информации, обеспечению надежно-
сти и др. Система управления технологиче-
ским процессом независимо от размещения
ЭВМ должна обеспечить получение инфор-
мации, передачу ее в систему обработки
данных, обработку (систематизацию, сорти-
ровку, сопоставление данных, вычисления)
и выдачу команд, управляющих ходом про-
изводства и обеспечивающих строгую регла-
ментацию протекающих процессов (явлений),
печатных документов, информационных со-
общений и советов (рис. Ш.З).
В автоматизированной системе управле-
ния сбор, переработка и вывод информации
осуществляются автоматически или автома-
тизированно. При обработке информации
для анализа обстановки, кроме текущих
данных о состоянии производственного про-
цесса, используют также нормативные
данные, плановые данные и математическое
описание («модель») производства (см.
гл. XII).
Управление с автоматическими органами
управления образует автоматическую систе-
му с замкнутой цепью воздействий (с обрат-
ной связью). Разработка и внедрение такой
системы возможны лишь при наличии боль-
шого опыта эксплуатации разомкнутых си-
стем (с разомкнутой цепью воздействий), где
в качестве органов управления используется
человек или группа людей, которые полу-
чают данные о создавшейся производствен-
ной ситуации, обработанные машиной, реко-
мендации и советы машины и на основании
своего опыта и знания производства прини-
мают решение и добиваются его выполне-
ния.
Уровни автоматизации управления обычно
совпадают с принятыми уровнями управле-
ния.
На предприятиях ряда отраслей промыш-
ленности различают три уровня в общей
схеме автоматизированного управления пред-
приятием (рис. III.4):
автоматизация управления технологиче-»
скими процессами;
автоматизация управления на уровне про-
изводств;
автоматизация управления на уровне
предприятия.
41
Ступени авто-
матизации
Элементы структуры предприятия
Средства
автоматизации
Верхняя
Средняя
Нижняя
Управление
производ-
ством
Технологи-
ческий
процесс
Рис. II 1.4. Структурная схема автоматики промыш-
ленного предприятия
На нижней ступени решаются техниче-
ские задачи: соблюдение технологических ре-
жимов, правил эксплуатации оборудования
и техники безопасности. Автоматизация на
этой ступени обеспечивает в основном стаби-
лизацию параметров, постоянную или опти-
мальную в данных условиях производитель-
ность агрегатов. На этой ступени применяют
локальные системы стабилизации и регули-
рования параметров, поисковую автоматику,
некоторые элементы.вычислительной техни-
ки, а также автоматическую сигнализацию,
блокировку, регистрацию и т. п.
На средней ступени определяется эконо-
мически обоснованное распределение нагру-
зок между цехами и агрегатами, опти-
мальный режим технологического процесса,
а также вырабатываются и передаются
команды управления системам автоматиза-
ции нижней ступени. Для этого используют
системы централизованного сбора инфор-
мации и вычислительные машины для
анализа деятельности производств и вы-
работки заданий системам автоматизации
первой ступени.
На верхней ступени решаются техниче-
ские и в основном экономические задачи.
Планируется производство отдельных цехов
и участков, выполняются учетные работы,
осуществляется управление транспортом,
складами, энергоресурсами, определяются
показатели для оперативного управления,
которые передаются в соответствующие си-
стемы автоматизации средней ступени. Здесь
применяют системы сбора информации о ра-
боте основных и вспомогательных про-
изводств и вычислительные машины для
анализа деятельности всего предприятия,
планирования, учета, оперативного управле-
ния и выдачи необходимой отчетной доку-
ментации.
В замкнутых системах, кроме того, вы-
даются управляющие сигналы для заданий
планов и режимов работы отдельным про-
изводствам.
Автоматизация управления на уровне
средней и верхней ступеней базируется в ос-
новном на средствах автоматики и примене-
нии информационных и электронных вычис-
лительных машин.
По мере развития техники централизо-
ванных систем контроля и управления ло-
кальные системы могут быть заменены цен-
42
трал изо ванны ми, что сократит затраты на
автоматизацию.
Решение вопросов автоматизации на
уровне всех трех ступеней является, по суще-
ству, решением вопросов комплексной авто-
матизации производств.
В некоторых отраслях промышленности
(машиностроении, приборостроении, метал-
лургии, строительной индустрии) могут ока-
заться две — пять ступеней автоматизации.
Две ступени следует рассматривать для не-
больших предприятий, простых (с точки зре-
ния управления) производств, бесцеховых
предприятий. В этом случае нижняя сту-
пень — автоматизация технологического про-
цесса, верхняя ступень — автоматизация
управления предприятием.
При трех-четырехступенчатой автомати-
зации управления информацию целесообраз-
но собирать централизованно, обрабатывать
ее, а затем выводить на разные ступени
управления. При этом упрощаются системы
сбора информации и затраты на обработку
информации. Одновременно улучшается ис-
пользование вычислительной техники.
Место АСУ ТП в общей структуре авто-
матики промышленного предприятия пока-
зано на рис. III.4. Обычно АСУ ТП находит-
ся на нижней ступени автоматизации, однако
может в зависимости от обстоятельств ох-
ватывать среднюю и высшую ступени упра-
вления, но не подменяя АСУП.
3.	Основные принципы автоматизации
управления технологическим
процессом
Автоматизация управления основывается
на принципах организации управления без
автоматизации и частично или полностью
использует основные принципы организации
производственного процесса [2]. Эта группа
принципов отвечает на вопрос: «Как упра-
влять?»
В условиях автоматизированного упра-
вления производством действуют также спе-
цифические принципы, определяющие орга-
низацию и функционирование АСУ (рис.
III.5). Эта группа принципов отвечает на во-
прос: «Как организовать автоматизирован-
ное управление?»
Автоматизация управления стала воз-
можной благодаря наличию современных
технических средств, математического и ор-
ганизационного обеспечения, а также благо-
даря экономичности автоматизации упра-
вленческих процессов и гибкости производ-
ственной информации. Это позволяет выде-
лить группу принципов, определяющих воз-
можность создания АСУ — основы автома-
тизированного управления. Эта группа прин-
ципов отвечает на вопрос: «На чем основано
автоматизированное управление?»
Процессы создания АСУ — от проектиро-
вания до внедрения — характерны наличием
своих собственных принципов. Эта группа
принципов отвечает на вопрос: «Как созда-
вать автоматизированное управление?»
Первая и вторая группы принципов опи-
саны в литературе [2, 514] и кратко изло-
жены в настоящем разделе. Третья группа
принципов рассматривается во многих гла-
вах настоящего Справочника (см. гл. III —
XXII). Четвертая группа описана в гл.
XXIII-XXVII.
Принципы организации производственного
процесса (первая группа). В основе организа-
ции производственного процесса на каждом
предприятии, в любом его цехе лежит рацио-
нальное сочетание в пространстве и во вре-
мени всех основных, вспомогательных и об-
служивающих процессов.
Особенности и методы этого сочетания
различны в разных производственных усло-
виях, однако есть и общие принципы. Они
исходят' из экономических законов социализ-
ма и, в частности, пропорционального разви-
тия народного хозяйства.
Принцип специализации. Специализация
представляет собой форму общественного
разделения труда, которая, развиваясь пла-
номерно в социалистическом народном хо-
зяйстве, обусловливает выделение и обосо-
бление отраслей, предприятий, цехов, участ-
ков, линий и т. д., изготавливающих опреде-
ленную продукцию или выполняющих опре-
деленные процессы. Уровень специализации
предприятий и подразделений определяется
сочетанием двух основных факторов — объе-
мом производства и трудоемкостью продук-
ции. На специализацию в значительной сте-
пени влияет стандартизация и нормализация,
которые могут повысить масштабы / про-
изводства однородной продукции. Специали-
зация в целом отличается большой экономи-
ческой эффективностью.
Соблюдение принципа специализации со-
стоит в закреплении за каждым производ-
ственным подразделением, за каждым участ-
ком, вплоть до рабочего места, ограничен-
ной номенклатуры работ, минимально воз-
можного числа различных операций.
Принцип пропорциональности. Все про-
изводственные подразделения основных
и вспомогательных цехов обслуживающих
хозяйств, участков, линий, группы оборудо-
вания и рабочие места должны иметь про-
43
Рис. 111.5. Принципы автоматизации управления
порциональную производительность в еди-
ницу времени.
Пропорциональные производственные
возможности позволяют при полном исполь-
зовании оборудования и площадей обеспе-
чить равномерный выпуск комплектной про-
дукции.
Несоблюдение принципа пропорциональ-
ности приводит к появлению «узких мест»
и диспропорций, когда объем продукции или
услуг тех или иных подразделений оказы-
вается недостаточным для выполнения про-
изводственных заданий и тормозит дальней-
шее развитие производства.
Принцип параллельности. Параллельное
(одновременное) выполнение отдельных ча-
стей производственного процесса, этапов,
фаз, операций расширяет фронт работ и рез-
ко сокращает длительность производствен-
ного цикла. Параллельность проявляется во
многих формах — в структуре технологиче-
ских операций, в совмещении основных
и вспомогательных операций, в одновремен-
ном выполнении нескольких технологических
операций и т. п.
Принцип прямоточности. Изделие, изго-
тавливаемое предприятием, в процессе про-
изводства следует пропускать по всем фазам
и операциям производственного процес-
са — от запуска исходного материала до вы-
хода готовой продукции по кратчайшему
пути без встречных и возвратных дви-
жений.
Соблюдение этого принципа реализуется
в расположении зданий, сооружений, цехов,
станков и в построении технологического
процесса. Вспомогательные подразделения
и склады размещаются возможно ближе
к обслуживаемым ими основным цехам.
Принцип непрерывности. Перерывы в про-
изводстве необходимо устранять или умень-
шать. Это относится ко всем перерывам,
в том числе внутриоперационным, междуо-
перационным, внутрисменным, между-
сменным. Машины или системы машин тем
совершеннее, чем выше степень непрерывно-
сти их рабочего процесса. Организация про-
изводственного процесса тем совершеннее,
чем выше степень достигнутой в нем не-
прерывности.
Принцип ритмичности. Производ-
ственный процесс должен быть так органи-
зован, чтобы в равные интервалы времени
выпускались равные или возрастающие ко-
личества продукции и через эти интервалы
времени повторились все фазы и операции
процесса.
Различают ритм запуска (в начале про-
цесса), операционный ритм (промежуточный)
и ритм выпуска продукции. Ведущим рит-
мом является последний.
На многономенклатурных производствах,
производствах с эпизодически изготовляемы-
ми изделиями ритмичность процессов обес-
печивается выполнением одинаковых или си-
стематически возрастающих объемов про-
дукции в равные календарные периоды или
сроки.
Требования ритмичности предъявляются
не только к основному производству, но и
к подразделениям, осуществляющим подго-
товку и обслуживание производства.
Создание АСУ ТП должно быть напра-
влено на соблюдение принципов организа-
ции производственного процесса. Функцио-
нирование АСУ ТП должно обеспечивать
44
соблюдение принципов непрерывности
и ритмичности.
Принципы организации автоматизированно-
го управления (вторая группа). Эти принципы
определяют технологию управления в усло-
виях АСУ.
Повышение экономической эффективно-
сти производства является первым общим
принципом автоматизации управления. При
несоблюдении этого принципа автоматиза-
ция становится неэкономичной, нецелесоо-
бразной. Наибольшей экономической эффек-
тивности производства можно добиться, ес-
ли система управления будет эффективна во
всех проявлениях. В соответствии с этим
можно выделить множество частных прин-
ципов, детализирующих общий принцип. Со-
блюдение каждого из частных принципов по-
зволяет получить определенный экономиче-
ский эффект. Если какой-либо из частных
принципов проектировщиками частично или
полностью не соблюдается, то это снижает
общую экономичность, но не исключает ав-
томатизацию управления. Все частные прин-
ципы должны найти отражение в свойствах
АСУ ТП.
Общее упорядочение является вторым об-
щим принципом автоматизации управления.
В процессе создания АСУ ТП и при ее функ-
ционировании на предприятии происходят
интенсивные процессы упорядочения. Упоря-
дочивается все — технология и процессы
управления, структура и потоки информации,
методы управления и обязанности дол-
жностных лиц. В результате мер по упорядо-
чению организация производства поднимает-
ся на более высокий качественный уровень.
Принцип соответствия — третий общий
принцип автоматизации управления. Он
является частным проявлением системного
подхода и означает, например, гармоничное
соответствие между потребностями автома-
тизируемого объекта и возможностями АСУ
ТП (см. гл. IX, гл. XII п. 11). Потребности
объекта могут быть удовлетворены с по-
мощью элементов АСУ ТП, поэтому
в частных принципах иногда формулируется
соответствие между элементами АСУ ТП
и характеристиками объекта (табл. III. 1, п. 4,
6, И, 13-17).
Принцип единообразия является че-
твертым общим принципом. Он означает
унификацию и стандартизацию элементов
АСУ ТП. Частные принципы единообразия
приведены в п. 18 — 21 табл. III. 1. Унифика-
ция элементов АСУ ТП упрощает и удеше-
вляет процессы проектирования, процессы
эксплуатации и облегчает преемственность
при создании новых АСУ.
Основные частные принципы организа-
ции автоматизированного управления про-
изводством приведены в табл. III. 1.
4.	Декомпозиция АСУ ТП
Проблемы декомпозиции систем управле-
ния. Основная цель декомпозиции — разделе-
ние системы на части, имеющие меньшую
сложность, с целью обеспечения условий для
анализа и синтеза подсистем, для проектиро-
вания, построения, внедрения, эксплуатации
и совершенствования систем управления.
Первой проблемой декомпозиции систем
управления является разделение системы на
части с меньшим числом элементов и свя-
зей — с меньшим числом переменных вели-
чин. Обычно систему разделяют таким обра-
зом, чтобы подсистемы поддавались какой-
либо классификации, Например, по функциям
управления, по иерархии управления и др.
Это обеспечивает унификацию подходов
к подсистемам. Линии разрезов следует вы-
бирать таким образом, чтобы связи расчле-
нялись как можно меньше. Это правило
облегчает работу с подсистемами, упрощает
увязку подсистем между собой.
Необходимо учитывать естественную де-
композицию, которая находит свое выраже-
ние в существующей структуре управления,
обязанностях должностных лиц, действую-
щей документации и т. п. Это упрощает ра-
боту, подсказывает естественные пути деком-
позиции системы, однако следует критически
оценивать ситуацию с учетом своих целей.
Плодотворным способом является прове-
дение многократной декомпозиции по не-
скольким разным направлениям. Это позво-
ляет отнести каждый элемент системы одно-
временно к нескольким подсистемам (в
каждой декомпозиции элемент попадает
в разные подсистемы). Такой подход позво-
ляет лучше изучить систему, ибо каждая де-
композиция освещает ее со своего направле-
ния, и воспользоваться знаниями для по-
строения более полноценной системы.
АСУ ТП в целом должна быть спроекти-
рована таким образом, чтобы все подси-
стемы ее имели свои локальные цели, вы-
бранные в соответствии с общей целью
системы. Как правило, общая цель, критерий
функционирования и основные ограничения,
накладываемые на работу АСУ ТП, форму-
лируются в начале проектирования системы.
Второй проблемой является проблема де-
композиции критерия, т. е. нахождения кри-
териев суб оптимальности — критериев функ-
ционирования подсистем. Иногда она рас-
45
Таблица III.l
Частные принципы автоматизации управления
№ по пор.	Содержание частного принципа	Способ реализации принципа	Объект упо- рядочения при соблюде- нии прин- ципа	№ по пор.	Содержание частного принципа	(	Способ реализации принципа	Объект упо- рядочения при соблюде- нии прин- ципа
1	Повыше- ние качества управления	Своевременное принятие реше- ния, выбор луч- шего решения, высокая степень реализации ре- шения	Процесс управления, в том числе выбор реше- ния и его реализация	6	Соответ- ствие уровня автоматиза- ции инфор- мационного процесса эко- номическому эффекту от автоматиза- ции этого' процесса	Механизация и автоматиза- ция трудоем- ких работ	Процессы управления (ранжирова- ние по тру- доемкости и экономиче- ской эффек- тивности)
2	Повыше- ние надеж- ности управ- ления	Выбор эконо- мически целе- сообразной на- дежности для всех процессов управления	Организа- ция контро- ля и техно- логия управ- ления				
				7	Исключе- ние массо- вых первич- ных докумен- тов	Сокращение трудоемкости управления и повышение на- дежности	Первичная информация
3	Выбор наи- более эконо- мически эф- фективных направлений действий АСУ ТП	Снижение зат- рат на аппара- туру и повыше- ние отдачи АСУ ТП	1 Функции и 1 задачи уп- равления (ранжирова- ние по по- терям от не- совершенст- ва управле- ния)				
				8	Единство потоков ин- формации	Исключение дублирования информации, использование единого потока информации для решения всех задач	Формы представле- ния, содер- жание и ис- пользование производст- венной ин- формации
4	Соответст- вие между экономией и доходами от исполь- зования АСУ ТП и затра- тами на ее создание	Обеспечение гармонии между экономией, до- ходами и стои- мостью АСУ ТП, что исключает лишние затраты на создание АСУ и сущест- венные потери от управления	Затраты на создание АСУ ТП				
				9	Однократ- ность ввода (записи) со- общения	Сокращение управленче- ского труда и ошибок	Первичная информация и ее исполь- зование
5	Повыше- ние степени использова- ния резервов производст- ва	Обеспечение реализации идей теории запасов	Динамика производст- венных ре- сурсов				
				10	Использо- вание инфор- мации, имею- щей опти- мальную цен- ность	Своевремен- ный сбор ин- формации, со- кращение объе- ма собираемой информации, вы- бор оптималь- ной периодич- ности сбора	Процессы подготовки и сбора ин- формации
46
- Продолжение табл. III. 1
№ по пор.	Содержание частного принципа	Способ реализации принципа	Объект упо- рядочения при соблюде- нии прин- ципа	№ по пор.	Содержание частного принципа	Способ реализации принципа	Объект упо- рядочения при соблюде- нии прин- ципа
11	Соответ- ствие исполь- зуемых ма- шинных язы- ков решае- мым зада- чам	Снижение за- трат на пере- кодирование ин- формации, упро- щение процессов обработки, иск- лючение допол- нительной ап- паратуры	Техноло- гия работы АСУ ТП	16	Соответст- вие использу- емых техничен ских средств организаци- онным систе- мам, инфор- мационному и математи- ческому обес- печению АСУ ТП	Обеспечение гармонии меж- ду организаци- онным и мате- матическим обес- печением, с од- ной стороны, и техническим обеспечением — с другой	Техниче- ское обеспе- чение
12	Рацио- нальное ко- дирование информации	Малая знач- 1ность кодов, ло- гичность пост- роения шифров, и их использо- вание	Все формы представле- ния информа- ции в АСУ ТП	17	Предвиде- ние развития 1 процесса и гармонично- го развития АСУ ТП	Обоснован- ный выбор ре- зервов в АСУ ТП	Методы прогнозиро- вания разви- тия АСУ ТП и нормативы резервов АСУ ТП по емкости вво- да, быстро- действию, объему памя- ти и др.
13	Соответст- вие парамет- ров АСУ ТП характерис- тикам пред- приятия и процессов	Обеспече- ние гармонии между управля- ющей и управ- ляемой систе- мами	Методы укрупненной оценки соот- ветствия АСУ ТП предо рия- тию и процес- су и методы детальных оценок соот- ветствия				
				18	Едино- образие форм пред- ставления информации	Унификация сообщений, форм докумен- тов, картотек нормативов, ма- кетов, массивов информации	Производ- ственная ин- формация
14	Соответст- вие органи- зационных систем уп- равления воз- можностям организации управления в условиях автоматиза- ции	Совершенст- вование органи- зационных сис- тем управления	Организа- ционные си- стемы уп- равления				
				19	Единооб- разие орга- низационно- экономиче- ских под- систем и их элементов	Унификация методов управ- ления, структур, технологических процессов уп- равления	Организа- ционные си- стемы управ- ления
15	Соответст- вие исполь- зуемых ма- тематических методов пот- ребностям организаци- онных сис- тем	Ускоренное получение необ- ходимой инфор- мации, эконо- мия машинного времени	Математи- ческое обес- печение				
				20	Единооб- разие эле- ментов ма- тематическо- го обеспече- ния	Унифика- ция алгоритмов, программ, процедур обра- ботки инфор- мации	Математи- ческое обес- печение
47
Продолжение табл. III. 1
№ по пор.	Содержание частного принципа	Способ реализации принципа	Объект упо- рядочения при соблю- дении прин- ципа
21	Единооб- разие техни- ческих ре- шений	Повыше- ние надежности, упрощение об- служивания. Снижение но- менклатуры за- пасных частей	Техниче- ское обес- печение
сматривается как проблема конструирования
критериев.
Необходимость в критериях субопти-
мальности (в собственных критериях подси-
стем) вызвана тем, что критерий эффектив-
ности всей системы в целом, как правило,
является слишком общим для каждой из
подсистем. Выбор дополнительных крите-
риев для подсистем нацеливает их работу на
так называемую субоптимальность, в общем
случае несовпадающую с оптимальностью
всей системы.
Третьей проблемой декомпозиции являет-
ся оценка суб оптимальности действия подси-
стемы — степени отклонения получаемых ре-
зультатов от оптимальной потребности си-
стемы в целом. Оценка отклонений позво-
ляет найти пути сведения их к необходимому
минимуму.
Четвертой проблемой является агрегати-
рование подсистем.
Пятая проблема — выбор стратегии функ-
ционирования. Для эффективного управле-
ния требуется совокупность приемов упра-
вления, разработанных с учетом общей стра-
тегии.
Имеется также ряд проблем, связанных
с надежностью функционирования подси-
стем, обменом информацией между ними,
участием человека и др.
Декомпозиция является могучим мето-
дом анализа и синтеза систем, в том числе
систем автоматизированного управления,
и широко используется в практике создания
АСУ ТП.
Декомпозиция АСУ и синтез подсистем.
Известные направления декомпозиции АСУ
позволяют выделить структурные, функцио-
нальные, этапные, поэлементные и другие
подсистемы АСУ.
48
Под структурными (или организационны-
ми) понимают подсистемы, соответствую-
щие структурному построению объекта. На-
пример, структурные подсистемы в цехе —
это подсистемы участков, переходов, ком-
плектов, групп оборудования. Структурное
направление декомпозиции АСУ имеет
смысл в АСУ ТП, если объект управления
неоднороден настолько, что алгоритмы
управления для каждого подразделения или
группы оборудования разные.
Под функциональными понимают подси-
стемы, соответствующие отдельным функ-
циям управления (например, подсистемы
контроля, оперативного управления). Они
хорошо отражают сущность управления
и поэтому применимы в автоматизиро-
ванных системах управления любого уровня
и назначения.
Этапные подсистемы — это подсистемы,
соответствующие этапам деятельности. Вы-
ход одной этапной системы связан со вхо-
дом другой.
Под элементными понимают подсистемы,
отражающие человеко-машинную сущность
АСУ. Обычно выделяют подсистемы челове-
ческих факторов, информаций, технического
обеспечения.
В автоматизированных системах управле-
ния целесообразно выделение подсистем по
направлениям автоматизации. Эти подси-
стемы особенно хорошо отражают преиму-
щество декомпозиции системы по несколь-
ким пересекающимся направлениям, так как
охватывают все общее, что имеется у раз-
личных подсистем по вопросам автоматизи-
рованного сбора информации, обработки ин-
формации и т. д. Декомпозиция системы по
большому числу пересекающихся направле-
ний, на первый взгляд, создает ряд трудно-
стей, пугает большим числом подсистем, од-
нако именно это пересечение направлений
приводит к* увязке всех подсистем и обеспе-
чивает их успешное слияние после внедрения
в единую систему.
Можно предложить декомпозицию на
функциональные подсистемы второго ро-
да — по признаку управления операциями тех-
нологического процесса. Пример такой деком-
позиции приведен на рис. III.6, III.7. Необ-
ходимо обеспечивать производство всеми ре-
сурсами и затем сбывать его продукцию.
Поэтому декомпозиция по направлению дей-
ствия обеспечивающих подсистем позволяет
выделить все виды обеспечения и организо-
вать функционирование этих дюдсистем.
Эти три направления декомпозиции отно-
сятся к функционированию системы. Однако
в жизнедеятельности систем важное место
занимает ее создание и совершенствование.
Поэтому предлагается еще одно направление
декомпозиции — по этапному обеспечению
жизнедеятельности систем.
Перечисленные четыре направления де-
композиции АСУ позволяют достаточно
полно расчленить систему, учесть в проекте
все ее особенности, обеспечить независимое
поэтапное внедрение большинства подсистем
и успешное их функционирование.
В условиях создания АСУ на всех уров-
нях управления возникает проблема форма-
лизации связей между АСУ. Решение этой
задачи актуально и при обычных связях ме-
жду соисполнителями (по горизонтали) и ме-
жду руководителем и подчиненным (по вер-
тикали) позволяет получить определенный
эффект за счет упорядочения связей и четких
взаимоотношений, а также за счет снижения
трудоемкости этих связей. Поэтому создание
соответствующих подсистем связи является
актуальным.
Могут быть и другие направления раз-
бивки систем, однако каждое из предла-
гаемых направлений декомпозиции АСУ
имеет свое определенное назначение:
структурное направление позволяет полу-
чить сравнительно независимую подсистему
или комплекс задач для каждого подразделе-
ния или группы внутри подразделений;
Уровни АСУ ТП
5 Формирование выходной информации
для персонала	для Вышестоящих
производства	уровней управления
Ь________________Оптимизация_______________
технологического режима	переходных
О статине	режимов
Оперативное управление
пусном
и остановом
оборудования
режимных
параметров
технологи-
ческого
режима
изменением
режима
работы
обнаружением
аварийных
ситуаций
по ликвидации
аварийных
ситуаций
Стабилизация
состава
и свойств
полупродуктов
____________Контроль
состава
и свойств	качества
полу-	продукции
продуктов
временных интврВа -
лов (программное
управление )
состояния
оборудования
запасов
6)	б)
Рис. III.6. Типовые функциональные подсистемы
АСУ ТП непрерывного типа [9]
Рис. 111.7. Рекомендуемые уровни автоматизации
основных функций управления технологическим про-
цессом: а—структура функции контроля и управле-
ния производством; б — уровень автоматизации при
локальной автоматике; в — при централизованном
контроле и управлении; г — в АСУ ТП; □ —
ручное управление; И—автоматизированное управ-
ление;  —автоматическое управление
функциональное направление дает воз-
можность создавать подсистемы или группы
задач по функциям управления процессом;
разделение на функции второго рода по-
зволяет получить специализированные под-
системы для управления сложными ориги-
нальными операциями;
человеко-машинный подход дает возмож-
ность выделить в проекте «человеческие фак-
торы» (например, технику безопасности, ус-
ловия эффективного функционирования че-
ловека и др.) и аппаратурную часть;
направление автоматизации выделяет
подсистемы, которые удобно описывать
в проекте (в них содержатся общие правила,
относящиеся ко многим подсистемам), что
позволяет не повторять эти материалы
в других разделах проекта, а также унифици-
рует подходы во всех подсистемах;
обеспечивающее направление, как и функ-
циональное, позволяет выделить подсистемы
по профилю работы специалистов (транс-
портников, энергетиков, снабженцев и др.),
однако в число обеспечиваемых ресурсов
следует отнести и все виды информации, не-
обходимой для управления, для чего потре-
буются особые специалисты и аппаратура;
49
направление этапов жизнедеятельности
системы дает возможность упорядочить про-
цессы развития и совершенствования си-
стемы управления с помощью соответствую-
щих подсистем, а при необходимости
и процессы создания производств.
Декомпозиция подсистем должна сопро-
вождаться укрупнением подсистем. Это не-
обходимо по двум причинам: чтобы не со-
здавать сравнительно простых и мелких
подсистем и чтобы общее число подсистем
не было слишком большим.
В качестве примера декомпозиции АСУ
ТП по функциям управления приводим рис.
III. 8.
5.	Виды обеспечения АСУ ТП
Автоматизация управления технологиче-
ским процессом стала возможной в совре-
менном ее представлении только в последнее
время. Произошло это в результате накопле-
ния опыта, развития ряда научных направле-
ний и создания соответствующих техниче-
ских средств.
АСУ ТП возникли на стыке следующих
отраслей науки и техники: технологическая
автоматика, вычислительная техника, при-
кладная математика (в том числе програм-
мирование), теория информации, теория ор-
ганизации и управления, высокомеханизиро-
ванное и автоматизированное технологиче-
ское оборудование большой мощности.
Автоматизация управления технологиче-
ским процессом реализуется в виде сис-
тем - АСУ ТП [966].
АСУ ТП включает оперативный персо-
нал, организационное, информационное, про-
граммное и техническое обеспечение (ГОСТ
16084-75).
Оперативный персонал АСУ ТП включает
технологов — операторов автоматизирован-
ного технологического комплекса (АТК), осу-
ществляющих управление технологическим
объектом, и эксплуатационный персонал
АСУ ТП,’ обеспечивающий функционирова-
ние системы. Ремонтный персонал в состав
оперативного персонала не включается.
Оперативный персонал может работать
как в самом контуре управления, так и вне
его. В первом случае оперативный персонал
реализует функции управления, используя ре-
комендации, выдаваемые комплексом техни-
ческих средств. Вне контура управления опе-
ративный персонал задает системе режим
работы, контролирует работу системы и при
необходимости (при отказе оборудования,
аварийной ситуации, неавтоматизированном
50
пуске — останове оборудования и др.) при-
_нимает на себя управление технологическим
объектом.
Оперативный персонал необходимо спе-
циально подбирать с учетом требований,
предъявляемых АТК, и специально его под-
готавливать.
Организационное обеспечение АСУ ТП
включает описание функциональной, техни-
ческой и организационной структур системы,
инструкции и регламенты для оперативного
персонала по работе АСУ ТП. Оно должно
содержать совокупность правил и предписа-
ний, обеспечивающих требуемое взаимодей-
ствие оперативного персонала между собой
и комплексом средств.
Информационное обеспечение АСУ ТП
включает систему кодирования технологиче-
ской и технико-экономической информации,
справочную и оперативную информацию.
Информационное обеспечение содержит опи-
сания всех сигналов и кодов, используемых
для связи технических средств [гл. IX]. При-
меняемые коды должны включать мини-
мальное число знаков, иметь логическую
структуру и отвечать другим требованиям
кодирования (см. гл. IX). Формы выходных
документов и другие формы представления
информации не должны вызывать трудно-
стей у персонала при их использовании (гл.
VIII).
В информационном обеспечении в со-
ответствии с требованиями технического за-
дания предусматривается некоторая избы-
точность, позволяющая обеспечить расшире-
ние массивов при развитии системы, а также
совместимость со смежными и вышестоящи-
ми системами по содержанию, системе коди-
рования и форме представления информа-
ции, используемой для обмена.
Программное обеспечение АСУ ТП вклю-
чает общее программное обеспечение, поста-
вляемое со средствами’ вычислительной тех-
ники, в том числе организующие программы
и программы-диспетчеры, транслирующие
программы, операционные системы, библио-
теки стандартных программ и др. Специаль-
ное программное обеспечение — совокуп-
ность программ, реализующих функции кон-
кретной системы и обеспечивающих функ-
ционирование комплекса технических
средств, в том числе аппаратным путем. Это
означает, что часть программ «зашивается»
в аппаратуру и реализуется автоматически.
Остальные программы представляются на
машинных носителях информации, что по-
зволяет их хранить вне технических средств
и вводить в вычислительную машину при
необходимости.
Рис. III.8. Фунсции АСУ ТП по ГОСТ 16084 -75
51
Программное обеспечение осуществляет
контроль информации, поступающей от
объекта управления, от персонала и других
систем, а также контроль результатов своих
вычислений. Все это позволяет повысить
надежность работы системы в целом. Обслу-
живающие программы обеспечивают внесе-
ние изменений, дополнений, снятие копий
с информации, записанной на внешних носи-
телях, контрольную распечатку информации
и т. п.
Техническое обеспечение АСУ ТП, назы-
ваемое также комплексом технических
средств (КТС) или технической системой
управления, включает:
средства получения информации о со-
стоянии объекта управления и средства вво-
да данных в систему (п. 1 гл. XVII, прило-
жение 5.1);
средства формирования и передачи ин-
формации в системе (п. 2 и 6 гл. XVII, прило-
жения 5.2 и 5.6);
средства локального регулирования
и управления (п. 5 гл. XVII, приложение 5.4;
5.5);
средства вычислительной техники (п. 8 гл.
XVII, приложение 5.8);
средства представления информации опе-
ративному персоналу системы (п. 3 гл. XVII,
приложение 5.3);
исполнительные устройства (п. 5. гл.
XVII, приложение 5.5);
средства передачи информации
в смежные и вышестоящие АСУ (п. 6 гл.
XVII, приложение 5.6);
отдельные средства оргатехники, не увя-
занные в систему и обеспечивающие работу
оперативного персонала (п. 9 гл. XVII);
приборы и устройства, необходимые для
наладки и проверки работоспособности ком-
плекса (п. 9 гл. XVII);
запасные приборы.
Количество технических средств и их про-
изводительность должны быть достаточны-
ми для реализации всех функций, перечис-
ленных в техническом задании на систему.
Методика выбора технических средств
и их описание приведены в гл. XV —XVIII.
6.	Классификация АСУ ТП
Для планирования основных видов ресур-
сов, обеспечивающих создание АСУ ТП,
прогнозирования ее развития, ориентировоч-
ной оценки научно-технического уровня АСУ
ТП (гл. VII), совершенствования АСУ ТП
и повышения ее уровня разработана класси-
52
фикация систем по основным признакам
и показателям. К ним прежде всего относят-
ся функции [966], выполняемые системами,
а именно информационно-вычислительным
комплексом (ИВК) или управляющим вычис-
лительным комплексом (УВК). Функции, вы-
полняемые операторами, для упрощения ис-
ключены.
Структура кода АСУ ТП по классифика-
ционным признакам показана на рис. III. 9, а.
Классификация АСУ ТП по предлагаемым
признакам приводит к тому, что каждой си-
стеме может быть присвоен самостоя-
тельный код, который позволяет отнести ее
к соответствующим группам системы.
Например, АСУ ТП 14.2.01/01 означает
систему с простейшими информационными
функциями, обеспечивающую многосвязное
регулирование, с комбинированным управле-
нием и числом точек до 150. Основной тех-
нологический процесс — непрерывный.
В связи с изменением кодов АСУ ТП, ре-
комендованных в первой редакции ОРММ
(ОРММ — 1 АСУ ТП), для облегчения пере-
кодирования приведена новая методика ко-
дирования АСУ ТП (рис. Ш.9,б).
Например, АСУ ТП 1НЗЗС при кодиро-
вании по ОРММ-2 означает систему, упра-
вляющую технологическим агрегатом с не-
прерывным процессом, имеющим 360 техно-
логических параметров, которая характери-
зуется высокой надежностью и работает
в советующем режиме.
7.	Связи АСУ ТП с другими
системами
Для низовых АСУ ТП характерны два
вида связей с другими системами: со
смежными и вышестоящими. Для АСУ ТП
высокого уровня (например, на уровне отрас-
ли) появляется третий вид связей — с ниже-
стоящими системами.
Эти три вида связей должны осущест-
вляться в двух вариантах каждый — в усло-
виях наличия АСУ у абонента и при его от-
сутствии или поломке. Может быть и третий
вариант — смешанная связь с оперативным
персоналом и с АСУ, но этот вариант ново-
го почти не добавляет, хотя и является на-
иболее приемлемым, наиболее надежным
и отвечающим требованиям удобства ра-
боты.
Связь со смежными системами, подразде-
лениями и организациями. Для связи опера-
тивного персонала сопрягаемых систем не-
обходимы средства оперативной телефонной
связи. В случаях регулярного использования
Основной код
Дополнительный код
Формирование кода
АСУ ТП по ОРММ-1
Основные функции
1 X X 1
Код основного технологиче-
ского процесса
Код сопрягаемого техноло-
гического процесса
Основные ин- формационные функции ИВК	Код
Сбор, первич- ная переработ- ка и хранение технической и технологиче- ской информа- ции	1
Косвенные из- мерения пара- метров про- цесса и работы технологиче- ского оборудо- вания	1
Сигнализация состояний параметров технологиче- ского процесса и оборудования	1
Расчеты тех- нико-экономи- ческих и эксп- луатационных показателей процесса и оборудования	1
Подготовка информации для смежных и вышестоящих систем и уровней управления	1
Основные функции управления, обеспечиваю- щие ИВК или реализуемые УВК	Код
Регулирова- ние отдель- ных парамет- ров техноло- гического процесса	1
Однотактное логическое управление (выполнение блокировки, защит и т. д.)	2
Каскадное регулирование	3
Многосвязное регулирование	4
Выполнение программных и логических операций дискретного управления	5
Оптимальное управление установивши- мися режима- ми технологи- ческого процесса	6
Способ управле- ния объ- ектом	Режим работы ИВК(УВК)	Код
Операто- ром	Информа- ционно- совегую- щий	1
Комби- нирован- ное	Центра- лизован- ное уп- равление устрой- ствами локальной автома- тики	2
Число точек конт- роля и управ- ления	Код
до 150	01
до 250	02
до 350	03
до 450	04
до 550	05
до 650	06
Типы тех- нологиче- ских про- цессов	Код
Непре- рывный процесс с непре- рывными потоками матери- алов, реаген- тов, энергии и т п	1
Непре- рывный процесс с прерыви- стыми по- токами матери- алов и т п.	2
Рис. III.9. Коды АСУ ТП: а — по ОРММ-1; б —
по ОРММ-2 (начало)
Продолжение рис. III.9
I

Регистрация параметров процесса, состояния оборудования и результатов расчетов	1
Контроль и регистрация отклонений параметров процесса и состояний оборудования	2
Анализ срабатываний блокировок • и защит	3
Диагностика и прогнозиро- вание хода процесса и состояний оборудования	4
Диагностика и прогнозиро- вание со- стояния КТС	5
Оперативное отображение информации и рекомендаций ведения процесса	6
Выполнение процедур автоматиче- ского обмена информацией с вышестоящи- ми системами управления	7
Оптимальное управление неустановив- шимися ре- жимами тех- нологического процесса и работы обо- рудования	7
Оптимальное управление технологиче- ским объ- ектом в це- лом с адап- тацией систе- мы управ- ления	8
<_ Предполагается,
что кодируемая
АСУ ТП выполняет
не только ту инфор-
мационную функ-
цию, которая указы-
вается в коде, но и
все предыдущие по
этой таблице
а)
Прямое цифровое управле- ние	Централи- зованное управле- ние ИС- полни- тельными устройст- вами и рабочими органами	3
Прямое аналого- цифровое (гибрид- ное)		4
до 750 до 850 до 950 ДО 1500 до 2500 ДО 3500	07 08 09 10 20 30		* Преры- вистый процесс с henpepbiB- ными потоками матери- алов и т. п.	3
ДО 4500 ДО 5500 ДО 6500 ДО 7500 ДО 8500 ДО 9500 ДО 10050	40 50 60 70 80 90 99			
			Преры- вистый процесс с прерыви- стыми по- токами матери- алов и т. п.	4
данных из сопрягаемой системы предусма-
тривается оперативная автоматическая пере-
дача и вывод данных оперативному персона-
лу на соответствующие технические средства
(сигнализация, индикация, печать и др.).
При разовом использовании различных
сведений, которые находятся в больших мас-
сивах, допускается отбор данных с дистан-
ционной передачей их по запросу абонента.
Для взаимных расчетов, зачетов, устране-
ния взаимных претензий, обеспечения хозра-
счета и т. п. организуется обмен квитанция-
ми, печать данных, справок.
Связь АСУ ТП с вышестоящей системой.
Чаще всего такой системой является АСУП
или АСУ объединения.
АСУП необходимы данные первичного
учета, которые дешевле и проще получать
автоматически в АСУ ТП и передавать в ве-
дение АСУП. Передача эта в зависимости от
объемов информации может осуществляться
по-разному: в виде сигналов (если данных
мало), в виде машинных носителей (если их
много) и в виде документов.
54
Формирование
кода АСУ ТП по
ОРММ-2
Основной код
X X X X
Продолжение рис. III.9
Дополнительный код (используется отраслями для разбие-
।------1 ния множества создаваемых ими АСУ ТП в со-
I	ответствии с потребностями отрасли и устанав-
ливается в отраслевых нормативных материа-
лах)
Уровень в структуре управле- ния, на котором создается АСУ ТП	Код
Низовой Верхний Много- уровне- вая	1 2 3
Характер протекания во времени автоматизи- руемого тех- нологического процесса	Код
Непрерывный Непрерывно- дискретный (прерыви- стый) Дискретный	Н П ' д
Показатель «условная информационная мощность ТОУ»		
Число парамет- ров	Словес- ная характе- ристика	Код
10-40 41-160 161-650 651-2500 2501 и выше	Наимень- шая Малая Средняя Повышен- ная Большая	1 2 3 4 5
Уровень функцио- нальной надеж- ности АСУ ТП	Код
Мини- маль- ный Средний Высокий	1 2 3
Тип функцио- нирова- ния АСУ ТП	Код
Инфор- мацион- ный Локально- автомати- ческий Советую- щий Автома- тический	И Л с А
Рис. Ш.9. Коды АСУ ТП:
а-по ОРММ 1; б - по ОРММ 2
Для оперативного управления АСУП не-
обходимы сведения о состоянии объекта
управления, о работе АСУ ТП и оперативно-
го персонала. Это небольшая часть инфор-
мации, имеющейся в АСУ ТП, представляет
собой укрупненные данные, подобранные та-
ким образом, чтобы диспетчерская служба,
осуществляющая оперативное управление,
имела возможность судить о качестве ра-
боты персонала АСУ ТП и стимулировать
его. Такая информация обычно передается из
АСУ ТП в АСУП автоматически по заранее
подготовленным правилам, алгоритмам
и каналам.
В АСУП могут потребоваться справки
и другие сведения, выходящие за рамки пере-
численных данных. Для их получения могут
б)
предусматриваться технические средства —
запросно-ответные станции для автоматиче-
ского получения данных из ЭВМ и аппарату-
ра оперативной диспетчерской связи для
получения данных от персонала. Сведения,
необходимые оператору АСУ ТП от выше-
стоящей АСУ, обычно запрашиваются по те-
лефону. Как правило, телефон используется
и для передачи аварийных сигналов.
Вышестоящая система может передавать
руководящие указания персоналу АСУ ТП
по телефону.
В необходимых случаях обеспечивается
автоматический ввод в АСУ ТП уставок,
подготовленных в АСУП в порядке коорди-
нации локальных систем.
Для совершенствования АСУ ТП и выше-
стоящих систем необходимо получать стати-
стические данные о работе АСУ ТП. Органи-
55
Рис. III. 10. Связи АСУ ТП с другими системами:
1, 5 — руководящие указания, уставки, запросы;
2, 6 — отчеты, сведения о работе, данные первич-
ного учета, ответы на запросы, статистические све-
дения; 3,4 — запросы, ответы на запросы, регуляр-
ные данные о состоянии дел, данные о взаимо-
расчетах
зация накопления и использования этих
данных наиболее целесообразна на ма-
шинных носителях, которые используются
по мере необходимости.
Необходимо учитывать, что потоки ин-
формации «снизу — вверх» (2 и 6 на рис.
III. 10) в 4 —6 раз мощнее, чем потоки «свер-
ху — вниз» (1 и 5). Потоки информации ме-
жду смежниками в нормальных условиях
равны, а при преимуществе одного из парт-
неров (если второй от него зависит или под-
водит и т. д.), баланс изменяется в пользу то-
го, у кого преимущество — от него поток
информации меньше.
8.	Особенности АСУ ТП
Ф. Энгельс выделял два рода управления:
управление вещами и управление людьми. Под
управлением вещами понимается управление
орудиями производства и различными про-
изводственными процессами. Все АСУ ТП
предназначены в основном для управления
вещами. Кроме того, это единственный вид
АСУ, который предназначен для управления
вещами. Все остальные АСУ (АСУП, ОАСУ,
АСУ О, РАСУ, ОГАС и др.) предусматри-
вают управление людьми. В этом состоит
первая особенность АСУ ТП.	i
АСУ ТП в классификации АСУ по уров-
ню управления обеспечивает самый низкий
уровень управления в том смысле, что АСУ
ТП непосредственно соприкасается с техно-
логическим процессом. Все остальные АСУ
с технологическим процессом не соприка-
саются и отделены от него одним или не-
сколькими уровнями управления. Такова
вторая особенность АСУ, направленной на
управление технологическим процессом.
Управление технологическим процессом
может осуществляться на уровне станка,
группы станков, цеха, корпуса, производства
предприятия, объединения и даже на уровне
отрасли.
Соответствующие АСУ ТП могут ох-
ватывать различные части технологического
процесса. Это в корне отличает АСУ ТП от
других АСУ. Такое свойство диапазонности
(от агрегата до отрасли) является третьей
особенностью АСУ ТП.
Обычно все АСУ жестко связаны с дей-
ствующей организационной структурой: си-
стемы, как правило, создаются для обслужи-
вания определенных организаций. Только
в АСУ ТП связь между системой и организа-
ционной структурой не жесткая. АСУ ТП мо-
жет охватывать как часть структурного под-
разделения (например, агрегат — часть цеха,
участка), так и несколько подразделений
и даже организаций. Такое отсутствие жест-
кой связи АСУ с организационной структу-
рой является четвертой особенностью АСУ
ТП.
Возможно создание сложных АСУ ТП,
в которых практически имеются несколько
АСУ ТП, охватывающих друг друга. Напри-
мер, АСУ ТП агрегатов могут охватываться
АСУ ТП цехом и образовывать новую, бо-
лее совершенную и сложную АСУ ТП. Это
свойство иерархичности представляет пятую
особенность АСУ ТП.
В связи с тем, что АСУ ТП могут ох-
ватывать разные участки технологического
процесса, они непосредственно подчиняются
различным органам управления. Например,
АСУ ТП агрегата может подчиняться масте-
ру цеха, а АСУ ТП предприятия — главному
технологу или главному инженеру или заме-
стителю директора по производству (в зави-
симости от распределения функций управле-
ния). Зависимость подчиненности АСУ ТП
от размера управляемой части технологиче-
ского процесса является шестой особен-
ностью АСУ ТП.
Из всех АСУ в самых коротких циклах
управления работают АСУ ТП. Это седьмая
особенность таких систем.
Только в АСУ ТП используются замк-
нутые обратные связи и возможна работа
в автоматическом режиме. Остальные АСУ
работают в автоматизируемых режимах. Это
восьмая особенность АСУ ТП.
ЧАСТЬ
МЕТОДОЛОГИЯ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ
АСУ ТП
Глава IV. Системный подход в АСУ ТП
1.	Основная терминология 58
2.	Сущность системного подхода 58
3.	Научные направления исследования и проекти-
рования систем 59
4.	Методология проектирования иерархических
АСУ ТП 63
5.	Пример использования системного подхода при
проектировании АСУ ТП
Глава V. Экономическая эффективность АСУ ТП
1.	Основная терминология 67
2.	Экономичность АСУ ТП 68
3.	Эффективность производства и АСУ ТП 70
4.	Экономичность элементов АСУ ТП 73
5.	Рекомендации по формированию экономической
эффективности АСУ ТП 76
6.	Экономичность проекта АСУ ТП 76
7.	Основные источники и показатели экономиче-
ской эффективности АСУ ТП 80
8.	Затраты на создание и эксплуатацию АСУ ТП 82
9.	Методика расчета экономии от снижения себе-
стоимости продукции 83
Глава VI. Надежность АСУ ТП
1.	Основная терминология 87
2.	Понятие о надежности АСУ ТП 89
3.	Надежность элементов АСУ ТП 92
4.	Обеспечение надежности АСУ ТП 93
5.	Помехи в АСУ ТП 97
6.	Надежность и экономическая эффективность
АСУ ТП 101
7.	Показатели надежности технических средств 103
Глава VII. Научно-технический и технико-экономи-
ческий уровни АСУ ТП
1.	Основные положения 104
2.	Методика определения научно-технического
уровня АСУ ТП 106
3.	Пример определения научно-технического уров-
ня АСУ ТП 112
4.	Технико-экономический уровень АСУ ТП 112
Сложность объекта проектирования (АСУ
ТП) приводит к тому, что система создания
АСУ ТП (см. п. 2 гл. XXIII) и процесс ее про-
ектирования также являются достаточно
сложными.
В связи с этим методология проектирова-
ния АСУ ТП разделена в настоящем спра-
вочнике на общесистемные вопросы, ко-
торые изложены в части 2, и специальные
вопросы, изложенные в частях 3 — 6 (методо-
логия проектирования информационного
и организационного обеспечения — часть 3,
математического и программного обеспече-
ния — часть 4, технического обеспечения —
часть 5 и методология учета человеческих
факторов в проектировании АСУ ТП —
часть 6).
Все виды обеспечения АСУ ТП необходи-
мо разрабатывать с учетом системного под-
хода, экономической эффективности и надеж-
ности АСУ ТП.
В связи с тем, что существует необходи-
мость в оценке научно-технического и техни-
ко-экономического уровня вновь созданной
АСУ ТП, целесообразно отдельно описать
общесистемные факторы: системный под-
ход, экономическую эффективность, надеж-
ность, научно-технический уровень АСУ ТП
(часть 2).
Рекомендуется начинать процесс проекти-
рования с разработки именно этих вопросов
и при проектировании всех видов обеспече-
ния учитывать системный подход, вопросы
экономической эффективности, требования
к обеспечению заранее заданной надежности
и технико-экономического уровня.
57
Глава IV
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД В АСУ ТП
1.	Основная терминология
Система — комплекс элементов, находя-
щихся во взаимодействии (см. п. 3 гл. IV).
Системный подход — понятие, подчерки-
вающее значение комплексности, широты ох-
вата и четкой организации в исследовании,
проектировании и планировании (см. п. 3
гл. IV).
Подсистема или часть системы — совокуп-
ность элементов (алгоритмов), объединенных
единым процессом функционирования, ко-
торые, взаимодействуя, реализуют опреде-
ленную операцию (программу), необходи-
мую для достижения цели, поставленной
перед системой в целом.
Сложная система — собирательное назва-
ние систем, состоящих из большого числа
взаимоувязанных элементов. Часто сложны-
ми системами называют системы, которые
нельзя корректно описать математически ли-
бо потому, что в системе имеется очень
большое число различных элементов, не-
известным образом связанных друг с другом
(например, мозг), либо потому, что мы не
знаем природы явлений, протекающих в си-
стеме и поэтому количественно не можем их
описать.
Иногда сложными называют системы,
для изучения которых необходимо решать
задачи с непомерно большим объемом вы-
числений или перерабатывать такой боль-
шой объем информации, что для этого даже
при использовании самых быстрых ЭВМ по-
требовалось бы много миллионов лет.
А. И. Берг и Ю. И. Черняк [22] опреде-
ляют сложную систему как систему, кото-
рую можно описать не менее чем на двух
различных математических языках.
Наличие столь разнообразных способов
определения сложной системы свидетель-
ствует о том, что характерных черт «сложно-
сти» много и до сих пор еще нет общеприня-
того определения «сложная система».
Открытая система — система, к которой
подводится или от которой отводится веще-
ство или энергия.
Замкнутая система — система, к которой
не подводится или от которой не отводится
вещество или энергия.
Иерархическая система — система про-
извольной природы (техническая, экономиче-
58
ская, биологическая, социальная) и назначе-
ния, имеющая многоуровневую структуру
в функциональном, организационном или
в каком-либо ином плане.
2.	Сущность системного
подхода
Системный подход отличается от тради-
ционного предположением, что целое обла-
дает такими качествами (свойствами), каких
нет у его частей. Наличием этих качеств це-
лое, собственно, и отличается от своих ча-
стей. Данная связь между целыми и его ча-
стями была положена в основу первых
определений системы, например такого: «си-
стема — это совокупность связанных между
собой частей». При этом части системы мо-
гут, в свою очередь, представлять системы,
тогда их называют подсистемами. Подсисте-
ма обладает свойством функциональной по-
лноты, т. е. ей присущи все свойства си-
стемы.
Системный подход к проектированию
АСУ ТП заключается в разбиении всей си-
стемы на подсистемы (декомпозиция си-
стемы) и учете при ее разработке не только
свойств конкретных подсистем, но и связей
между ними.
Например, при проектировании системы
управления процессом приготовления бетон-
ной смеси может быть поставлена задача
максимизации производительности при за-
данных ограничениях на качество бетонной
смеси. Однако данная система может быть
подсистемой другой системы (например, до-
мостроительного комбината). Если указан-
ное повышение производительности бетоно-
смесительного узла не учтено при проекти-
ровании подсистем, потребляющих бетон, то
показатели функционирования домострои-
тельного комбината останутся на прежних
уровнях.
Системный подход опирается на из-
вестный диалектический закон взаимосвязи
и взаимообусловленности явлений в мире
и в обществе и требует рассмотрения изу-
чаемых явлений и объектов не только как
самостоятельной системы, но и как подси-
стемы некоторой большей системы, по отно-
шению к которой нельзя рассматривать дан-
ную систему как замкнутую. Системный
подход требует прослеживания как можно
большего числа связей — не только внутрен-
них, но и внешних, чтобы не упустить дей-
ствительно существенные связи и факторы
и оценить их эффекты.
Системный подход к анализу и разработ-
ке систем находит применение в том или
ином аспекте многими науками (системотех-
ника, исследование операций, системный ана-
лиз и др.). Между этими науками нет четких
границ, весьма часто в них используются
одинаковые математические методы. Поэто-
му в настоящее время усилия специалистов
направлены на разработку общей теории си-
стем, использующей изоморфизм (аналогич-
ность) процессов, протекающих в системах
различного типа (технических, биологиче-
ских, экономических, социальных). Общая
теория систем должна стать теоретическим
фундаментом системотехники и других,
смежных с ней дисциплин. Остановимся
кратко на сущности упомянутых теорий и их
применении при проектировании АСУ ТП.
3.	Научные направления
исследования
и проектирования систем
Общая теория систем. Это научное напра-
вление связано с разработкой совокупности
философских, методологических, научных
и прикладных проблем анализа и синтеза
сложных систем произвольной природы.
Считается, что общая теория систем должна
представлять собой область научных знаний,
позволяющую изучать поведение систем лю-
бой сложности и любого назначения.
С философской точки зрения реальные
системы неисчерпаемы в своих свойствах,
и для познания действительности необхо-
димы различные уровни абстрагирования.
В данной теории используются следующие
уровни: символический, или лингвистиче-
ский; теоретико-множественный; абстрактно-
алгебраический; топологический; логико-ма-
тематический; теоретико-информационный;
динамический; эвристический.
Формулировка термина «система» зави-
сит от принятого уровня абстрагирования
и не является единственной.
Рассмотрение задач на каком-либо одном
уровне абстрагирования позволяет дать от-
веты на определенную группу вопросов,
а для получения ответов на другие вопросы
необходимо провести исследование уже на
другом уровне абстракции.
В настоящее время общая теория систем
еще далека от завершения. Однако ее полез-
ность подтверждается практическими приме-
нениями, в частности, на ее основе разви-
вается теория многоуровневых иерархиче-
ских систем, к которым относится большин-
ство АСУ ТП (см. п. 4 этой главы).
Системотехника. Данная наука предста-
вляет собой направление в кибернетике, изу-
чающее вопросы планирования, проектиро-
вания и поведения сложных информа-
ционных систем. Это определение системо-
техники не является строгим. В настоящее
время существует множество определений
этой науки, что свидетельствует о ее разви-
вающемся характере.
Нет единого определения и сложной си-
стемы. Р. Е. Макол [505] сформулировал
следующие семь признаков, которые, по его
мнению, ограничивают класс систем, рассма-
триваемых в системотехнике:
1)	система создается человеком из раз-
личного оборудования и сырья;
2)	система обладает цельностью, все ее
части служат достижению единой цели;
3)	система является большой как с точки
зрения разнообразия составляющих ее эле-
ментов, так и с точки зрения числа одина-
ковых частей, возможно, числа выполняемых
функций и стоимости;
4)	система является сложной, т. е. измене-
ние какой-либо переменной влечет за собой
изменение многих других переменных, при-
чем математическая модель системы должна
быть достаточно сложной;
5)	система является полуавтоматической,
т. е. часть функций системы всегда выпол-
няется автоматами, а часть — человеком;
6)	входные воздействия системы имеют
стохастическую природу, отсюда следует не-
возможность предсказания поведения си-
стемы для любого момента времени;
7)	большинство систем, и в первую оче-
редь наиболее сложные системы, содержат
элементы конкурентной ситуации.
Большинство АСУ ТП удовлетворяют
указанным признакам, поэтому методология
системотехники используется при их проек-
тировании.
Процесс проектирования можно подраз-
делить на ряд направлений. В частности, воз-
можны следующие деления:
фазы (во времени) конструирования си-
стемы;
этапы (логические) конструирования си-
стемы;
аппарат (математический и научный) кон-
струирования системы;
части (функциональные) системы;
подсистемы общей системы.
Первое направление предполагает, что
конструирование системы проходит в хроно-
логическом порядке ряд определенных фаз
(например, начало работы, организация ра-
бочей группы, предварительное конструиро-
вание, основное конструирование, создание
макета экспериментальной проверки, обкат-
ка и оценка испытаний). Следует отметить,
что фазы работ в значительной степени зави-
59
сят от проектируемой системы и не являют-
ся одинаковыми для всех систем.
Этапы конструирования системы — это
логические этапы. Они не обязательно дол-
жны выполняться в заданном порядке. На-
пример, прикладные программы для упра-
вляющей вычислительной машины можно
разрабатывать одновременно с изготовле-
нием опытного образца системы.
Важная группа этапов, позволяющая ус-
пешно разделять проблему на части для ана-
лиза, основана на предположении, что любое
событие на одном каком-нибудь входе и ре-
акцию системы на это событие можно изу-
чать изолированно от того случая, когда
подобные события имеют место на двух или
более входах одновременно. Из сказанного
следует, что этапами изучения могут быть
разработка в предположении единичных воз-
действий, разработка в предположении мно-
гократных воздействий, совершающихся в из-
вестном порядке, и разработка с учетом
конкретной ситуации.
Другая важная группа этапов связана
с моделированием и заменой моделью ре-
ально работающей системы. Ввиду универ-
сальности широко используется статистиче-
ское моделирование. Высокая степень, до
которой доводится процесс разработки на
основе анализа и моделирования, является
одной из отличительных черт системо-
техники.
В качестве аппарата для инженера-систе-
мотехника может служить любая математи-
ческая дисциплина, но наибольшее значение
имеет теория вероятностей и математическая
статистика.
Составными частями могут быть ло-
кальные системы и системы более высокого
иерархического уровня, системы связи, си-
стемы отображения информации и др.
Разбиение на подсистемы выполняется
с учетом естественной структуры технологи-
ческого процесса, удобства организации про-
ектирования и других факторов. При этом
следует стремиться обеспечить минимум свя-
зей между подсистемами.
Особое значение в системотехнике имеет
системный подход, который проявляется
в ряде принципов конструирования сложной
системы.
Главным, фундаментальным принципом
является принцип максимума эффективности,
точнее, максимума ее математического ожи-
дания. Критерием эффективности является
отношение (или разность) показателей цен-
ности результатов, полученных в процессе
функционирования системы, к показателю
затрат на ее создание. Сложность задачи
60
определения показателя эффективности обус-
ловливается, в частности, тем обстоятель-
ством, что она вытекает из задач системы
более высокого уровня и задается ими. По-
этому конструктор конкретной системы дол-
жен ориентироваться в проблеме более вы-
сокого ранга, чем рассматриваемая, правиль-
но оценивать результаты выполняемой ра-
боты. На этапе формулирования критерия
эффективности необходим тесный контакт
с заказчиком.
При оценке эффективности можно ис-
пользовать метод аналогии, метод экс-
пертных оценок, метод прямых расчетов, ме-
тод математического моделирования и дру-
гие методы.
С помощью принципа эффективности
можно сформулировать основной метод
проектирования систем: единая система раз-
деляется на части по функциональному при-
знаку, устанавливаются возможные ва-
рианты реализации этих час гей, связей ме-
жду ними и на заданном множестве вариан-
тов выбирается структура системы, отвечаю-
щая требованиям максимума математиче-
ского ожидания эффективности.
Принцип согласования (субоптимизации)
частных (локальных)^ критериев эффективно-
сти между собой и общим (глобальным) кри-
терием гласит, что для оптимального функ-
ционирования системы в целом не требуется
оптимизации работы каждой из ее подси-
стем. Для достижения общей цели должны
быть согласованы между собой критерии эф-
фективности каждой подсистемы (причем эти
частные критерии могут не совпадать
с частными оптимумами). В связи с этим
улучшение работы одной из подсистем, не
согласованное в общесистемном плане, мо-
жет привести к снижению эффективности си-
стемы в целом.
Из принципа оптимума автоматизации вы-
текает, что не все задачи, особенно для
частных случаев, должны решаться автома-
тически. Уровень автоматизации необходимо
обосновать исходя из критериев эффективно-
сти.
Принцип централизации информации за-
ключается в том, что система управления
и принятия решений эффективна только
в том случае, когда информация собирается,
хранится и обрабатывается на основе единых
массивов, единого банка данных, который
может быть и децентрализованным.
Принцип явлений с малой вероятностью
утверждает, что основную задачу системы
пересматривать нельзя, а. основные характе-
ристики системы не должны значительно из-
меняться для того, чтобы система оказыва-
лась пригодной также в ситуациях, имеющих
малую вероятность наступления.
В настоящей главе рассмотрены только
основные принципы и методы системотех-
ники.
Исследование операций. Это научное на-
правление в исследовании и проектировании
систем основано на математическом модели-
ровании процессов и явлений. Различных
определений науки об исследовании опера-
ций, так же как и системотехники, суще-
ствует очень много. Более того, трудно про-
вести четкое разделение между этими наука-
ми. Полагают, что специалист по исследова-
нию операций имеет склонность к оптимиза-
ции операций в существующих системах,
в то время как специалист по системотехни-
ке склонен к созданию новых систем.
Под операцией обычно понимают дей-
ствие, осуществляемое некоторой организа-
цией согласно определенным условиям и ин-
струкциям, подразумевая под организацией
систему, включающую в себя коллективы
людей.
Часто операции являются малоэффек-
тивными из-за подмены целей в организации
операций. Поэтому, как правило, работа ис-
следователей операций начинается с анализа
критерия эффективности операции. Классиче-
ским примером‘успешного применения ис-
следований операций является решение во-
проса о целесообразности установки зе-
нитных орудий на торговых судах союзни-
ков во время второй мировой войны \
При исследовании операций широко ис-
пользуется системный подход и математиче-
ское моделирование.
Как показала практика, методы исследо-
вания операций наиболее пригодны для ис-
следования и разработки организационных
систем, однако их можно использовать и при
проектировании систем управления техноло-
гическими процессами на этапе постановки
целей, определения показателей эффективно-
сти, составлении и исследовании математи-
ческих моделей.
Пример IV. 1. Использование исследования опе-
раций при проектировании АСУ ТП. Комплекты же-
лезобетонных изделий домостроительного комби-
ната (ДСК) доставляются со складов ДСК на
объекты строительства специализированным
транспортом (тягачами и отцепными полуприцепа-
ми). Управление транспортом осуществляется в ре-
альном времени с помощью автоматизированной
системы диспетчерского управления (АСДУ ДСК).
1 Морз Филипп М., Кимбелл Джозис Е. Ме-
тоды исследования операций. М.: Советское радио,
1968.
Задача состояла в том, чтобы найти оптималь-
ное количество заказываемого транспорта и опти-
мальное размещение отцепных полуприцепов на
складах и объектах ДСК. В результате исследова-
ния транспортно-монтажный процесс ДСК был
разбит на подсистемы: склад; транспорт; объект1.
Критериями эффективности функционирования
рассматриваемых подсистем служат простои кра-
нов на складах, транспорта, монтажных бригад на
объектах.
В качестве показателя эффективности системы
в целом были выбраны суммарные убытки ДСК
от указанных простоев.
Если не учитывать связи между подсистемами,
то можно прийти к выводу, что с целью сокраще-
ния простоев транспорта следует сократить его ко-
личество. Однако в этом случае увеличится про-
стой монтажных бригад на объектах строитель-
ства, т. е. лучшее решение для подсистемы
«транспорт» не является лучшим для системы
в целом.
В качестве математического аппарата при ис-
следовании быда выбрана теория массового обслу-
живания (см. гл. XI). В терминах этой теорий была
составлена математическая модель системы, кото-
рая в дальнейшем исследовалась на ЭВМ с ис-
пользованием метода статистического моделиро-
вания.
В результате исследования предложена методи-
ка определения количества заказываемых транс-
портных средств и размещения отцепных полупри-
цепов, при которой математическое ожидание
суммарных убытков от простоев кранов, транс-
портных средств и монтажных бригад принимает
минимальное значение.
Системный анализ. Это научное направле-
ние является методологией исследования
трудно наблюдаемых и трудно понимаемых
свойств и отношений в объектах, заключаю-
щейся в представлении этих объектов в каче-
стве целенаправленных систем и изучения
свойств этих систем и взаимоотношений ме-
жду целями и средствами их реализации.
Существует множество определений си-
стемного анализа (как и исследования опе-
раций или системотехники). В нем нет еще
установившихся понятий, общепринятой тер-
минологии и единства мнений специалистов
по многим принципиальным вопросам. Си-
стемный анализ успешно используют при ре-
шении таких проблем, как оценка кон-
кретных проектов сложных АСУ, промыш-
ленных систем, планов капитальных вложе-
ний, народнохозяйственных планов, а также
в организации процессов народнохозяйствен-
ного планирования.
Исследование в системном анализе раз-
1 Нечаев Г. К., Цилюрик Л. И. Оптимизация
работы транспорта в системе домостроительного
комбината. — В кн. Оптимизация автоматических
систем и технологических процессов. К.: Знание,
1972.
61
бивается на несколько этапов. В работе [22]
описаны этапы исследования, предлагаемые
советскими и зарубежными авторами, прове-
дена их сравнительная характеристика.
Рассмотрим основные этапы системного
анализа, используемые при проектировании
организационных и технологических систем
управления [15].
На первом этапе дается постановка зада-
чи, которая состоит из определения объекта
исследования, постановки целей, а также за-
дания критериев для улучшения объекта
и управления им. Этот этап плохо формали-
зуется, поэтому успех определяется прежде
всего искусством и опытом исследователя,
глубиной его понимания поставленной про-
блемы. Этот этап важен, поскольку непра-
вильная или неполная постановка целей мо-
жет свести на нет результаты последующего
анализа.
На втором этапе очерчиваются границы
изучаемой системы и ведется ее первичная
структуризация. Совокупность объектов
и процессов, имеющих Ьтношение к поста-
вленной цели, разбивается на два класса:
изучаемую систему и внешнюю среду. Такое
разделение происходит в результате после-
довательного перебора и включения в систе-
му объектов и процессов, оказывающих за-
метное влияние на процесс достижения по-
ставленных целей.
Окончание перебора может произойти
прежде всего потому, что будут исчерпаны
все существенные факторы. Систему в этом
случае моя^ио рассматривать как замкнутую,
т. е. с известной степенью приближения, не
зависящей от внешней среды.
Другая возможность ограничения си-
стемы от внешней среды основывается на
том, что в ряде случаев при изучении си-
стемы можно ограничиться лишь влиянием
внешней среды на систему и пренебречь (с
точки зрения поставленных целей) влиянием
системы на среду. При этом получаем от-
крытую систему, поведение которой зависит
от входных сигналов, поступающих из внеш-
ней среды.
Завершение процесса первичной структу-
ризации состоит в том, что выделяются от-
дельные составные части — элементы изучае-
мой системы, а возможные внешние воздей-
ствия представляются в виде совокупности
элементарных Воздействий.
Третий важный этап заключается в соста-
влении математической модели изучаемой
системы. Первым шагом в этом направлении
является параметризация, т. е. описание вы-
деленных элементов системы и элемен-
тарных воздействий на нее с помощью тех
62
или иных параметров. Особую роль играют
параметры, принимающие конечные множе-
ства значений. Эти параметры позволяют
описать процессы и объекты, которые не мо-
гут быть охарактеризованы с помощью обы-
чных числовых параметров, а различаются
лишь косвенно.
Параметризация изучаемой системы
представляет собой лишь первый шаг в по-
строении ее математической модели. Второй
важный шаг заключается в установлении
различного рода зависимостей между вве-
денными параметрами. Характер этих зави-
симостей может быть любым: для количе-
ственных (числовых) параметров зависимо-
сти обычно задают в виде систем уравнений
(обыкновенных алгебраических или диффе-
ренциальных); для качественных параметров
используют табличные способы задания за-
висимостей, основанные на перечислении
всех возможных комбинаций значений пара-
метров.
Наряду с вполне определенными функцио-
нальными зависимостями (задаваемыми од-
нозначными функциями) в системном анализе
используется различного рода вероятностные
соотношения.
Зависимости между элементами обычно
являются весьма сложными и разнообразны-
ми. Описание всех этих завйсимостей также
весьма сложно и громоздко. Поэтому при
построении математической модели обычно
стремятся, по возможности, сократить это
описание. Одним из наиболее употреби-
тельных приемов является разбиение изучае-
мой системы на подсистемы, выделение ти-
повых подсистем, установление иерархии
подсистем и стандартизации связей подси-
стем на одних уровнях с однотипными систе-
мами на других уровнях (см. п. 3 настоящей
главы).
Выделение подсистем и установление их
иерархии, помимо упрощения описания, пре-
следует и другую цель: в процессе исследо-
вания уточняется первоначальная структура
и параметры системы, а также окончательно
определяются цели и критерии. В результате
этого (третьего) этапа возникает законченная
математическая модель системы описания на
формальном математическом языке.
Задачей следующих этапов является ис-
следование построенной модели. В отличие
от классического случая для сложных си-
стем, как правило, не удается найти аналити-
ческого решения, позволяющего описать по-
ведение системы в общем виде. Поэтому
обычно при исследовании пользуются
прямым (имитационным) моделированием
изучаемой системы на ЭВМ.
В большинстве случаев применяют метод
«проб и ошибок», который, в отличие от
классического случая, при системном анали-
зе является не только основным, но, как пра-
вило, и единственно возможным, поскольку
известные аналитические приемы (вариа-
ционные методы, принцип максимума Пон-
трягина и др.) для сложных систем, как
правило, непригодны.
Таким образом, системный анализ пред-
ставляет собой методологию исследования
весьма сложных и неопределенных проблем,
которая может быть использована при про-
ектировании весьма сложных АСУ ТП.
4.	Методология проектирования
иерархических АСУ ТП
АСУ ТП являются сложными системами
управления. Как было указано ранее (п. 1 гл.
IV), существует множество определений
сложной системы, которые подчеркивают
тот или иной признак сложности. Не всякая
АСУ ТП состоит из иерархически организо-
ванных подсистем. Но если эта система ие-
рархически организована, ее, несомненно,
Рис. IV. 1. Разбиение системы управления на иерар-
хические уровни:
а — по уровням и методам управления; б — по
интервалам времени
следует считать сложной. Так как большин-
ство АСУ ТП представляет собой системы
комплексной автоматизации каких-либо про-
цессов, состоящих из ряда подпроцессов со
своими локальными системами управления,
большинство из них является иерархически-
ми в том или ином плане. Отсюда вытекает
важность рассмотрения методов исследова-
ния и проектирования указанных систем.
Задачи проектирования иерархических
АСУ ТП во многом зависят от признаков,
которые положены в основу при подразделе-
нии сложной системы на соответствующие
уровни иерархии [19].
Чаще всего используется организа-
ционный признак, который позволяет ото-
бражать фактически существующую суборди-
нацию (рис. IV.1). При этом каждый из
уровней можно подразделить еще на ряд
подуровней. Так, АСУ ТП первого уровня
могут быть подразделены на локальные си-
стемы управления отдельными агрегатами
и системы комплексного управления техно-
логическими процессами (автоматическими
линиями, участками производства и пр.).
В качестве признака часто используется
избранный метод управления: регулирова-
ние, обучение и адаптация, самоорганизация.
На рис. IV. 1, а изображена схема, которая
демонстрирует расчленение системы упра-
вления по указанным признакам.
Функции
Интервалы
времени
Месяц
Неделя
Сутки
Час
Минута
Секунда
63
щи ми управляющими системами и единственной
вышестоящей управляющей системой
В ряде случаев подразделение на ос-
новные уровни или расчленение основных
уровней на подуровни можно выполнять по
признаку, характеризующему определенный
аспект деятельности.
Систему можно разбить на иерархически
связанные между собой уровни также по вре-
менному признаку. В этом случае при отне-
сении элементов к тому или иному уровню
в основу кладется интервал времени, через
который необходимо вмешательство после-
дующего уровня в процесс управления ниже-
стоящим уровнем для обеспечения нормаль-
ного функционирования системы. На рис.
IV. 1,6 приведен пример разбиения задачи
управления энергетической системой по вре-
менному признаку.
Иерархические системы управления обра-
зуются также в результате расчленения ка-
кой-либо сложной задачи на более простые
подзадачи. В этом случае элементы иерархи-
ческой структуры называют уровнями слож-
ности принимаемого решения.
В АСУ ТП весьма распространены двух-
уровневые системы (рис. IV.2), методы синтеза
и анализа которых в настоящее время разра-
ботаны наиболее полно1.
Ввиду того, что алгоритмы управления
локальных подсистем — С„ не учитывают
связей между отдельными подпроцессами,
возникает проблема координации. Сущность
этой проблемы заключается в следующем:
требуется разработать систему более высо-
кого иерархического уровня Со, которая
управляла бы локальными подсистемами та-
ким образом, чтобы они функционировали
согласованно и были подчинены общей цели.
В теории иерархических систем разрабо-
таны несколько принципов, пригодных для
синтеза алгоритма функционирования коор-
динатора Со, которые подобны принципу
обратной связи в теории автоматического
регулирования и управления.
Принцип прогнозирования взаимодействий
заключается в том, что управляющие воз-
действия верхнего уровня распределяются
между подсистемами нижнего уровня таким
образом, что каждая из подсистем становит-
ся автономной относительно других подси-
стем этого же уровня.
В качестве примера на рис. IV.3,a показа-
но использование этого принципа для цели
координации функционирования двух ло-
кальных подсистем управления. Подпро-
цессы и Р2 связаны между собой посред-
ством связующих переменных Ul и U2.
Локальные микро-УВК С, и С2 выбирают
управляющие воздействия т\ и ту2 на осно-
вании сигналов обратной связи j j и у2, про-
гнозируемых координатором Со значений
связующих переменных а] и а£.
Если пространство связующих пере-
менных определено, то можно найти ошиб-
ку прогнозирования
е = «г _ с/,
Рис. IV.3. Структурные схемы использования прин-
ципов координации в цепи обратной связи второю
уровня: а — принципа прогнозирования; б — принципа
ст ласования
1 Вальков В. М. Микроэлектронные управляю-
щие вычислительные комплексы Л Машинострое-
ние, 1979.
64
где а7-вектор координирующих сигналов;
U — вектор связующих переменных.
Синтез алгоритма координации заклю-
чается в нахождении итеративной процедуры
т, с помощью которой на основании значе-
ния ошибки прогнозирования е, на i-м шаге
находят значение вектора а/+ х на (i 4- 1)-м
шаге управления:
а?1+и = «? + т(е().
Если на некотором шаге значение ошиб-
ки окажется равным нулю, то задача коор-
динации считается решенной.
Принцип оценки взаимодействий в отли-
чие от принципа прогнозирования взаимо-
действий утверждает, что задача координа-
ции решается всякий раз, когда ошибка
прогнозирования е находится в заданной
области.
Принцип согласования взаимодействий за-
ключается в том, что элементы Сх и С2
трактуют связующий сигнал как дополни-
тельную переменную решения. Этот принцип
утверждает, что управляющее воздействие
(вектор т) решает поставленную задачу, ког-
да т является решением задач управления
подсистемами Q и С2 и связующие сигналы,
выбранные нижестоящими элементами, со-
впадают с действительными значениями свя-
зующих переменных.
Ошибки управления при синтезе коор-
динатора с применением данного принципа
(рис. IV. 3,6) можно найти согласно выраже-
нию
е = W - Г,
где IP — значение вектора связующих пере-
менных, выбранного локальными системами
управления Сг и С2; U — вектор действи-
тельных значений связующих переменных.
* Новое значение координирующего сигна-
ла yi+1 на (i + 1)-м шаге итерации находится
согласно выражению
Yi+i =Y< +т(е,).
В теории иерархических систем [19] рас-
смотрены вопросы применимости указанных
принципов, синтеза процедур координации
и анализа скорости их сходимости.
Наиболее часто в двухуровневой АСУ ТП
используют линейную процедуру координа-
ции. При линейной координации координи-
рующие сигналы подаются дискретно в не-
которые последовательные моменты вре-
мени. В каждом цикле координации ло-
кальные решающие элементы (микро-УВК) 3
3 п/р Смилянского Г. Л.
осуществляют выбранное ими управление
без дальнейшего вмешательства координато-
ра.
Цикл координации определяет требова-
ния к производительности решающих эле-
ментов и временные соотношения процессов
обмена информацией между ними. В связи
со стохастическим характером большинства
ТОУ и связанного с ним случайным во
времени процессом выработки сигналов
обратной связи локальными подсистемами
длительность цикла координации также
является случайной. Поэтому при синтезе ал-
горитма координации целесообразно исполь-
зовать теорию массового обслуживания.
5.	Пример использования системного
подхода при проектировании АСУ ТП
Рассмотрим пример проектирования ав-
томатизированной системы управления про-
цессом приготовления бетонной смеси (АСУ
ТП «Бетон»), причем опишем отдельные
фрагменты этого процесса.
В соответствии с методологией системо-
техники работы по созданию АСУ ТП «Бе-
тон» разобьем на стадии и этапы (см. табл.
XXIII. 1).
На стадии технического задания удобно
использовать методологию системного ана-
лиза.
На первом этапе сформулируем цель си-
стемы. АСУ ТП производства бетонных сме-
сей предназначена для эффективного контро-
ля и управления технологическим процессом,
начиная от подачи материалов со складов
и кончая выдачей бетонной смеси потребите-
лям. Цель контроля — повышение экономич-
ности, ритмичности и качества производства,
своевременного обеспечения потребителей
необходимым количеством смесей заданных
параметров.
На втором этапе системного анализа
очертим границы изучаемой системы. Опре-
деляем, что система должна включать упра-
вление следующими процессами: подачей
материалов со складов в емкости надбункер-
ного отделения, дозированием, смесеприго-
товлением, выдачей товарного бетона и до-
ставкой на формовочные участки. Формо-
вочные и другие участки, потребляющие
бетон, а также железнодорожный и автомо-
бильный транспорт, доставляющий компо-
ненты бетонной смеси на склады, не входят
в систему и могут быть отнесены к внешней
среде. Предполагается, что в процессе функ-
ционирования в систему поступают заказы
на бетонную смесь (с пунктов ее потребле-
65
Декомпозиция об-
щей задачи на под-
задачи
Декомпозиция про-
цесса на подпро-
цессы
Рис. IV.4. Многослойная иерархия задач управления
АСУ ТП «Бетон»: БС — бетонная смесь
ния) и компоненты бетонной смеси (со скла-
да цемента и заполнителей). Таким образом,
внешняя среда влияет на систему. Влиянием
системы на внешнюю среду пренебрегаем.
В результате первичной структуризации
выделяются элементы технологического про-
цесса, подлежащие автоматизированному
управлению, а также входы и выходы, связы-
вающие рассматриваемую систему и внеш-
нюю среду.
На третьем этапе системного анализа
предварительно разрабатываем математиче-
скую модель системы. На этой стадии огра-
ничиваемся графическим и словесным описа-
нием подсистем и связующих функций.
Учитывая естественную структуру техно-
логического процесса, проводим его деком-
позицию на подпроцессы (рис. IV.4).
В соответствии с декомпозицией процесса
на подпроцессы выполняем декомпозицию
задачи управления на подзадачи (уровни
сложности принимаемого решения).
Общая задача управления процессом
в целом подразделяется на ряд последова-
тельно решаемых более простых задач (рис.
IV.4). Вначале на основании данных лабора-
торного анализа устанавливаются про-
центные содержания компонентов в бе-
тонных смесях различных марок с учетом
влажности и засоренности заполнителей, ак-
тивности цемента и пр. Результаты решения
этой задачи являются исходными данными
для решения задачи координации работы
подсистем в соответствии с заказами на бе-
тонную смесь, поступающими из внешней
среды. На основании данных очереди зака-
зов и результатов решения задачи управле-
ния составом, определяются задания дозато-
рам и смесителям, выбирается цепочка
транспортных средств, доставляющих гото-
вую бетонную смесь потребителю, опреде-
ляются расходные бункера, подлежащие за-
грузке.
На третьем уровне решаются задачи
управления отдельными подпроцессами.
Далее проводится предварительная раз-
работка и выбор комплекса технических
средств системы управления (рис. IV.5).
На основании указанных этапов систем-
ного анализа работа распределяется между
отдельными исполнителями, составляются
планы-графики выполнения проектных и на-
учно-исследовательских работ.
В дальнейшем для ряда подсистем соста-
вляются более детальные математические
модели При этом функции переходов, вы-
ходов, связующие функции описываются
в виде математических выражений, что по-
зволяет исследовать различные алгоритмы
управления методом цифрового моделирова-
ния на ЭВМ.
Для координации процессов дозирования
отдельных компонентов целесообразно ис-
пользовать линейную процедуру итерации
(рис. IV.6).
При поступлении компонента бетонной
смеси в грузоприемное устройство ошибка
слежения за изменением массы материала
в бункере дозатора из-за наличия переходно-
го процесса велика. После окончания процес-
са дозирования и затухания переходных про-
1 Методические рекомендации по разработке
и внедрению автоматизированной системы заказа,
учета и дозирования для производства бетонной
смеси. Киев, НИИСП Госстроя УССР, 1977.
66
цессов масса каждого из компонентов может
быть измерена с большей точностью. Если
окажется, что вектор процентных отклоне-
ний компонентов выходит за пределы неко-
торой области допустимых значений, следует
выбрать тип компонента и соответствующий
ему дозатор для досыпки. После реализации
выбранной досыпки процедура повторяется
до тех пор, пока в соответствии с принципом
оценки взаимодействий вектор процентных
отклонений не будет находиться в заданной
области.
Фазы и этапы проектирования АСУ ТП
определены ГОСТ 20913 — 75 и приведены
в табл. XXIII. 1.
Рис. IV.6. Схема алгоритма координации работы
дозаторов циклического действия
Глава V
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВ-
НОСТЬ АСУ ТП
1.	Основная терминология
Экономия — уменьшение затрат производ-
ственных ресурсов на производство готовой
продукции или работы.
Эффект экономический годовой — годовая
экономия приведенных затрат, т. е. текущих
и капитальных, приведенных к одной раз-
мерности в соответствии с нормативным
коэффициентом экономической эффектив-
ности.
Капитальные вложения — единовременные
затраты на создание производственных
фондов.
Срок окупаемости капитальных вложе-
ний — период, в течение которого капи-
тальные вложения соизмеряются с экономией
от внедрения.
Экономическая эффективность — соотно-
шение между получаемыми результатами
производства — продукцией и материальны-
ми услугами, с одной стороны, и затратами
труда и средств производства — с другой.
Нормативный коэффициент экономической
эффективности капитальных вложений на соз-
дание АСУ и внедрение вычислительной тех-
ники — нижний предел ежегодной отдачи на
каждый рубль капитальных вложений.
Эксплуатационные затраты — текущие рас-
ходы, связанные с эксплуатацией и техни-
ческим обслуживанием АСУ ТП.
Прибыль — разница между объемом реа-
лизации продукции и затратами на ее про-
изводство.
Экономичность — результат сравнения ва-
риантов решений или элементов затрат.
3*
67
2.	Экономичность АСУ ТП
При рассмотрении экономичности АСУ
ТП используется метод декомпозиции — раз-
деления систем на части, позволяющий четче
выделить рассматриваемые вопросы, упро-
стить их изложение и поиск при пользовании
справочником.
Прежде всего выделена общая часть: тер-
минология (п. 1 гл. V), соблюдение принци-
пов автоматизации управления и экономич-
ности АСУ ТП в целом (п. 2 гл. V).
Остальной материал разделяется на во-
просы, связанные с рекомендациями по обес-
печению экономичности АСУ ТП (п. 3 — 6 гл.
V) и методикой расчета экономической эф-
фективности АСУ ТП (пп. 7 — 9 гл. V). Для
иллюстрации возможностей получения эко-
номии в процессе производства и обращения
дан декомпозиционный анализ производства
(п. 3 гл. V).
Источники формирования локальных эф-
фектов от выбранных направлений работ
разделены по фазам существования АСУ
ТП — создание, функционирование, модерни-
зация (см. п. 5 гл. V, табл. V.3). В таблице по-
казана их связь с группами объектов эконо-
мии и видами обеспечения АСУ ТП.
Экономичность отдельных элементов
АСУ ТП — информации, организации, техни-
ческих средств и математического обеспече-
ния — рассмотрена в п. 4 гл. V, влияние каче-
ства проекта АСУ ТП на экономичность
системы — в п. 6 гл. V.
Можно выделить также параграфы, рас-
сматривающие экономическую эффектив-
ность АСУ ТП в целом (пп. 3, 6 — 9 гл. V),
и параграфы, в которых анализируется эко-
номичность элементов самой АСУ ТП и си-
стемы создания АСУ ТП. Для облегчения
поиска необходимых материалов приведена
табл. V.I.
Целесообразность создания АСУ ТП. Ав-
томатизированные системы управления про-
изводством (АСУП) могут быть эффективны
для любого предприятия, так как объем авто-
матизации управления может быть соизме-
рен с требованиями предприятия в зависимо-
сти от его специфики, причем машинное
время для выполнения расчетов можно арен-
довать на других предприятиях.
При создании АСУ ТП положение дру-
гое. Необходимость установки своего ком-
плекса технических средств, обязательность
значительных капитальных затрат обусло-
вливают некоторый барьер целесообразно-
сти создания АСУ ТП. Этот барьер носит
экономический характер и определяется рен-
табельностью автоматизируемого процесса
68
(объекта), с одной стороны, и минимальны-
ми затратами на создание АСУ ТП — с дру-
гой. В табл. V.2 показано, при какой мини-
мальной мощности установок в различных
отраслях производства создание АСУ ТП
еще целесообразно.
Появление новых технических средств, из-
менение цен на оборудование, сырье и изго-
тавливаемые продукты влияют на положе-
ние барьера и сдвигают его в ту или иную
сторону.
Экономичность АСУ ТП и принципы авто-
матизации управления. При рассмотрении
экономичности АСУ ТП следует выделить
информационные, организационные, матема-
тические и технические аспекты.
В качестве первого общего принципа ав-
томатизации управления нами принято по-
вышение экономической эффективности про-
изводства (см. п. 3 гл. III), которое дости-
гается соблюдением ряда частных принци-
пов.
Экономичность АСУ ТП должна обес-
печиваться на всех этапах ее создания.
Экономический эффект от применения
АСУ ТП обусловливается прежде всего по-
вышением эффективности автоматизируемо-
го производства, определяемым повышением
качества и надежности управления, сниже-
нием потерь, повышением производительно-
сти, снижением аритмии и т. п.
Сама АСУ ТП должна быть также эконо-
мичной, т. е. необходимо снижать затраты
на проектирование АСУ ТП, оборудование
и монтаж, эксплуатацию системы и обеспече-
ние ее работы.
В соответствии с этим примем такую по-
следовательность рассмотрения: вопросы
экономичности информации, корреспонди-
рующиеся с информационными основами
(гл. VIII, IX); экономичности автоматизации
процессов управления, корреспондирующиеся
с организационными основами (гл. I —III,
X, XX); экономичности используемых мето-
дов стабилизации и оптимизации производ-
ства, корреспондирующиеся с математически-
ми основами (гл. XI — XV); вопросы эффектив-
ности АСУ ТП и снижения ее стоимости, за-
висящей, в определенной мере, от затрат на
аппаратуру (технические основы) (гл.
XVI — XVIII) и обеспечение эффективности
АСУ ТП в процессе проектирования и вне-
дрения (гл. XXIII - XXVII).
Экономическая эффективность АСУ ТП
основана на экономичности автоматизации
процессов управления, однако имеется ряд
Таблица V.l
Экономические основы АСУ ТП и их декомпозиция
Параграфы	Декомпозиция материалов		
	по виду рекомендаций	по видам анализа	по элементам и в целом
1. Терминология 2. Экономичность АСУ ТП	Общая часть	Анализ экономической эффективности АСУ ТП в целом	Эффективность АСУ ТП в целом
3. Эффективность производ- ства	Рекомендации по обе- спечению экономиче- ской эффективности АСУ ТП (как делать)	Анализ экономической эффективности в целом в условиях АСУ ТП	
4. Экономичность элемен- тов АСУ ТП (информации, организации, математиче- ского обеспечения и техни- ческих средств)		Анализ элементов АСУ ТП как средств достижения эффекта от функциониро- вания системы в целом	Экономичность элементов АСУ ТП
5. Связь направлений дейст- вия АСУ ТП с элементами АСУ ТП и объектами эко- номии		Анализ получения эффек- та по фазам существова- ния АСУ ТП	
6. Экономичность проекта АСУ ТП		Анализ экономической эффективности и его от- ражение в проекте АСУ ТП	Эффективность АСУ ТП в целом
7.	Основные источники и показатели экономической эффективности АСУ ТП 8.	Затраты на создание и эксплуатацию АСУ ТП 9.	Методика расчета эконо- мии от снижения себестои- мости продукции	Методика расчета эко- номической эффектив- ности (как считать)		
дополнительных особенностей, относящихся
к АСУ ТП в целом.
Теоретически АСУ ТП может охватить
все функции управления процессом, но стои-
мость такой системы в некоторых случаях
была бы слишком большой. Следовательно,
необходимо автоматизировать лишь часть
функции управления, для чего выбираются
задачи, автоматизация которых дает на-
ибольший экономический эффект. В этом
и состоит принцип выбора наиболее эконо-
мически эффективных направлений действия
АСУ ТП (см. табл. III. 1, п. 3). Для его реали-
зации процесс проектирования следует на-
чинать с поиска возможных направлений
действия АСУ ТП и выбора наиболее
важных из них. Тем самым определяется це-
лесообразный объем автоматизации упра-
вления процессом.
Уровень автоматизации управления мож-
но выбирать. Это является задачей обеспече-
ния соответствия между экономией и дохо-
дами от использования АСУ ТП, с одной
стороны, и затратами на ее создание — с
другой. В этом заключается принцип со-
ответствия между экономией и доходами от
использования АСУ ТП и затратами на ее
создание (см. табл> III. 1, п. 4). Тем самым
определяется целесообразный уровень авто-
матизации управления процессом.
Производство состоит из многих компо-
нентов (рабочая сила, оборудование, мате-
риалы, энергия, инструменты и пр.). Количе-
ство каждого компонента изменяется во
69
Таблица V.2
Зависимость экономической эффективности АСУ ТП
от стоимости продукции и сырья по зарубежным
данным |550, т. 1, с. 255]
Участки произ- водства	Единица измерения получаемого про- дукта	Стоимость единицы продукции, долла- ры	Стоимость сырья на единицу продукции, доллары	Минимальная суточ- ная мощность уста- новки, при которой окупается .АСУ ТП
Хим Произ- водство : этилена аммиака	[ическая i т т	промышл 88-110 70-90	енность 22-53 10-20	274 300
Нефтеперерабатывающая промышленность
Первичная переработка	м3	—	14-21	9540
	Черная металлургия			
Доменный	т	60-65	35-40	1000
процесс Горячая про-	т	105-160	80-90	2000
катка полосы				
Производство цемента
Вращающая-
ся печь
м3 21-28	7-14	954
Производство целлюлозы и бумаги
Подготовка
массы
т 115-130 30-40	200
времени и не совпадает с потребностью, т. е.
имеют место запасы, или резервы.
Законы изменения количеств составляю-
щих производственного процесса может,
в известной степени, выбирать и регулиро-
вать управленческий персонал. Научный вы-
бор стратегии изменения запасов, рассматри-
ваемый теорией запасов [118], позволяет
наилучшим образом с наибольшим экономи-
ческим эффектом использовать резервы про-
изводства за счет своевременного пополне-
ния запасов, выбора оптимальных объемов
запасов и оптимальных партий заказа.
В этом состоит принцип повышения степени
использования резервов производства (см.
табл. III. 1, п. 5).
70
Проектирование АСУ ТП ведется для
конкретного процесса, причем требования
автоматизируемого объекта, определяемые
в процессе проектирования, и параметры
АСУ ТП, как правило, не совпадают. При
проектировании используют приемы выбора
наиболее подходящих технических систем
управления (ТСУ) (часть V) и других частей
АСУ ТП, использование которых приводит
к наименьшим потерям. В этом состоит
принцип соответствия параметров АСУ ТП
характеристикам автоматизируемого объек-
та (см. табл. III. 1, п. 13).
Эффективность АСУ ТП зависит от со-
блюдения общих и частных принципов авто-
матизации управления. Несоблюдение этих
принципов, имеющее место в реальных си-
стемах, происходит в основном из-за недо-
статочной экономической подготовки проек-
тировщиков, сложности индивидуальной раз-
работки проектов и отсутствия готовых
рекомендаций, руководящих материалов
и образцов проектов.
Снижение стоимости создания АСУ ТП.
Стоимость создания АСУ ТП включает
стоимость проектирования, монтажа, налад-
ки, внедрения и стоимость аппаратуры. Во-
просы снижения стоимости создания АСУ
ТП целесообразно рассматривать для каждо-
го вида работ и для аппаратуры.
Поскольку настоящая работа в основном
посвящена проектированию АСУ ТП, то
в этой главе рассматриваются главным
образом способы снижения стоимости АСУ
ТП в процессе проектирования.
3.	Эффективность
производства и АСУ ТП
Экономический эффект, получаемый от
создания АСУ ТП, обусловлен повышением
эффективности автоматизируемого про-
изводства.
В табл. V.3 приведен анализ производ-
ства, основных направлений действия АСУ
ТП и получаемой при этом экономии. Ана-
лиз выполнен на уровне связей без количе-
ственных характеристик, в общем виде, и мо-
жет быть применен к любому производству.
В зависимости от структуры себестоимо-
сти продукции участка производства, ох-
ватываемого АСУ ТП, разработчики могут
сделать ориентировочное распределение эко-
номии (правая колонка таблицы) и опреде-
лить по таблице основные необходимые на-
правления действия разрабатываемой АСУ
ТП. Это даст возможность определить ос-
новные задачи АСУ ТП.
Таблица V.3
Влияние АСУ ТП на эффективность производства
Группы объектов экономии	Объекты экономии и дополнительных доходов	Направление действия АСУ ТП						Экономические результаты функционирования АСУ ТП	
								Изменение показателей деятельности объекта	Слагаемые эко- номии и до- полнительных доходов
Предме- ты труда	Сырье, материа- лы, полуфабрикаты			Рациональное ис- пользование ресур- сов				Снижение зат- рат сырья, мате- риалов, полу- фабрикатов и энергии всех ви- дов	Экономия ма- териальных и топливно-энерге- тических затрат
									
				Сокращение рас- хода сырья, матери- алов, полуфабрика- тов на единицу про- дукции					
									Относительная экономия капи- тальных вложе- ний в аналогич- ные и смежные отрасли
									
				Сокращение уров- ня брака и отхо- дов					
									
	Топливо и энергия			Рациональное ис- пользование топли- ва и энергии					
									
				Сокращение рас- хода энергии на еди- ницу продукции					
									
				Сокращение по- терь энергии					
									
	Исходная инфор- мация о предметах труда			Рациональное ис- пользование тран- спортного оборудо- вания				Сокращение времени обслу- живания внутри- заводским тран- спортом	Экономия транспортных расходов
									
Средст- ва труда	1 Здания, сооруже- ния, передаточные устройства, силовое оборудование, рабо- чие машины и обо- рудование, приборы и устройства, тран- спортные средства, инструмент			Рациональное ис- пользование техно- логического обору- дования				Уменьшение непроизводи* тельных затрат (штрафы, пени, неустойки, опла- та простоев, сверхурочных и т. п.)	Прирост при- были за счет сни- жения штрафов, пени и т. д.
									
				Сокращение про- стоев, ремонтов					Экономия на непроизводи- тельных затратах
									
									
									
								Увеличение выпуска продук- ции и повышение ее сортности	Дополнитель- ные доходы от повышения ка- чества продукции и снижения бра- ка
	Исходная инфор- мация о средствах труда и о процессе производства			Соблюдение тех- нологии					
									
									
Резуль- таты труда	Производная ин- формация о процес- се производства			Совершенствова- ние производства и управления					
									
									
71
Продолжение табл. V.3
Группы объектов экономии	Объекты экономии и дополнительных доходов	Направление действия АСУ ТП							Экономические результаты функционирования АСУ ТП	
									Изменение показателей деятельности объекта	Слагаемые эко- номии до- полнительных доходов
Резуль- таты тру- да	Готовая продукция				Комплектное и своевременное изго- товление продукции				Увеличение выпуска продук- ции и повыше- ние ее сортно- сти	Дополнитель- ные доходы от повышения каче- ства продукции и снижения брака
										
					Повышение каче- ства продукции					
										
					Сокращение уров- ня брака					
										
Рабочая сила	Производствен- ный персонал				Повышение тем- па прироста произ- водительности тру- да				Увеличение разрыва между темпом прироста производитель- ности труда и темпом прироста заработной пла- ты*	Оптимальная экономия зара- ботной платы ос- новных произ- водственных ра- бочих
										
					Повышение темпа прироста заработ- ной платы и под- держание его ниже уровня темпа при- роста производи- тельности труда					
										
									Снижение чис- ленности адми- нистративно-уп- равленческого персонала	Абсолютная экономия зара- ботной платы уп- равленческого персонала
	Управленческий персонал и ИТР									
					Повышение про- изводительности труда					
	Информация о ра- бочей силе									
										
Время производ- ства	Время нахождения средств производст- ва и предметов тру- да в производствен- ных запасах				Рациональное ис- пользование запасов				Уменьшение сверхнорма- тивных запасов товароматери- альных ценно- стей	Высвобожде- ние оборотных средств
										
					Рациональное формирование за- пасов					
										
	Время нахожде- ния средств труда и предметов труда в производстве									
					Увеличение за- грузки оборудова- ния				Увеличение сменности ра- боты оборудова- ния	Экономия ус- ловно-постоян- ных расходов
										
					Смягчение (лик- видация) аритмии производства					
	Информация о времени произвол- ства									
									Увеличение объема произ- водства	
										
										Прирост массы прибыли
										
Время обраще- ния	Время реализации продукции				Выполнение обя- зательств предпри- яти я					
										
									Увеличение объема реализа- ции	
	Время нахождения продукции в запасах									
					Сокращение вре- мени продажи про- дукции					
										
	Время приобрете- ния средств труда и предметов труда				Сокращение вре- мени приобретения Средств производ- ства				Ускорение по- ступления де- нежных средств	Высвобожде- ние оборотных средств
										
	Информация о времени обращения				Оптимизация складских запасов					
										
										
72
4.	Экономичность элементов АСУ ТП
Экономичность информации. Наибольший
эффект может быть получен при исполь-
зовании для управления информации, тре-
бующей минимальных затрат и позволяющей
получить наибольший эффект. Имеется в виду
не выбор из необходимой для управления
информации какой-то ее части, а снижение
стоимости и повышение эффективности всей
необходимой информации (одновременно или
в среднем).
Минимальная стоимость всей необходи-
мой информации обеспечивается сокраще-
нием ее объема (см. гл. VIII, IX), выбором
наилучших форм представления информации
(см. гл. VIII) и наилучших кодов (см. гл. IX),
выбором наиболее эффективных процессов
автоматизированного управления (см. гл. III)
и технических средств (см. гл. XVI — XVIII).
Одним из факторов, определяющих цену
информации, является зависимость стоимо-
сти ТСУ от быстродействия. Процессы опе-
ративного управления в АСУ ТП, как прави-
ло, быстро протекающие, поэтому оценка
минимально допустимой скорости работы
процессора, обеспечивающего управление
в реальном масштабе времени, может значи-
тельно влиять на стоимость выбираемого
оборудования.
Сокращение объема собираемой и пере-
даваемой первичной информации приводит
к некоторому снижению количества необхо-
димой аппаратуры и к снижению трудоемко-
сти формирования и использования данных,
вводимых вручную. При этом объем затрат
в целом снижается.
Получение информации, имеющей опти-
мальную ценность, требует преодоления ря-
да трудностей. Прежде всего для каждого
вида сообщений, а иногда и для каждого
конкретного сообщения, ropt (см. рис. VIII. 1)
различно.
В то же время создание и функциониро-
вание аппаратуры с большим числом раз-
личных по времени циклов сбора и управле-
ния повышает ее стоимость. Одновременно
усложняется работа диспетчерского аппарата
и увеличиваются затраты на диспетчерскую
службу.
Этот вопрос можно решить, если учесть
характер зависимости ценности информации
от времени. Поскольку крутизна кривой сле-
ва от topt. небольшая, то использование ап-
паратуры и процессов, обеспечивающих сбор
всей информации за время Тц < (ropt) приве-
дет только к потерям от хранения собранной
информации:
П — £ Z(toPtf Kb
iT4
где ropt — момент оптимальной ценности i-ro
сообщения; X, — коэффициент перевода
времени в сумму потерь на участке кривой
влево от ropt .
Если topt для группы сообщений имеет
одинаковое значение (обычно это справедли-
во для каждой группы однотипных датчиков,
собирающих однотипные сообщения) и если
число групп датчиков невелико, то органи-
зуется сбор информации по нескольким раз-
новременным циклам, входящим в один ос-
новной цикл управления. Условие соблю-
дается для каждого цикла самостоятельно
в виде
7ц < ^opL >
где j — признак группы однотипных датчи-
ков, опрашиваемых по одному циклу.
С помощью таких приемов соблюдается
принцип использования информации, имею-
щей оптимальную ценность (табл. III. 1, п. 10)
для основной массы первичной информации,
собираемой автоматически.
Информация, вводимая в АСУ ТП вруч-
ную, упорядочена, строится по единым маке-
там, заполняется без нормативных данных,
что снижает трудоемкость ввода данных.
Для увеличения ценности данных, вводимых
вручную, предусматриваются меры, позволя-
ющие собирать информацию в период вре-
мени, близкий к zopt на правом склоне кривой
(см. рис. VIII. 1). Потери будут сравнительно
небольшими по трем причинам: из-за упоря-
доченной организации сбора информации,
ограничивающей время запаздывания; из-за
того, что этот поток информации значитель-
но меньше потока автоматически собирае-
мой информации, а также из-за того, что
вручную обычно собираются данные с мень-
шей срочностью, у которых /opt имеют наи-
большие значения.
Экономичность организации. Автоматиза-
ция труда рабочего дает эффект за счет вы-
полнения работы с помощью технических
средств, высвобождающих персонал. Однако
этот эффект снижается потребностью в до-
полнительном персонале, обслуживающем
технические средства.
Кроме того, эффективность автоматиза-
ции технологического процесса обусловлена
соблюдением второго общего принципа ав-
томатизированного управления — общего
упорядочения. При автоматизации техноло-
73
гических процессов, как и в АСУП, формали-
зация наиболее эффективно сказывается на
автоматизации массовых, многократно по-
вторяющихся операций. Упорядочение при-
водит к формализации системы и техноло-
гии управления процессом, унификации ре-
шений, упорядочению и сокращению кодов.
Это все обусловливает сокращение объема
работ по управлению процессом.
Перечисленные экономические эффекты
снижаются в АСУ ТП из-за введения новых
работ: сбора дополнительной информации,
обычно не используемой; выполнения новых
расчетов, а также повышенной частотой сбо-
ра данных.
Экономический эффект от повышения ка-
чества управления технологическим процес-
сом, получаемый при вводе АСУ ТП, обус-
ловлен оперативностью автоматизированно-
го управления, своевременностью принятия
решений, выбором оптимальных решений
и более полной, чем обычно, их реализацией
(см. табл. III. 1, п. 1). Кроме того, при этом
повышается надежность управления за счет
снижения времени нахождения системы
управления в нерабочем состоянии и в со-
стояниях неполной работоспособности,
уменьшения числа сбоев при принятии упра-
вленческих решений и т. п. (см. табл. III. 1,
п. 2).
Как уже говорилось, целесообразность
создания АСУ ТП определяется ее экономи-
ческой эффективностью. Принцип соответ-
ствия уровня автоматизации процесса эконо-
мическому эффекту от автоматизации этого
процесса (табл. III. 1, п. 6) как раз и сводится
к соответствию затрат на АСУ ТП, с одной
стороны, и экономии и доходов от ее ис-
пользования — с другой.
Опыт показывает, что автоматизация
процессов сопровождается изменением авто-
матизируемых процессов. Обычно это ка-
сается процедуры организации процесса, а не
его сущности. Изменение процедуры позво-
ляет рационализировать процесс управления,
упростить его и удешевить, а также способ-
ствует повышению качества и надежности
управления.
В настоящее время речь идет уже не
столько о целесообразности создания АСУ
ТП, сколько об использовании новых воз-
можностей, открываемых АСУ ТП, о получе-
нии значительных дополнительных эффектов
за счет принципиального изменения суще-
ствующих методик управления технологиче-
ским процессом на базе современной вычис-
лительной техники.
Экономичность математического обеспече-
ния (МО). Математическое обеспечение мож-
74
но разделить на поставляемое с технически-
ми средствами и разрабатываемое в проекте
АСУ ТП.
Экономичность математического обеспе-
чения определяется затратами на его созда-
ние, на работу с ним и обеспечение эффек-
тивности его функционирования. Затраты на
создание МО зависят от объема МО, поста-
вляемого с ЭВМ, от наличия в его составе
качественных сервисных программ, опера-
ционных систем, а также от возможностей
автоматизированной разработки нестан-
дартных программ.
Затраты на эксплуатацию АСУ ТП
в определенной мере зависят от качества
МО и его возможностей обеспечения надеж-
ности функционирования и поиска неисправ-
ностей.
Эффективность функционирования МО
определяется самим МО, если при разработ-
ке его были учтены вопросы обеспечения
надежности функционирования, технологиче-
ские контрол и и т. п. От качества МО в зна-
чительной степени зависит функционирова-
ние технических средств и всей АСУ ТП.
Важное значение имеет легкость коррек-
тировки МО в процессе модернизации АСУ
ТП. Здесь существенно распределение МО
между пассивными запоминающими устрой-
ствами жесткого типа с «зашитой» памятью
и оперативной памятью.
Все эти вопросы должны учитываться
при выборе технических средств и МО.
Экономичность технических средств.
В стоимости создания АСУ ТП основной
объем занимают затраты на оборудование,
поэтому экономичность технических средств
имеет большое значение. Результативность
применения технических средств АСУ ТП
определяется степенью удовлетворения предъ-
являемым требованиям.
К этим требованиям можно отнести, на-
пример, необходимость информационной со-
вместимости технических средств между со-
бой и обслуживающим персоналом, соответ-
ствие структуры КТС структуре и техноло-
гии работы АСУ ТП, достаточно быстрое
решение основных задач АСУ ТП, упроще-
ние общения эксплуатационного и обслужи-
вающего персонала с КТС за счет «приспо-
собления» к человеку, соответствие произво-
дительности вычислительной техники тре-
буемой, минимальная стоимость, минималь-
ная потребность в производственных площа-
дях, минимальные эксплуатационные за-
траты и затраты на вспомогательное обору-
дование, возможность перестройки, измене-
ния структуры, дополнения КТС при невысо-
ких затратах (см. часть V).
Рассмотрим в общем виде зависимость
экономичности АСУ ТП от степени совер-
шенства технических средств. Связи между
капитальными вложениями К, совершен-
ством технической базы В и экономич-
ностью АСУ ТП Э приведены на рис. V.I.
Упрощенно полагаем, что совершенство аппа-
ратуры линейно зависит от ее стоимости
(верхний чертеж). При этом допускаем, что
степень совершенства аппаратуры АСУ ТП
можно измерить в каких-либо единицах
и получить ее оценку.
Эффективность АСУ ТП Эф имеет более
сложную зависимость от совершенства при-
меняемых технических средств В (средний
чертеж). Стилизованная кривая отражает
следующее:
проявление эффективности после дости-
жения В определенного критического значе-
ния В1;
резкий рост эффективности на участке
Вх — В2, что соответствует так называемому
эффекту «первого шага»;
первый изгиб кривой при В2;
рост эффективности на участке В2 — В3,
означающий повышение эффективности АСУ
ТП в результате использования совер-
шенных технических средств, позволяющих
более широко охватывать функции управле-
ния и решать более сложные и эффективные
задачи;
второй изгиб кривой при В3, сигнализи-
рующий «насыщение»;
относительно слабый рост эффективности
на участке В > В3, означающий, что все бо-
лее или менее легко достижимые эффекты
с помощью АСУ ТП получены и каждый по-
следующий шаг требует значительных уси-
лий и затрат.
Поскольку мы задались, что В = рК, где
р — постоянный коэффициент, зависимость
Эф = /i (В) можно преобразовать к виду
Э=/2(К)=Л(В)-рК£
(см. нижний график на рис. V.1). Результи-
рующая кривая показывает, что при малых
или слишком больших затратах экономич-
ность имеет отрицательное значение, т. е. ме-
роприятие убыточно, и что существует мак-
симальное значение Э3 экономичности АСУ
ТП (при прочих равных условиях).
Постановка задачи определения экономи-
ческой эффективности АСУ ТП обычно со-
держит два подхода: рассматриваются либо
возможности неконкретной АСУ ТП приме-
нительно к конкретному объекту и окружаю-
щей его среде, либо возможности конкрет-
Рис. V.I. Зависимость экономичности АСУ ТП от
объема капитальных вложений и совершенства тех-
нической базы
ной АСУ ТП применительно к конкретному
объекту. В первом случае определяются по-
тенциальные возможности, которые АСУ ТП
могла бы реализовать, если бы была доста-
точно совершенной. Во втором случае опре-
деляются возможности конкретной АСУ ТП.
В первом случае, оценивая потен-
циальные возможности АСУ ТП примени-
тельно к конкретному объекту управления
и окружающей его среде, мы находим вели-
чину Э3 максимально возможной экономич-
ности. Большей экономичности на данном
объекте управления в конкретных условиях
получить нельзя, несмотря на увеличение
степени совершенства АСУ ТП и рост за-
трат. Кривая Эф = fi (К) при значении В > В3
как бы «насыщается», становится почти па-
раллельной оси В. Однако следует учесть,
что совершенство АСУ ТП требует затрат,
поэтому, применяя АСУ с В > В3, мы сни-
жаем значение чистой экономии и при К >
> К5 приходим к отрицательным значениям
эффекта, т. е. к убыткам. Такая ситуация
имеет место, когда создаются «показа-
тельные» АСУ ТП без учета затрат и специ-
фики объекта управления.
Во втором случае оцениваются возмож-
ности конкретной АСУ ТП, степень совер-
шенства которой известна, и находятся зна-
чения Э2 или Э4; соответствующие К2 или
75
Делая первые шаги в автоматизации
управления при использовании простейших
систем, можно также получать экономию
или убыток
Положение оси экономики (Э или Э') зави-
сит от ряда факторов, в том числе от сте-
пени совершенства действующей системы
управления.
5.	Рекомендации по формированию
экономической эффективности АСУ ТП
Эффект от АСУ ТП может быть получен
только при условии ее функционирования.
Однако на всех фазах создания, функциони-
рования и модернизации АСУ ТП принятие
правильных решений позволяет сформиро-
вать локальный эффект.
Анализ источников экономической эффек-
тивности, приведенный в табл. V.4, показы-
вает, что значительная доля экономии опре-
деляется квалификацией и опытом проекти-
ровщиков АСУ ТП, разработчиков и изгото-
вителей технических средств. Таблицу надо
рассматривать как рекомендации проекти-
ровщикам.
6.	Экономичность проекта АСУ ТП
Методики определения экономической
эффективности АСУ ТП в основном показы-
вают, как рассчитать экономическую эффек-
тивность. Расчеты допустимых экономиче-
ских показателей АСУ ТП предполагают,
что проект будет «подгоняться» под эти
показатели.
Процесс проектирования носит итера-
ционный характер. Это означает, что при
разработке, например, технического проекта
АСУ ТП технические и экономические рас-
четы чередуются. Вначале выполняется рас-
чет допустимых экономических показателей:
возможный экономический эффект по раз-
личным направлениям, .допустимые суммы
капитальных вложений и др. Затем следует
этап организационно-технического проекти-
рования — выбор основных направлений дей-
ствия АСУ ТП, решаемых задач, технических
средств, а также предварительная оценка их
стоимости. После этого расчет экономиче-
ской эффективности уточняется.
Процесс таких итерационных проработок
повторяется несколько раз до получения
удовлетворительных результатов. При этом
оцениваются различные технические сред-
ства, охват различных функций управления
и т. д. Успех работы зависит от понимания
76
общего характера связей между капитальны-
ми вложениями, совершенством технической
базы и экономичностью АСУ ТП (см. V.7).
Задача определения экономической эф-
фективности АСУ ТП должна быть дополне-
на задачей экономичного проектирования
АСУ ТП. Методика решения последней раз-
работана недостаточно.
Разбивая процесс проектирования на про-
стейшие операции проектирования (ПО)
и увязывая их в единую сеть, мы разделяем
и как бы обособляем эти операции [514, с.
450 — 454]. Сложность процесса проектирова-
ния приводит к тому, что каждая ПО выпол-
няется в значительной мере обособленно, без
учета экономических и социальных послед-
ствий, без точного учета влияния каждой ПО
на конечные результаты проектирования.
Анализ процесса проектирования с пози-
ций экономической эффективности показы-
вает, что многие ПО носят чисто информа-
ционный или оформительный характер и не
несут «экономической» нагрузки. На эффек-
тивность проекта влияют лишь те ПО, ко-
торые определяют уровень затрат и эффек-
тивность АСУ.
Последовательность выполнения этих ра-
бот вполне определенная, даже если она
оперативно повторяется. Исследования пока-
зывают, что основная доля экономической
эффективности проекта закладывается при
выполнении первых ПО, т. е. при принятии
первых ответственных решений. Экономиче-
ская эффективность последних ПО по срав-
нению с первой операцией ничтожно мала.
Поэтому в процессе проектирования первые
операции необходимо поручать наиболее
квалифициррванным специалистам, тщатель-
но контролировать и оценивать качество их
выполнения и оценивать эффективность
принятых решений. Если первые ответствен-
ные решения приняты правильно, то суще-
ственного ухудшения проекта на последую-
щих ПО уже не произойдет.
Снижение стоимости проектирования АСУ
ТП. Не вникая в суть процесса проектирова-
ния, можно применить к нему известные ме-
тоды рационального выполнения работ -
специализацию и кооперацию. Специализа-
ция процесса проектирования проявляется в
том, что работы экономически целесообразно
поручать специализированным проектным
организациям. При этом стоимость проекти-
рования АСУ ТП снижается в 2 —5 раз.
Специализация проявляется также в том,
что проекты для предприятий одной отрасли
промышленности выполняет одна организа-
ция, поэтому стоимость проектирования сни-
жается из-за использования готовых реше-
Таблица V.4
Анализ источников экономической эффективности и направлении действия АСУ ТП
№ по пор.	Источники повышения экономической эффективности	Чем обеспечивается экономия						Группы объектов экономии			
		Экономичностью				Управлением с АСУ	Опытом разра- ботчиков	Предметы труда |	Средства труда	Результаты тру- да	Рабочая сила |
		| информации	организации |	техники	|	математиче- ского обеспе- чения						
1	2	3.	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Период создания АСУ ТП
1	Обоснованные решения о создании АСУ ТП, объеме автоматизации, уровне автоматиза- ции, полученные на основе изучения дан- ных о возможных источниках эффективно- сти АСУ ТП (литература, испытания суще- ствующих процессов, аналогов, моделей и другие источники)	X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
2	Ускоренное накопление опыта, знаний на основе обучения персонала с помощью авто- матизированных систем обучения, моделей автоматизируемого производства, систем планируемого эксперимента, ЭВМ, входящих в АСУ ТП, и т. п : разработчиков (исследователей и проекти- ровщиков) эксплуатационного персонала (операто- ров, технологов и др.)	X	X	X	X	X X	X	X X	X	X X	X X
3	Ускорение пуска производства или АСУ ТП, ускорение набора мощности за счет обучения персонала					X	X	X	X	X	X
4	Сок^щение затрат на аппаратуру за счет правильного выбора ЭВМ и ее конфигурации (достаточный объем опера- тивной памяти, достаточное число ана- логовых и цифровых входов) экономич- ности каналов сбора данных, экономич- ности решения проблемы нормализации входных сигналов датчиков; за счет услуг поставщика ЭВМ по на- ладке, ремонту, обеспечению запасными частями, консультациям специалистов			X X		X X	X X		X X		*	х
5	Сокращение затрат на математическое обе- спечение, благодаря выбору ЭВМ с качественными сервис- ными программами, операционными си- стемами; выбору экономичных операционных си- стем с большим количеством функций, обеспечивающих малый объем нестан- дартных программ				X X		X X			*	*		•	X X
77
Продолжение табл. V.4
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
6	Период функционир< Повышение ценности информации в систе- ме управления за счет ее своевременного считывания с датчиков (ввода в систему, точности расчетов, своевременного представ- ления персоналу, воспроизводимости, пред- ставления в нужной форме), достоверности	эван X	1ИЯ .	A.CJ	/ ТП	X	X	X	X	X	X
7	Накопление знаний, опыта с помощью АСУ ТП, последовательная регистрация со- бытий, прогнозирование на основе накоплен- ных знаний, адаптация, управление в ава- рийных ситуациях на основе опыта и т. п.	X	X		X	X	X	X	X	X	X
8	Снижение расхода сырья, материалов, до- бавок, утилизация ценных рабочих продуктов, снижение удельного расхода энергии, умень- шение брака, повышение сортности продук- ции, увеличение выхода продукции за счет оперативного обнаружения событий, опе- ративности управления	X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
9	Раннее обнаружение сбоев, неисправностей, неполадок, контроль безопасности процессов, безопасности работы благодаря оперативно- му управлению	X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
10	Повышение эффективности работы обору- дования за счет увеличения межремонтных пробегов, сокращения стоимости ремонтов, уменьшения числа остановок, числа аварий и простоев от аварий, улучшения работы ремонтной службы		X		X	X	X		X		
11	Повышение загрузки ЭВМ за счет мультипрограммирования, решения дополни- тельных задач и т. п.			X	X		X		X	X	
12	Сокращение рабочей силы за счет вы- полнения работ с помощью средств оргатех- ники, выполнения расчетов на ЭВМ, мульти- программного управления, объединения пунк- тов управления и т. п., повышение произво- дительности труда, сокращение потерь рабо- чего времени					X	X				X
13	Осуществление новых, особых видов уп- равляющих воздействий, использование эф- фективной стратегии управления, контроль взаимосвязанных автоматических решений, ре- гулирование работы энергоустановок на осно- вании нагрузки, стабилизация технологиче- ских процессов			X	X	X	X	X	X	X	1
78
Продолжение табл. V.4
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
14	Повышение качества управления за счет более оперативного получения информации и выбора более качественных решений, управ- ляющих воздействий, плавного управления, сокращения ошибок персонала, повышения уровня организации управления	X	X	X		X	X	X	X	X	X
15	Повышение качества продукции, надеж- ности изделий, рост доли годных, качествен- ных изделий, соблюдение заданного распре- деления номенклатуры выпускаемой продук- ции и его оптимизация, увеличение объема выпуска продукции					X		X	X	X	X.
Период модернизации АСУ ТП
16	Использование накопленных с помощью АСУ ТП знаний о процессе, определение взаимосвязей, влияний параметров, прогнози- рование	X		X	X	X		X			X
17	Модернизация оборудования силами поль- зователя			X			X		X		X
18	Модернизация математического обеспече- ния силами пользователя				X		X		X		X
19	Модернизация информационного и орга- низационно-экономического обеспечения си- лами пользователя	X	X				X		X		X
20	Использование мультипрограммирования для разработки дополнительных задач, со- здания, корректировки, подстройки модели в неоперативном режиме без останова АСУ ТП			X	X		X		X	•	X
21	Использование услуг проектировщиков АСУ ТП для модернизации системы						X				X
22	Использование услуг поставщиков техниче- ских средств АСУ ТП для получения запас- ных частей, переналадки оборудования, его модернизации						X		X		X
ний, сокращения времени изучения проекти-
ровщиками производства и т. п. Опыт
показывает, что этот фактор позволяет сни-
зить стоимость проектирования второго
объекта на 30 — 50 % по сравнению с первым.
Кооперация в процессе проектирования
АСУ ТП проявляется в том, что в проекти-
ровании принимает участие ряд организа-
ций: генеральный проектировщик предприя-
тия, специализированный проектный инсти-
тут — генпроектировщик АСУ ТП и др.
Кроме того, стоимость проектирования
можно снизить за счет упорядочения самого
процесса проектирования и организации его
на научной основе. Чтобы помочь проекти-
ровщику с этой точки зрения, в гл. XXIV вы-
полнен анализ процесса проектирования, из-
учены его особенности, в гл. XXVI определен
объем и содержание проекта, в гл. XXIII рас-
смотрены возможность формализации про-
цесса проектирования, необходимость уни-
фикации и стандартизации элементов АСУ
79
ТП. Основные методические вопросы проек-
тирования АСУ ТП рассмотрены во многих
главах книги.
Определенного снижения стоимости про-
ектирования и сроков выполнения проекта
можно добиться при использовании методов
организации работ, приведенных в гл. XXIII.
Экономичность проекта. Проект должен
описывать такую АСУ ТП, которая наиболее
соответствует автоматизируемому объекту.
Не должно быть излишних затрат, но и не
следует экономить и снижать затраты на
АСУ ТП, когда это приводит к значительно-
му снижению эффекта, который может быть
получен на объекте автоматизации.
Основная стоимость АСУ ТП заключена
в стоимости аппаратуры. Второе место по
стоимости занимает (не считая внедрения)
монтаж и проектирование. Причем стои-
мость аппаратуры и стоимость монтажа —
зависимые величины, поэтому их следует
рассматривать совместно. В основном эта
зависимость определяется особенностями ка-
налов связи (вид связи, наличие уплотненных
каналов, число кабелей и т. п.). В предла-
гаемых методиках выбора технических
средств (см. гл. XVI — XVIII) эти особенно-
сти учитываются.
При проектировании следует принимать
во внимание специфику монтажа, наладки
и внедрения АСУ ТП и строить проект та-
ким образом, чтобы стоимость этих работ
была минимальной (см. гл. XXIV, XXVII).
Заметим, что проект АСУ ТП может
быть экономичен во всех отношениях, но не
учитывать особенностей развития автомати-
зируемого предприятия, что при любой ре-
конструкции приведет к значительным до-
полнительным затратам. Поэтому при про-
ектировании АСУ ТП необходимо предви-
деть развитие предприятия и предусматри-
вать некоторые резервы. Однако это не
означает, что в проект следует включать не-
обоснованные резервы, увеличивающие стои-
мость АСУ ТП (см. табл. III. 1, п. 17).
7.	Основные источники и показатели
экономической эффективности АСУ ТП
АСУ ТП предназначена для обеспечения
наиболее благоприятных условий протекания
процесса производства продукции на всех
его переходах и стадиях, что достигается
поддержанием параметров этого процесса на
заранее заданном уровне или нахождением
оптимального варианта, рационального рас-
пределения и координации материально-ве-
щественных и энергетических потоков между
80
отдельными аппаратами, агрегатами, линия-
ми, участками, цехами.
Отличительной особенностью АСУ ТП
является ее функционирование в реальном
масштабе времени, т. е. в одном темпе с про-
теканием технологических процессов (см. цик-
лы производства). Эффективность функцио-
нирования АСУ ТП определяется следую-
щими факторами:
высокой скоростью выполнения операций
по сбору, передаче и обработке информации
о состоянии всех или большинства параме-
тров технологических процессов и оператив-
ной выдачей команд регулирования и упра-
вления;
оперативным контролем за состоянием
отдельных фаз и стадий технологического
процесса, обеспеченностью материально-сы-
рьевыми и энергетическими ресурсами; по-
стоянным контролем и корректировкой гра-
фика выпуска продукции всеми аппаратами,
агрегатами, линиями, участками и цехами;
координацией материально-вещественных
и энергетических потоков между ними;
оперативным воздействием на параметры
технологических процессов; стабилизацией
их с постепенным переходом к оптимизации;
выбором наиболее оптимальных режимов
работы аппаратов, агрегатов, линий и от-
дельных участков;
постоянным контролем за техническим
состоянием оборудования, аппаратов, агрега-
тов; своевременным выявлением и предупре-
ждением аварийных ситуаций; оперативным
руководством бригадами централизованного
обслуживания;
оперативным контролем за качеством вы-
пускаемой продукции и соблюдением техно-
логических регламентов.
Направления воздействия указанных фак-
торов на технологические процессы пред-
определяют и источники эффективности
АСУ ТП, т. е. объективно существующие ре-
зервы повышения эффективности использо-
вания всех элементов, участвующих в про-
цессе производства продукции, увеличения
выпуска продукции, повышения ее качества
и снижения издержек производства.
При включении АСУ ТП в план мини-
стерства, ведомства или народнохозяй-
сгвенный план [963] необходимо рассчитать
экономическую эффективность, ожидаемую
от создания системы. При этом учитываются
следующие факторы повышения эффективно-
сти производства, связанные с внедрением
ACV ТП:
увеличение выпуска продукции на дей-
ствующих производственных мощностях
в результате оптимизации производственной
программы и более рационального исполь-
зования основных фондов;
повышение производительности труда
производственных рабочих вследствие сокра-
щения потерь рабочего времени и простоев
оборудования;
сокращение сроков разработки новых
технологических процессов в результате при-
менения средств вычислительной техники;
установление оптимального уровня запа-
сов материальных ресурсов и объемов неза-
вершенного производства;
повышение качества выпускаемой продук-
ции (сокращение брака, повышение сортно-
сти и т. д.);
сокращение условно-постоянных расхо-
дов;
снижение непроизводительных расходов,
связанных с оплатой сверхурочных работ,
штрафов, пени, неустоек и т. п.;
прочие факторы производственно-хозяй-
ственной деятельности (повышение качества
управления и принятия решений, оператив-
ности и организованности работы аппарата,
повышение квалификации персонала, улуч-
шение организации труда и т. д.) с расши-
фровкой размера экономии по каждому фак-
тору.
При определении ожидаемого годового
экономического эффекта в качестве базы для
сравнения принимаются:
планируемые показатели производствен-
но-хозяйственной деятельности предприятия
в году, предшествовавшем году внедрения
АСУ ТП, если АСУ ТП внедряется на дей-
ствующем предприятии;
технико-экономические показатели проек-
та данного предприятия, если АСУ ТП вне-
дряется на строящемся предприятии;
соответствующие показатели анало-
гичных предприятий, которые не имеют
АСУ ТП, для вновь проектируемых пред-
приятий (если создаются АСУ ТП агрегатов,
участков, цехов, производств, то сравнение
идет с экономическими показателями анало-
гичных агрегатов, участков, цехов, про-
изводств).
Если вновь строящийся объект синтези-
рует технологические процессы нескольких
известных производств и подобрать аналог
нельзя, возникает необходимость использо-
вать данные нескольких предприятий-анало-
гов, при этом у каждого из аналогов исполь-
зуют только данные по той части, которая
соответствует какому-то участку проектируе-
мого предприятия.
К основным источникам эффективности
функционирования АСУ ТП следует отнести:
бодее полное использование технологиче-
ского оборудования во времени и по мощно-
сти за счет сокращения времени простоев по
организационно-техническим причинам; ста-
билизации и оптимизации технологических
режимов и загрузки оборудования; улучше-
ния материально-технического обеспечения
и обслуживания; сокращения времени не-
производительной работы; улучшения сопря-
женности и ритмичности работы всех аппа-
ратов, агрегатов, линий, участков;
более полное использование материаль-
но-сырьевых и энергетических ресурсов за
счет уменьшения нерационального их расхо-
да и потерь, более комплексного использова-
ния, рационализации и оптимизации подго-
товки смесей или раскроя материалов, повы-
шения степени комплектности заделов
и незавершенного производства;
уменьшение затрат труда за счет сокра-
щения потерь и нерациональных затрат ра-
бочего времени по различным организацион-
но-техническим причинам, снижения тру-
доемкости производства единицы продукции,
прямого высвобождения производственных
рабочих и инженерно-технических работни-
ков за счет передачи их функций частично
или полностью автоматическим устрой-
ством;
улучшение качества продукции за счет бо-
лее высокого уровня технической и мате-
риальной подготовки производства, повыше-
ния общего уровня его организации
и оперативности контроля за качеством про-
межуточных и готовых продуктов, исполь-
зуемого сырья, материалов и технологиче-
ских режимов;
сокращение различного рода непроизво-
дительных расходов и потерь в производстве
в результате повышения уровня ритмично-
сти производства, сокращения или полной
ликвидации сверхурочных работ, потерь от
брака и выпуска некондиционной продукции.
Количественное измерение степени влия-
ния АСУ ТП по отдельным источникам эф-
фективности осуществляется с помощью со-
ответствующих показателей, рассчиты-
ваемых по принятой методике обоснования
экономической эффективности АСУ ТП.
Основные показатели экономической эф-
фективности АСУ ТП следующие:
годовая экономия Эс от снижения техно-
логической или цеховой себестоимости;
годовой экономический эффект Эг;
коэффициент экономической эффективно-
сти Ер (расчетный) и срок окупаемости Тр за-
трат в АСУ ТП.
Годовая экономия от снижения себестои-
мости производства продукции определяется
по всем стадиям технологического процесса,
81
охваченным автоматическим или автомати-
зированным управлением, как сумма эконо-
мии 3i от улучшения использования всех
элементов, участвующих в технологическом
процессе, за минусом дополнительных теку-
щих затрат Зэ, связанных с обслуживанием
и эксплуатацией автоматизированной си-
стемы:
эс=Ёэ,-зэ.	(v.i)
i=l
Годовой экономический эффект опреде-
ляется по формуле
Эг = Эс-£н^а,	(V.2)
где Ен — нормативный коэффициент эконо-
мической эффективности затрат в АСУ ТП;
Кд — единовременные затраты на создание
и внедрение АСУ ТП.
Нормативный коэффициент экономиче-
ской эффективности капитальных вложений
на внедрение вычислительной техники Ен
принимается на уровне действующих в от-
расли, а при отсутствии отраслевых норма-
тивных коэффициентов принимается равным
0,15 [28].
Годовой экономический эффект Эг ис-
пользуется при выявлении общего результа-
та внедрения АСУ ТП, сравнения его с эф-
фектом от других мероприятий по внедре-
нию новой техники, а также при определении
размеров премий по новой технике.
Уровень общей экономической эффектив-
ности затрат в АСУ ТП определяется рас-
четным коэффициентом экономической эф-
фективности и сроком окупаемости затрат:
^р = Эс//СА;	(V.3)
Тр = Ка/Эс.	(V.4)
Значения Ер и Тр сопоставляются с нор-
мативными значениями Ен и Тн для данной
отрасли, и если Ер > Ен и Тр Тн, то за-
траты в АСУ ТП считаются достаточно
эффективными.
8.	Затраты на создание
и эксплуатацию АСУ ТП
Единовременные затраты Кд на создание
и внедрение АСУ ТП включают следующее:
предпроизводственные затраты Кп;
затраты Ко на приобретение вычисли-
тельных устройств, периферийного и ком-
плектующего оборудования с учетом затрат
на транспортирование;
затраты Км на монтаж оборудования
и всех периферийных устройств;
82
затраты Кр на реконструкцию и модерни-
зацию объектов, подлежащих автоматиза-
ции, а также действующих автоматических
устройств и систем.
К общей сумме единовременных затрат
необходимо прибавить остаточную стои-
мость Кл ликвидируемого оборудования
и средств автоматизацйи, которые при вне-
дрении АСУ ТП не находят применения и не
могут быть реализованы, и вычесть из нее
остаточную стоимость Кв высвобождаемого
оборудования и устройств, которые будут
использованы при внедрении АСУ ТП или
реализованы на другом предприятии.
Общая сумма капитальных вложений
в АСУ ТП определяется по формуле
Кд = Кп + Ко + Км + Кр + Кл - Кв. (V.5)
Предпроизводственные затраты предста-
вляют собой единовременные расходы на
разработку АСУ ТП в период, предшествую-
щий ее внедрению. К ним относятся: за-
траты на научные исследования по созда-
ваемой системе управления на объекте; за-
траты на проектирование системы, включая
разработку алгоритмов и программ; затраты
на привязку типовых проектных решений и
программ по отдельным задачам АСУ ТП
к конкретному объекту; затраты на проекти-
рование, изготовление, испытание и отладку
нестандартного оборудования и устройства
системы; расходы по составлению инструк-
ций, справочников и других руководящих
материалов по эксплуатации АСУ ТП; рас-
ходы на подготовку и переподготовку кадров.
При создании АСУ ТП с использованием
типовых проектных решений к предпро-
изводственным затратам относят лишь рас-
ходы по разработке оригинальных решений
для конкретного технологического процесса
и привязке к нему типовых проектных реше-
ний.
Предпроизводственные затраты опреде-
ляются специальными расчетами-калькуля-
циями по действующей сметной стоимости
научно-исследовательских и опытно-кон-
структорских работ.
Предпроизводственные затраты, произве-
денные в разное время, приводят к первому
году внедрения путем умножения их на
коэффициент приведения аг, определяемый
по формуле
пг = (1 + ЕпУ,	(V.6)
где Еп— норматив приведения, равный 0,1;
t — число лет, отделяющее затраты данного
года от начала расчетного года.
Стоимость вычислительных устройств пе-
риферийного и комплектующего оборудова-
ния определяют по прейскурантным ценам
и действующим ценникам; впервые выпу-
скающееся оборудование, приборы и устрой-
ства оценивают по договорным ценам или
сметным калькуляциям завода-изготовителя
с учетом серийности выпуска.
Затраты на монтаж оборудования опреде-
ляют на основе прейскурантов и ценников на
монтаж, а также по утвержденным укруп-
ненным нормативам.
Затраты на реконструкцию и модерниза-
цию автоматизируемых объектов необходи-
мо учитывать только в тех случаях, когда
они нужны именно для внедрения АСУ; их
величина должна определяться на основе
сметно-финансового расчета. .
Остаточную стоимость высвобождаемого
(ликвидируемого) оборудования, приборов
и устройств, которые не могут быть исполь-
зованы и реализованы, определяют путем
вычитания из первоначальной стоимости
оборудования, приборов и устройств суммы
амортизации, начисленной за период их экс-
плуатации по установленным нормам. Таким
же образом определяют и остаточную стои-
мость высвобождаемого оборудования, при-
боров и устройств, которые будут использо-
ваны на объекте или реализованы на другом
предприятии.
Текущие затраты Зэ, связанные с эксплуа-
тацией АСУ ТП, включают:
затраты За на амортизацию счетно-вы-
числительной техники, периферийных
устройств, средств связи, вспомогательного
оборудования, инвентаря и зданий, необхо-
димых для функционирования АСУ ТП;
затраты Зр на текущий ремонт и техниче-
ское обслуживание вычислительных
устройств, приборов и систем автоматиза-
ции;
заработную плату Зоп основную и допол-
нительную с начислениями на социальное
страхование эксплуатационного и обслужи-
вающего персонала;
Зэн затраты на электроэнергию;
накладные расходы Зн.
Таким образом, текущие затраты, свя-
занные с эксплуатацией, вычисляют по фор-
муле
Зэ = За + Зр -Ь Зоп 4- Зэн + Зн.	(\ .7)
Затраты на амортизацию определяют ис-
ходя из балансовой стоимости вычислитель-
ной техники, периферийных устройств,
средств связи, вспомогательного оборудова-
ния и зданий и установленных норм аморти-
зационных отчислений по соответствующим
их видам.
Затраты на текущий ремонт и техниче-
ское обслуживание вычислительных
устройств, приборов и систем включают за-
работную плату ремонтного и обслуживаю-
щего персонала, стоимость материалов, за-
пасных частей, услуг вспомогательных
и сторонних организаций.
Затраты на заработную плату эксплуата-
ционного и обслуживающего персонала
определяют согласно штатным расписаниям
на основании установленных должностных
окладов и численности работников по со-
ответствующей должности. Отчисления на
социальное страхование рассчитывают по
принятым нормам для данной отрасли.
Затраты на электроэнергию для про-
изводственных нужд рассчитывают исходя
из установленного числа приемников элек-
троэнергии, их мощности, годового фонда
времени их работы, коэффициентов исполь-
зования по мощности и по времени и тарифа
за 1 кВт • ч электроэнергии.
Накладные расходы включают затраты
на содержание помещений, их освещение,
отопление, охрану, содержание транспорта
и аппарата управления, а также другие рас-
ходы, связанные с эксплуатацией АСУ ТП
и не входящие непосредственно в производ-
ственные затраты. Эти расходы определяют
путем разработки сметы накладных расхо-
дов.
9.	Методика расчета экономии
от снижения себестоимости продукции
Конкретное проявление результатов
функционирования АСУ ТП должно найти
свое отражение в показателях, характеризую-
щих степень эффективности использования
материально-вещественных и трудовых эле-
ментов (себестоимость, качество, использова-
ние материально-сырьевых и энергетических
ресурсов, технологического оборудования
и рабочего времени) и изменение объема
производства. Для расчета эффективности
АСУ ТП следует определить возможный
уровень этих показателей после внедрения
АСУ, сравнить его с соответствующими по-
казателями до внедрения и установить коли-
чественную меру степени улучшения каче-
ства управления технологическими процесса-
ми в форме экономии от снижения себестои-
мости.
При расчете степени влияния АСУ на по-
казатели, характеризующие эффективность
протекания технологических процессов и его
83
отдельных стадий, следует исходить из воз-
можностей АСУ ТП. Возможности эти опре-
деляются стабилизирующим или оптимизи-
рующим ее влиянием на параметры техноло-
гических процессов и соответственно на
характеризующие его показатели.
Экономию от снижения себестоимости
производства продукции определяют путем
сопоставления затрат по отдельным статьям
калькуляции до и после внедрения АСУ
с учетом ожидаемого увеличения объема
производства. В расчет берется технологиче-
ская (цеховая) себестоимость с соответствую-
щей номенклатурой статей расходов, учиты-
вающей особенности учета и калькуляции
в отрасли, где предусматривается внедрение
АСУ ТП.
Объем производства продукции Вд в ус-
ловиях функционирования АСУ ТП опреде-
ляется как сумма выпуска продукции В до
внедрения и возможного прироста его АВ
после внедрения АСУ в результате действия
отдельных факторов:
ВА = В + АВ.	(V.8)
Возможный прирост объема выпуска про-
дукции после внедрения АСУ можно рассчи-
тать различными методами в зависимости
от особенностей технологических процессов
и характера воздействия на него АСУ.
В тех случаях, когда технологический
процесс или его отдельные фазы, стадии,
операции осуществляются отдельными, не
взаимосвязанными между собой единицами
оборудования (аппаратами, агрегатами, уста-
новками и т. п.), возможный прирост объема
выпуска продукции рассчитывают, исходя из
более полного использования оборудования
по времени (экстенсивный фактор) и по уров-
ню производительности в единицу времени
(интенсивный фактор):
АВт=П0Тп	(V.9)
или
АВп = (Лд-По)Тф,	(V.10)
где АВТ и АВП — прирост выпуска продукции
за счет сокращения времени непроизводи-
тельной работы, простоев по организа-
ционным и техническим причинам и интен-
сификации технологических процессов; По и
Пд — уровень производительности оборудо-
вания в единицу времени до и после
автоматизации управления; Тп — размер со-
кращения времени простоев оборудования;
Тф— годовой фонд времени работы оборудо-
вания.
34
Сокращение времени простоев оборудо-
вания определяют на основании анализа
причин простоев за отчетный период и воз-
можности их устранения в условиях функ-
ционирования АСУ ТП. Уровень производи-
тельности оборудования в единицу времени
в условиях автоматизации управления уста-
навливают или на уровне принятых норма-
тивов или лучших прогрессивных значений
этого показателя, фактически достигнутых
в отдельные периоды времени.
В тех случаях, когда технологический
процесс выполняется комплексом взаимосвя-
занных единиц оборудования (аппаратов,
агрегатов, установок, линий, потоков и т. п.),
возможный прирост объема производства
может быть определен как результат повы-
шения общего уровня ритмичности техноло-
гического процесса в целом и, как следствие
этого, равномерного выпуска продукции по
дням, декадам, месяцам в пределах устано-
вленных графиком заданий или как разница
между прогрессивным уровнем, достигнутым
в отдельные периоды времени, и среднефак-
тическим уровнем суточного выпуска про-
дукции.
Прирост выпуска продукции при стабили-
зации ритмичности технологического про-
цесса
двс = Е	(V-11)
m = 1 i = 1
где xHJ — нормативный выпуск продукции
в i-й день; Хф1 — фактический выпуск продук-
ции в i-й день, когда он был ниже, чем пре-
дусмотрено графиком;
п — число дней, принимаемых в расчет, в ко-
торые Хф, < xHi, m — порядковый номер меся-
ца.
Прирост выпуска продукции при оптими-
зации ритмичности технологического про-
цесса:
ДВ0 = X (Xom - X J Д„;	(V. 12)
m = 1
ХОт= W-	(V.13)
1 = 1
где хОт и хт— средний дневной прогрессивный
и фактический выпуск продукции в m-й месяц
года; хщ — выпуск продукции в z-й день, превы-
шающий средний дневной выпуск за месяц
(xOi > xm); Дт — число дней в m-м месяце;
Д — число дней в месяце, когда значения
дневного выпуска продукции были выше
среднего его уровня за месяц в целом.
Прирост выпуска продукции можно так-
же рассчитывать на основании данных об
уровне выхода продукции или извлечении
полезных компонентов из исходного сырья
в результате стабилизации или оптимизации
технологических режимов работы оборудо-
вания, аппаратов, агрегатов. Для этого ис-
пользуют показатели нормативного или про-
грессивного уровней выхода продукции из-
влечения полезных компонентов:
двс= 2 t	(V.14)
т= 1	1
ДВ0= £ Мт(К0-Кт);	(V.15)
т= 1
(V.16)
i=l i=l
где — объем переработки исходного сы-
рья в отдельные дни, когда уровень выхода
продукции был ниже норматива; КН1 и
Кф, — нормативный и фактический уровни
выхода продукции в те же дни; Мт — объем
переработки исходного сырья за месяц; Ко и
Кт — среднепрогрессивный и фактический
уровни выхода продукции по месяцам;
BOi — выпуск продукции в отдельные дни,
когда уровень выхода был выше среднего
уровня за месяц; MOf—объем переработки
исходного сырья в эти же дни.
Экономию затрат Эм на сырье, мате-
риалы, топливо и энергию на технологиче-
ские цели рассчитывают исходя из возмож-
ности стабилизации расходных коэффициен-
тов материально-сырьевых и энергетических
ресурсов на уровне установленных нормати-
вов или среднепрогрессивного уровня, фак-
тически достигнутого за отдельные периоды,
по следующим формулам:
Эмс ~ X Д/Р Рн)^А»	(V.17)
j=i	
Эмо = X Д/P ~ Ро)^А» j=l	(V.18)
ро = £мр/£вр/, i=l	' i=l	(V.19)
риоды, когда уровень расходных коэффи-
циентов был ниже среднего за весь период,
принятый в расчет; Bpi— выпуск продукции
за периоды, принимаемые в расчет прогрес-
сивного расходного коэффициента.
Экономия затрат на исходное сырье при
увеличении выхода продукции или более пол-
ного извлечения из сырья полезных компо-
нентов может быть рассчитана по формуле
А	/М,-	МЛ
Эм= £	Ba,	(V.20)
j=i	\ в	В^ )
где Mj — объем переработки сырья.
Объем выхода продукции В и ВА до и по-
сле внедрения АСУ ТП для указанного рас-
чета может быть взят в натуральном выра-
жении, если производится один продукт, или
в стоимостном выражении — при условии не-
соизмеримости нескольких видов одновре-
менно получаемых продуктов в натуре.
Для упрощения расчетов экономии за-
трат на сырье, материалы, топливо и энер-
гию на технологические нужды (при боль-
шом их числе) можно использовать показа-
тель уровня затрат материально-сырьевых
и энергетических ресурсов в стоимостном
выражении на единицу продукции в нату-
ральном выражении или на единицу объема
производства в стоимостном выражении.
Экономия заработной платы основных
производственных рабочих (основной и до-
полнительной с отчислениями на социальное
страхование) может быть определена как от-
носительная и как абсолютная.
Относительная экономия Эзо заработной
платы производственных рабочих образуется
за счет несинхронного роста фонда заработ-
ной платы по сравнению с ростом выпуска
продукции, увеличения в основном фонде
сдельной заработной платы при относитель-
ном постоянстве фонда заработной платы
рабочих-повременщиков. Рассчитывается эта
экономия следующим образом:
ЭЗО = ^-АВ-АФС.Д;	(V.21)
в
АФСД = ^с(1 + Д/100) (1 + С/100) АВ,	(V.22)
где Эмс и Эмо— экономия затрат на матери-
ально-сырьевые и энергетические ресурсы в ус-
ловиях стабилизации и оптимизации уров-
ней их расхода на выпуск продукции; Ц,—
цена единицы у-го вида ресурсов (/= 1, к);
р, рн и р0 — фактический, нормативный и
прогрессивный расходные коэффициенты по
отдельным видам ресурсов; Mpi — расход
материальных ресурсов в отдельные не-
где Ф — фонд основной и дополнительной
заработной платы с отчислениями на со-
циальное страхование производственных ра-
бочих; АФСД— прирост фонда сдельной зара-
ботной платы с учетом дополнительной
зарплаты и отчислений на социальное стра-
хование; Рс — сдельная расценка (удельная
зарплата) за единицу продукции; Д — допол-
нительная зарплата, выражаемая в процен-
85
тах к основной зарплате; С — отчисления на
социальное страхование, выражаемое в про-
центах к зарплате.
Абсолютная экономия Эза заработной
платы производственных рабочих, образуе-
мая в результате прямого их высвобождения
и передачи их функций автоматическим
устройствам, определяется по формуле
Эз.а=Зг(1+-^Ур,	(V.23)
где Чр — численность высвобождаемых про-
изводственных рабочих; Зг — среднегодовая
заработная плата одного рабочего.
Общая сумма экономии Э3 заработной
платы производственных рабочих слагается
из относительной и абсолютной экономии:
Э3 = Эзо + Эза.
Относительная экономия Эа амортиза-
ционных отчислений образуется в результате
роста выпуска продукции и изменения их
размера в расчете на единицу продукции.
Определяется Эа по формуле
Эа=(4/В-Л/ВА)ВА,	(V.24)
где А — амортизация производственного
оборудования.
Экономию цеховых расходов Эц, образуе-
мую также за счет относительного их изме-
нения в расчете на единицу продукции при
росте ее объема выпуска, можно рассчитать
по формуле
Эц = (Ц/В-Ц/ВА)ВА,	(V.25)
где Ц — цеховые расходы.
Экономия затрат Эн и за счет сокра-
щения непроизводительных расходов и по-
терь от брака определяется на основании
данных об уровне этих расходов и потерь по
отношению к цеховой себестоимости с уче-
том возможностей полного или частичного
их устранения при внедрении АСУ ТП. К не-
производительным расходам в составе це-
ховых расходов относятся потери от про-
стоев, порчи материальных ценностей, не-
доиспользования деталей, узлов и технологи-
ческой оснастки, недостачи материальных
ценностей и незавершенного производства.
Потери от брака включают стоимость за-
бракованной продукции, исправление кото-
рой невозможно, и расходы по исправлению
брака.
Экономия Эв от увеличения выхода ос-
новной и попутной продукции образуется
в результате снижения себестоимости основ-
86
ной продукции при отнесении большей части
затрат на дополнительную продукцию.
Определяется Эв по формуле
где Соб — общая сумма затрат на основную
и дополнительную	продукцию;	У и
— удельный вес затрат на дополнитель-
ную продукцию до и после внедрения АСУ
ТП.
Удельный вес затрат на дополнительную
продукцию устанавливается пропорциональ-
но ее объему в общем объеме выпуска про-
дукции. Рост выпуска дополнительной про-
дукции определяется на основании общей
методики расчета увеличения выпуска про-
дукции после внедрения АСУ ТП [см. фор-
мулы (V.1) - (V. 13)].
Экономию Эк от повышения качества
продукции и сокращения уровня отходов
рассчитывают в тех случаях, когда выпускае-
мая продукция оценивается по опреде-
ленным показателям качества (в частности,
по сортам или выходу годной кондиционной
продукции) и когда в производстве имеются
отходы.
Экономия от улучшения, посортной
структуры выпуска продукции образуется
как результат относительного уменьшения
уровня затрат на 1 р. стоимости выпускае-
мой продукции и рассчитывается по фор-
муле
ЭК = (С/Ц-С/ЦА)ЦА,	(V.27)
где С — себестоимость выпуска продукции;
Ц и ЦА — стоимость продукции до и после
внедрения АСУ ТП.
Прогрессивная по сортная структура вы-
пуска определяется по значениям удельных
весов отдельных сортов, которые лучше
средних за расчетный период.
Аналогично определяется экономия от
увеличения выхода годной кондиционной
продукции и сокращения отходов. Увеличе-
ние выхода годной продукции и соответ-
ственно сокращение отходов устанавливает-
ся на основании расчетов прогрессивного их
уровня, обеспечиваемого внедрением АСУ
ТП.
Пример расчета экономической эффектив-
ности АСУ ТП приведен в приложении 1.
Аналогичный расчет для АСУП см. в работе
[514, с. 357-363].
Глава VI
НАДЕЖНОСТЬ АСУ ТП
1.	Основная терминология
Надежность — свойство объекта выпол-
нять заданные функции, сохраняя во времени
значения установленных эксплуатационных
показателей в заданных пределах, соответ-
ствующих определенным режимам и усло-
виям пользования, технического обслужива-
ния, ремонтов, хранения и транспортирова-
ния [650].
Надежность Н является комплексным
свойством объекта, включающим следующие
четыре составляющие:
безотказность Б — свойство объекта не-
прерывно сохранять работоспособность в те-
чение некоторого времени или некоторой
наработки;
ремонтопригодность Р — свойство объек-
та, заключающееся в приспособленности
к предупреждению и обнаружению причин
возникновения его отказов, повреждений
и устранению их последствий путем проведе-
ния ремонтов и технического обслуживания;
сохраняемость С — свойство объекта не-
прерывно сохранять исправное и работоспо-
собное состояние в течение и после хранения
и (или) транспортировки;
долговечность Д — свойство объекта со-
хранять работоспособность до наступления
предельного состояния при установленной
системе технического обслуживания и ремон-
тов.
Для четкого и однозначного определения
каждой из составляющих надежности дол-
жны быть с максимальной полнотой и чет-
костью определены два состояния объекта,
называемые характеристическими. Для Б
и Р — это состояния работоспособности
и неработоспособности. Переход изделия из
состояния работоспособности в состояние
неработоспособности называется отказом,
обратный переход восстановлением. Для
С пару характеристических состояний обра-
зуют состояние сохранности и несохранно-
сти, для Д — предельное и допредельное со-
стояния.
Работоспособность — состояние объекта,
при котором он способен выполнять за-
данные функции, сохраняя значения за-
данных параметров в пределах, устано-
вленных нормативно-технической документа-
цией.
Сохранность — состояние работоспособ-
ности при условии, что объект имеет обусло-
вленные технической документацией уровни
Б, Р и Д.
Несохранность — состояние неработоспо-
собности или состояние работоспособности
при несоответствующих технической доку-
ментации уровнях Б, Р и Д.
Предельное состояние — состояние объек-
та, в котором его дальнейшая эксплуатация
либо технически невозможна, либо экономи-
чески невыгодна.
В случаях, когда объект имеет несколько
функций или когда объекту свойственны не-
сколько видов отказов, существенно разли-
чающихся по причинам возникновения или
по вызываемым ими последствиям, могут
выделяться несколько пар состояний рабо-
тоспособности или неработоспособности (по
каждой из функций или по каждому виду от-
казов отдельно).
Каждая из четырех составляющих Н тес-
нейшим образом связана с некоторой слу-
чайной величиной, имеющей размерность
времени [33]. Для Б такой случайной вели-
чиной является время ТБ безотказной ра-
боты; для Р — время Tq восстановления ра-
ботоспособности объекта после отказа; для
С — время Тс сохранения объектом своих
технических характеристик и эксплуата-
ционных показателей в условиях хранения;
для Д — время Тд от начала эксплуатации
объекта до перехода его в предельное со-
стояние. Величины ТБ, Тв, Tq и Тд, назы-
ваемые характеристическими случайными ве-
личинами (ХСВ), являются непрерывными
и могут принимать значения в положитель-
ной области. В случае невосстанавливаемых
объектов ТБ представляет собой время до
первого отказа, для восстанавливаемых
объектов — время между отказами. Тд мо-
жет исчисляться либо как полное (календар-
ное) время работы объекта, либо как чистое
время; в первом случае оно называется сро-
ком службы и обозначается Тсс, во вто-
ром — ресурсом и обозначается Тр. В основе
количественного описания Н объектов лежит
отождествление описания каждой из соста-
вляющих Н с описанием соответствующей
ХСВ. Для описания распределений ХСВ ис-
пользуются:
плотность распределения f(t);
интегральная функция распределения
F(0 = i/(t)A;
О
обратная интегральная функция распреде-
ления
87
G(t)=l-F(t);
функция интенсивности
H(t) =/(t)/G(t).
Функции /(t), F(t), G(t) и H(t) взаимно
связаны и являются равноправными описа-
ниями распределений ХСВ.
Применительно к ХСВ ТБ, Тв, Тс или Тд
некоторые из приведенных функций, назы-
ваемых характеристиками Н, получили в ли-
тературе специальные названия и обозначе-
ния. Так, Gs(t) получила название функции
надежности и обозначается p(t); H^(t) назы-
вается интенсивностью отказов и обозна-
чается Х(г); HB(t) названа интенсивностью
восстановления и обозначается p(t).
Помимо указанных функций для описа-
ния Н широко применяют численные показа-
тели, в качестве которых используются чис-
ловые характеристики ХСВ (единичные пока-
затели) или их комбинации (комплексные
показатели).
Наиболее часто используется математи-
ческое ожидание (среднее время безотказной
работы ТБ; среднее время восстановления
Тв, среднее время сохраняемости 7с, сред-
ний срок службы Тсс и средний ресурс Тр).
Широкое распространение получили так-
же значения прямой и обратной инте-
гральных функций распределения для фикси-
рованных значений t:
р(т) — вероятность безотказной работы
объекта в течение фиксированного интервала
времени (0, т);
Fb(t) — вероятность восстановления рабо-
тоспособности отказавшего объекта за вре-
мя т;
Gc(t) — вероятность сохранности объекта
в условиях хранения в течение заданного
времени т;
Gcc(t) или Gp(t) - вероятность того, что
срок службы объекта (или его ресурс) превы-
сит заданное время т.
Используются также квантили: Тссу —
гамма-процентный срок службы (срок служ-
бы, к которому (1 - у) -100% образцов дости-
гают предельного состояния) [(1 — у) — кван-
тиль Тс с]; ТСу_ — гамма-процентный срок со-
храняемости [(1-Y) — квантиль Тс].
При описании Б объектов с экспонен-
циальным распределением Тъ широко ис-
пользуется такой показатель, как Х-характе-
ристика, численно равная единице, деленной
на среднее время безотказной работы:
Х = 1/ТБ.
К комплексным показателям Н относятся:
коэффициент готовности
к Гб •
г Гб+Тв’
коэффициент технического использования
+ гт оЛт.о
где гт о — средняя продолжительность одного
сеанса технического обслуживания;
г|т о = ^т.о/гот ~ коэффициент интенсивно-
сти технического обслуживания; гто — число
сеансов технического обслуживания за неко-
торый фиксированный интервал времени;
гот ~ среднее число отказов объекта за то же
время;
коэффициент оперативной готовности
(вероятность того, что в произвольный мо-
мент времени объект будет находиться в ра-
ботоспособном состоянии и проработает
безотказно время т)
Ко.г = КгР(т).
Уровень надежности объекта неразрывно
связан с условиями его эксплуатации. Коли-
чественные характеристики и показатели
Н имеют смысл только по отношению
к конкретным условиям эксплуатации объек-
та. Термин «условия эксплуатации» примени-
тельно к Н понимается очень широко. К не-
му относится широкий круг различных фак-
торов, объединяемых в четыре группы по
признаку влияния их на различные соста-
вляющие Н:
1)	условия нормального функционирова-
ния — группа факторов, влияющих на безот-
казность Б объекта (параметры окружающей
среды; состав и уровень помех; режим ра-
боты; дисциплина, режимы и параметры тех-
нической эксплуатации и т. п.);
2)	условия восстановления — группа фак-
торов, влияющих на ремонтопригодность
Р объекта (объем, состав и квалификация ре-
монтных бригад; наличие и состав специаль-
ной диагностической и ремонтной аппара-
туры; наличие, объем и состав ЗИП и т. п.);
3)	условия хранения — группа факторов,
влияющих на сохраняемость С объекта (па-
раметры окружающей среды в хранилище;
режим хранения; дисциплина, режимы и па-
раметры технического обслуживания в пе-
риод хранения и т. п.);
4)	условия длительной эксплуатации -
группа факторов, влияющих на долговеч-
ность Д объекта (совокупность условий нор-
88
мального функционирования, восстановле-
ния и хранения; очередность и продолжи-
тельность интервалов нормального функцио-
нирования и хранения; дисциплина восстано-
вления и технического обслуживания и т. п.).
В общем случае Н объекта с изменением
условий эксплуатации изменяется. Исчерпы-
вающая характеристика Н объекта должна
включать описание его надежностных
свойств во всех возможных (или, по крайней
мере, типичных) для данного объекта усло-
виях эксплуатации. Такое полное описание
надежностных свойств изделия называют его
технической надежностью.
На основе данных о технической надеж-
ности объекта для заданных конкретных ус-
ловий его эксплуатации может быть опреде-
лена его эксплуатационная надежность.
В случаях, когда для объекта установлены
единые, не допускающие изменений и откло-
нений условия эксплуатации, техническая
и эксплуатационная надежности объекта со-
впадают. В общем же случае эти понятия
различны — техническая надежность объекта
включает в себя его эксплуатационную на-
дежность, но не сводится к ней.
В технической документации на неко-
торые виды объектов часто приводят данные
Н, соответствующие некоторым стан-
дартным (номинальным) условиям эксплуа-
тации. Так, например, для изделий приборо-
строения и радиоэлектроники стандартными
условиями нормального функционирования,
по отношению к которым задаются показа-
тели Б, являются: температура окружающе-
го воздуха 20+5 °C, относительная влаж-
ность 30-80%, барометрическое давление
(0,1 + 0,003%) МПа, отклонение напряжения
питания от номинального значения ± 2 %,
частота питания переменного тока 50 + 5 Гц
и 400 + 12 Гц и т. д.
Эксплуатационную надежность объекта,
соответствующую номинальным условиям
эксплуатации, называют номинальной на-
дежностью.
В процессе обеспечения надежности со-
здаваемых объектов большую роль играет ее
оценка на различных этапах разработки, из-
готовления и серийного производства.
На рис. VI. 1 приведена классификацион-
ная схема используемых методов оценки
надежности.
2.	Понятие о надежности АСУ ТП
Особенности АСУ ТП как объекта иссле-
дования надежности. АСУ ТП как объект ис-
следования надежности отличается следую-
щими специфическими особенностями [603]:
Основание деления
Вид используемых
моделей
Этапы разработки, на
которых производит-
ся оценка Н
Вид средств и мето-
дов, применяемых для
оценки надежности
Используемый мате-
матический аппарат
Рис. VI. 1. Классификация методов оценки надежности АСУ ТП
89
сложностью — включает большое число
различных технических средств, персонал
и т. д.;
многофункциональностью — как правило,
выполняет ряд функций;
многонаправленностью использования эле-
ментов в системе — один и тот же компонент
участвует в выполнении нескольких функций;
множественностью видов отказов — имеет
место ряд видов отказов, различающихся по
причинам возникновения, последствиям;
взаимосвязью надежности и экономической
эффективности — повышение надежности уве-
личивает эффективность АСУ ТП, но тре-
бует дополнительных затрат, снижающих
эффект;
зависимостью надежности от технической
эксплуатации — АСУ ТП рассчитаны на дли-
тельное использование с заменой элементов
и восстановлением Р;
нетранспортабельностью, несохраняемо-
стью — АСУ ТП не рассчитаны на хране-
ние в бездействующем состоянии; транспор-
тировке в собранном виде не подлежат;
зависимостью надежности от КТС и от
структуры алгоритмов — надежность системы
зависит от надежности ее составных частей;
влиянием персонала на надежность — чело-
век в цепи управления снижает надежность
системы, человек вне цепи управления может
повышать надежность.
Уровень эксплуатационной надежности,
АСУ ТП определяется следующими ос-
новными факторами:
составом и структурой используемых тех-
нических средств;
стратегией, режимами и параметрами
обслуживания и восстановления;
условиями эксплуатации отдельных ком-
понентов и системы в целом;
содержанием, организацией и структурой
реализуемых алгоритмов управления и ма-
шинных программ;
содержанием задач и организацией дея-
тельности операторов.
Функциональный подход к описанию на-
дежности АСУ ТП. Применительно к АСУ
ТП основные составляющие надежности, ха-
рактеристики и показатели которых обяза-
тельно должны вноситься в техническую до-
кументацию, это Б и Р. Составляющие С
и Д не являются существенными; устанавли-
ваемые показатели Д определяются главным
образом факторами морального старения
[640].
Рассмотрение всех вопросов надежности
АСУ ТП базируется на функциональном под-
ходе [640], в соответствии с которым Н АСУ
90
ТП представляет собой совокупность (век-
тор) надежностных характеристик и показа-
телей по всем функциям системы. Перечень
и четкое определение функций, по которым
следует рассматривать Н, устанавливаются
техническим заданием на АСУ ТП. По ка-
ждой функции АСУ ТП (как и по каждому
компоненту) различают два возможных со-
стояния: работоспособности и неработоспо-
собности.
Если по некоторой функции АСУ ТП
имеют место два или более видов отказов,
существенно различающихся по причинам
возникновения и (или) вызываемым ими по-
следствиям, то надежность системы по этой
функции следует определять по каждому ви-
ду отказов в отдельности. Для функций АСУ
ТП можно выделить следующие основные
виды отказов:
устойчивые отказы и сбои;
внезапные и постепенные отказы;
отказы, приводящие к остановке упра-
вляемого технологического оборудования
(отказы-остановки), и отказы, приводящие
к аварии (отказы-аварии).
Возможно выделение и других видов от-
казов.
Функции АСУ ТП разделяются на про-
стые и составные. Простыми являются
функции, которые нельзя разложить на со-
ставляющие; составные включают некото-
рую совокупность простых функций, объеди-
няемых по общности цели, роли в процессе
управления, информационным, конструк-
тивным или другим признакам.
С точки зрения исследования надежности
функции, реализуемые АСУ ТП, разбивают-
ся на две группы:
1) функции, для выполнения которых не-
обходимо непрерывное функционирование
участвующих в их реализации средств си-
стемы в течение всего расчетного интервала
времени (смены, месяца, года и т. п.) — не-
прерывные функции или Н-функции;
2) функции, выполнение которых сводится
к эпизодической реализации некоторой про-
цедуры (в заранее определенные моменты
времени или в режиме случайного поступле-
ния запросов) — функции-процедуры или FI-
функции.
Граница между этими двумя группами
функций нечетка, некоторые функции АСУ
ТП можно рассматривать и как Н-функции,
и как Н-функции.
Количественно надежность АСУ ТП по
Н-функциям и по Н-функциям описывается
по-разному.
Описание надежности АСУ ТП по Н-функ-
циям. Н-функции АСУ ТП могут определять-
ся как выполнение некоторых действий (Н-
функции 1-го вида) или как достижение
некоторого результата, выраженного
в удельных (на единицу времени) технических
или экономических показателях (Н-функции
2-го вида).
Примерами Н-функций 1-го вида могут
служить: управление нажимными механиз-
мами прокатного стана; управление газотур-
бинными агрегатами магистральных газо-
проводов; управление распределением дутья
по фурмам доменной печи. Для этих функ-
ций характеристическими случайными вели-
чинами (ХСВ) являются: время Тъ безотказ-
ного выполнения системой i-й функции и
время Тв. восстановления работоспособно-
сти системы по i-й функции. В качестве еди-
ничных показателей Б и Р используются
[40]:
Тв,—наработка системы на отказ i-й
функции;
р,(т) — вероятность безотказного выполне-
ния системой i-й функции в течение заданно-
го времени т;
Тв.—среднее время восстановления рабо-
тоспособности системы по i-й функции;
Fb.(t) — вероятность восстановления в те-
чение'заданного времени т работоспособно-
сти системы по i-й функции.
Комплексными показателями являются:
Кг — коэффициент готовности системы
по i-й функции;
Кт.и,-коэффициент технического исполь-
зований системы по i-й функции.
Пример VI. 1. Пусть рассматривается АСУ газо-
турбинным агрегатом магистрального газопрово-
да, на которую возлагаются две основные функ-
ции:
Ф1 — собственно управление газотурбинным
агрегатом, работающим непрерывно в течение
длительного времени;
Ф2 — защита от аварий (выявление аварийной
ситуации и остановка турбины).
Функции Ф1 и Ф2 существенно различны по со-
держанию и по важности; различны и требования
к их надежности.
Для Ф1 наиболее удобными в практическом ис-
пользовании являются такие показатели, как нара-
ботка на отказ ТБ и среднее время восстановления
ГВ-
Для Ф2 естественным показателем надежности
является коэффициент готовности К или коэффи-
циент технического использования кти, предста-
вляющие собой вероятность того, что в момент
возникновения аварийной ситуации аппаратура за-
щиты будет в состоянии работоспособности.
При рассмотрении Н-функций 2-го вида
вводятся понятия удельной (часовой) эффек-
тивности £, i-й функции и удельной (часовой)
эффективности (Et) системы в момент г,
определяемой выражением
m
Et= pyse„
s= 1
где m — общее число выполняемых системой
Н-функций 1-го вида; ys — двоичная пере-
менная, принимающая значение 1, если в мо-
мент t s-я функция выполняется, и значение
О-в противном случае.
В связи со случайностью моментов отка-
зов и восстановлений компонентов системы
функция Et(t) является случайной. Число
и значения уровней, на которых может нахо-
диться Et(t), определяются значением m и на-
бором значений £s(s = 1, m).
Н-функция 2-го вида определяется как
обеспечение пребывания системы на некото-
ром фиксированном уровне Е, или в некото-
ром интервале уровней [Е„ EJ, причем Ej >
>Е,
В качестве фиксируемых уровней (Е,, Еу)
принимаются уровни эффективности, харак-
терные для рассматриваемой системы. При-
мерами Н-функций 2-го вида могут служить:
поддержание функционирования технологи-
ческого агрегата на максимальном уровне
производительности (Етах); поддержание
экономической эффективности агрегата на
уровне не ниже 80% от максимально дости-
жимого [Ego %, £max]- Для ЭТИХ ФУНКЦИЙ ХД-
рактеристическими случайными величинами
являются время нахождения системы на за-
данном уровне эффективности (Tf) или в за-
данном интервале уровней (ТЕ'_Е). Еди-
ничными показателями Н являю'тся': ТЕ и
TEi+Ej;— среднее время нахождения си-
стемы на заданном уровне эффективности
и в заданном интервале уровней соответ-
ственно; рг(т) и Pi/t) — вероятность того, что
в течение заданного времени т система со-
хранит заданный уровень эффективности или
не выйдет за пределы заданного диапазона
уровней.
Комплексным показателем Н по Н-функ-
ции 2-го вида является r|f (или т|„ 7) —
коэффициент, определяющий долю времени
нахождения системы на заданном уровне
эффективности или в заданном диапазоне
уровней соответственно.
Комплексным показателем Н системы
в целом по Н-функциям 2-го вида является
надежностный коэффициент снижения эф-
фективности:
^н.э ~ Etilj/Emax,
где E((t) — среднее значение Et(t) за достаточ-
но длительный интервал времени.
93
Пример VI.2. Рассмотрим АСУ установкой
кондиционирования воздуха в крупном объеме
на 120 каналов, каждый из которых содержит
датчик температуры, линию связи к центральной
ЭВМ и точечный нагреватель. Каналы функциони-
руют независимо. Система обеспечивает требуе-
мую стабилизацию температуры, если работоспо-
собны не менее 90 из общего числа каналов.
Уровень эффективности системы при 120
работоспособных каналах примем за 100%. По ус-
ловию система сохраняет работоспособность, если
эффективность ее падает до (90/120) • 100 % = 75 %.
В качестве фиксируемых уровней эффективно-
сти системы примем Ецю% = Етах и ^757- В ка-
честве показателей надежности следует принять:
среднее время нахождения системы в интерва-
ле уровней от Етах до Е15% -
среднее время нахождения системы ниже кри-
тического уровня Е75% - Т(£о _ £75о/).
Описание надежности АСУ ТП по П-функ-
циям. Примерами П-функций в АСУ ТП мо-
гут служить: защита от аварий (предупре-
ждение развития предаварийной ситуации
в аварию), составление программы обработ-
ки новой детали на технологической линии
станков, составление сводки месячных пока-
зателей работы цеха и т. п.
При рассмотрении надежности выполне-
ния П-функций в АСУ ТП основным поня-
тием является успешное выполнение заданной
(i-u) процедуры (событие И/). Основным пока-
зателем Н является вероятность события
Wj, определяемая по формуле
К, = Вер{И'/}.
Учитывая, что на R, по-разному влияют
устойчивые отказы и сбои и что отказы этих
видов независимы, значение R, можно пред-
ставить произведением
К, = R^.R^.,	(VI.1)
Для первого сомножителя можно запи-
сать
Kyo. = Kr.p,(At)	(VI.2)
^yof ~ KrHjPi (АО,
где Pi(ht) — вероятность того, что система
проработает безотказно время Аг, необходи-
мое для реализации i-й процедуры.
Второй сомножитель также представляет
собой произведение п
1) Здесь принимается гипотеза о независимо-
сти событий, определяющих ри р2, р3 и р4. В об-
щем случае эти события могут быть зависимыми;
при этом указанные вероятности должны рассма-
триваться как условные.
Кеб. = Р1Р2Р3Р4’	(VI.3)
I
где pi — вероятность завершения процедуры;
р2 — вероятность своевременного завершения
процедуры; р3 — вероятность безошибочного
завершения процедуры; р4 — вероятность то-
го, что процедура будет реализована с тре-
буемой точностью.
Пример VI.3. Рассмотрим функцию АСУ, за-
ключающуюся в составлении программы обработ-
ки детали на технологической линии металлорежу-
щих станков.
Запросы на составление программы возни-
кают в произвольные моменты времени. Програм-
ма должна быть составлена как можно быстрее
(максимальное время, которое может быть отведе-
но для этого, составляет 2 ч). Она должна обеспе-
чивать высокую точность обработки детали. При
безотказной и бессбойной работе комплекса вы-
числительных средств разработка программы за-
нимает 1 ч 45 мин.
Для успешного составления программы необ-
ходимо, чтобы в момент поступления запроса ком-
плекс вычислительных средств был работоспосо-
бен и чтобы он проработал без устойчивых
отказов в течение двух часов. Кроме того, необхо-
димо, чтобы возникающие сбои не удлинили время
составления программы свыше двух часов, не внес-
ли ошибку в расчеты и не нарушили требуемой
точности.
В качестве основного показателя надежности
выполнения системой заданной функции составле-
ния программы для линии станков используется
показатель R, представляющий собой вероятность
того, что комплекс вычислительных средств си-
стемы успешно выполнит запрос, пришедший
в произвольный момент времени, т. е. что процеду-
ра составления программы будет завершена в срок
(не более чем за 2 ч), без ошибок и с необходимой
точностью. Составляющие показателя определены
формулами (VI. 1) — (VI.3).
3. Надежность элементов АСУ ТП
Основными комплектующими изделиями
для АСУ ТП являются изделия, входящие
в Государственную систему приборов,
и средств автоматизации (ГСП). Вопросы
описания, оценки, подтверждения Н этих из-
делий регламентируются ГОСТ 13216 — 74
[606].
Надежность изделий ГСП должна опре-
деляться по всем четырем ее составляющим
(Б, Р, С и Д). При этом Б и Р описываются
раздельно по каждой функции изделия, а С
и Д — для изделия в целом. В связи с тем,
что серийно выпускаемые изделия ГСП мо-
гут использоваться для комплектации систем
с самыми различными условиями и режима-
ми эксплуатации, основное требование
к описанию их надежности состоит в том,
92
чтобы для любого заданного времени т мо-
гли быть определены такие показатели, как
р(т), Гв(т), 6с(т), 6д(т) и т. п. Это требует за-
дания законов распределения соответствую-
щих ХСВ — ТБ, ТБ, Тс и Тд, для чего число
показателей по каждой составляющей на-
дежности должно выбираться в зависимости
от типа закона распределения соответствую-
щей ХСВ.
Тип закона распределения определяется
выражением для плотности
Ж Hi. •••> Ю-
где ц, (i = 1, со) — параметры, для каждого из
которых установлен диапазон возможных
значений. В зависимости от числа параме-
тров говорят об одно-, двух-,., со-параме-
трических законах распределения.
Для требуемой полноты описания ХСВ
необходимо указать тип закона распределе-
ния и столько его численных параметров
(показателей Н), сколько параметров имеет
тип закона распределения.
Описанный подход в полной мере реали-
зован в установленном ГОСТ 13216 — 74 спо-
собе описания безотказности Б изделий
ГСП. При этом принимается также гипотеза
о полном восстановлении надежностных
свойств изделия в результате ремонта после
возникшего отказа, что ставит знак равен-
ства между средней наработкой до первого
отказа и наработкой на отказ. Показатели
Б выбирают в соответствии с законами рас-
пределения ТБ:
Экспоненциальный закон . . р (т) или ТБ или А,
Нормальный закон ....	р (т) и ТБ
Другие (в том числе неиз-
вестный) ............... р (т) и р (т/2)
При сложных (многопараметрических) ти-
пах законов распределения ТБ, а также при
неизвестном типе закона функция ГБ(г) при-
ближенно может быть построена по трем
точкам: р(0)= 1, р(т/2) и р(т).
Безотказность Б изделий ГСП описывает-
ся отдельно по каждому виду отказов, свой-
ственных данному изделию. При этом выде-
ляются следующие основные виды отказов
[33]: внезапные устойчивые отказы, посте-
пенные устойчивые отказы, внезапные не-
устойчивые (самоустраняющиеся) отказы-
сбои и др.
Ремонтопригодность Р изделия ГСП так-
же описывается отдельно по каждому виду
отказов изделия. В качестве показателей
Р используются Тв и FB(x).
В качестве показателя сохраняемости
С служит гаммапроцентный срок сохраняе-
мости ТСу.
Показателями долговечности Д изделий
ГСП являются Тс с, Тс су и Т^.
Действующими нормативно-технически-
ми документами на надежность изделий
ГСП [606, 608] установлен порядок внесения
показателей Н в техническую документацию,
гарантирующий необходимую полноту, со-
поставимость, достоверность и точность
данных о надежности этих изделий.
По серийно выпускаемым приборам
и средствам автоматизации, используемым
для комплектации АСУ ТП, имеются необ-
ходимые данные по надежности, позволяю-
щие эффективно решать вопросы обеспече-
ния надежности АСУ ТП (см. например,
параграф 7 данной главы).
4. Обеспечение надежности АСУ ТП
Программа обеспечения надежности АСУ
ТП (ПОН) — комплекс работ, проводимых
на всех этапах разработки и эксплуатации
системы [34, 904], обеспечивающих высокий
уровень эксплуатационной надежности.
ПОН составляет разработчик АСУ ТП
и согласовывает ее с организациями-соис-
полнителями. Утверждается ПОН руководи-
телем организации-разработчика. При необ-
ходимости ПОН согласовывается с заказчи-
ком. Ответственными за составление и вы-
полнение ПОН являются главный инженер
проекта и главный конструктор (руководи-
тель) проекта АСУ ТП. Выполнение ПОН
контролируется после завершения отдельных
стадий или этапов разработки АСУ ТП. Ре-
зультаты выполнения отдельных этапов
ПОН оформляются в виде разделов соответ-
ствующей технической документации или
в виде отдельного документа.
ПОН составляется в виде отдельного до-
кумента при разработке технического зада-
ния на систему и утверждается вместе с ним.
В ПОН указываются: перечень выполняемых
работ, сроки их выполнения, результат ра-
боты, исполнители. Сроки выполнения ра-
бот, указываемые в ПОН, должны быть со-
гласованы со сроками выполнения соответ-
ствующих стадий и этапов разработки
и внедрения АСУ ТП [638]. Исполнителями
работ являются все организации, принимаю-
щие участие в создании АСУ ТП.
В соответствии с ГОСТ 21705 — 76 в тех-
ническое задание на АСУ ТП вносятся сле-
дующие материалы по вопросам надежно-
сти:
сведения об условиях и режимах работы
АСУ ТП;
перечень функций, для которых задаются
93
требования к надежности, и признаки отка-
зов по каждой функции;
• состав показателей надежности АСУ ТП;
требуемые значения показателей надеж-
ности;
обоснование необходимости учета осо-
бенностей алгоритмов и программ, а также
действий технолога-оператора при оценке
надежности АСУ ТП на различных стадиях
создания;
методы определения уровня надежности
АСУ ТП на стадиях создания и способы
подтверждения требуемых значений показа-
телей надежности;
необходимые сведения об особенностях
функционирования технологического объекта
управления.
В технический и рабочий проект АСУ ТП
вносятся:
перечень функций АСУ ТП, для которых
задаются показатели надежности, и признаки
отказов по каждой функции;
количественные значения показателей
надежности;
условия эксплуатации АСУ ТП, для ко-
торых установлены показатели надежности;
способы подтверждения соответствия по-
казателей надежности АСУ ТП значениям,
указанным в техническом и рабочем проек-
тах;
методы, условия и режимы испытаний
в случае проведения испытаний АСУ ТП на
надежность.
ПОН рекомендуется составлять по сле-
дующей форме:
Стадии и этапы создания АСУ ТП	Содержа- ние работ по на- дежности	Сроки исполнения		Ре-' зуль- тат рабо- ты	Испол- ните- ли
		Нача- ло	Конец		
С целью обеспечения составления ПОН
для конкретных систем разработана типовая
программа работ по обеспечению надежно-
сти — АСУ ТП, включающая наиболее пол-
ный перечень рекомендуемых работ. ПОН
для конкретной АСУ ТП составляется на ос-
нове типовой программы с учетом специфи-
ческих особенностей разрабатываемой си-
стемы и условий ее разработки и создания.
Типовая программа приведена пол-
ностью в отраслевом стандарте Минприбора
[904].
Надежностные модели технических
средств и алгоритмов функционирования АСУ
ТП. При исследовании надежности АСУ ТП
одним из первых этапов является построение
надежностных моделей, формально отобра-
94
жающих свойства системы в отношении на-
дежности выполнения ее функций. В связи со
спецификой АСУ ТП используются две ос-
новные надежностные модели:
1)	модель технических (и нетехнических)
средств, используемая для анализа надежно-
сти АСУ ТП по Н-функции и П-функциям
в отношении устойчивых отказов;
2)	модель алгоритмической структуры
АСУ ТП, используемая для анализа надеж-
ности АСУ ТП по П-функциям в отношении
сбоев 1
Раздельное исследование надежности
АСУ ТП в отношении устойчивых отказов
и сбоев и выделение с этой целью моделей
технических и алгоритмических средств ос-
новывается на следующих соображениях:
устойчивые отказы и сбои компонентов
АСУ ТП имеют существенно различные при-
чины возникновения, в связи с чем может
быть принята гипотеза о независимости по-
токов устойчивых отказов и сбоев в системе;
устойчивые отказы и сбои оказывают
различное влияние на выполнение функций
АСУ ТП; во многих случаях может быть
принята гипотеза об аддитивности потерь,
вызываемых этими двумя видами отказов;
существенно различны меры борьбы
с устойчивыми отказами и сбоями; если для
борьбы с устойчивыми отказами наиболее
эффективны введение избыточности в струк-
туру технических средств и интенсификация
технического обслуживания, то основные
меры борьбы со сбоями сводятся к введению
и использованию информационной и алго-
ритмической избыточности, что отражается
в первую очередь в структуре алгоритмов
системы.
Надежностная модель технических
средств АСУ ТП представляет собой сово-
купность трех векторов:
МНт с = (^1, Жп, Жш),
где = (соР\ со$, ...) — вектор показателей
надежности используемых компонентов;
Мп = (coiP, coff, • • •) — вектор параметров,
определяющих структуру технических
средств; Жщ = (coVii, ...) —вектор пара-
метров, определяющих дисциплину, режимы
и параметры технического обслуживания.
Наиболее сложно формальное отображе-
ние структуры комплекса технических
средств. Для этой цели предложено [33] ис-
пользовать так называемые надежностно-
1 Очевидно, что источником ненадежности ал-
горитмической структуры АСУ ТП являются те же
технические (и нетехнические) средства.
Рис. VI.2. Надежностно-временная схема (НВС)
алгоритма управления (пример)
функциональные схемы (НФС), способные
отображать структуры многокомпонентных
и многофункциональных систем с разно-
образными и сложными взаимосвязями ком-
понентов. НФС обеспечивают строгую фор-
мальность отображения структур и в то же
время простоту и наглядность.
Надежностная модель алгоритма функ-
ционирования АСУ ТП представляет собой
совокупность двух векторов:
МНа = Mv, W'v),
где Wiv = MV, со$, • •) — вектор показателей
надежности операторов алгоритма; Иу =
=(4>, 42',...) — вектор параметров, опреде-
ляющих структуру алгоритма.
Для отображения структур алгоритмов»
с обеспечением строгой формальности, на-
глядности и простоты предложены [37] на-
дежно-временные схемы (НВС). На рис. VI.2
приведен пример НВС алгоритма. На схеме
прямоугольники изображают произвольные
вычислительные операторы, ромбы — логи-
ческие операторы, кружки разграничивают
отдельные блоки операторов.
Пути повышения надежности АСУ ТП.
Современная тенденция разработки АСУ ТП
состоит в максимальном использовании се-
рийно выпускаемых приборов и средств ав-
томатизации без какого-либо вмешательства
в их конструкцию, технологию производства,
режимы питания и т. п. [33].
Рассмотрим отдельно методы повышения
надежности технических средств АСУ ТП
95
Таблица VI.2
Таблица VI. 1
Методы повышения надежности технических систем
Методы	Этапы реализации	Рекомендации по применению
Применение бо- лее надежных ком- понентов одного назначения	Разработ- ка и созда- ние системы	Ограниченные возможности из- за отсутствия вы- бора
Введение избы- точности (струк- турной, информа- ционной, времен- ной)	То же	При необходи- мости достиже- ния высокой без- отказности
Интенсифика- ция технического обслуживания	Эксплуата- ция системы	То же
Улучшение ус- ловий эксплуата- ции	То же	Для предприя- тий с тяжелыми условиями среды
и алгоритмической структуры АСУ ТП (в
отношении сбоев).
Методы повышения надежности техниче-
ских систем приведены в табл. VI. 1 и VI.2.
Диагностическое и ремонтное оборудова-
ние может быть стандартным и нестан-
дартным. Стандартное изготавливается
и поставляется заводами-изготовителями
крупных систем и ЭВМ. Нестандартное —
должно предусматриваться в проектах
и разрабатываться проектировщиками или
по их заданию предприятиями — изготовите-
лями технических средств. Технические зада-
ния на такое оборудование разрабатывают-
ся, например, при наличии в АСУ ТП
большого числа однотипных элементов,
влияющих на надежность.
Меры борьбы со сбоями технических
средств, нарушающими реализацию алгорит-
мов управления, приведены в табл. VI.3.
Полностью устранить сбой технических
средств невозможно. Создать АСУ ТП с лю-
бой заданной Н на менее надежных техниче-
ских средствах можно с помощью алгорит-
мической избыточности и организационных
мер.
Оптимизация решений по обеспечению на-
дежности АСУ ТП. В процессе обеспечения
надежности АСУ ТП приходится многократ-
но принимать решения по различным более
или менее частным задачам. Подавляющее
большинство таких задач являются оптими-
зационными, т. е. они сводятся к нахожде-
96
Методы повышения ремонтопригодности
Методы	Этапы реализации	Рекомендации по применению
Применение компонентов с более высоким уровцем	ре- монтопригодно- сти	Разработ- ка и созда- ние системы	При экономи- ческой целесооб- разности
Увеличение со- става и повыше- ние квалификации ремонтных бри- гад	Разработ- ка и эксплу- атация си- стемы	Если эксплуа- тационные затра- ты на надеж- ность системы более целесооб- разны, чем капи- тальные затраты
Рационализа- ция размещения технических средств	Разработ- ка и созда- ние системы	В любых слу- чаях
Улучшение дисциплины вос- становления	Разработ- ка и эксплу- атация си- стемы	При росте по- терь от сбоев
Расширение со- става и увели- чение объема ЗИПа		При получении сведений о нена- дежных элемен- тах системы, при высоких требова- ниях к надежно- сти системы
Применение специального ди- агностического и ремонтного оборудования	Эксплуата- ция и ремонт системы	Для крупных систем, ЭВМ; при установке боль- шого количества однотипных дат- чиков, пультов и Т. д.
нию решений, обеспечивающих экстремум
некоторой целевой функции. В качестве це-
левых функций чаще всего используются
различные экономические показатели (коэф-
фициент экономической эффективности, чи-
стая прибыль, суммарные потери в рублях
и т. п.).
Для современных АСУ ТП оптимиза-
ционные задачи, связанные с обеспечением
надежности, являются, как правило, много-
параметрическими (число управляемых пара-
метров колеблется в пределах от десятков до
сотен), нелинейными и целочисленными. Об-
щих методов решения этих задач в настоя-
Таблица VI.3
Меры повышения надежности алгоритмических
структур
Методы	Этапы реализации	Рекомендации по применению
Применение комплектующих изделий с более высоким уровнем помехоустойчи- вости	Разработ- ка и созда- ние систе- мы	При экономи- ческой целесооб- разности
Улучшение по- меховой обста- новки (снижение уровня действую- щих помех)	Разработ- ка и эксплу- атация	Борьба с поме- хами важна всег- да (см. параграф 5)
Введение ин- формационной избыточности (коды с обнару- жением и исправ- лением ошибок)	Разработ- ка системы	См. рекоменда- ции в параграфе 8 гл. IX
Введение алго- ритмической из- быточности (па- раллельное и по- следовательное дублирование с повторением, мажорирование и т. п.)	Разработ- ка програм- много обес- печения	См. рекомен- дации в справоч- нике [514, с. 331 — 345]
щее время не существует (см. также гл. XI).
В некоторых весьма частных случаях, ког-
да число управляемых параметров по тем
или иным причинам ограничено одним-дву-
мя, решения указанных задач могут быть по-
лучены аналитически или путем графических
построений. При этом непосредственно («в
один шаг») находится оптимальный вектор
управляемых параметров. Однако в по-
давляющем большинстве случаев «одноша-
говые методы» не могут быть использованы,
и решение приходится искать итерационным
путем — последовательным выдвижением,
оценкой и анализом ряда возможных ва-
риантов («многошаговые методы»).
Особенности рассматриваемых задач ис-
ключают возможность полного перебора ва-
риантов. В подавляющем большинстве слу-
чаев набор вариантов решения ограничен,
что далеко не всегда гарантирует нахожде-
ние оптимального решения. В этих случаях
используется термин «рациональное реше-
ние».
При ограниченном переборе может рас-
сматриваться некоторое число заранее пред-
ложенных вариантов решения, из которых
должен быть выбран наилучший по некото-
рому критерию. При таком (пассивном)
переборе, естественно, нет никакой гарантии,
что выбранный вариант является опти-
мальным или хотя бы близок к оптималь-
ному.
В противоположность этому в методах
активного перебора рассматривается ряд по-
следовательно генерируемых вариантов ре-
шения, причем при построении очередного
варианта используется вся предшествующая
информация.
В алгоритмических методах анализ ре-
зультатов по уже рассмотренным вариантам
решения и переход к очередному варианту
строго формализованы и могут реализовать-
ся как человеком, так и ЭВМ. Выбор алго-
ритмического метода определяется особен-
ностями конкретной задачи.
Алгоритмические методы построены для
ограниченных классов задач. Значительная
часть оптимизационных задач, связанных
с обеспечением надежности сложных систем,
известными методами математического про-
граммирования не решается. В связи с этим
широкое практическое применение получил
метод эвристического перебора. В этом ме-
тоде построение исходного варианта реше-
ния, анализ полученных результатов и гене-
рация очередного варианта полностью не
формализованы и осуществляются разработ-
чиком на основе накопленного опыта и ин-
туиции. Квалифицированный разработчик за
5 — 10 шагов находит достаточно удовлетво-
рительное решение при весьма сложной си-
стеме наложенных ограничений.
5.	Помехи в АСУ ТП
Основным видом носителя информации
в современных АСУ ТП является электриче-
ский ток. В то же время трудно назвать тех-
нологический процесс, в котором в том или
ином виде не используется электроэнергия.
Информационные сигналы, как правило, сла-
боточные, а для работы машин используют-
ся сильные токи. Сочетание этих факторов
выдвигает необходимость учитывать влия-
ние электроустановок на элементы АСУ ТП
и сигналы, циркулирующие в них. Такие ме-
шающие воздействия принято называть по-
мехами.
В общем случае помеху можно предста-
вить как посторонний сигнал, вносящий ис-
4 п/р Смилянского Г. Л.
97
Основание деления
Характер помехи
Часть аппаратуры,
подверженная навод-
кам
Характер взаимодей-
ствия сигнала и по-
мехи
Характер возникнове-
ния
Характер электри-
ческой взаимосвязи
Способ создания по-
мех
Каналы наведения по-
мех
Способ включения ге-
нератора помех
Положение генерато-
ра помех
Рис. VI.3. Классификация электрических помех в АСУ ТП
кажения в передаваемое сообщение. Систе-
матизация электрических помех представле-
на на рис. VI.3.
Если полезный сигнал и помеху предща-
вить как функцию времени S(j) и Q(t), то
результирующий сигнал, полученный при их
наложении, будет иметь вид
a(t) = S(t) + Q(t)
или
Р(Г) = S(t)Q(t).
(VI.4)
(VI.5)
98
В случае (VI.4) имеем аддитивную поме-
ху, а в случае (VI.5) — мультипликативную.
В обобщенном виде можно считать, что
аддитивная помеха вызывается внешними по
отношению к рассматриваемой системе ав-
томатизации факторами (нестационарными
процессами в питающей сети, возмущениями
электромагнитных полей, атмосферными
разрядами и т. п.), а мультипликативная —
случайными изменениями характеристик эле-
ментов самой системы (неоднородностью ха-
рактеристик канала передачи, физическими
явлениями в приборах, такими как дробовой
эффект, контактные термо- и i альвано- ЭДС
и т. п.).
Нестационарные помехи описываются
случайными функциями времени и подразде-
ляются на флюктуационные и импульсные.
Флюктуационные помехи образуются при
наложении значительного числа следующих
один за другим импульсов, причем каждый
последующий импульс возникает до исчезно-
вения переходного процесса, вызванного
предыдущим. Импульсные помехи — это по-
следовательность импульсов произвольной
формы, амплитуды и длительности которых
изменяются по случайному закону, причем
длительность импульсов в совокупности с их
переходными процессами меньше интерва-
лов времени между смежными возмущения-
ми. Деление помех на флюктуационные
и импульсные достаточно условно и опреде-
ляется прежде всего полосой пропускания
приемника информации.
Регулярные помехи представляют собой
модулированные или смодулированные
гармонические колебания. В условиях про-
мышленных предприятий — это синусои-
дальные колебания частотой 50 Гц и более
высоких составляющих.
Характер помех определяется электриче-
скими параметрами цепей, по которым про-
текает ток помехи: электрической емкостью,
индуктивностью, сопротивлением или прово-
димостью изоляции. Будем называть поме-
хи, определяемые преимущественно емкост-
ной связью, электрическими. При этом токи
помех зависят от емкости между токопрово-
дящими элементами (межобмоточные, меж-
дужильные и т. п. емкости) и между токо-
проводящими элементами и землей. Так, на
рис. VI.4 это емкости связи входного транс-
форматора Свх и Свх, емкость связи силового
трансформатора Стр и емкость корпуса при-
бора относительно земли системы Ско. Они
определяют напряжение помехи, которое че-
рез трансформатор Тр приложено к входу
усилителя. Электромагнитные помехи вызы-
ваются ЭДС, наведенной внешним полем.
Рис. VI.4. Схема образования помех на входе
усилителя
Например, внешнее электромат ши ное поле
приводит к образованию напряжения на про-
водах от датчика ТП (термопара) к вюрич-
ному прибору (входной усилитель). Кондук-
тивные помехи зависят от проводимостей
изоляции гокопроводов (соедини 1ельные
провода, обмотки) и изоляции между токо-
проводами и землей. Так, на рис. VI 5 пред-
ставлена расчетная схема сопротивлений меж-
дужильной изоляции для че1 ырехжильного
кабеля, где две жилы (в — г) являются
влияющими и две (а — б) — подверженными
влиянию. Ток помехи определяйся разба-
лансом моста сопротивлений междужилыюй
изоляции гав, га1, г6в, гб1.
По способу включения icnepaiopa помех
различают поперечные и продольные поме-
хи. Если напряжение элек1 рической помехи
приложено непосредственно к входным за-
жимам приемного прибора и включено по-
следовательно с полезным сигналом, то та-
кая помеха называется поперечной
В системах автоматизации может иметь
место разность потенциалов между одним из
входных зажимов приемного устройства,
Рис. VI.5. Экви вален I нам схема че1 ырехжильно! о
кабеля: гав, гаг, г^в, г(-)г coiipoi ивления между
жилами кабеля
4*
99
перечных и продольных помех на входе измери-
тельных устройств
или, что то же самое, между одним из изме-
рительных проводов и заземленным датчи-
ком (периферийным элементом) системы.
При этом возникает помеха, называемая
продольной.
На рис. VL6 представлена расчетная схе-
ма, поясняющая возникновение поперечных
и продольных помех. Генератор поперечных
помех, имеющий ЭДС Е1 и внутреннее со-
противление rl, включен последовательно
с источником полезного сигнала Ел, а гене-
ратор продольных помех Е2 с внутренним
сопротивлением г2 включен между заземлен-
ной точкой системы г3 и одним из измери-
тельных входов приемника ВП. Возможны
различные варианты такой схемы:
датчик не заземлен, один входной зажим
приемника (усилителя) соединен с корпусом
и заземлен;
датчик заземлен, входные зажимы не
имеют непосредственного соединения с кор-
пусом, а соединяются с ним через емкости
цепей прибора (это равнозначно влиянию
емкостей цепей жила — земля измерительных
приборов).
Наиболее опасной является поперечная
помеха. Продольные помехи в значительной
степени зависят от разности потенциалов то-
чек заземления датчика и вторичного прибо-
ра или его корпуса.
Возможны случаи преобразования про-
дольной помехи в помеху поперечную. Дей-
ствительно, если принять, что сам вто-
ричный прибор надежно изолирован от
земли, то в случае полной симметрии емко-
стей входных цепей Cl, С2 помеха продоль-
ная вызывает протекание двух взаимно ком-
пенсирующих токов наводки. При неравен-
стве С1 и С2 появляется разность потенциа-
лов, приложенная к входным зажимам.
В зависимости от взаимного расположе-
ния источника помех и подверженного воз-
действию помех устройства или системы,
различают внешние помехи и внутренние.
100
Для промышленного предприятия наиболее
часты внешние помехи — индустриальные
и атмосферные, наводимые на элементах си-
стемы (соединительных линиях, датчиках),
либо проникающие в цепи приборов и си-
стем по сети питания или через заземления.
Внутренние помехи обусловлены воздей-
ствием электрических цепей одних элементов
данной системы автоматизации на другие
элементы этой же системы. Наиболее рас-
пространенный случай — это генерирование
токов помех проводами питающих линий
четырехпроводной (в общем случае п-
проводной) системы в измерительные ли-
нии этой же системы. Особенно велики по-
мехи при совместной прокладке проводов
[39]. Такие помехи будем называть внутри-
системными. Широко известно влияние од-
них цепей на другие, вызывающие внутри-
приборные помехи. Примером их является
протекание паразитных токов через емкости
связи элементов одного и того же прибора,
как это показано на рис. VI.4.
Способы защиты от воздействия электри-
ческих помех для систем, работающих с не-
прерывными сигналами, и для систем, рабо-
тающих с дискретными сигналами, отли-
чаются. Если для первых основные решения
реализуются при проектировании датчиков,
вторичных приборов, соединительных линий
и выборе соответствующих правил монтажа
элементов, а также во многом определяются
конструктивным выполнением приборов, то
для дискретных систем основным методом
защиты от помех является помехоустойчивое
кодирование информации.
Основные рекомендации, позволяющие
повысить помехозащищенность систем, ра-
ботающих с непрерывными сигналами, при-
ведены в табл. VI.4, VI.5 и VI.6.
В системах технологического контроля
электрические помехи приводят к отказам.
В распространенной на практике схеме тех-
нологического контроля, работающей на
переменном токе промышленной частоты
(рис. VI.7), число проводов соединительной
линии от датчиков состояния Д до при-
емных устройств ПУ определяется по выра-
жению N = п 4- 1, где и — число сообщений
(сигналов или команд).
После составления расчетной схемы,
учитывающей все междужильные емкости
Сж_ж(С1и, ..., С(„_1)и) и емкости цепей жи-
ла — земля Сж_3 (С1з,..., Сцз) и преобразова-
ний этой схемы получим Сзкв = Сж_ж(и - 1) и
Сж_3. Очевидна возможность ложного сра-
батывания приемного устройства Р через
паразитные связи в соединительном кон-
трольном кабеле. Если электрический ток,
Таблица VI.4
Повышение помехозащищенности систем с
непрерывными сигналами
Рекомендации	Случаи, требу- ющие особого внимания	Примечания
Пространствен- ное разделение силовых прово- док и измери- тельных линий	Параллельная прокладка си- ловых и изме- рительных линий	См табл VI.5
Нормирование помех от взаим- ною влияния из- мерительных ли- ний с учетом класса точности приборов	/ Большая про- тяженность ли- нии	См. табл VI.6
Рациональное коне Iруированис соедини I ельной линии *	Система дат- чик — вторич- ный прибор за- земляется не в одной точке	Меньший шаг скрутки проводов; се- точный экран
Гальваниче- ская развязка входных и выход- ных цепей**	Фильтры сни- жают быстро- действие инфор- мационно-изме- рительных си- стем (ИИС)	-
Ограничение паразитных ем- костей кон (роль- ных кабелей	Большое чис- ло жил и значи- тельная длина кабеля	См рис. VI.7 VI.8, табл VI.7
* От гермопар прокладываются компенсаци-
онные кабели КМКВЭ и КМКВП.
** См , например, унифицированный измери-
тельный преобразователь УИППТ [38].
Таблица VI.5
Параметры силовой линии при минимально
допустимых расстояниях между силовой линией и
соединительной линией информационно-
измерительной системы
Параметры силовой линии	Минимально допустимые расстояния, см			
	30	45	60	120 и более
Напряжение, В	125	250	440	5000
Сила тока, А	10	50	220	800
Рис. VI.7. Схема образования помех на входе
элементов технологического контроля
протекающий через приемное устройство,
превысит ток срабатывания > icpa6, про-
изойдет ложное включение (отключение) си-
стемы. Для проверки схемы на вероятность
такого нарушения необходимо знать киломе-
трическую емкость кабеля и ток (напряже-
ние) срабатывания приемного устройства.
Рекомендуется пользоваться данными табл.
VI.7 и рис. VI.8.
В расчетных схемах не учитываются оми-
ческие и индуктивные сопротивления соеди-
нительных проводов. Это первое допущение.
Второе допущение состоит в том, что
распределенные емкости проводов учиты-
ваются как сосредоточенные.
При создании АСУ ТП на производствах
с очень большими помехами (сварочное обо-
рудование, высокочастотные печи и т. п.) для
предотвращения сбоев ЭВМ они экрани-
руются.
Методы помехоустойчивого кодирования
см. гл. IX.
6.	Надежность и экономическая
эффективность АСУ ТП
Как указывалось выше, для АСУ ТП про-
мышленного назначения основной соста-
вляющей качества функционирования
является экономическая эффективность Ээ.
В связи с этим повышение надежности АСУ
ТП следует рассматривать не как самоцель,
а лишь как одно из средств обеспечения вы-
сокого уровня Ээ системы. В то же время,
как показывают расчеты и вся практика экс-
плуатации АСУ ТП, надежность Н в значи-
тельной степени влияет на результирующие
показатели Ээ [33]. Низкий уровень Н может
свести экономическую эффективность АСУ
ТП к нулю или даже сделать ее отрицатель-
ной. Таким образом, надежность является
одним из важнейших факторов, определяю-
101
Таблица VI.6
Допустимость совместной прокладки измерительных линий от датчиков ко вторичным приборам
Измерительные линии влияющих ИИС		Измерительные линии ИИС, подвергающиеся влиянию помех														
		Ферродина- мическая система			Дифференци- ально-транс- форматорная система			Электронные мосты пере- менного тока с термомет- ром сопро- тивления			Электронные мосты пос- тоянного то- ка с термо- метром со- противления			Электронные потенциомет- ры с термо- парами		
Наименование ИИС	Число комплек- тов ИИС, линии , которых проклады- ваются совместно															
		Длина соединительных линий, м														
		25	50	100	25	50	100	25	50	100	25	50	100	25	50	100
Ферродинамическая система	1 2 3	4- -I-	4-								4- 4- 4-	4- 4-	4-			
Дифференциально трансформаторная система	1 2 3				+ +			+ + 4-	0		4- + +	4-	4-	4- 4- 4-	4-	
Электронные мосты переменного тока с термометром сопро- тивления	Лю- бое				4-	0	4-	4-	4-	4-	4-	+	+	4-	4-	4-
Электронные мосты постоянного тока с термометром сопро- тивления	»-	+	4-	4-	4-	4-	4-	4-	4-	+	4-	4-	4-	4-	4-	4-
Электронные потен- циометры с термо- парами	»				4-	4-		4-	4-	4:	4-	4-	4-	4-	4-	4-
Примечание: 4- —допускается совместная прокладка; 0 — допускается для кабелей с неме-
таллической оболочкой (КВРГ, КНРГ, КВВГ, АКВРГ, АКНРГ и др.), не допускается для кабелей
с металлической оболочкой (КСРГ, АКСРГ и др.);, во всех остальных случаях совместная прокладка
не допускается.
Электрические емкости кабелей
Марки кабелей	Емкости цепей, мкФ/км	
	Жила — жила	Жила — земля
АКВРГ, АВРГ, АКВРБ, АКВРБГ, АКНРГ, АКНРБ, АКНРБГ	0,1	0,08
ВРГ, КВРБ, КВРБГ, КВРГ	0,08	0,08
СРГ, КСРГ, КСРБ, КСРБГ	0,12	0,2
КРПГ	0,14	0,14	,
ШПРС	0,1	0,1
ШПЭП	0,14	0,12
ШПРЛ	0,14	0,14
Таблица VI.7
Рис. VI.8. Зависимость километрической емкости
кабеля от числа жил (п): / — кабель с метал-
лической оболочкой; // — с неметаллической обо-
лочкой
102
щих эффективность функционирования АСУ
ТП.
На различных этапах создания АСУ ТП
возникают две основные задачи, требующие
совместного рассмотрения вопросов надеж-
ности и экономической эффективности:
1)	расчет (прогноз) уровня Ээ с учетом Н;
2)	оптимизация (оптимальное нормирова-
ние) , требований надежности АСУ ТП по
критерию максимума ее Ээ.
При рассмотрении вопросов экономиче-
ской эффективности все объекты можно раз-
делить на две большие группы: 1) самостоя-
тельные объекты (объекты, выпускающие
некоторую продукцию и потому способные
самостоятельно приносить экономический
эффект); 2) объекты, не способные самостоя-
тельно выпускать продукцию, экономический
эффект от которых определяется как прирост
эффекта от некоторого самостоятельного
объекта. АСУ ТП в этом смысле относится
ко второй группе.
Основным показателем Ээ любых Объек-
тов капитальных вложений (как самостоя-
тельных объектов, так и мероприятий)
является коэффициент экономической эффек-
тивности (см. п. 7 гл. V). С ним связан также
срок окупаемости.
Для сравнения по экономической эффек-
тивности различных вариантов хозяй-
ственных или технических решений, вариан-
тов реализации самостоятельных объектов
или мероприятий используют показатель
приведенных затрат на некоторый объем
V годового выпуска продукции:
У = Y(V) = С + ЕНК,	(VI.6)
где Ен — нормативный коэффициент эконо-
мической эффективности.
Значение У можно вычислять также на
единицу выпускаемой продукции:
У(1) = Уо = Со 4-Ен^о-	(VI.7)
К основным экономическим критериям
оптимизации технических решений (в том
числе и решений, связанных с обеспечением
надежности) можно отнести максимальное
значение коэффициента экономической эф-
фективности и минимальный объем приве-
денных затрат. Критерии не эквивалентны,
поэтому при постановке оптимизационной
задачи следует специально обосновывать вы-
бор критерия оптимизации.
При расчете Ээ с учетом Н следует иметь
в виду, что АСУ ТП может дать прибыль
только в результате улучшения показателей
функционирования технологического объек-
та. Поэтому прибыль от внедрения АСУ
ТП — это всегда прирост прибыли, в связи
с чем АСУ ТП следует рассматривать как
некоторое усовершенствование технолог иче-
ского объекта.
Для автоматизированного технологиче-
ского комплекса (АТК), включающего авто-
матизируемый технологический обьект (ТО)
и АСУ, основные показатели экономической
эффективности вычисляются по формулам
(VI.6) и (VI.7).
Постановка задачи оптимального норми-
рования надежности АСУ ТП предполагает
наличие в распоряжении разработчика опре-
деленных методов «управления» надеж-
ностью разрабатываемой системы Задача
состоит в том, чтобы среди уровней надеж-
ности, которые могут быть обеспечены
в рамках этих методов и наложенных огра-
ничений, найти уровень, отвечающий экстре-
муму некоторой целевой функции В качестве
целевой функции принимают укатанные вы-
ше показатели экономической эффектив-
ности.
Теоретической предпосылкой возможно-
сти оптимизации уровня надежности АСУ
ТП по экономическим критериям является
то обстоятельство, что, с одной стороны, по-
вышение И всегда сопряжено с определенны-
ми затратами и что, с другой стороны, повы-
шение Н снижает потери от отказов
В некоторых случаях — в связи со специ-
фикой постановки задачи или вследствие от-
сутствия необходимых экономических
данных рассматриваемую задачу можно ре-
шать по критерию максимума И в рамках
наложенных ограничений (на стоимость си-
стемы, на количество используемого обору-
дования, на интенсивное!ь технического об-
служивания и т. п.). В качестве максимизи-
руемых показателей надежности можно ис-
пользовать ТЬ(, р, (т), и др.
Ограничения, налагаемые на решение за-
дачи, приходится учитывать и в случае ис-
пользования экономических критериев. При
этом целесообразно искать два решения за-
дачи — в рамках наложенных ограничений
и без них. Сопоставление этих решений по-
зволяет оценить потери экономической эф-
фективности системы, вызываемые наличием
ограничений.
7.	Показатели надежности
технических средств
Надежность комплексов технических
средств АСУ ТП из-за их сложности, г ро-
моздкости и индивидуальных различий, как
правило, экспериментами не устанавливает-
103
Показатели надежности
Таблица VI.8
Наименование групп приборов	X • 106, 1/ч	ТСр
Датчики с унифицированным сигналом ГСП
Датчики электрические	с	50-100	—
силовой компенсацией Датчики пневматические	с	50-100	—
силовой компенсацией Приборы измерительные	с	0,8-3200	6 лет
контактами Датчики физико-химических свойств и состава: для жидкостей вискозиметры		0,8-800 0,8-3200	-
Преобразователи
Преобразователи измери-
тельные (для термопар)
Преобразователь электри-
ческих кодов
Преобразователь Э/П
Преобразователь П/Э
6,3-200
100-800
0,8-3200
0,8-3200
6 лет
6 лет
6 лет
Приборы автоматики ГСП
Пневматические устройства	1,6-345	6 лет
и их элементы Приборы контроля электри-	1,8-420	—
ческие аналоговые Регулирующие устройства	(660) 40-250	
аналоговые Исполнительные устройства	(400) 79	—
электрические Аппаратура телеуправления	2,9	
Приборы измерительные	224	—
цифровые дискретные Указатели цифровые дис-	100-400	6 лет
кретные Регуляторы прямого дейст-	0,2	6 лет
вия (для температуры) Устройства исполнительные	10	12 лет
ГСП		
ся, а рассчитывается в процессе проектирова-
ния.
Для определения расчетной надежности
технических средств используют данные
о надежности входящих в них элементов.
Предприятия — изготовители технических
средств имеют расчетные и эксперимен-
тальные данные об их надежности. Эти све-
дения приводятся в каталоге ГСП, иногда
в проспектах.
В табл. VI.8 подобраны показатели на-
дежности основных групп технических
средств АСУ ТП, которые можно использо-
вать как представительные данные в ориен-
тировочных расчетах. Надежность связана
с уровнем развития техники, поэтому показа-
тели надежности технических средств все
время повышаются, что необходимо учиты-
вать в расчетах в последующие периоды.
Интенсивность потока отказов обозначе-
на X, среднее время безотказной работы Тср.
Для более точных расчетов рекомендует-
ся использовать показатели надежности при-
меняемого оборудования по данным катало-
гов.
Глава VII
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ
И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ
УРОВНИ АСУ ТП
1.	Основные положения
Под научно-техническим уровнем (НТУ)
АСУ ТП понимают уровень экономических
и научно-технических характеристик АСУ
ТП, отражающих степень соответствия оце-
ниваемой системы поставленным задачам
функционирования или выявленным тенден-
циям научно-технического прогресса.
Показатель НТУ является интегральной
мерой оценки уровня экономического потен-
циала системы, системотехнического уровня,
уровня охвата автоматизацией задач упра-
вления и уровня использования трудовых ре-
сурсов и качества продукции [43 — 46].
Основными целями оценки НТУ АСУ ТП
являются:
получение прогнозируемых оценок разви-
тия АСУ ТП;
планирование уровня создаваемой си-
стемы ;
управление процессом разработки и вне-
дрения;
оценка эффективности функционирова-
ния;
определение направления дальнейшего
развития.
Показатель научно-технического уровня
по своей структуре является многоуровневой
скалярной сверткой параметров, определяю-
104
щих свойства отдельных классов элементов
объекта проектирования. Он отображает та-
кую стратегию детализации процесса упоря-
дочения, при которой для заданных ресурсов
риск выбора равен нулю.
Данный показатель определяет прибли-
жение выбранного варианта к потенциально
возможному и поэтому может служить ме-
рой научно-технического уровня.
Для определения структуры показателей
НТУ служит классификация элементов,
шкалы оценки классов элементов и шкалы
оценки интегральных свойств проектируемо-
го автоматизированного технологического
комплекса.
При оценке НТУ на последовательных
этапах создания АСУ ТП могут быть полу-
чены следующие показатели:
на стадии планирования работ по созда-
нию АСУ ТП — плановое значение НТУ;
на стадии разработки и проектирова-
ния — уточненные параметры системы, срав-
нительные характеристики с отечественными
и зарубежными образцами, оценки тенден-
ций развития компонентов НТУ;
на стадии внедрения и функционирова-
ния — оценки временных и материальных за-
трат на создание АСУ ТП, достигнутый уро-
вень НТУ.
Оценка научно-технического развития
уровня АСУ ТП как мера эффективности со-
здаваемых систем, позволяющая выбирать
стратегии развития автоматизации и отра-
жающая степень выполнения АСУ ТП свое-
го основного назначения в зависимости от
видов и перспективности используемых ре-
сурсов, имеет большое значение для плани-
рования и управления разработкой и внедре-
нием АСУ ТП в условиях индустриализации
методов их создания.
Общее назначение оценки научно-техни-
ческого уровня АСУ ТП заключается в опре-
делении соответствия технических и эконо-
мических показателей оцениваемой системы
современным достижениям науки и техники
и потребностям народного хозяйства.
Показатель НТУ системы выражается
функцией
У=/(ХА1),
где Х[ — частные значения показателей оце-
ниваемой системы, достигнутые в рассма-
триваемый момент; ац — коэффициенты важ-
ности показателя Х{.
Различают потенциальный, прогнози-
руемый, проектный и достигнутый научно-
технический уровень АСУ ТП.
Идеальный (потенциальный) НТУ Уи —
уровень, когда функция У достигает экстре-
мального значения.
Определение значений X,, при которых
достигается оптимальный уровень, позво-
ляет оценить перспективы и потенциальные
возможности развития АСУ ТП.
Для построения АСУ ТП достаточно вы-
сокого уровня в условиях ограничений по
времени и материальным ресурсам опреде-
ляется базовый прогнозируемый НТУ Уб. Он
получается подстановкой в функцию для
определения НТУ значений показателей воз-
можных вариантов элементов АСУ ТП
и сравнением Уб с Уи. Выбирается тот ва-
риант, который дает наибольшее приближе-
ние Уб к Уи.
Проектный НТУ Уп — уровень, опреде-
ляемый условиями создания и функциониро-
вания конкретной АСУ ТП и являющийся
минимально необходимым для возмещения
затрат на разработку и эксплуатацию си-
стемы. Как правило, соблюдается следующее
условие:
Уп^Уб^Уи.
Достигнутый НТУ Уд—уровень, опреде-
ляемый значениями показателей элементов
и условиями работы АСУ ТП, выявленными
в результате анализа функционирования
АСУ ТП в производственных условиях.
Оценка НТУ, таким образом, позволяет
определять предпочтительность различных
характеристик АСУ ТП или отдельных эле-
ментов с позиции высших органов управ-
ления (Госплан, ГКНТ). Интересы пред-
приятий учитывает технико-экономический
уровень.
Для оценки НТУ АСУ ТП необходимо
следующее:
выбрать номенклатуру частных показате-
лей НТУ;
определить их численные значения;
определить комплексный показатель
НТУ, учитывающий коэффициенты важности
его отдельных частных показателей для кон-
кретного варианта АСУ ТП на определен-
ном этапе ее создания.
Показатели оценки НТУ АСУ ТП дол-
жны удовлетворять следующим требова-
ния!^:
каждый показатель должен характеризо-
вать совокупность элементов, от которых за-
висит уровень АСУ ТП, а совокупность по-
казателей должна характеризовать уровень
АСУ ТП в целом, который, в свою очередь,
должен быть чувствительным к изменению
каждого показателя;
каждый показатель должен содержать ко-
личественную оценку;
105
число показателей должно быть ограни-
чено для обеспечения их сбора и обработки
достаточно простыми и нетрудоемкими спо-
собами;
для измерения значений показателей дол-
жна бьыь использована безразмерная шкала;
показатели НТУ должны стимулировать
применение наиболее перспективных элемен-
тов АСУ ТП.
2.	Методика определения
научно-технического уровня АСУ ТП
Методика определения НТУ АСУ ТП
разрабртана с максимальным приближением
к действующей «Временной методике опре-
деления научно-технического уровня автома-
тизированных систем управления производ-
ственными обьединениями (комбинатами)
и предприятиями (НТУ АСУП)» [953]
и учитывает специфические для АСУ ТП
структурные элементы и показатели.
Определение значений показателей. Под
оценкой НТУ АСУ ТП понимают количе-
ственную оценку, предназначенную для
принятия решений на разных этапах разра-
бо1ки, внедрения и функционирования АСУ
ТП и обеспечивающую возможность получе-
ния оценки на любой стадии создания АСУ
ТП, быстроту вычисления значения показате-
ля уровня и возможность сравнения раз-
личных вариантов АСУ ТП.
Показатель оценки уровня АСУ ТП, вы-
ражаемый в баллах, получают в результате
определения показателя системотехнического
уровня путем последовательного суммирова-
ния балльных оценок факторов, взятых с со-
ответствующими весами, умножения его на
показатель, оценивающий экономический
уровень, и суммирования с показателями
уровня охвата автоматизацией задач управ-
ления, уровня использования трудовых ре-
сурсов и уровня качества продукции. Схема
образования показателя оценки научно-тех-
нического уровня АСУ ТП приведена на рис.
VII. 1.
Показатель уровня АСУ ТП определяется
по формуле
Уасу ТП = ккУ3Ус + к33Уза + ктУИК.	(уп. 1)
Значения нормирующих коэффициентов
к следующие:
/ск- 4- 0,1 кза 4- 0,1/сик ~ 1; кзс — 0,4;
Они нормируют шкалы балльных оценок
экономическою и системотехнического уров-
106
ня (^эс), уровня охвата задач управления (/сза)
и уровень использования трудовых ресурсов
и качества продукции (/сик).
В настоящей методике применяют каче-
ственные и количественные шкалы балльных
оценок. При отнесении фактора к определен-
ной градации возможны два случая:
1)	все значения некоторого фактора для
разных частей оцениваемой АСУ ТП отно-
сятся к одной и той же градации (например,
все задачи программируются на алгоритми-
ческих языках); при этом данный фактор по
оцениваемой АСУ ТП в целом относится
к этой же градации;
2)	все значения некоторого фактора для
разных частей оцениваемой АСУ ТП отно-
сятся к различным градациям, в этом случае
фактор по оцениваемой АСУ ТП в целом от-
носится к той градации, к которой принадле-
жит наибольшее число частей АСУ ТП.
Градации качественных показателей фак-
тора определяют на основе проектной доку-
ментации АСУ ТП или физических результа-
тов внедрения.
По результатам определения показателей
заполняют таблицу (табл. VII. 1).
Для оценки уровня АСУ ТП необходимы:
схема образования показателей уровня
АСУ ТП (рис. VII.1);
фиксированные коэффициенты важности
(веса) факторов, которые в данной методике
предполагаются не зависящими от типа тех-
нологического процесса; ,
таблица фиксированных коэффициентов
важности (весов) компонентов АСУ ТП в за-
висимости от типа технологического процес-
са (табл. VII.2);
фиксированные шкалы балльных оценок
факторов (табл. VII.3);
таблица оценок методов проектирования
(табл. VII.4);
сроки окупаемости АСУ ТП.
Экономический показатель уровня АСУ
ТП определяется по формуле
Уэ = Цн/7)1/3,
где Тн — нормативный срок окупаемости;
Т — срок окупаемости рассматриваемой си-
стемы.
Таблица VII 1
Градации качественных показателей фактора
Наимено- вание фактора	Качественная характеристи- ка (градация фактора)	Под- твержда- ющий документ	Краткое обоснование выбранной характеристи- ки
			
Научно-технический уровень АСУ ТП
уАСУ ТП = 0,4 УЭУС + 3 Уза + 3 Уик
					
Уровень экономический		Уровень системотехнический			Уровень охвата автоматизацией задач управления
у, = (Тн/7)1'3		Ус = 1РуУ7			~ ^а/Аст
Общесистемная техническая документация						Комплекс технических средств (техническое обеспечение)	
Информационно-вычис- лительные функции		Управляющие функции		Информационное обеспечение и средства программирования			
Ух = У^РиУъ	Р\	У2 = УП2^Р2/У2/	Р2	У3 = Уп3ХРзЛЗ; .	Рз	у4 = Уп4ЕР4/У4/	Р4
Методология проектирования Уп/			
Автоматизированное проектирование	Проектирование на базе типовых про- ектных решений (ТПР)	Проектирование в соответст- вии с руководящими методи- ческими материалами (прототипами)	НИР и оригинальное проектирование
1,0	0,8	0,7	0,6
Уровень использования трудовых
ресурсов и качества продукции
З^ик — З^трУк			
			
V			
Уровень ис- ' пользования трудовых ресурсов		Уровень качества продукции	
3/итр = 1 — А-]		= 1 - — к	с	
			
= Р}1Р2 - коэффициент трудоемкости продукции в ус- ловиях АСУ ТП; Р] — трудоем- кость единицы продукции в условиях АСУ ТП, Р2 — трудоем- кость единицы продукции до создания АСУ ТП		V] — стоимость забракованной продукции; v2 — дополнительные затраты по реализации; V} — затраты на гарантийный ремонт; v4 — прочие затраты, связанные с вы- пуском продукции ненадлежащего ка- чества; Сп — себестоимость за планируемый	
период
Продолжение рис. VII. 1
00
Информа-
ционное
обеспечение
У31
Средства
программи-
рования
^32
Число то- чек КОНТ- роля и уп- равления АТК У41		I	[ —  Структура КТС К.2		—	Устойчивость к нарушениям ^43
I
. Тип ЭВМ
У44
С единой информа- ционной базой	10
С единым норматив- ным хо- зяйством	5
Локаль- ное решение задач	3
Г радации	У31
Опера- ционные системы	10
Алго- ритми- ческие языки	5
Машин- ные коман- ды	2
Г рада- ции	
Свыше 3000	10
До 3000	8
Цо 900	5
До 300	3
До 100	2
Града- ции	^41
Система прямого взаимо- действия	Прямого цифрового управления	10
	Прямого аналого- цифрового управления	8
Система непрямого взаимодейст- вия С управ- лением объектом непосредст- венно опера- тором (схе- ма — разомк- нутого управления)	С управле- нием через локальные средства регулирова- ния и управ- ления (схема комбиниро- ванного управления)	5
	С управлени- ем объектом непосредст- венно опе- ратором (схе- ма разомк- нутого управления)	3
Градации		
Функци- ониро- вание при отказе элемента АСУ ТП	Без на- рушения за счет резер- виро- вания	средств автома- тизации	10
		функций персона- ла	8
	с нарушением		5 ">
Г радации			У43
Машины класса СМ	10
М-6000, М-7000 и другие машины этого класса	5
Г радации	У44
—	Сбор и обработка информа- ции Уи
Расчет
показателей
и подготов-
ка инфор-
мации У|2
—	Контроль и регистра- ция пара- метров У13
—	Анализ, диагностика и прогнози- рование со- стояний У14
Сигна- лизация состоя- ний па- рамет- ров тех- нологи- ческого процесса п техно- логиче- ского обору- дования	10
Косвен- ные из- мерения параме- тров процесса и состо- яния техноло- гическо- го обо- рудова- ния	5
Подго- товка инфор- мации для вы- шестоя- щих и змежных систем и уровней управле- ния	10
Расчет технико- эконо- миче- ских и эксплу- атацион- ных по- казате- лей тех- нологи- ческого процесса и работы техноло- гическое го обо- рудова- ли—	5
Конт- роль и регист- рация отклоне- ний па- рамет- ров про- цесса и состоя- ний обо- рудова- ния от задан- ных	10
Регист- рация ' парамет- ров тех- нологи- ческого процес- са, со- стояний техноло- гическо- го обо- рудова- ния и ре- зульта-	5
Диагно- стирова- ние и прогно- зирование состояний комплек- сов техни- ческих средств АСУ ТП	10
Диагнос- тика и прогно- зирование хода тех- нологиче- ского про- цесса и состояний техноло- гического оборудо- вания	8
Продолжение рис. VII. 1
Отображение информации и выполне- ние процедур У15		—	Вид регулиро- вания ^21		—	Логическое и програм- мное управ- ление У22		—	Оптимальное управление ^23
Выполне- ние про- цедур автомати- ческого обмена информа- цией с вышесто- ящими и смежны- ми систе- мами уп- равления	10		—.	Много- связное регули- рование	10		—>	Выполне- ние прог- раммных и логи- ческих операций дискрет- ного уп- равления процессом и обору- дованием	10		—>	Опти- мальное управле- ние тех- нологи- ческим объектом в целом с адапта- цией системы управ- ления	10
				Каскад- ное ре- гулиро- вание	5								
				Регули- рование отдель- ных пара- метров техно- логи- ческого процес- са	3								
								Одно- тактное логиче- ское уп- равление (выпол- нение блокиро- вок, за- щит и т. д.)	5				
Оператив- ное отоб- ражение информа- ции и ре- коменда- ций ве- дения тех- нологи- ческого процесса и управ- ления техноло- гическим	5												
												Опти- мальное управ- ление неуста- но вив- шимися режимами техноло- гического процесса и работы оборудо- вания	8
Продолжение рис. VII. 1
tn	
Опти- мальное управле- ние уста- новивши- мися ре- жимами техноло- гического процесса и работы оборудо- вания	Градации
				
	Градации
____т
	on	>7
		Г рада- ции
in	5 Л
обору- дованием	Града- ции
	—	 >7
Анализ срабаты- вания блоки- ровок и защит техноло- гического оборудо- вания	Г радации
	У13
гов расче- тов	Града- ции
	
	Г рада- ции
ГО	>Г
Сбор, первич- ная об- работка и хра- нение техни- ческой и тех- нологи- ческой инфор- мации	Г рада- ции
J
Показатель уровня охвата автоматиза-
цией задач управления
У,а = Na/N„,
где Na — число задач управления, решаемых
автоматизированным способом; NCT- число
задач, которые принципиально возможно ав-
томатизировать для данного типа техноло-
гического процесса (решать в системе).
Системотехнический показатель уровня
АСУ ТП, отражающий качество общеси-
стемной технической документации, ком-
плекса технических средств и методологию
проектирования, определяется по формуле
ус=1:/’л>	(vii.2)
где Pj— весовые коэффициенты важности по-
казателей У2, У3, У4 общесистемной тех-
нической документации для оценки НТУ
АСУ разных типов технологических процес-
сов.
Значения Pj в зависимости от типа техно-
логического процесса приведены в табл.
VII.2.
Показатели уровня общесистемной техни-
ческой документации
У1	(VII.3)
У2 =	(VH.4)
У3 = Упз£/\Уз/.	(VIL5)
Значения Р2/, ^зь отражающие веса
влияния основных факторов общесистемной
технической документации на уровень АСУ
ТП, определяются по табл. VII.3.
Значения Уп1, Уп2, Уп3 определяются по
табл. VII.4 в зависимости от принятой мето-
дики проектирования общесистемной техни-
ческой документации АСУ ТП.
Показатель комплекса технических
средств
(VII.6)
Значение Уп4 определяется по табл. VII.4,
а значения Р4/, отражающие веса влияния ос-
новных факторов комплекса технических
средств на уровень АСУ ТП, — по табл. VII.3.
Показатель уровня использования тру-
довых ресурсов и качества продукции
V — V V
J ик J итр*7 к-
Уровень использования трудовых ресур-
сов и качества продукции по автоматизиро-
ванному технологическому комплексу в це-
лом рассчитывается как произведение пока-
зателей уровня использования трудовых ре-
по
Таблица VII.2
Характеристика технологического процесса
Тип технологического процесса	Общесистемная техническая документация			Комплекс технических средств (техническое обеспечение) Л,
	Информацион- но-вычисли- тельные функции	Управляю- щие функ- ции Рэ	Информационное обеспечение и средства програм- мирования Ру	
Непрерывный процесс с непре- рывными потоками материалов, реагентов, энергии и т. д.	0,2	0,3	0,2	0,3
Непрерывный процесс с пре- рывистыми потоками материа- лов и т. п.	0,2	0,2	0,2	0,4
Прерывистый процесс с непре- рывными потоками материалов и т. п.	0,2	0,2	0,1	0,5
Таблица VII.3
Факторы видов обеспечения Рц, Р2»				f’ P^i		
Вид обеспечения	Факторы видов обеспе- чения	1	2	3	4	5
Общесистемная тех- ническая документа- ция		0,3	0,2	0,2	0,1	0,2
	?2i	0,4	0,3	0,3	—	—
	Лз/	0,6	0,4	—	—	—
Комплекс техниче- ских средств (техни- ческое обеспечение)	^4/	0,2	0,3	0,2	0,3	
сурсов и уровня выпуска продукции надле-
жащего качества. При этом образуется без-
размерная шкала измерения Уик с наиболь-
шим значением, равным единице.
Диапазон возможных значений оценки
уровня АСУ ТП от 0 до -I- 10 баллов.
Шкалы балльных оценок и таблицы весов.
Фиксированные шкалы балльных оценок, ис-
пользуемые для оценки НТУ АСУ ТП, при-
ведены на рис. VII. 1.
Таблица VII.4
Рекомендуемые значения показателей УпЬ Уп2>
УпЗ> Уп4
Автома- тизиро- ванное проекти- рование	Проекти- рование на базе ТПР	Проектирование в соответствии с руководящими техническими материалами (РТМ) при наличии прототипов	Проекти- рование индиви- дуального объекта
1,0	0,8	0,7	0,6
Все шкалы балльных оценок получены
методом экспертных оценок. В дальнейшем
балльные оценки будут уточняться.
Устойчивость системы определяется сте-
пенью резервирования основных частей ком-
плекса технических средств. В случае, если
автоматизированные функции резервиро-
ваны средствами автоматизации и АСУ ТП
функционирует при всех видах отказов,
устойчивость системы считается наиболее
высокой. При резервировании автоматизиро-
ванных функций за счет персонала, напри-
мер, если при отказе средств сбора данные
передает персонал, то указатель устойчиво-
сти снижается по сравнению с первым слу-
чаем.
Уровень АСУ ТП в существенной мере
определяется типом применяемой ЭВМ, т. е.
ее быстродействием, приспособленностью
к изменениям, составом общего математиче-
ского обеспечения. При разнотипных ЭВМ
показатель уровня комплекса технических
средств определяется наиболее совершенной
из них.
При локальном решении задач на ЭВМ
вся необходимая информация (исходные по-
казатели: нормативы, программы и т. д.)
подготавливаются для каждой задачи от-
дельно. При наличии единого нормативного
хозяйства нормативы содержатся в массивах
для решения всего комплекса задач.
При наличии в составе АСУ ТП единой
информационной базы и банка данных вся
информация, отражающая состояние объекта
управления, содержится в памяти управляю-
щего вычислительного комплекса и скомпо-
нована для наиболее целесообразного реше-
ния всего комплекса задач.
111
В случае, когда система программирова-
ния неоднородна по составу, т. е. ее части
относятся к различным градациям, следует
определить, к какой градации относятся важ-
нейшие для рассматриваемой АСУ ТП части
математического обеспечения.
Веса компонент верхнего яруса (рис.
VII. 1) определены методом экспертных оце-
нок и зависят от типа технологического про-
цесса (табл. VII.2).
Веса факторов в компонентах, принятые
в данной методике, представлены в табл.
VII.3.
Относительные оценки, характеризующие
методы проектирования, представлены
в табл. VII.4.
Автоматизированное проектирование —
процесс проектирования АСУ ТП на базе
использования средств и методов автомати-
зации проектных работ, в котором реализо-
ваны алгоритмы генерации и выбора про-
ектных решений, удовлетворяющих крите-
риям создания АСУ ТП.
Проектирование на базе ТПР — процесс
проектирования АСУ ТП, основанный на
привязке к данной АСУ ТП типовых про-
ектных решений, позволяющих реализовать
типовыми средствами требования, специ-
фичные для конкретного объекта автомати-
зации.
Проектирование на базе РТМ — процесс
проектирования, организованный в соответ-
ствии с действующим РТМ, стандартами
и основанный на использовании проектных
решений на объектах-прототипах.
Проектирование индивидуального объек-
та — процесс проектирования, основанный на
использовании результатов НИР и ОКР,
имеющих ограниченную область практиче-
ского применения.
В процессе разработки проекта АСУ ТП
на базе любого из перечисленных методов
проектирования могут разрабатываться от-
дельные решения, являющиеся основой для
создания РТМ, ТПР или элементов автома-
тизации проектирования. В этом случае
оценка методов проектирования принимает-
ся с коэффициентом 1,2. Тогда, при проекти-
ровании АСУ ТП, например, на базе РТМ
с созданием отдельных ТПР оценка будет
1,2-0,7 = 0,84.
3.	Пример определения
научно-технического уровня АСУ ТП
В результате анализа проектной докумен-
тации и процесса функционирования АСУ
ТП были получены данные, представленные
в табл. VII.5.
Подставляя данные табл. VII.5 в фор-
мулы (VII.2) — (VII.7), находим частные пока-
затели:
Уi = 0,6 (0,3 • 5 + 0,2 • 10 + 0,2 -10 + 0,1-5 +
+ 0,2-10) = 4,8;
у2 = 0,6(0,4- 5 + 0,3- 5 + 0,3- 8) = 3,5;
у3 = 0,6(0,6- 10 + 0,4- 5) = 4,8;
у4 = 0,8(0,2- 5 + 0,3- 8 + 0,2-10 + 0,3-10) = 6,7.
Системотехнический показатель уровня:
Ус = 0,2 • 4,8 + 0,2 • 3,5 + 0,2 • 4,8 + 0,4 • 6,7 = 5,3.
Наконец, показатель уровня АСУ ТП при
нормативном сроке окупаемости Тн = 3 года
/ 3 \1/3
У асу тп ~ ОД (у I	5,3 + 3 • 0,6 + 3 • 0,5 =
= 5,42.
4.	Технико-экономический уровень
АСУ ТП
В отличие от научно-технического уровня
технико-экономический уровень отражает не
степень соответствия оцениваемой системы
тенденциям научно-технического прогресса,
а степень соответствия оцениваемой системы
объекту управления. Эта оценка показывает
зрелость проектировщиков АСУ ТП, пони-
мание ими нужд производства, экономиче-
ской сути автоматизации управления техно-
логическими процессами и степень выполне-
ния разработчиками поставленной перед ни-
ми задачи создания АСУ ТП.
Научно-технический уровень оценивается
некоторыми субъективными оценками эле-
ментов АСУ ТП. Субъективизм состоит пре-
жде всего в том, что мерки для сравнения
выбирают исходя из выявленных тенденций
научно-технического прогресса, а не нужд ав-
томатизированного объекта. Например, чем
больше точек контроля и управления ох-
ватывает АСУ ТП, тем выше ее оценка. Пра-
вильно ли это? Если стимулировать такой
подход, то проектировщики будут «заклады-
вать» в проект излишние точки, которые для
конкретного объекта автоматизации не
нужны.
Другой пример. Для многих технологиче-
ских процессов оптимизация в широко рас-
пространенном виде не нужна [514, с.
417—419], а требуется стабилизация процес-
са. Между тем НТУ АСУ ТП предусматри-
вает более высокие оценки для систем с оп-
тимальным управлением в целом, в том
112
Таблица VII.5
Показатели для определения НТУ АСУ ТП
Наименование фактора	Обоз- наче- ние	Качественная характеристика	Оцен- ка	Наименование фактора	Обоз- наче- ние	Качественная характеристика	Оцен- ка
Тип технологи- ческого процесса	-	Непрерывный процесс с пре- рывистыми по- токами матери- алов	-	Контроль и ре- гистрация пара- метров	У|3	Контроль и реги- страция отклонений параметров и состо- яний оборудования от заданных	10
						Анализ срабатыва- ния блокировок и защит технологиче- ского оборудования	
Срок окупаемо- сти АСУ ТП	Т	-	3 года	Анализ, диагно- стика и прогно- зирование со- стояний	^14		5
Степень охвата задач			0,6				
	УЗА			Отображение ин- формации и вы- полнение проце- дур	У15	Выполнение проце- дур автоматическо- го обмена информа- цией с вышестоящи- ми и смежными си- стемами управления	10
Уровень методо- логии проектиро- вания обеспече- ния АСУ ТП: а) общесистем- ная документа- ция: информаци-							
	Уп1	И нди видуальное	0,6	Вид регулирова- ния	У21	Каскадное регули- рование	5
онно-вычи- слительные функции управляю- щие функ- ции информаци- онное обес- печение и средства программи- рования б) комплекс технических средств	Уп2	Индивидуальное	0,6	Логическое и программное управление	У22	Однотактное логи- ческое управление	5
	УпЗ	Индивидуальное	0,6	Оптимальное уп- равление	У 23	Оптимальное уп- равление неустано- вившимися режима- ми технологическо- го процесса и рабо- ты оборудования	8
	Уп4	На базе ТПР	0,8	Информацион- ное обеспечение	^31	С единой инфор- мационной базой	10
							
Сбор и обработ- ка информации	Уи	Косвенные из- мерения пара- метров процес-	5	Средства про- граммирования	У»	Алгоритмические языки	5
		са и состояния технологиче- ского оборудо- вания		Число точек, контроля и уп- равления АТК		До 900	5
Расчет показате- телей и подго- товка информа- ции	У12	Подготовка ин- формации для вышестоящих и смежных систем и уровней управ- ления	10	Структура КТС	у42	Прямого аналого- цифрового управле- ния	8
числе с оптимальным управлением неустано-
вившимися режимами. Такая оценка уводит
разработчика в сторону от его основной за-
дачи — создания АСУ ТП, соответствующей
автоматизированному объекту.
Таким образом, НТУ АСУ ТП ориенти-
рует разработчиков АСУ ТП не совсем пра-
вильно. Однако следует отметить, что спе-
циалисты, занимающиеся АСУ ТП на высо-
ких уровнях управления (отрасль, Госплан,
113
Госкомитет по науке и технике и др.), могут
использовать НТУ АСУ ТП весьма эффек-
тивно, так как он позволяет выявлять труд-
ности на пути достижения проектировщика-
ми высокого НТУ, и устранять имеющиеся
преграды на этом пути.
Для проектировщиков АСУ ТП научно-
технический уровень дает возможность ви-
деть перспективы, которые можно использо-
вать в новых разработках по мере развития
науки и техники, снижения цен на оборудова-
ние, повышение его надежности, появление
отработанного МО и т. п., но не позволяет
им объективно оценивать свою работу.
Технико-экономический уровень АСУ ТП
также включает некоторые субъективные
оценки, например оценку требуемых характе-
ристик АСУ и оценку степени соответствия
этих характеристик характеристикам созда-
ваемой АСУ.
Технико-экономический (ТЭ) уровень для
проектирования АСУ ТП является важным
показателем. С помощью ТЭ разработчики,
руководители проектов, руководители про-
ектных организаций и ведомств, заказчики
и головные организации могут оценить каче-
ство выполненных работ по созданию АСУ
ТП, сравнивать принципиально разные раз-
работки и обеспечивать соблюдение первого
общего принципа организации и функциони-
рования систем автоматизированного упра-
вления — повышения экономической эффек-
тивности производства.
Предлагаемый показатель технико-эконо-
мического уровня АСУ ТП органически свя-
зан с процессом разработки систем, который
заключается в подготовке требований к раз-
личным элементам АСУ ТП и в выборе ре-
шений, удовлетворяющих этим требованиям
[514, с. 456-459].
Показатель технико-экономического
уровня АСУ ТП является также многоуров-
невой скалярной сверткой параметров, оце-
нивающих степень удовлетворения потреб-
ностей производства характеристиками раз-
рабатываемой АСУ ТП.
Технико-экономический уровень АСУ ТП
определяется как сумма показателей ос-
новных частей АСУ ТП: экономического У»,
организационного Уо, информационного Уи,
математического Ум и технического Ут:
У АСУ ТП ТЭ = Уэ + Уо + Уи + Ум + Ут.
Каждый из этих показателей определяет-
ся сравнением требований, полученных в ре-
зультате анализа параметров объекта авто-
матизации и аналогичными характеристика-
ми разработанной системы. Сравнение про-
изводится по очкам — наибольшее число оч-
ков дается при полном соответствии. Если
характеристика АСУ ТП превышает требуе-
мое значение или меньше его, оценка сни-
жается. Диапазон изменения каждого показа-
теля 0 — 2.
ЧАСТЬ
ИНФОРМАЦИОННОЕ
И ОРГАНИЗАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСУ ТП
Глава VIII. Информация в АСУ ТП
1.	Основная терминоло1ия 115
2.	Понятие информации в кибернетической уп-
равляющей системе 117
3.	Единицы измерения информации 119
4.	Операции, выполняемые с информацией 120
5.	Документирование в АСУ ТП 122
6	Поток информации в канале связи
АСУ ТП 123
7.	Единое время в системе информации
АСУ ТП 125
8.	Обобщающие характеристики информацион-
ной системы 126
9	Методы и системы обеспечения АСУ ТП науч-
но-технической информацией 127
10.	Информационное обеспечение систем управле-
ния качеством продукции 134
Глава IX. Сигналы и коды в АСУ ТП
1.	Основная терминология 134
2	Классификация сигналов и кодов 137
3.	Сигналы и коды, используемые персоналом 138
4.	Коды экономической информации 142
5.	Сигналы и коды для сбора и вывода дан-
ных 145
6.	Коды ЭВМ 149
7.	Интерфейс 157
8.	Защита информации 159
Глава X Организация работы АСУ ТП
1.	Основная терминология 159
2	АСУ ТП в организационной структуре пред-
приятия 160
3.	Организационная структура АСУ ТП 161
4.	Технология работы оперативного персонала 164
5.	Организация рабочих мест операторов и обслу-
живающего персонала 165
6.	Последовательность работ по созданию органи-
зационной структуры и организационного обес-
печения АСУ ТП 166
7.	Стимулирование персонала 167
Информационное и организационное
обеспечение АСУ ТП имеют большие отли-
чия от аналогичных разделов других видов
АСУ. В АСУ ТП важнейшее значение имеет
такой вид информации, как сигналы датчи-
ков и других технических средств, интерфей-
сы машин и их стыковка и т. д. Чем выше
уровень управления, тем меньшее значение
для АСУ имеют сигналы и большее —
формы представления экономической инфор-
мации и коды. Приведенные данные позво-
ляют оценить количество информации
в системе управления технологическим про-
цессом в АСУ ТП, упорядочить информа-
цию, обеспечить информационную увязку
технических средств.
Вопросы организации рассматриваются
в книге применительно к функциям АСУ ТП
(см. гл. III), работам по созданию АСУ ТП
(см. гл. XXIII), проектированию (см. гл.
XXV), внедрению (см. гл. XXVII). В настоя-
щей части приведены также вопросы органи-
зации функционирования АСУ ТП (см. гл.
X).
Глава VIII
ИНФОРМАЦИЯ В АСУ ТП
1.	Основная терминология
Информация: а) сведения, являющиеся
объектом хранения, передачи, преобразова-
ния; б) содержание (смысл) сообщения (сиг-
нала), сведения о чем-либо, рассматриваемые
в процессе их передачи и в момент восприя-
тия.
Информация полезная — информация, ко-
торая снимает или уменьшает неопределен-
ность на приемной стороне в отношении со-
стояния источника сообщений — передающей
стороны.
Количество информации — мера уменьше-
ния неопределенности ситуации (случайной
величины) X в результате того, что стано-
115
вится известным исход другой ситуации (слу-
чайной величины) У, усредненная по X и Y.
Энтропия — мера неопределенности ситуа-
ции (случайной величины) X с конечным или
счетным числом исходов; мера неопределен-
ности состояния системы; численно равна
количеству информации.
Данные — любая информация, предста-
вленная символами (цифрами, буквами или
специальными знаками) или их последова-
тельностями.
Алфавит — установленный соглашением
упорядоченный список различимых симво-
лов, из которых путем их комбинации
строятся сообщения данного языка.
Символ — элемент из заданного множе-
ства п элементов. Символ может быть пред-
ставлен знаком или реализован технически
в виде комбинаций перфораций, последова-
тельности импульсов, плоских геометриче-
ских фигур и т. п. Если п — 2, то символ на-
зывают двоичным.
Знак — реально различимый получателем
материальный объект: буква, цифра, график,
предмет, символ.
Импульс — кратковременный сигнал.
Сигнал — изменяющаяся физическая ве-
личина, отображающая сообщение и являю-
щаяся, таким образом, носителем информа-
ции; природа сигнала может быть любой
(колебания электромагнитного поля, измене-
ние давления, цвета и т. п.) — см. гл. IX.
Слово — последовательность символов
или сигналов, представляющих эти символы.
Слово кодовое — комбинация символов
некоторого алфавита с оговоренным числом
символов (разрядов) в слове.
Сообщение — представление информации
в различной форме (текст, речь, изображение,
цифровые данные и т. д.); элементарное со-
общение — любой из знаков или сигналов.
Сообщение дискретное — сообщение, со-
стоящее из последовательности дискретных
сигналов (знаков).
Сообщение непрерывное — сообщение,
представляющее собой непрерывную функ-
цию времени различных процессов и колеба-
ний физических величин, принимающих зна-
чения на континууме мгновенных значений
времени.
Квантование — преобразование некоторой
функции с непрерывной шкалой значений
в функцию, имеющую дискретную шкалу
значений.
Модуляция — преобразующее воздействие
на один или несколько информативных (ко-
довых) параметров непрерывного или ди-
скретного переносчика информации (его ам-
плитуду, частоту, фазу, полярность, длитель-
116
ность, позицию) с целью получить кодовый
сигнал, удобный для передачи информации
по данному каналу с необходимой ско-
ростью и минимальным затуханием (мини-
мальной потерей информации) [64]; процесс
перехода от кодовых символов, отображаю-
щих сообщение, к элементам сигнала, пере-
даваемым по каналу связи [61].
Демодуляция — восстановление исходного
сигнала, т. е. процесс обратный модуляции,
осуществляемый в месте приема информа-
ции.
Кодирование, декодирование — см. гл. IX.
Канал связи — совокупность средств (тех-
нических устройств и физических сред), пред-
назначенных для передачи сигнала.
Помеха — возмущение, вызывающее
уклонение принятого сообщения (сигнала) от
переданного.
Пропускная способность — наибольшая
теоретически достижимая скорость передачи
информации.
Скорость передачи информации — количе-
ство информации, передаваемой по каналу
в единицу времени.
Цена информации является денежным вы-
ражением стоимости информации как това-
ра, в данном случае — приобретенных
данных. Стоимость данных определяется об-
щественно необходимым трудом, затра-
ченным на получение данных (абстрактным
трудом). Такое определение вытекает из фак-
та признания информации товаром.
Ценность данных — выражение полезно-
сти, возможности использования информа-
ции.
Ценность данных определяется трудоем-
костью их получения и возможностью их ис-
пользования. Информация может непосред-
ственно удовлетворять потребность человека
или служить средством производства мате-
риальных благ. Потребительская стоимость
информации обусловлена конкретным тру-
дом, затраченным на ее получение.
Более конкретно ценность данных опре-
деляется их качеством, своевременностью,
полнотой, достоверностью и формой пред-
ставления.
Информация, содержащая неполные или
излишние данные, имеет меньшую ценность,
чем информация, содержащая строго необхо-
димые сведения. В обоих случаях требуются
дополнительные затраты труда на получение
недостающих или исключение избыточных
данных.
Гарантированная достоверность данных
также повышает ценность данных.
Оптимальная форма представления
данных повышает ценность данных, так как
Рис. VI11.1. Зависимость ценности информации от
времени
исключает дополнительное перекодирование
и другие преобразования.
Форма зависимости ценностй информа-
ции от времени ее поступления приведена на
рис. VIII.1.
Информация, полученная досрочно, имеет
меньшую ценность, так как возникают до-
полнительные затраты на ее хранение. Ин-
формация, полученная поздно, также теряет
свою ценность, устаревает, как и любой
товар.
Старение данных — процесс изменения во
времени ценности данных и возможности их
использования для управления. Сами рас-
сматриваемые данные не изменяются, в от-
личие от старения в общепринятом понима-
нии (старение людей, вещей и т. п.), изме-
няется лишь окружающая обстановка, что
приводит к указанным выше последствиям.
Пусть данные о выработке станка фикси-
руются автоматически через каждые 5 мин.
После получения последующего сообщения
предыдущее сообщение в определенной сте-
пени обесценивается. Его уже менее целесо-
образно применять для оперативного упра-
вления, но можно использовать для стати-
стики процесса, его изучения, прогнозирова-
ния. Если управление процессом ведется по
ряду последовательных замеров с учетом
скорости изменения процесса, то обесценива-
ние данных происходит медленнее.
В процессе старения данных имеется мо-
мент, когда можно считать, что эта инфор-
мация актуальна (см. рис. VIII. 1).
Своевременность информации — характери-
стика, показывающая, насколько полученная
информация актуальна, т. е. может эффек-
тивно использоваться в процессе управления.
Своевременность информации влияет на ка-
чество управления.
Эффективность использования информа-
ции зависит от времени ее поступления, при-
чем эта зависимость имеет экстремум в свя-
зи с тем, что раннее поступление информации
приводит к дополнительным затратам на ее
хранение, а позднее поступление информа-
ции снижает возможности ее использования.
Очевидно, что своевременность информа-
ции означает поступление ее в тот период,
когда ценность данных наибольшая или
близка к ней.
В автоматизированных системах своевре-
менность информации обеспечивается орга-
низационной системой управления и соответ-
ствующими техническими средствами.
2.	Понятие информации
в кибернетической
управляющей системе
Кибернетика — это наука об общих чертах
процессов и систем управления в техниче-
ских устройствах, живых организмах и обще-
ственных организациях. В отличие от
устройств, преобразующих энергию или ве-
щество, для кибернетических систем харак-
терны процессы переработки информации,
т. е. процессы извлечения, преобразования,
собственно передачи, хранения и восприятия
информации.
Основные разделы кибернетики: теория
информации, теория методов управления
(программирования), теория систем управле-
ния (структур и связей).
Кибернетика включает в себя или исполь-
зует различные научные дисциплины, а ее
положения и методы, в свою очередь, нахо-
дят применение в различных разделах науки.
Важной особенностью кибернетики является
принципиально новый метод изучения объек-
тов и явлений — математический экспери-
мент (машинная модель, в отличие от моде-
ли физической) — см. гл. XII.
Информация — основное понятие кибер-
нетики (подобно понятию энергии и материи
в физике). При любом процессе управления
происходят передача информации и перера-
ботка управляющей системой входной ин-
формации в выходную. Кибернетика изучает
управляющие системы с точки зрения их
способности воспринимать информацию,
хранить ее в памяти, передавать по каналам
связи и перерабатывать в выходные сигналы,
направляющие действие системы в соответ-
ствующую сторону. При этом необходимы
контроль и регулирование, заключающиеся
в сравнении информации о результатах пред-
шествующего этапа деятельности с инфор-
мацией, соответствующей условиям достиже-
ния цели, в оценке рассогласования между
ними и выработке корректирующего выход-
ного сигнала. Рассогласование вызывается
117
Внешние
возмущаю-
щие
воздействия
Система управления
Канал обратной связи
Рис. VII 1.2. Каналы передачи информации
внутренними и внешними возмущающими
воздействиями, главным образом случайного
характера.
В широком смысле под информацией по-
нимают те сведения об окружающем мире,
которые получены в результате взаимодей-
ствия с ним, приспособления к нему и изме-
нения его в процессе этого приспособ-
ления.
В кибернетике понятие «информация» кон-
кретизировалось и употребляется для обо-
значения сведений, знаний наблюдателя (по-
лучателя информации) по отношению
к источнику информации (объекту, среде);
о его организации, структуре, параметрах.
При этом различают априорные и апосте-
риорные сведения (до и после передачи ин-
формации) [520]. Таким образом, процесс
передачи информации предполагает наличие
двух объектов (рис. VIII.2): источника инфор-
мации и приемника (получателя, пользова-
теля).
Передача информации от одного объекта
к другому возможна благодаря тому, что вся
материя обладает свойством отражения.
Конкретизация этого положения в киберне-
тике приводит к выводу, что отражение
с» (как фундаментальное свойство материи,
обеспечивающее возможность передачи ин-
формации) включает в себя два аспекта: фи-
зическое взаимодействие совз (его факт) и то
значение, которое по соглашению приписы-
вается результату взаимодействия (получен-
ному сигналу) созн:
<0Э((0вз, (9ЗН).
Каждому аспекту соответствует некото-
рая информация: И вз — информация, содер-
жащаяся в факте наличия взаимодействия,
факте получения в какой-то момент времени
сигнала определенной организации, формы,
длительности и т. п.; Изн — информация
о значении, присвоенном по некоторому пра-
вилу данному результату взаимодействия.
Поскольку наблюдатель может иметь неко-
торую начальную информацию Инач о со-
стоянии объекта — источника информации,
то после получения сигнала он располагает
информацией ИэИю, Изн, Инач.
Составляющие информации могут быть
условными и безусловными:
Ивз, как следствие факта взаимодействия,
является безусловной составляющей инфор-
мации, независимой от получателя и его
состояния;
Язн, как следствие соглашения, является
зависимой (условной) составляющей инфор-
мации; она предполагает наличие у получа-
теля возможности использования правил со-
глашения, т. е. наличие интеллекта нужного
уровня (человеческого, машинного) для со-
знательного, рефлекторного или автоматиче-
ского действия;
Инач.как следствие предварительной под-
готовки получателя (обучения, тезауруса све-
дений), — также условная составляющая.
118
Общий состав информации в зависимо-
сти от уровня восприятия (отражения) ме-
няется. В пределе (для взаимодействия тел
неживой природы). Ив Иъз при Изн = О,
И нач — 0.
На основании полученной информации,
после ее переработки, получатель может вы-
работать («придумать») новую информацию
Инов, которая используется для корректиров-
ки системы управления по результатам пре-
дыдущей деятельности и для постановки
новых задач. Составляющая информации
Ином также является условной, зависящей от
уровня организации и сложности получателя.
Полная информация получателя на этом
этапе
Иэ(Ивз, Изн, И нач, ИНов)-
Для каждой из составляющих следует
различать их состояние до и после процесса
отражения.
Информация является одним из свойств
материи порождать многообразие состояний
и явлений у одного^объекта, передавать его
другим материальным объектам посред-
ством отражения и порождать многообразие
состояний приемника информации (его
структуры и организации) при восприятии
информации. Степень соответствия состоя-
ний приемника состояниям источника зави-
сит от влияния среда и внутренних возмуще-
ний [507].
Получение информации дает новые или
дополнительные сведения о состоянии источ-
ника информации и ведет к снятию или
уменьшению существовавшей в отношении
него неопределенности. Поэтому информа-
ция является мерой определенности ситуа-
ции. Сопряженное с ней противоположное
понятие — меру неопределенности — в кибер-
нетике называют энтропией. Информация
и энтропия равны, но имеют противопо-
ложный смысл (знак).
3.	Единицы измерения информации
Единица количества информации — это ин-
формация, содержащаяся в некотором стан-
дартном элементарном сообщении, условия
формирования которого оговорены. Такое
сообщение образуется в результате выбора
одного состояния (элемента, сигнала) из
принятого набора (алфавита) равнове-
роятных и независимых состояний, и ему со-
ответствует максимальное количество ин-
формации (КИ), приходящееся на один сим-
вол алфавита.
Для определения масштаба единицы ис-
пользуется формула Хартли-Шеннона для
количества информации:
I = n\ogam или I = - п £ pflog2pf,
где п — число символов в сообщении (длина
кода); т — число символов в алфавите (на-
бор символов); ^—вероятность выбора
одного из символов набора (в предположе-
нии, что Pi = 1/т = const); а — основание ло-
гарифма.
Полагая, что элементарное сообщение со-
стоит из одного элемента (и = 1), можно
определить количество информации, со-
ответствующее выбору одного символа из
возможного набора т элементов. Таким
образом, масштаб единицы зависит от числа
т и принятого основания логарифмов а.
Бит (от binary digit — двоичный знак) —
двоичная единица информации, равная коли-
честву информации, содержащемуся в эле-
ментарном сообщении, полученном в резуль-
тате выбора одного из двух (т = 2) равнове-
роятных и независимых состояний (элемен-
тов) и определенном при основании лога-
рифмов а = 2:
1бит = logaw = log 22 = 1 двоичная единица.
Дит — (иногда именуется Хартли) — деся-
тичная единица информации — количество
информации, содержащееся в сообщении, по-
лученном в результате выбора одного из де-
сяти (т = 10) равновероятных состояний при
основании логарифмов а = 10:
1дит = \ogam = log 1О10 =
= 1 десятичная единица.
Соотношение между указанными ос-
новными единицами количества информации
такое же, как между логарифмами чисел 10
и 2, взятыми при одинаковом основании:
1 дит	log 2 Ю	log ю Ю	3,32
1 бит	log 2 2	log ю 2	1
1
=3 32
0,30103
Байт — наименьшая адресуемая группа
битов. Обычно байт содержит восемь битов,
что соответствует необходимому объему па-
мяти для записи одного десятичного числа
или буквы слова в двоичной системе; в ми-
кропроцессорах могут адресоваться от-
дельные биты информации.
119
Дибит (от dibit — двойной бит) — группа
из двух битов. Четырьмя возможными со-
стояниями дибита являются 00. 01, 10 и 11
[502].
В практике находят применение про-
изводные единицы количества информации:
кбайт — килобайт (103 байт);
Мбайт — мегабайт (Ю6 байт);
кбит — килобит (103 бит);
К — «Куб» памяти (К = 210 бит = 1024
бит).
Условные единицы количества информа-
ции. В практике широко используют еди-
ницы измерения информации, имеющие кон-
кретное значение только в границах некото-
рого объекта (АСУ, ЭВМ, приемно-передаю-
щей аппаратуры).
Слово (машинное) — упорядоченная по-
следовательность информации (сигналов,
символов) с ограничителями в начале и кон-
це слова. Обычно слово имеет фиксирован-
ную длину, но в разных случаях различную.
Для конкретного объекта при фиксирован-
ной длине слова обусловливается число раз-
рядов (например, 32 двоичных разряда, т. е.
бита).
Фраза, слог, элемент данных, агрегат
данных, набор данных, запись, блок записей,
пакет записей, сегмент, экстент, массив,
файл, том, поле, пространство — это области
местонахождения (физические или логиче-
ские) обрабатываемой или хранимой инфор-
мации, а также количество информации, со-
ответствующее этой области, выражаемое
обычно оговоренным числом бит, байт и т. п.
[54, 56, 57].
Следует учитывать существующее нало-
жение и пересечение названных понятий,
вызванное отсутствием общепринятого их
толкования.
Натуральные единицы измерения объема
информации. Часто нет необходимости рас-
считывать количество информации в битах
(байтах). В таких случаях определяется
объем информации в единицах измерения
количества носителя информации или язы-
ковых средств записи информации.
В первом случае используются единицы
измерения: число листов документа, число
перфокарт, шт.; длина перфоленты и магнит-
ной ленты, м; число дисков, цилиндров, до-
рожек, шт., и т. п.
Во втором случае: число букв, цифр, зна-
ков, сигналов, посылок, символов и их груп-
пировок — кодов, сообщений, строк, граф,
страниц и т. п., шт.
Косвенно объем информации характери-
зуется временем передачи, обработки инфор-
мации для конкретного оборудования.
Единицы измерения скорости движения ин-
формации. Скорость движения информации
(передачи, приема, обработки) определяется
числом единиц информации, отнесенным
к единице времени: бит/с, карт/мин, знаков/ч,
операций/мкс и г. д. В телеграфии приме-
няется единица скорости передачи бод (boud),
равная числу элементарных посылок тока
(тактов), передаваемых за 1 с (т. е. числу ди-
скретных состояний сигналов в секунду).
4.	Операции,
выполняемые с информацией
Информацию можно преобразовывать,
передавать, фиксировать, хранить, обрабаты-
вать и размножать. Ниже рассмотрены неко-
торые способы преобразования информации,
применяемые в АСУ ТП.
Отбор информации. Отбор информации
о состоянии управляемого объекта (процесса,
его фазы и т. п.) производится специальными
техническими устройствами — датчиками (ре-
цепторами). В связи с разнообразием физиче-
ских условий, в которых осуществляется от-
бор информации, и видов измеряемых вели-
чин применяют датчики с различным прин-
ципом действия, конструкцией и характери-
стиками (см. 1л. XVII).
Датчик преобразует первичную форму
информации в форму, удобную для ее даль-
нейшего преобразования, передачи и исполь-
зования. Типичный датчик представляет со-
бой четырехполюсник, на вход которого
воздействует естественный носитель инфор-
мации (непрерывная или дискретная контро-
лируемая величина), а на выходе создается
преобразованное сообщение, информационно
отображающее состояние входа. Оно также
может быть дискретным или непрерывным.
При этом, как правило, меняется физическая
природа сообщения, например: на входе —
температура, на выходе — напряжение; на
входе — ток, на выходе — механическое уси-
лие и т. п.
Важной информационной характеристи-
кой этого вида преобразования является
коэффициент преобразования
Кпр = Аи/Ах,
где Au — приращение выходной величины;
Ах — приращение входной величины.
Коэффициент Кпр постоянен для ли-
нейных безынерционных датчиков;
в остальных случаях Кпр зависит от характе-
ра нелинейности датчика и времени преобра-
зования.
120
Квантование информации. Информацию
о состоянии технологических процессов дат-
чики отображают в виде непрерывных (ана-
логовых) или дискретных сообщений (сигна-
лов), которые могут быть переданы по
соответствующим каналам связи, причем
преобладают дискретные каналы.
Для передачи аналоговой информации по
дискретному каналу необходимо преобразо-
вать ее в дискретную форму. Преобразова-
ние, заключающееся в переходе от непрерыв-
ной исходной функции к ее представлению
конечным рядом значений функции, назы-
вается дискретизацией, или квантованием,
сообщения [64]. Такое преобразование ос-
новывается на усга нов лении некоторой на-
именьшей информационной единицы — кван-
та информации, которая является неделимой
частью измеряемой величины [55].
Различают два вида преобразования:
квантование по времени и квантование по
уровню.
При квантовании по времени непрерывное
множество значений функции (сообщения)
x(t) заменяется конечным числом значений
функции хд(г), полученных в результате от-
счетов мгновенных значений непрерывной
функции в определенные дискретные мо-
менты времени [52].
Временной интервал между двумя сосед-
ними фиксированными моментами времени,
в которых задается дискретная функция, на-
зывают интервалом временного квантования
Тк, или шагом квантования по времени.
Обычно его значение постоянно (рис. VIII.3).
Величину, обратную шагу квантования по
времени, fK = 1/Тк называют частотой кван-
тования. Ее выбирают исходя из требуемой
точности восстановления непрерывного ис-
ходного сообщения по его квантованному
отображению.
При квантовании по уровню (по амплиту-
де) непрерывное множество значений функ-
ции (сообщения) х (г) заменяется множеством
дискретных значений хд(0 [52, 64]. При этом
для замены допускается применение конеч-
ного числа дискретных значений (разре-
шенных уровней сигнала), способ выбора ко-
торых определен.
Расстояние между соседними дискретны-
ми уровнями называется шагом квантования
по уровню Дк (квантом). Обычно он постоя-
нен по значению.
При квантовании по уровню мгновенное
значение функции заменяется ближайшими
меньшим или большим или всегда ближай-
шим меньшим из множества разрешенных
уровней. После преобразования образуется
ступенчатая функция хд(г) (рис. VIII.4).
Рис. VIII.3. Квантование во времени
Замена мгновенного значения функции
х (г) ближайшим меньшим хд (t) означает, что
х (t) > хд (г) и что [х (Г) — хд (г)] < Ак. Замена
х(г) ближайшим меньшим или большим оз-
начает, что х (Г) хд (г) и что | х (г) — хд (г) | <
< Дк/2. Штриховыми линиями показаны
средние значения разрешенных уровней, вы-
ше которых хд > х (г), а ниже которых хд (г) <
<x(t).
Если отбор информации производится
только в определенные интервалы времени,
то на квантование по уровню накладывается
квантование по времени.
Логическим пределом дискретизации по
уровню является принятие только двух уров-
ней: отсутствие и наличие сигнала.
Если отвлечься от характеристик техниче-
ских средств (точности, разрешающей спо-
собности, девиации и др.), то квантованию
по уровню свойственна методическая по-
грешность, зависящая от метода квантова-
ния, постоянства Дк и периодичности отбора
информации. Ее абсолютное мгновенное зна-
чение
8(t) = x(t)-xa(t).
С величиной принятого шага квантования
Дк может быть связано количество переда-
Рис. VIII.4. Квантование по уровню: а — замена
мгновенного значения ближайшим меньшим; б —
замена мгновенного значения ближайшим меньшим
или большим
121
ваемой информации. При этом шаг кванто-
вания рассматривается как информационная
единица (квант информации), и ему приписы-
вается количество информации, равное одно-
му биту [55].
Восстановление непрерывного (аналогово-
го) сообщения. Восстановление аналогового
сообщения по переданному по каналу связи
и принятому дискретному сообщению (вы-
борке дискретных сигналов) называют сгла-
живанием, или интерполяцией, функции.
Эта операция является обратной кванто-
ванию. Она заключается обычно в отыска-
нии функции, проходящей через выборочные
значения сигналов в моменты квантования
и минимально уклоняющейся от непрерыв-
ной функции в промежуточные моменты
времени (полином Лежандра и различные
виды аппроксимации).
Восстановление функции по конечному
числу ее значений в конечном интервале
времени приводит к погрешности, зависящей
от частоты квантования по времени (или ша-
га квантования по уровню), выбранного спо-
соба интерполяции и технических характери-
стик аппаратуры [52, 55, 59, 64].
Теоретическим обоснованием возможно-
сти квантования сообщения и его последую-
щего восстановления является теорема Ко-
тельникова: если непрерывная во времени
функция x(t) удовлетворяет условиям Дирих-
ле (ограниченная, кусочно-непрерывная, с ко-
нечным числом экстремумов) и сплошной
спектр ее частот ограничен некоторой макси-
мальной частотой /с, то она может быть по-
лностью определена последовательностью
своих значений в точках, отстоящих одна от
другой на расстояние Тк = 1/2/с, где
Тк — шаг квантования [52].
По отношению к реальным видам пере-
даваемых сообщений (сигналов) указанный
частотный критерий применяют с опреде-
ленными допущениями. Частоту квантова-
ния выбирают такой, чтобы по отсчетным
дискретным значениям функции можно было
бы с заданной точностью получить исход-
ную функцию.
Кодирование информации. Кодирова-
ние - это процесс преобразования сообще-
ния в сигнал, заключающийся в однознач-
ном отображении элементарных сообщений
последовательностями заранее выбранных
элементарных символов. Операция сводится
к реализации однозначного соответствия
символов одного алфавита (сообщений, слов,
знаков) символам другого алфавита (кодам),
т. е. к переводу сообщения на другой язык
[58, 63, 64]. Закодированное сообщение назы-
вают кодограммой.
122
Целью кодирования является передача
сообщений по каналам связи в виде сигналов
(кодограмм), обработка информации на
ЭВМ, хранение информации на носителях.
Декодирование информации. Эта операция
заключается в преобразовании принятых ди-
скретных сиг налов в комбинацию кодовых
символов (си!налов), соответствующих эле-
ментарным сообщениям (буквам Алфавита),
т. е. в восстановлении содержания по задан-
ному коду. Декодирование — процесс,
обратный кодированию (обратный перевод)
[63, 64].
Модуляция информации. Эта операция
является основным средством преобразова-
ния сигнала для его передачи по каналу свя-
зи с нужной скоростью и минимальным за-
туханием [61, 64].
Модуляции подвергаются непрерывные
(постоянные, i армонические) и дискретные
(импульсные) сигналы. У непрерывных сиг-
налов, например синусоидальных, модули-
руются амплитуда А, частота f и фаза (р.
При модуляции импульсных сигналов изме-
няются следующие параметры: амплитуда А,
частота импульсов f позиция, или фаза, им-
пульсов ф, длительность импульсов и пауз ги
и гп, сочетания импульсов.
Отображение информации. Отображение
информации — это комплекс различных опе-
раций, обеспечивающий ее преобразование
к виду, удобному для управления технологи-
ческим процессом.
К отображению информации относятся:
фиксация (накопление и хранение) инфор-
мации на различного рода носителях (см. па-
раграф 7 гл. XVII);
получение оперативной схемно-мнемони-
ческой информации и ее воспроизведение на
индикаторах (приборах, сигнализаторах) (см.
параграф 4 гл. XIX, параграф 7 гл. XX, пара-
граф 3 гл. XXI);
получение управляющей информации пу-
тем автоматической выработки управляю-
щих импульсов-команд, а также считывание
хранимой информации на ЭВМ или других
устройствах (см. параграф 5 гл. XVII,
гл. XV).
5.	Документирование в АСУ ТП
Для обеспечения участия человека в упра-
влении технологическим процессом необхо-
димо документирование информации. Для
последующих анализов требуется накопле-
ние статистических исходных данных посред-
ством регистрации состояний и значений па-
раметров процесса во времени. На основа-
нии этого проверяется соблюдение регламен-
та технологического процесса, анализируется
формирование качества продукции, контро-
лируются действия персонала в аварийных
ситуациях, осуществляется поиск направле-
ний совершенствования процесса и т. п.
При разработке той части информацион-
ного обеспечения АСУ ТП, которая связана
с документированием и регистрацией, необ-
ходимо следующее:
определить вид регистрируемых парамет-
ров, место и форму регистрации;
выбрать временной фактор регистрации
(датирование, интервалы регистрации, дли-
тельность непрерывной регистрации);
минимизировать количество регистри-
руемых параметров из соображений необхо-
димости и достаточности для оперативных
действий и последующего анализа.
Минимизация в данном случае означает,
что выбираются для регистрации только те
параметры, которых достаточно для опера-
тивного управления технологическим про-
цессом и последующего его анализа. Умень-
шить это число параметров нельзя, так как
снижается качество управления процессом;
увеличивать также нельзя, так как необосно-
ванно растет стоимость управления.
Выбрать способ группировки документи-
рованной информации с точки зрения удоб-
ства использования ее человеком и машиной.
При этом определяющими факторами
являются сложность и динамика технологи-
ческого процесса, возможности технических
средств и человека-оператора, назначение
и возможности анализа, экономические
и временные факторы.
Единые и исчерпывающие правила разра-
ботки документирования в АСУ ТП отсут-
ствуют, однако значительная часть важных
формальных положений может быть почерп-
нута из серии ГОСТов по ЕСКД и УСД
[664-679, 702-710].
Типичной при документировании являет-
ся регистрация даты, единого текущего
времени АСУ ТП (час, минута, секунда), ко-
да точки измерения, кода объекта (при необ-
ходимости), наименования параметра (при
необходимости), текущего значения параме-
тра (абсолютного или относительного от-
клонения от норматива), единицы измерения,
признака юстирования (при необходимости).
В зависимости от условий формирования
и назначения документа некоторые из ука-
занных реквизитов могут быть заранее вве-
дены в бланк документа или исключены из
него, если он предназначен только для даль-
нейшей машинной обработки.
При разработке системы документирова-
ния унифицируются форматы документов
и общие для них реквизиты, структуры доку-
ментов. Уделяется внимание обозримости
и наглядности документов, в частности, за
счет использования табличных форм. В доку-
ментах, предназначенных для машинной
обработки, вводятся специальные реквизиты:
код документа в системе обработки, код ви-
да анализа, графы, заполняемые на ВЦ, и др.
Решаются вопросы классификации (группи-
ровки) документов и маршрутов их движе-
ния. Определяются объемы информации
в документах и потоках документов. Устана-
вливается место и сроки хранения докумен-
тов.
Примеры документов, используемых для
управления технологическим процессом, при-
ведены в приложении 2.
6.	Поток информации в канале
связи АСУ ТП
Система должна передать с необходимым
качеством информацию от места ее образо-
вания к месту ее приема и использования.
Для этого должны быть удовлетворены сле-
дующие требования:
своевременность доставки информации;
верность передачи (отсутствие искажений
и потерь информации);
надежность функционирования (готов-
ность к действию в заданный интервал вре-
мени, безотказность];
единство времени в системе;
возможность технической реализации;
обеспечение экономической приемлемо-
сти информационных требований.
Перечисленные требования могут быть
удовлетворены различными методами (ин-
формационными и техническими) воздей-
ствия на различные звенья системы (источ-
ник, канал, приемник). Это один из наиболее
сложных вопросов проектирования информа-
ционного обеспечения АСУ ТП, поскольку
требования и возможность их удовлетворе-
ния не всегда совместимы.
Кроме того, система должна предусма-
тривать :
регулирование информационных потоков
(для равномерной загрузки технических
средств и операторов, участвующих в про-
цессе управления);
возможность осуществления внешних свя-
зей (с АСУП и другими подсистемами АСУ
ТП того же предприятия);
возможность расширения АСУ ТП (вклю-
чения новых подсистем);
удобство участия человека в анализе
и управлении процессом в нормальных усло-
виях и при отклонениях от них.
123
К основным характеристикам потока ин-
формации Относятся:
объект управления (источник информа-
ции);
цель информации (назначение процесса
информирования);
формат информации (структура сообще-
ний при вводе, передаче и выводе, вопросы
идентификации сообщений и их элементов);
объемно-временные характеристики пото-
ка (распределение объема передаваемой ин-
формации во времени);
периодичность возникновения (и переда-
чи) и периодичность приема (и вывода) ин-
формации; для АСУ ТП характерно функ-
ционирование канала в реальном масштабе
времени;
объект, использующий информацию.
При необходимости характеристика пото-
ка детализируется указанием:
вида информации (дискретная, аналого-
вая);
наименования контролируемого параме-
тра (температура, давление, количество
И др.);
диапазона измерения параметра во вре-
мени;
числа одноименных параметров на объек-
те;
условий отображения информации (инди-
кация, сигнализация, регистрация, управляю-
щие воздействия);
скорости генерации информации.
Для инерционных объектов управления
характерен устойчивый, регулярный поток
с частотой появления передаваемой инфор-
мации, соответствующей периодичности
опроса датчиков.
Для быстропеременных процессов харак-
терен непрерывный поток случайных вели-
чин (значений параметра).
Чтобы достаточно определить характери-
стики потока информации в АСУ ТП, как
правило, необходимо экспериментальное
обследование объекта управления, что объяс-
няется высокой неопределенностью ре-
альных процессов и низким уровнем их фор-
мализации (отсутствием адекватной модели).
К основным информационным характери-
стикам канала связи относятся:
местоположение начала и конца канала
связи;
форма передаваемой информации (ди-
скретная, непрерывная) в звеньях канала;
структура канала передачи (датчик, кодер,
модулятор, линия, демодулятор, декодер,
устройство отображения и др.);
вид канала связи (телефонный, теле-
графный, механический и т. д.);
скорость передачи и объем передаваемой
информации;
способы преобразования информации
в звеньях канала передачи (методы кодиро-
вания, модуляции и т. п.);
пропускная способность канала;
объем сигнала и емкость канала связи;
помехоустойчивость (степень защиты от
ошибок);
информационная и аппаратурная избы-
точность канала;
надежность связи и передачи по каналу;
уровень затухания сигнала в канале;
информационное согласование звеньев
канала (передающего, несущего, принимаю-
щего) по языкам и производительности;
мобильность канала передачи (время
включения в работу).
Классификация каналов передачи возмож-
на по следующим признакам:
по виду сигналов и способу передачи: теле-
фонные, телеграфные, телеметрические, теле-
механические, телекомандные, радиосигналы,
почтовые, специальные;
по исполнению: проводные, кабельные,
трубопроводные, световодные, радио и др.;
по принципу действия: электромагнитные,
оптические, механические, пневматические,
гидравлические, акустические;
по структуре сигналов: дискретные, не-
прерывные, дискретно-непрерывные (см. так-
же параграф 6 гл. XVII).
Рассмотрим параметры канала передачи.
Они определяются физической структурой
канала, его типом и режимом использова-
ния.
Ширина полосы пропускания (частотный
спектр) канала FK меняется от 3300 Гц для
линий телефонного типа до сотен мегагерц
для оптических линий.
Превышение сигнала над помехой в кана-
ле (динамический диапазон) Дк, определяе-
мое соотношением мощностей сигнала и по-
мехи в канале, — способность канала переда-
вать различные уровни сигнала. Этот пара-
метр связан с расчетным уровнем помех,
возможностями модуляции, пробивным на-
пряжением изоляции. Дк ограничивает даль-
ность передачи, возможность выявления сиг-
нала на фоне помех. Дальность определяется
по формуле
Рк
Дк = 1оё2—,
где Рк и Рп — средние мощности сигнала
и помехи в канале на входе в прием-
ник.
124
Длительность передачи по каналу
Тк — интеграл времени, на который канал
предоставлен для передачи данного сигнала
(сообщения). В системах с временным уплот-
нением каналов под Тк подразумевается дли-
тельность существования временного окна,
предназначенного для передачи конкретного
вида информации.
Объем канала (емкость) VK определяется
рассмотренными параметрами: Ук = ГКДКТК.
Емкость канала передачи может быть
определена по диаграмме, представленной
на рис. VIII.5.
Рассмотрим обобщенные параметры
передаваемого сигнала. Они определяются
аналогично одноименным параметрам кана-
ла:
ширина полосы пропускания (частотный
спектр) сигнала Fc;
превышение сигнала над помехой (динами-
ческий диапазон сигнала)
Рс
4c = log2—,
где Рс и Рп — средние мощности передавае-
мого сигнала и помехи;
длительность существования сигнала
в канале Тс — это время, необходимое для
передачи данного сигнала (сообщения); зави-
сит от быстродействия системы передачи
и колеблется в пределах 10 мкс — 1 с для
одного сообщения;
объем (емкость) сигнала Vc — РСДСТС.
Для объема сигнала может быть построе-
на диаграмма, аналогичная объему канала.
Канал должен обеспечивать неискажен-
ную передачу сигнала, т. е. должно быть вы-
полнено согласование канала передачи
и сигнала по параметрам. Необходимым (но
недостаточным) условием, при котором су-
ществует принципиальная возможность со-
гласования, является условие Vc Ик.
Достаточным условием является согласо-
вание по всем обобщающим параметрам:
Fc Fк; Дс Дк; Тс Тк.
Согласование достигается трансформа-
цией сигнала с изменением объема Vc (с де-
формацией элементов геометрического пред-
ставления сигнала Fc, Дс и Тс) или без
изменения объема (с деформацией или без
деформации сигнала). Таким образом, пре-
образование осуществляется одновременным
и направленным изменением всех трех или
любых двух параметров с учетом их взаи-
мосвязи. При этом может изменяться дли-
тельность передачи (за счет Тс, основания
кода, повторения передачи), полоса частот
Рис. VIII.5. Емкость канала передачи
(за счет изменения условий модуляции, коди-
рования сигнала) и диапазона передачи (за
счет изменения уровня сигнала и помех).
Кроме того, возможно преобразование
сигнала без деформации с сохранением объ-
ема Vc путем переноса вдоль осей Т—Д — F
(см. рис. VIII.5): перенос вдоль оси времени
(задержка сигнала), вдоль оси частот (модуля-
ция), вдоль оси уровней (усиление сигнала).
Например, когда не выполнено достаточное
условие Дс Дк, можно уменьшить превы-
шение сигнала над помехой за счет ширины
спектра или за счет длительности. Это до-
стигается увеличением основания кода при
кодировании сигнала, сопровождающееся
увеличением спектра сигнала, увеличением
длительности передачи и уменьшением тре-
буемого уровня мощности сигнала, т. е.
уменьшением Дс.
Используя геометрическое представление
объема сигнала и канала, можно сказать, что
для их согласования необходимо, чтобы па-
раллелепипед сигнала (см. рис. VIII.5) цели-
ком помещался в таковом для канала (или
сливался с ним).
7.	Единое время
в системе информации АСУ ТП
При организации автоматизированного
управления для внесения временного призна-
ка информации АСУ ТП может органически
включать в себя единую систему времени
с централизованной шкалой отсчета. Для ин-
формационных связей АСУ ТП характерной
чертой является действие в реальном масш-
табе времени. Для них важна не абсолютная
точность измерения времени, а точность еди-
ного времени во всех звеньях АСУ. Показа-
125
ния времени во всей зоне действия АСУ дол-
жны быть одинаковыми для определения по
единой шкале момента времени каждого со-
бытия и интервалов времени в потоке техно-
логического процесса, а также для создания
возможности программного управления про-
цессом.
Применение единой системы отсчета
времени обеспечивает выполнение следую-
щих задач:
документирование времени приема-пере-
дачи информации;
квитирование приемным пунктом посту-
пления информации;
протоколирование происходящих в АСУ
ТП событий (нормальных, угрожающих
и аварийных ситуаций) по схеме: когда, где,
что произошло;
анализ производственных ситуаций по
временному признаку (очередность их посту-
пления, длительность);
учет времени прохождения информации
по каналам связи и времени обработки ин-
формации; *
управление очередностью приема-переда-
чи и обработки информации;
задание последовательности управляю-
щих воздействий, синхронизированных
в пределах единой временной шкалы;
отображение единого времени на вто-
ричных часах в пределах зоны действия АСУ
ТП (диспетчерские пункты, пульты и т. п.).
Источником централизованного времени
является Государственная служба времени
и частоты СССР и сама ЭВМ, синхронизи-
рованная сигналами точного времени и ста-
билизированная.
В соответствии с указанными задачами
система единого времени должна отвечать
следующим требованиям:
1.	Обеспечивать необходимую точность
отсчета единого времени и интервалов вре-
мени. В АСУ для информации экономи-
ческого характера точность отсчета для
устройств с минутным отсчетом принимают
±30 с, а для устройств с секундным отсче-
том ±0,5 с.
Для АСУ ТП, где измеряемые интервалы
времени при движении информации в реаль-
ном масштабе времени могут быть на не-
сколько порядков меньше, должны удовле-
творяться требования последующих поз.
2 — 4. Кроме того, нестационарность упра-
вляемого процесса может вызывать быстрое
старение получаемой информации такой ин-
тенсивности, что его необходимо учитывать
уже при определении временных параметров
квантования.
2.	Иметь возможность выработки требуе-
126
мой серии эталонных частот (1 МГц; 100, 10,
1 кГц и др.);
3.	Иметь возможность выдачи серии сиг-
налов текущего времени (часовых, минутных,
секундных и их долей), в том числе в двоич-
но-десятичном коде.
4.	Обеспечивать требуемую суточную ста-
бильность датчика (эталона) времени.
8.	Обобщающие характеристики
информационной системы
Информационная система АСУ ТП при-
надлежит к разряду сложных систем. Ее осо-
бенности описываются рядом характеристик,
отражающих состав, структуру, внутренние
связи и зависимость от вида производства.
С кибернетической точки зрения наиболее
важными для разработки АСУ ТП информа-
ционными характеристиками являются: до-
стигнутая степень формализации технологи-
ческого процесса, детальность разработки
информационной модели процесса и адек-
ватность примененных в ней математических
методов.
В разработке информационной системы
используется и ряд других обобщающих ха-
рактеристик, например структура обмена ин-
формацией, обобщающие коэффициенты ха-
рактера производства.
Среди структурных схем обмена инфор-
мацией [55] различают следующие: радиаль-
ную, цепочную и смешанную (древовидную)
[рис. VIII.6]. Эги схемы могут быть односту-
пенчатыми и многоступенчатыми (много-
уровневыми, или иерархическими).
Сложность информационной системы, ес-
ли не касаться сложности задач, решаемых
АСУ ТП, обусловлена характеристиками
производства: его видом, структурой, объе-
мом, территориальным размещением и пр.
Для оценки этой информационной зави-
симости и особенно для сравнительной оцен-
ки АСУ различных предприятий применяют
ряд обобщающих коэффициентов [54].
Коэффициент конструктивного разно-
образия
Пк р ~ Кб/*т,
где число базовых видов изделий;
— полное число типоразмеров (наимено-
ваний) изделий.
Коэффициент технологического разно-
образия [может быть отнесен к предприя-
тию (процессу) или к соответствующим
структурным звеньям]
on,
б)
в)
Рис. VIII. 6. Структурные схемы обмена информацией:
а — радиальная; б — цепочная; в — древовидная;
ПКИ — пункт концентрации информации; ЛО — ло-
кальный объект (источник информации)
где Кп — число разнородных технологических
операций на предприятии (объекте);
Коп — общее число технологических опера-
ций.
Коэффициент частоты ежегодного обно-
вления конструкции изделий
Пч = *н/*пл,
где Кн — число новых изделий; Кпл—общее
число видов изделий, планируемых на год.
По такому образцу могут быть разрабо-
таны и другие коэффициенты, характеризую-
щие различные информационно-технические
стороны процесса: коэффициенты простоя,
качества, длительности отклонения от режи-
ма и т. п.
Кроме относительных качественных ха-
рактеристик существуют абсолютные коли-
чественные характеристики: число каналов
связи, число датчиков и терминальных
устройств и другие с сопутствующими им
информационными атрибутами.
9.	Методы и системы обеспечения
АСУ ТП научно-технической
информацией
Автоматизированные подсистемы научно-
технической информации (НТИ) являются
составными частями автоматизированных
систем управления, совместимыми с ними по
техническим средствам и методам обработ-
ки, хранения, поиска и передачи информации.
Основной функцией подсистемы НТИ
АСУ ТП является удовлетворение информа-
ционных потребностей специалистов в обла-
сти управления технологическими процесса-
ми, в том числе поддержание заданных или
оптимальных показателей, условий и после-
довательности осуществления технологиче-
ских процессов и операций, оптимальных ре-
жимов эксплуатации оборудования, выполне-
ния правил техники безопасности.
Для стимулирования творческой деятель-
ности по созданию новых и совершенство-
ванию существующих процессов и оборудо-
вания подсистема НТИ должна обеспечивать
их материалами о передовой технологии,
оборудовании, тенденциях развития, техни-
ко-экономических показателях и т. п.
При разработке и внедрении системы ин-
формационного обеспечения АСУ ТП необ-
ходимо учитывать принципы организации
управления технологическими процессами
(см. параграф 3 гл. III), которым соответ-
ствуют пять основных этапов.
1.	Определение перечня подсистем АСУ
ТП и типов управленческих решений, по ко-
торым необходимо обеспечение научно-тех-
нической информацией. Реализация этого
этапа осуществляется в последовательности,
приведенной на рис. VIII.7.
Результаты этого этапа используются
для определения оптимальной структуры
массивов документальной и фактографиче-
ской информации, а также для выявления
статических и динамических характеристик
ожидаемого потока запросов, поступающих
в подсистему НТИ.
2.	Определение и классификация основных
групп индивидуальных потребителей инфор-
мации. Потребители информации классифи-
цируются в зависимости от их участия
в подготовке и принятии управленческих ре-
шений, связанных с организацией и осущест-
влением технологического процесса.
В связи с тем, что при решении всех ви-
дов управленческих задач скорость предоста-
вления информации обусловливается техно-
логическим режимом производства, раз-
личные потребители информации в зависи-
мости от их роли в организации технологи-
ческих процессов обеспечиваются материала-
ми НТИ с приоритетностью, определяемой
содержанием управленческой задачи. Напри-
мер, по регулярной задаче 1 (табл. VIII. 1)
устанавливается приоритетность: главный
технолог, главный инженер, химическая ла-
127
Определение перечня функциональных подразделений (службы главного технолога,
главного механика, главного энергетика и др.) и цехов (участков), которым необходима
научно-техническая информация
Рис. VIII.7. Определение перечня АСУ ТП и типов
управленческих решений
боратория; по задаче 2 — главный технолог,
начальники цехов, химическая лаборатория,
сменные технологи, сменные инженеры. По
нерегулярной задаче 2 — главный технолог,
химическая лаборатория, сменные технологи,
главный теплотехник, начальник ТЭЦ,
сменные теплотехники, начальники цехов,
сменные инженеры и т. д.
Накопление, хранение и группирование
информации осуществляется с учетом видов
задач, решаемых при управлении процесса-
ми. Для автоматизации распространения ин-
формации целесообразно в специальной кар-
тотеке нормативов обозначать информацию
с помощью табельных номеров с расши-
фровкой их информационных потребностей.
При этом обеспечивается удобство выдачи
информации. Каждый из потребителей мо-
жет получить информацию не только по
участку, которым он управляет, но и инфор-
128
мацию по сопряженным технологическим
участкам; создаются также условия для
перераспределения информации при измене-
нии информационных потребностей потреби-
телей.
3.	Изучение информационных потребно-
стей. Информационные потребности изу-
чаются прямыми и косвенными методами,
каждый из которых служит определенным
целям и имеет различные области примене-
ния. Поскольку каждый из методов имеет
определенные преимущества и недостатки,
при решении различных задач следует один
метод дополнять другим (табл. VIII.2).
Последовательность изучения информа-
ционных потребностей аналогична принятой
в подсистемах научно-технической информа-
ции АСУП [514, с. 414].
4.	Изучение потоков научно-технической
информации, необходимой при управлении
процессами. Изучение базируется на резуль-
татах анализа содержания регулярных, нере-
гулярных и разовых управленческих задач.
Наряду с потоками документальной анали-
Таблица VIII.l
Пример определения потребностей в материалах НТИ при решении отдельных задач управления
технологическими процессами на сахарном заводе
Назначение научно-техни- ческой информации	Работники и подразделения, принимающие участие в подготовке и принятии управ- ленческого решения	Периодичность подготовки и принятия реше- ния или допустимая длительность принятия решения	Периодич- ность пре- доставления научно-тех- нической информации	Потоки и источники информации	Виды материалов научно- технической информации
Регулярные задачи
1. Задание оп- тимальных режи- мов протекания технологических процессов	Главный ин- женер	Один раз в квартал	Один раз в квартал	Реферативный журнал «Химия» (24 номера в год); экспресс- информация «Процессы и ап- параты химиче- ских произ- водств» (48 но- меров в год), сигнальная ин- формация «Пи- щевая, бродиль- ная и сахарная промышлен- ность» (24 раза в год)	Обзоры, рефе- раты
	Главный тех- нолог				Обзоры, рефе- раты, сигнальная информация, эк- спресс-информа- ция
	Химическая лаборатория				Рефераты, сиг- нальная инфор- мация : экспресс- информация
2 Задание коли- чественных по- казателей по от- дельным стадиям технологического процесса	Главный тех- нолог	Один раз в месяц	Один раз в месяц	Библиографи- ческая информа- ция В НТИ Цент- ра «Пищевая промышлен- ность» (6 раз в год), ЦНИИТЭИпи- щепром «Сахар- ная промыш- ленность» — на- учно-техниче- ский и рефера- тивный сборник (12 раз в год), «Сахарная про- мышленность» (обзорная ин- формация), жур- нал «Сахарная промышлен- ность» (12 раз в год), сб. «Пище- вая промышлен- ность» (6 номе- ров в год), «Сборник рефе- ратов НИР и ОКР», норма- тивно-техниче- ские документы	Обзоры, рефе- раты, сигнальная информация, эк- спресс-информа- ция, первоисточ- ники
	Химическая лаборатория				Рефераты, сиг- нальная инфор- мация, экспресс- информация
	Начальники цехов				
					Обзоры, рефе- раты
	Сменные инженеры				
					Рефераты, первоисточники
	Сменные тех- нологи				
					Сигнальная информация, экспресс-инфор- мация, рефераты, первоисточники
5 п/р Смилянского Г. Л.
129
Продолжение табл. VIII.1
Назначение научно-техни- ческой информации	Работники и подразделения, принимающие участие в подготовке и принятии управ- ленческого решения	Периодичность пддготовки и принятия реше- ния или допустимая длительность принятия решения	Периодич- ность пре- доставления научно-тех- нической информации	Потоки и источники информации	Виды материалов научно- технической информации
Нерегулярные задачи
1. Задание тех- нологических по- казателей при се- зонных колебани- ях условий хра- нения сырья	Главный ин- женер	В зависимости от частоты ко- лебаний условий хранения сырья	Один раз в месяц, а так- же в зависи- мости от ча- стоты коле- баний усло- вий хранения сырья	Нормативно- технические до- кументы, жур- нал «Сахарная промышлен- ность», сб. «Пи- щевая промыш- ленность»	Обзоры
	Главный тех- нолог				Обзоры, эк- спресс-информа- ция, сигнальная информация, ре- фераты, первоис- точники
	Химическая лаборатория				Экспресс-ин- формация, сиг- нальная инфор- мация, рефераты
2. Изменение технологического режима при ра- зовом изменении требуемых значе- ний показателей качества готово- го продукта, по- бочных продук- тов или полупро- дуктов	Главный ин- женер	При измене- нии задания на качественные показатели про- дуктов или по- лупродуктов	По разо- вым запро- сам		Обзоры
	Главный тех- нолог,	глав- ный теплотехник				Обзоры, эк- спресс-информа- ция, сигнальная информация, ре- фераты
	Начальники цехов				
					Обзоры, рефе- раты
	Химическая лаборатория				
					Экспресс-ин- формация, сиг- нальная инфор- мация, рефераты
	Сменные ин- женеры				
					Экспресс-ин- формация, рефе- раты
	Сменные тех- нологи, смен- ные теплотехни- ки				
					Экспресс-ин- формация, рефе- раты
Примечание. Все потребители информации получают нормативно-техническую документацию
по мере ее получения службой научно-технической информации.
130
Таблица VIII.2
Изучение информационных потребностей
Методы изучения информационных потребностей		Цели изучения информационных потребностей	Ожидаемые области использования ре- зультатов изучения информационных потребностей	Достоинства	Недостатки
Прямые (опрос- ные)	Интервью, бе- седы	Изучение подго- товленности потре- бителя к восприя- тию информации для управления ТП в конкретных усло- виях, осуществле- ния ТП с учетом их совершенствова- ния, а также для определения пред- почтительных ви- дов свертывания информации и ме- тодов ее представ- ления	Подготовка и при- нятие управленче- ских решений по ре- гулируемым зада- чам	Относитель- ная простота, возможность уточнения и формирования информации	Субъек- тивность оце- нок информа- ционных пот- ребностей специалис- тами
	Анкетирова- ние			То же и воз- можность ма- шинной обра- ботки результа- тов	
Косвен- ные	Изучение мас- сивов запросов, массивов реле- вантных доку- ментов, предме- тов и средств труда, перспек- тивных и теку- щих планов со- вершенствова- ния существую- щих и внедрения новых техноло- гических процес- сов	Выявление соот- ветствия запросов и ранее выдававшихся документов необхо- димому уровню ин- формационной под- готовки	Подготовка и принятие управлен- ческих решений по регулярным и не- регулярным зада- чам	Объективность оценок, возмож- ность сравни- тельной оценки фактического и требуемого те- зауруса потре- бителя инфор- мации	Отсутствие непосредст- венного кон- такта с пот- ребителем информации, трудность учета его пот- ребностей
		Комплектование и использование массива документов необходимого и до- статочного для по- лучения специалис- тами материалов НТИ для управле- ния ТП в конкрет- ных производствен- ных условиях с уче- том внедрения но- вого оборудования и новых процессов	Подготовка и принятие управлен- ческих решений по нерегулярным и ра- зовым задачам	Объективное выявление пер- спективных на- правлений комп- лектования спра- вочно-информа- ционных фондов и ожидаемых из- менений инфор- мационных пот- ребностей	
	Изучение про- изводственных ситуаций и мас- сивов информа- ции о ранее при- нимавшихся уп- равленческих ре- шениях и их результатах	Накопление инфор- мации о собствен- ном передовом опы- те принятия опти- мальных решений, создание банка про- изводственных си- туаций, определе- ние структуры ин- формационных подмассивов и не- обходимой скоро- сти поиска и вы- дачи релевантной информации		Возможность накопления пе- редового опыта для формиро- вания банка дан- ных и обеспе- чения потреби- телей информа- цией с учетом конкретных си- туаций, возни- кающих при осу- ществлении про- цессов	
5*
131
Основание деления
По техническому
признаку
По организационно-
му признаку
По характеристике
массива информации
Рис. VIII.8 Классификация ИПС технологического
назначения
зируются также потоки фактографической
информации, в том числе факты, отражаю-
щие опыт данного и родственных предприя-
тий отрасли. Последовательность изучения
потоков научно-технической информации
аналогична принятой в подсистемах научно-
технической информации АСУП [514, с. 415].
5.	Разработка ИПС для управления тех-
нологическими процессами. Информационно-
поисковые системы (ИПС) технологического
назначения охватывают комплекс методов
и средств подготовки, хранения, поиска и вы-
дачи информации, необходимой для управле-
ния технологическими процессами.
Основой ИПС технологического назначе-
ния является информационно-поисковый
язык (ИПЯ), критерии соответствия между
поисковыми образами документальных или
фактографических источников и поисковыми
предписаниями, а также массивы технологи-
ческой и другой информации.
В соответствии с ГОСТ 14.409 — 75
и ГОСТ 14.407 — 75 при разработке ИПС тех-
нологического назначения необходимо вы-
полнять следующие требования: ИПС дол-
жна быть самостоятельной подсистемой
АСУ технологических процессов, допускаю-
щей обращения к ней из разных подсистем
АСУ ТП с различными типами запросов;
должна обеспечивать оперативный прием за-
просов и оперативную выдачу информации
потребителю; использовать принцип однора-
зового ввода информации и многократного
ее применения без дублирования в других
подсистемах АСУ; выделять запрос, не обес-
печенный информацией в информационном
фонде; защищать информацию в случаях фи-
зического износа носителей и неквалифици-
рованного доступа; обеспечивать совмести-
мость технических средств ИПС с другими
подсистемами АСУ ТП.
Классификация, структура, показатели ка-
чества построения и функционирования ИПС
технологического назначения приведены на
рис. VIII.8-VI1I.10.
ГОСТ 14.409 — 75 рекомендует использо-
вание следующих формул для расчета неко-
торых показателей функционирования ин-
формационно-поисковых систем технологи-
ческого назначения.
Интегральный показатель производитель-
ности системы
1
^инт = —	,
i = 1
где со, — относительная частота появления за-
просов 1-го вида в определенной группе за-
просов; ^—среднее время обслуживания за-
проса 1-го вида услуг; п — число видов услуг,
предоставляемых системой.
Коэффициент полноты поиска
R
Р = — 100,
С
где R — число релевантных документов, най-
денных в процессе поиска по данному за-
просу; С — общее число документов в систе-
ме, о которых известно, что они релевантны
определенному запросу.
Коэффициент точности поиска
R
Т= —100,
L
132
Рис. VIII.9
Структура И ПС технологическою назначения
Рис. VIII. 10. Основные характеристики ИПС
133
где R — число релевантных документов, най-
денных при поиске по определенному за-
просу; L— общее число документов, вы-
данных при поиске по определенному запро-
су.
10.	Информационное обеспечение
систем управления
качеством продукции
Управление качеством продукции — это
установление и поддержание необходимого
уровня качества продукции при ее разработ-
ке, производстве и эксплуатации или потре-
блении, осуществляемое путем систематиче-
ского контроля качества и целенаправленно-
го воздействия на условия и факторы,
влияющие на качество продукции \
Управляющие воздействия, направленные
на повышение качества продукции, форми-
руются на основе изучения информации
о фактическом уровне качества, потребно-
стях и возможностях производства. При про-
ектировании комплексной системы управле-
ния качеством продукции (КС УКП) широко
применяются стандарты.
При разработке и внедрении КС УКП ре-
шаются следующие вопросы: определение
основных направлений и масштабов работ,
установление и разграничение ответственно-
сти каждого подразделения за обеспечение
и поддержание необходимого уровня каче-
ства выпускаемых изделий, объединение
и координация трудовых и материальных ре-
сурсов с использованием нормативно-техни-
ческих документов (НТД) и методических до-
кументов (МД).
Организация информационного обеспече-
ния в системах управления качеством про-
дукции и эффективностью при комплексном
решении этих проблем должна включать
этапы, представленные на рис. VIII. 11.
Повышение качества продукции при вне-
дрении КС УКП обеспечивается на этапах
проектирования, конструирования, производ-
ственных процессов, эксплуатации изделий.
Подсистемы КС УКП обычно соот-
ветствуют перечисленным выше основным
задачам повышения качества и включают:
управление качеством продукции на этапе
конструкторской разработки; то же, на этапе
серийного изготовления продукции; то же,
на этапе эксплуатации; управление каче-
ством труда; информационную подсистему;
1 Ворошима Л. В., Панчина Т. А. Основы упра-
вления качеством промышленной продукции.
Киев: УкрНИИНТИ, 1975, с. 4.
134
организацию управления разработками; пла-
нирование и организацию социалистического
соревнования; управление качеством труда
и продукции; управление информационно-па-
тентной деятельностью.
Главным направлением работ в области
информационного обеспечения КС УКП
является создание НТД и МД по следую-
щим тематическим разделам: регламентация
требований к качеству и надежности изде-
лий; обеспечение высокого качества и надеж-
ности; аналитические и экспериментальные
методы контроля и оценки качества и на-
дежности; регламентация справочных дан-
ных, порядка и содержания работ; аттеста-
ция качества.
В табл. VIII.3 приведена примерная схема
информационного обеспечения качества по
объекту проектирования АСУ ТП.
Важное место в реализации КС УКП за-
нимают стандарты предприятий, являющие-
ся ее документальной и правовой основой,
частью государственной системы стандарти-
зации. Эти стандарты с учетом специфики
предприятия обеспечивают взаимосвязь про-
цессов управления качеством на предприятии
с отраслевым, межотраслевым и общегосу-
дарственным уровнями. В настоящее время
разработана методика построения графиче-
ских информационных моделей проектирова-
ния КС УКП х. Достоинствами такого моде-
лирования являются системная основа для
анализа и совершенствования функций
и процедур управления качеством, возмож-
ность экспериментирования различных ва-
риантов решений в целях их оптимизации,
удобство последующей алгоритмизации про-
цессов управления качеством продукции.
Определяющую роль в системе управления
качеством продукции играют разработка,
внедрение и систематическое обновление го-
сударственных, отраслевых, республиканских
стандартов и стандартов предприятий.
Глава IX
СИГНАЛЫ И КОДЫ В АСУ ТП
I.	Основная терминология
Сигнал — материальное воплощение сооб-
щений, отражение его на определенном носи-
теле по заранее установленным правилам
1 Версан В. Г., Коломнин А. Г. Использование
информационного моделирования в процессе раз-
работки и внедрения комплексных систем инфор-
мационного обеспечения КС УКП. — Стандарты
и качество, 1978, № 8, с. 36 — 39.
Выявление перечня стоящих перед предприятием задач по повышению качества продукции
Рис. VIII.11. Этапы организации информационного
обеспечения в системах управления качеством про-
дукции и эффективностью
в виде, используемом для передачи, перера-
ботки и хранения информации.
Статический сигнал — состояние некото-
рого материального носителя (перфолента,
кинопленка и т. д.), используемого для хра-
нения информации [501, т. 3, с. 319].
Динамический сигнал — процесс измене-
ния во времени и пространстве некоторой
физической величины, характеризующей со-
стояние информационной системы. Исполь-
зуется для передачи и переработки информа-
ции.
Преобразование сигнала — операции коди-
рования, декодирования, модуляции, демоду-
ляции, квантования во времени, дискретиза-
ции и др.
Классы сигналов выделяются в зависимо-
сти от свойств сообщений: 1) сообщения
в виде отдельных символов из некоторого
множества (алфавита) — случайные вели-
чины, имеющие дискретные значения; 2) со-
общения, принимающие непрерывное множе-
ство значений из определенного интервала;
3) сообщения в системах речевой передачи
и им подобных — случайные функции, не-
прерывные во времени и по интенсив-
ности.
135
Таблица VIII.3
Схема информационного обеспечения качества проектирования АСУ ТП
Основные этапы разработок	Содержимое необходи- мой информации	Формы и методы подготовки информации	Виды информационного обслуживания специали- стов и разрабатываю- щих групп
Технико-экономиче- ское обоснование и тех- ническое задание (см. п. 4 гл. XXIV)	Анализ состояния технического уровня планируемых разрабо- ток, сравнение их с зарубежными и отече- ственными аналогами. Обзорная научно-техни- ческая информация в пределах программы работ по обеспечению качества разрабатывае- мого проекта. Фактографи ческая выборочная, узкотема- тическая информация	Карты технического уровня, подборки норма- тивно-технической докумен- тации. Аналитический об- зор по тематике, связан- ной с обеспечением высо- кого качества разрабаты- ваемого проекта, подборки действующих стандартов и нормалей. Карты технологических процессов, подборки па- тентов и авторских свиде- тельств, обзорные справки по инженерным картам за- проса	Участие информаци- онной службы в темати- ческом планировании разработок. Массовая и групповая тематическая информация. Групповая и индивидуальная узко- тематическая информа- ция
Техническое и рабочее проектирование	У зкотематическая производственно-тех- ническая и производст- венно-технологическая информация. Оператив- ная справочная инфор- мация. Дополнительная об- зорная информация по качеству для сравне- ния, обобщений и вы- водов	Технические справки, справочные таблицы и гра- фики, информация об ана- логах, обзоры технических усовершенствований по те- матическому направлению разработки, информации по метрологии и измерениям. Справочная информация о , технических средствах, передовом производствен- ном опыте по отдельным направлениям работ	Групповая и индивиду- альная информация по запросам, сигнальная ин- формация, текущая ин- формация. Редакционно- издательская и оформи- тельская работа
Классификация — совокупность правил
и результатов распределения заданного мно-
жества объектов на подмножества в соответ-
ствии с установленными признаками сход-
ства или различия этих объектов.
Классифицирование — процесс распределе-
ния заданного множества объектов в со-
ответствии с принятой системой классифика-
ции.
Классификационная группировка — под-
множество, объединяющее часть объектов
классификации по одному или нескольким
признакам, предусмотренным системой клас-
сификации.
Основание деления — признак, по которо-
му производится деление заданного множе-
ства на классификационные группировки при
классификации.
Ступень классификации — результат оче-
редного распределения объектов одной клас-
сификационной группировки. '
Уровень классификации — совокупность
классификационных группировок, располо-
136
женных на одних и тех же ступенях класси-
фикации.
Глубина системы классификации — число
уровней классификации, допускаемое в систе-
ме классификации.
Емкость системы классификации — макси-
мальное число классификационных группи-
ровок в данной системе классификации.
Заполненность системы классифика-
ции — отношение фактического числа класси-
фикационных группировок к емкости данной
системы классификации.
Система кодирования — совокупность пра-
вил, определяющих систему знаков и поря-
док их использования в работе с информа-
цией.
Код — обозначение объекта знаком или
группой знаков по правилам, установленным
системой кодирования.
Алфавит кода — знаки, используемые
в системе кодирования. Различают цифро-
вой, буквенный, цветовой, смешанный и дру-
гие алфавиты.
Основание кода — число знаков в алфави-
те кода.
Длина кода — число знаков в коде.
Структура кода — порядок расположения
знаков в коде, установленный системой ко-
дирования.
Кодирование — процесс присвоения объек-
ту кодового обозначения (кода). В кодах от-
ражается разделение объектов на группы,
подмножества, поэтому кодирование завер-
шает классификацию множества объектов.
Перекодирование — процесс присвоения
закодированному объекту нового кодового
обозначения.
Декодирование — процесс преобразования
кодового обозначения в исходную форму
информации.
Классификатор — систематизированный
свод наименований классификационных
группировок и их кодовых обозначений.
Реквизит, основание, признак, показатель,
номенклатура — см. параграф 1 гл. VIII.
Интерфейс — совокупность правил, уста-
навливающих единые принципы взаимодей-
ствия устройств электронных цифровых ма-
шин [818], информационное сопряжение
самостоятельных приборов и машин.
Операторский интерфейс — совокупность
правил, устанавливающих принципы взаимо-
действия человека с машиной.
2.	Классификация сигналов и кодов
Информация в АСУ ТП может быть
представлена различным образом (см. гл.
VIII): в виде электрических, пневматических,
гидравлических, световых и звуковых сигна-
лов, перемещений органов управления, поло-
жения исполнительных механизмов, пе-
чатных документов, изображений на экране
дисплея и т. д.
При создании АСУ ТП основное внима-
ние следует уделять сигналам, связанным со
взаимодействием отдельных элементов. По-
скольку такими элементами в АСУ ТП
являются технические средства (машина)
и оператор (человек), то первой группой сиг-
налов, подлежащих изучению, являются сиг-
налы взаимодействия «человек — машина».
Второй группой сигналов, на которую сле-
дует обратить внимание, являются сигналы
взаимодействия «машина — машина», так
как технических средств в АСУ ТП очень
много.
По ряду причин представляют интерес
сигналы и коды, используемые техническими
средствами, особенно ЭВМ. Классификация
сигналов, применяемых в АСУ ТП, приведе-
на на рис. IX. 1.
Рассмотрим группы сигналов и кодов.
Первая группа, по существу, представляет
собой стилизованные языки, которые обеспе-
чивают экономный ввод данных в техниче-
ские средства и вывод их оператору. Эти
языки используют различные символы
и алфавиты.
По характеру информации, используемой
для диалога человек — машина, можно выде-
лить две специфические группы данных: тех-
нологические и экономические.
Технологическая информация является
основной в АСУ ТП. Однако все данные,
связанные с первичным учетом, и значитель-
ная часть информации, которой обменивает-
ся оператор со смежниками и со своими ру-
ководителями, уже носит экономический ха-
рактер (см. параграфы 3 и 4 настоящей
главы). В АСУ ТП коды этой группы носят
вспомогательный характер и в книге изло-
жены кратко. В АСУП коды экономической
информации — основные [514].
Вторая группа сигналов и кодов решает
две основные задачи: передача данных
и «стыковка» независимых технических
средств. Первая задача детально изучена
в технике связи. Основной проблемой здесь
является проблема верности передачи сооб-
щений. Для ее решения разработаны поме-
хоустойчивые коды, теория которых дости-
гла достаточного совершенства и исполь-
зуется ряд фундаментальных математиче-
ских дисциплин [63, 68, 75].
Вторая задача решается подбором техни-
ческих средств, обеспечивающих информа-
ционную совместимость, или установкой до-
полнительной согласующей аппаратуры (см.
параграф 7 данной главы). Совместимости
можно добиться и программным путем —
использованием вспомогательных программ,
обеспечивающих перекодирование информа-
ции. Таким образом, задача согласования
технических средств, имеющих информа-
ционную несовместимость, требует затрат —
разовых на установку дополнительной ап-
паратуры или текущих, если . используются
вспомогательные программы по перекодиро-
ванию информации.
Второй группе сигналов и кодов посвя-
щены параграфы 5 (сигналы и коды для сбо-
ра и вывода информации) и 6 (машинные
коды) этой главы.
Третья группа сигналов и кодов предста-
вляет собой машинные языки. Она менее бо-
гата содержанием, чем первые две. Это —
аналоговые сигналы для аналоговых машин
и дискретные кодированные сигналы для
цифровых. Как правило, используются
двоичные коды с элементами защиты дан-
137
Основание деления
Формы представле-
ния информации
Назначение сигналов
(внутреннее или внеш-
нее использование)
Вид сигнала (непре-
рывность)
Анализатор человека
(орган чувств, воспри-
нимающий сигнал)
Вид информации, в
которой применяются
коды
Рис. IX. I. Классификация сигналов и кодов в АСУ ТП
ных — по некоторому цифровому модулю
[624, 627, 628] с дополнением кода прове-
рочными разрядами по правилам корректи-
рующих кодов (см. параграфы 6, 7 этой
главы).
Сигналы и коды информационного обес-
печения АСУ ТП, используемые для связи
между устройствами, должны соответство-
вать ГОСТам [ГОСТ 9895-78, ГОСТ
12814-74, ГОСТ 10938-75 (СТ СЭВ 583-77),
ГОСТ 13053-76 (СТ СЭВ 1034-78-СТ
СЭВ 1037-78), ГОСТ 3044-77, ГОСТ
19768 - 74, ГОСТ 13052 - 74, ГОСТ 19767 - 74].
Общие технические требования к АСУ
ТП [ГОСТ 17195-76] содержат требования
к информационному обеспечению, которые
в значительной степени относятся к кодам:
максимальное упрощение кодирования
информации за счет использования дей-
ствующих на предприятии или близких
к ним кодовых обозначений, так называемых
кодов повторения [см. 514, с. 130—131];
138
обеспечение простоты декодирования вы-
ходных документов и форм;
информационная совместимость АСУ ТП
со смежными системами по содержанию, си-
стеме кодирования и форме представления
информации, полученной и выдаваемой си-
стемой;
возможность внесения изменений
и добавлений в ранее переданную информа-
цию;
возможность решения информационных
массивов с учетом перспектив развития си-
стемы, но в пределах технического задания;
обеспечение надежности выполнения си-
стемой своих функций за счет помехозащи-
щенности информации и других характери-
стик информации.
3.	Сигналы и коды,
используемые персоналом
Персонал АСУ ТП взаимодействует
с комплексом технических средств, восприни-
мая и вводя в КТС технологическую и эко-
номическую информацию. Кроме того, one-
ратору приходится взаимодействовать с дру-
гими операторами и вышестоящим персона-
лом. Для облегчения этих связей прини-
маются меры по формализации потоков
информации, их сжатию и упорядочению.
Коды экономической информации см. па-
раграф 4 гл. IX операторский интерфейс —
параграф 1 данной главы, сигналы и коды
для связи с ЭВМ см. ниже.
Машина воздействует на человека инфор-
мацией: в виде световых сигналов, изображе-
ний, печатных документов и звуковых сигна-
лов. Человек воспринимает сигналы машины
органами чувств (обычно зрением и слухом)
и воздействует на машину с помощью мышц
(рук, ног) или голосом.
Для взаимодействия человека с машиной
в составе последней предусматриваются со-
ответствующие устройства ввода-вывода,
расположенные автономно или на пультах,
панелях, мнемосхемах, лицевых панелях ма-
шин. При этом необходимо обеспечить:
наглядное отображение функционально-
технической схемы управляемого объекта
и информации о его состоянии в объеме, не-
обходимом для выполнения оператором воз-
ложенных на него функций;
отображение связи и характера взаимо-
действия управляемого объекта с другими
объектами и внешней средой;
сигнализацию при всех существенных на-
рушениях в работе объекта;
обеспечение быстрого выявления возмож-
ности локализации и ликвидации неисправ-
ности.
Отдельные элементы или группы элемен-
тов, наиболее существенные для контроля
и управления объектом, обычно выделяют
размерами, формой, цветом и т. п.
Комплекс мнемознаков, используемых на
одной мнемосхеме, разрабатывается как
единый алфавит.
Мнемознаки, сходные по функциям объ-
ектов, должны быть максимально унифици-
рованы.
Кодирование зрительной информации
(ГОСТ 21829 — 76). При построении систем
кодирования зрительной информации необ-
ходимо выполнять общие эргономические
требования.
Построение систем кодирования основано
на классификации, выборе алфавитов и осно-
вания кода. Для классификации объектов
и их характеристик, а также для разделения
их на классификационные группировки уста-
навливаются признаки сходства и различия
объектов. Признаки ранжируются по их зна-
чимости и служат основанием для деления
(рис. , IX, 1, IX.2).
Рис. IX.2. Структура реквизитов
Рекомендуется отдавать предпочтение
смешанным алфавитам кода, соблюдать не-
изменность структур кодовых обозначений,
располагать наиболее важную информацию
в крайних знаках кодовых обозначений и
в крайних значениях кодов.
Вид алфавита кода выбирают на основа-
нии характера выводимой из системы ин-
формации и задач, решаемых оператором,
с учетом практического опыта человека. При
этом используются различного рода ассо-
циации между объектами, их характеристи-
ками и формами представления информации.
В выводимой информации АСУ ТП для
кодирования качественных и количественных
характеристик объектов используются сле-
дующие виды алфавитов: форма знаков, раз-
мер, пространственная ориентация, длина
и ориентация линии, число точек, буквы,
цифры, яркость, цвет, частота мельканий.
Каждый из этих видов алфавитов может
быть разделен еще на ряд групп: например,
буквенные алфавиты могут быть русские, ла-
тинские, греческие и т. д. Рекомендации по
выбору алфавита приведены в табл. IX. 1.
Основание кода выбирают на основании
числа кодируемых объектов и их характери-
стик с учетом чувствительности глаза, диф-
ференциальной чувствительности зрения по
отношению к различным видам алфавита
и длительности экспозиции. Число знаков
алфавита влияет на трудоемкость работы
оператора, поэтому основание кода должно
содержать минимальное число знаков. Реко-
мендации по выбору основания кода приве-
дены в табл. IX. 1.
Характер и объем выводимой информа-
ции определяют целесообразность использо-
вания одномерного или многомерного кода.
Число кодируемых объектов и их характери-
стики определяют основание кода.
Часто объекты приходится отражать
многомерно, описывая одновременно не-
сколько признаков. Для этого используют
многомерное кодирование. В структуре
многомерного кода используются сочетания
различных алфавитов: форма и цвет; форма,
139
Таблица IX.1
Рекомендации по выбору вида алфавита и основания кода
Объекты кодирования	Рекомендуемый вид алфавита	Число градаций основания кода	Дополнительные рекомендации
Класс и вид объекта	Форма	До 15	Используются аналогии
Пространственные характери- стики объектов (размер, уда- ленность, высота и т п.)	Размер	5	Расположение объектов по отно- шению друг к другу позволяет от- разить дополнительную информа- цию
Направление движения объек- та, отклонение от курса и т п.	Пространст- венная ориен- тация	8	Допускается поворот асиммет- ричных фигур, искажение симмет- ричных фигур
Скорость и направление дви- жения	Длина и ори- ентация линий	6	В штриховых и пунктирных ли- ниях скорость можно отражать по числам точек (меток) в группе или частотой меток. Для облегчения отсчета направления линий исполь- зуются трафаретные сетки
Число объектов, интенсив- ность процесса и т. п.	Число точек (без подсчета)	До 30	Рекомендуется единообразная пространственная ориентация то- чек
	Число точек (с их подсчетом)	5	При кратковременном представ- лении точек
Количественные параметры объектов, типы объектов	Буквенный цифровой	Неограничен- ное	Для дискретно изменяющихся ко- личественных и качественных пара- метров
Важность событий, нарастаю- щая тревога или успокоение, требование внимания	Яркость зна- ков	4	Сочетание яркости с изменением цвета или другими алфавитами
Состояние объекта, значи- мость объекта, различимость объекта	Цветовой	11	Кроме цвета и яркости можно применять изменение свечения
Предупредительные сигналы, вызовы оператора	Частота мелькания	0,5-1 Гц	Мелькания больших знаков из- бегают. Можно коммутировать часть знака или точку Число од- новременно мелькающих объектов не более 3. Предусматривать кви- тацию сигналов
Аварийные сигналы		4-6 Гц	
цвет и пространственная ориентация; раз-
мер, яркость и частота мельканий.
Конструирование кодовых знаков при ко-
дировании. Одно из основных отличий кодов
зрительной информации — наличие конструк-
ции кодовых знаков. Основной классифика-
ционный признак объекта должен кодиро-
ваться контуром, представляющим собой
замкнутую фигуру. В алфавите устанавли-
140
вается оптимальное число признаков знака
и признаков объекта. Знак состоит из ос-
новных и дополнительных деталей, внутрен-
них и наружных. Предпочтение отдается ос-
новным деталям и внутренним.
При кодировании не рекомендуется пере-
секать или искажать контур знака дополни-
тельными деталями; использовать числа эле-
ментов в знаке в качестве опознавательного
признака; отличать знаки по признаку пози-
тив-негатив; отличать знаки по признаку
прямое-зеркальное отражение.
Контуры знаков ориентируются в со-
ответствии с основными пространственными
осями. Необходимо выдерживать опти-
мальные соотношения основных параметров
знака: высоты, ширины, толщины линий
(ГОСТ 2930-62).
Цветовой алфавит. При использовании
цветового алфавита предпочтение отдается
зеленому, красному, голубому, желтому
и фиолетовому цветам. Число используемых
цветов может быть увеличено с изменением
цветового тона и яркости. Освещение дол-
жно быть белым, так как видимый цвет за-
висит от освещения.
Допустимая яркость цветных знаков, Кд/м2:
минимальная................. 10
рекомендуемая...................... 170
для отраженного цвета, а также в усло-
виях темновой адаптации.............. 30	— 70
Оптимальная угловая величина цветового
знака 35 — 45'.
Для знаков алфавита используются цвета,
приведенные в табл. IX.2.
Алфавитно-цифровые символы вычисли-
тельных машин и систем обработки данных.
Зрительные алфавитные цифровые символы
разделяются на два класса [626]:
управляющие — инициируют или остана-
вливают управляющую функцию;
графические — служат для представления
данных.
Класс управляющих символов разделяет-
ся на подклассы:
разделители информации (РИ) — для ло-
гического разделения и организации данных;
символы пользователя (СП) — для спе-
циального применения;
символы расширения (СР) — для расши-
рения функций управляющих символов
и (или) номенклатуры графических символов,
а также для организации многостраничных
кодовых таблиц с различным числом битов;
символы связи (СС) — для управления ап-
паратурой передачи данных и организации
структуры данных, передаваемых по линии
связи;
символы формата (СФ) — для управления
расположением информации на носителях
посредством печатающих устройств или дис-
плеев;
символы устройств (СУ) — для управле-
ния местным или удаленным устройством,
подсоединенным к системам телесвязи или
обработки данных.
Таблица IX.2
Рекомендуемый цветовой алфавит
Категория информации	Рекомендуемый цвет кода	
	Основ- ной	Дополни- тельный
Предупреждающая ин- формация (носит осведоми- тельный характер, сведения об обстановке, рекомендации для принятия мер)	Жел- тый	Белый
Предписывающая инфор- мация (носит командный характер, требует или раз- решает выполнение строго определенных действий), ин- формация о исправности, готовности устройств	Зеле- ный	Синий
Запрещающая информа- ция (носит аварийный ха- рактер, накладывает стро- гие ограничения на выпол- нение или запрещение дей- ствий, указывает на неготов- ность, неисправность прове- ряемого объекта)	Крас- ный	Оран- жевый
Кодирование сообщения с двумя равновероятными со- бытиями	Красный и синий	
Примечание Дополнительный цвет пред-
назначен для выделения особо важной информа-
ции внутри алфавита.
Установлены следующие подклассы гра-
фических символов:
цифры;
буквы прописные (русские, латинские);
буквы строчные (русские, латинские);
специальные.
Кодирование звуковой информации. Звуко-
вая информация, воздействующая на органы
слуха человека, может быть нескольких ви-
дов:
речевые сообщения, воспроизводимые
машинами;
неречевые сообщения, воспроизводимые
машинами;
речевые сообщения, передаваемые от че-
ловека к человеку.
Звуковая информация, создаваемая опера-
тором для воздействия на ЭВМ, является
речевой.
141
Из перечисленных видов звуковой инфор-
мации кодированию подлежат только нере-
чевые сообщения.
Звуковые сигнализаторы неречевых сооб-
щений обеспечивают:
привлечение внимания работающего опе-
ратора путем подачи сигналов, изменения
уровня звукового давления, модуляции по
частоте и уровню звукового давления, увели-
чением длительности звучания, частоты сле-
дования;
передачу оператору сообщений об отка-
зах или изменениях в системе человек —
машина, ограничение загрузки слухового
анализатора работающего оператора; мини-
мизацию помех речевой связи.
Характеристики звуковых сигналов, опре-
деленные ГОСТ 21786 — 76, следующие:
частотная полоса тональных сигналов;
уровень звукового давления сигналов;
длительность звучания прерывистых зву-
ковых сигналов;
наличие модуляции сигналов.
К звуковым сигнализаторам неречевых
сообщений относятся источники звука, ис-
пользуемые на рабочем месте оператора
в помещении постов управления для подачи
Таблица IX.3
Звуковые неречевые сигналы
Вид сигналов	Часто- та, Гц	Уровень звукового давления у входа в наружный слуховой проход операто- ра, дБ	Звуковой сигна- лизатор	Условия приме- нения
Аварий- ные	800- 5000	90-100	Г енера- тор	Направ- ленного действия
Преду- преждаю- щие	800 — 5000	90- 100	Гудок, сирена, ревун, свисток, звонок	
	200 — 800	80-90	Генера- тор, гу- док, ре- вун, сви- сток, зво- нок	
У ведомля- ющие	200 — 400	30-80	Генера- тор, зум- мер, гу- док, сви- сток, зво- нок	Внутрен- ние пере- говорные устройст- ва
аварийных предупреждающих и уведомляю-
щих сигналов.
Основные технические характеристики ис-
пользуемых звуковых сигналов неречевых
сообщений приведены в табл. IX.3.
4.	Коды экономической информации
На общесоюзном уровне создается еди-
ная система классификации и кодирования
технико-экономической информации (ЕСКК),
содержащая общесоюзные классификаторы
и системы обозначений.
Центральное место в ЕСКК занимает об-
щесоюзный классификатор технико-экономи-
ческих показателей (ОКТЭП), в котором си-
стематизированы наименования показателей,
раскрывающие основной смысл данных, ха-
рактеризующих процессы управления в на-
родном хозяйстве.
Объектом классификации и кодирования
в ОКТЭП является множество абсолютных
и относительных технико-экономических по-
казателей, применяемых в планировании
и управлении народным хозяйством. В со-
став множества включаются технико-эконо-
мические показатели материального про-
изводства, непроизводственной сферы, демо-
графических и социальных процессов.
Другие общесоюзные классификаторы
являются как бы подмножеством ОКТЭП.
Это означает, что в состав ОКТЭП вклю-
чаются общие показатели, которые затем де-
тализируются в отдельных классификаторах,
например:
Наименование технико- экономических показателей в ОКТЭП	Наименование общесоюз- ного классификатора, раскрывающего содержание показателя
Объем производ- ства продукции	Общесоюзный классифи- катор промышленной и сельскохозяйственной про- дукции (ОКП)
Объем строитель- но-монтажных работ	Общесоюзный классифи- катор работ и услуг (в строительстве)
Число предприя- тий	Общесоюзный классифи- катор отраслей народного хозяйства (ОКОНХ)
Система кодирования показателей
в ОКТЭП следующая: классификационный
код — два знака, идентификационный код —
пять знаков:
142
XX ххххх
Код группиров-
ки, к которой
относится пока-
затель
Порядковый номер
показателя в ОКТЭП
• Коды группировки распределены по се-
риям следующим образом:
01—08 — население;
09 —16 — трудовые ресурсы;
17 —24 — природные ресурсы, окружающая
среда;
25 — 36 — продукция, в том числе производ-
ство продукции, отпуск, реализация,
поставка, транспортировка продук-
ции, потери, запасы, потребности
в продукции, характеристики
свойств продукции, качество и
оценка продукции;
37 — 45 — основные фонды;
46 — 49 — денежные средства;
50 —54 — хозяйственные средства;
55—66 — распределение общественного про-
дукта;
67 — 69 — непроизводственные услуги;
70	—	научно-технический прогресс;
71	—	уровень жизни;
72	—79 — информация;
80	—	структурные единицы.
Разработчики предполагают использова-
ние единой системы классификации и коди-
рования технико-экономической информации
в автоматизированных системах управления
народным хозяйством всех уровней. Это
утверждение не следует понимать буквально,
в том смысле, что в каждой АСУ, в том чис-
ле в АСУ ТП, необходимо использовать во
всех случаях только полные общесоюзные
коды. В каждой АСУ применяется ограни-
ченная номенклатура показателей, являю-
щаяся частью общего множества показате-
лей данного вида. Пусть эта часть состав-
ляет К %. Тогда длина общесоюзного кода
а может быть уменьшена до значения
оК/100.
В АСУ показатель используется неодно-
кратно. Пусть число обращений к показате-
лю составляет р раз за единицу времени.
Тогда трудозатраты для всех обращений
в АСУ к показателю этого типа при исполь-
зовании общесоюзных кодов составят
Тр = apq,
где q — коэффициент трудоемкости.
Значение q зависит от а — длины кода
рассматриваемого /-го показателя. Трудоем-
кость работы с кодом увеличивается с увели-
чением длины кода, причем более интенсив-
но, чем длина кода, однако для упрощения
примем, ^что q = ma. Тогда
Тр — арта = тра2.
При малом числе р обращений к показа-
телю в процессе управления значение Тр не-
велико и использование общесоюзного кода
рассматриваемого показателя не вызывает
особых трудностей.
Совсем другое положение создается
в АСУП и АСУ ТП при многократном ис-
пользовании показателя, которое достигает
10000 и более раз в смену. Использование
общесоюзных кодов при р > 50 раз в смену
недопустимо, так как это приводит к не-
оправданному значительному расходу тру-
довых ресурсов. В этом случае необходим
переход к локальным кодам, который позво-
ляет сократить трудоемкость работы Тр =
= мр(аК/100)3 в (100/К)2 раз. Если, напри-
мер, номенклатура показателей АСУ состав-
ляет 0,1% от общесоюзной номенклатуры
(Х=0,1), то трудоемкость Тр снижается в
106 раз.
Переход к локальным кодам возможен,
так как число обращений к показателю «вну-
три» АСУ обычно значительно превышает
число внешних контактов с использованием
данного показателя. Поэтому трудоемкость
перехода от общесоюзного кода к локально-
му и наоборот с учетом числа операций
перекодирования будет невелика. Использо-
вание машинного перекодирования также
позволяет снизить трудоемкость этих работ.
Есть, однако, и другие причины для ис-
пользования в АСУП и АСУ ТП локальных
кодов. Одна из важнейших причин — обеспе-
чение устойчивости работы системы. Ис-
пользование локальных кодов в АСУ, как
уже указывалось, сопровождается перекоди-
рованием, которое играет роль буфера, смяг-
чающего нестабильность внешней информа-
ции.
Изменение общесоюзных кодов (ввод
новых обозначений, исключение некоторых
старых и т. п.) требует изменения локальных
кодов или изменения системы перекодирова-
ния. Изменение локальных кодов в этом слу-
чае трудоемко и связано с переработкой про-
грамм и переподготовкой исполнителей,
а изменение системы перекодирования, как
правило, осуществляется несложно. Таким
образом, многие изменения в системе управ-
ления, особенно в вышестоящих органах, при
использовании в АСУ локальных кодов
практически не влияют на функционирование
АСУ.
143
Технические средства, используемые для
автоматизации управления, позволяют вво-
дить информацию только в определенной,
заранее обусловленной форме. Все это при-
водит к необходимости кодирования инфор-
мации.
Кодирование экономической информации
позволяет:
провести упорядочение всех номенклатур;
установить единообразие в обозначении
всех признаков, входящих в кодируемую но-
менклатуру, и сократить длину слова;
полнее использовать коды номенклатур,
привести информацию к форме, удобной для
ввода в технические средства;
предусмотреть в кодах специальные при-
знаки, которые используются при обработке
в ЭВМ или системах сбора и вывода инфор-
мации.
Классификация кодов экономической ин-
формации. Для кодирования экономической
информации используют цифровые, алфавит-
но-цифровые и алфавитные коды. Кодируют-
ся признаки (см. параграф 1 гл. VIII). Класси-
фикация реквизитов приведена на рис. IX.2,
классификация наиболее распространенных
цифровых кодов — на рис. IX.3.
По числу знаков коды экономической ин-
формации разделяются на малозначные
(1—2 знака) и многозначные. Каждый из
этих кодов может быть простым и сложным,
состоящим из нескольких простых. Сложные
коды позволяют сократить значимость ко-
дов и сократить число ошибок в первичных
документах.
Сложные коды могут быть связанными,
когда разделение составных частей кода не-
возможно, ибо они теряют смысл, и несвя-
занными, когда каждая часть кода имеет
самостоятельное значение.
Порядковый код. Он представляет собой
порядковый номер сущности (предмета,
явления, процесса) в общем списке. Груп-
пировки кодируемых сущностей не пред-
усматриваются. Для кодирования но-
вой сущности выделяется номер в конце
списка.
Серийный код. При кодировании этим ко-
дом каждой группе сущностей отводятся се-
рии номеров. Серийный код удобно исполь-
зовать при сложных номенклатурах, которые
четко группируются, подвергаются измене-
ниям и требуют получения многих итогов по
различным признакам. При таком кодирова-
нии обязательно наличие резервных кодов
в каждой группе сущностей.
Преимуществом кодирования серийным
кодом является простота построения и мень-
шее число знаков по сравнению с деся-
тичным кодом.
Недостатком такого кодирования являет-
ся трудность кодирования сложных много-
призначных номенклатур.
Десятичный код. Если номенклатура
имеет несколько видов признаков, которые
необходимо выделять при обработке
данных, то за каждым видом признаков за-
крепляется несколько десятичных разрядов
кода. Такой код называют десятичным, так
как для каждого вида признаков выделяется
число номеров, кратное десяти,— 10, 100,
1000 и т. д.
Достоинством кодирования десятичным
кодом является легкость кодирования, сор-
тировки, разделения на группы и возмож-
ность использования СПМ, а недостат-
Основание деления
по виду кода
по числу знаков кода
по числу включенных
элементов
по наличию самосто-
ятельных элементов
Рис. IX.3. Классификация цифровых кодов экономической информации
144
Таблица IX.4
ком — значительная избыточность, снижаю-
щая эффективность работы ЭВМ.
Код повторения. При использовании это-
го кода обозначениям сущностей приписы-
ваются те обозначения, которые они имели
до кодирования. Код повторения рекомен-
дуется применять в случае, если имеющиеся
цифровые обозначения почему-либо нежела-
тельно изменять (например, тяжело пере-
учивать персонал).
Достоинством этого кода является лег-
кость внедрения, запоминаемость, общепри-
нятость, а недостатком — невозможность
произвольного изменения кодов по желанию
проектировщика.
Специальный код. Это условные цифровые
или буквенные обозначения, которые исполь-
зуются при обработке информации с по-
мощью ЭВМ, а также в системах сбора
и передачи информации.
Кроме кодирования сущностей, спе-
циальные коды содержат указания для тех-
нических средств, т. е. несут дополнительную
информацию, которая малыми машинами
и СПМ обычно не декодируется. К спе-
циальным кодам относятся, например,
управляющие символы по ГОСТ 19767 — 74.
Смешанный код. Перечисленные выше
коды могут использоваться одновременно,
образуя смешанный код. Основные прин-
ципы кодирования экономической информа-
ции см. [514, с. 131 — 134].
5. Сигналы и коды
для сбора и вывода данных
Обмен данными между функциональны-
ми блоками системы управления должен
осуществляться законченными смысловыми
сообщениями, которые могут быть индиви-
дуальными, относящимися к одному изме-
ряемому параметру, и групповыми, относя-
щимися к нескольким измеряемым парамет-
рам.
Сообщения в системах управления пере-
даются двумя раздельными потоками
данных: информационным и управляющим.
Сигналы информационного потока под-
разделяются на следующие группы [610]:
сигнал измеряемого параметра;
сигнал диапазона измерения;
сигнал состояния того или иного функ-
ционального блока системы;
сигнал адреса (информация о принадлеж-
ности измеряемого параметра к определен-
ному функциональному блоку);
сигнал времени (информация, необходи-
мая для привязки значений параметров
к определенному моменту времени);
Состав нормативных документов, определяющих
машинное представление информации ГСП
Носитель информации	Общие тре- бования по ГОСТ	Технические параметры по ГОСТ
Сигналы частотные электрические, непре- рывные, входные и выходные	13418-79 16742-71	-
Сигналы входные и выходные электриче- ские кодированные	10938-75 (СТ СЭВ 583-77) 13418-79	10938-75 (СТ СЭВ 583-77) 12814-74
Сигналы тока и на- пряжения электриче- ские непрерывные входные и выходные	3044-77 6651 -78	9895-78
Сигналы пневмати- ческие входные и вы- ходные	13053-76 (СТ СЭВ 1034-78- СТ СЭВ 1037-78)	-
служебный сигнал (применяется для пере-
дачи служебной информации).
Сигнал измеряемого параметра может
быть представлен в цифровой или аналого-
вой форме. Нормативные документы, опре-
деляющие представление информации в ап-
паратуре ГСП для стыковки приборов, при-
ведены в табл. IX.4.
По виду сигнала, несущего информацию
о значении измеряемого параметра на входе
и выходе, источники и приемники информа-
ции подразделяют на следующие виды: ана-
логовые, дискретные, цифровые с последова-
тельным или параллельным импульсным
кодом, цифровые с параллельным или после-
довательным потенциальным кодом.
Обмен информацией между приборами
ГСП и средствами автоматизации и сопря-
гаемыми с ними средствами вычислительной
техники, согласно ГОСТ 12814 — 74, должен
производиться;
с вычислительными машинами и аппара-
турой передачи данных — 7-битными (см.
табл. IX. 14) и 8-битными (см. табл. IX. 17)
кодами;
с устройством преобразования аппара-
туры передачи данных — любым кодом со-
гласно табл. IX.5;
с аппаратурой и каналами телеграфной
связи — кодами телеграфной связи МТК-2
(см. табл. IX. 15) и пр.
Первичные коды для электрических сиг-
налов, приборов и средств автоматизации
145
Таблица IX.5
Коды, используемые для сбора данных
Код	Принцип построения	Область ис- пользования	Код	Принцип построения	Область ис- пользования
Единичный	Число выражает- ся количеством зна- ков «1»	Общего при- менения		сторону млад- шего разряда без переноса единиц в сле- дующий разряд	числитель, срав- ниваются с устав- ками в двоичном нормальном коде
Единичный позиционный	Число выражает- ся положением (по- рядковым номером) знака «1» в ряду знаков «0»				
			Двоично- десятичный рефлексный	См. двоично- десятичный и двоичный реф- лексный коды	В кодовых дат- чиках и преоб- разователях с уг- ловым или линей- ным перемеще- нием, сигналы ко- торых использу- ются для индика- ции, регистрации или сравнения с уставками, задан- ными в единично- десятичном или двоично-десятич- ном коде
Двоичный нормальный	Число выражает- ся сочетанием зна- ков «1» и знаков «0» по системе счи- сления с основа- нием 2				
Единично- десятичный	Десятичный раз- ряд числа выража- ется в единичном позиционном коде				
Двоично- десятичный	Десятичный раз- ряд числа выра- жается в двоичном нормальном коде		Двоично- десятичный самодопол- няющийся с весами раз- рядов 1 2-4-2-1	Десятичный разряд числа вы- ражается двоич- ным нормаль- ным кодом для чисел от 0 до 4, а числа от 5 до 9 являются зер- кальным ото- бражением чи- сел от 4 до 0 с заменой «1» на «0» и «0» на «1»	В двоично- десятичных счетчиках им- пульсов и циф- роаналоговых и аналого-цифро- вых преобразо- вателях
Двоичный рефлексный	Число получается из двоичного нор- мального кода сло- жением двоичного числа с этим же числом в том же коде, но со сдвигом на один разряд в	В кодовых датчиках и пре- । образователях с угловым или ли- нейным переме- щением, сигна- лы которых пе- редаются в вы-			
следует выбирать из табл. IX.22.
Цифровые символы кодов, указанных
в табл. IX.5, представлены в табл. IX.6.
При обмене информацией двоичными
нормальными кодами между приборами
и средствами автоматизации и вычисли-
тельными машинами число разрядов в ко-
довых комбинациях должно быть кратно
8 или 9, причем в 8-м (9-м) разряде записы-
вается сумма по модулю 2 (либо ее инвер-
сия) предыдущих 7 (8) разрядов.
Для защиты от ошибок при обмене ин-
формацией через каналы связи на входе
и выходе аппаратуры следует использовать
избыточные коды (табл. IX.7) с проверкой на
четность (нечетность); циклические; итера-
тивные; с повторением.
Для импульсных сигналов постоянного
тока ГСП на входе и выходе приборов
и устройств, использующих два цифровых
знака 0 и 1, устанавливаются в соответствии
с ГОСТ 10938-75 (СТ СЭВ 583-77) два
уровня напряжения.
Изделия АСВТ, воспринимающие анало-
говые сигналы, должны быть рассчитаны на
работу от аналоговых сигналов: электриче-
ских непрерывных (ГОСТ 9895 — 78), сигна-
лов от термопар и термометров электри-
ческого сопротивления, от индуктивных, диф-
ференциально-трансформаторных и реостат-
ных датчиков. При сопряжении устройств
АСВТ с пневматическими устройствами ГСП
должны использоваться сигналы пневмати-
ческие [620].
Сигналы тока и напряжения электрические
непрерывные (входные и выходные) ГСП. Па-
раметры этих сигналов [605]:
пределы изменения сигналов постоянного
146
Таблица IX.6
Цифровые символы первичных кодов общего применения
Ряд чисел	Единичный код	Единичный позиционный код	Двоичный нормальный код	Единично-десятичный код	Двоично- десятичцый код
0		00000000001	00000000	00100000000010000000001	00000000
1	1	00000000010	00000001	00100000000010000000010	00000001
2	11	00000000100	00000010	00100000000010000000100	00000010
3	111	00000001000	00000011	00100000000010000001000	00000011
4	1111	00000010000	00000100	00100000000010000010000	00000100
5	11111	00000100000	00000101	00100000000010000100000	00000101
6	111111	00001000000	00000110	00100000000010001000000	00000110
7	1111111	00010000000	00000111	00100000000010010000000	00000111
8	11111111	00100000000	00001000	00100000000010100000000	00001000
9	111111111	01000000000	00001001	00100000000110000000000	00001001
10	1111111111	10000000000	00001010	00100000000100000000000	00010000
тока .... 0	— 5; — 5 4- + 5 мА; 0 4- 20, —
-20-г +20 мА; 4-20 мА;
пределы изменения сигналов постоянного
напряжения ... 0 — 10, 0 — 20, 0 — 50, 0 — 100
мВ; 0-1, 0-5, 0-10 В.
Для каждого из указанных пределов из-
менения напряжения постоянного тока допу-
скается симметричное изменение пределов.
Приборы и устройства с сигналами тока
и напряжения должны обеспечивать возмож-
ность подключения нагрузки в следующих
пределах;
Для сигналов 0 — 5 и -5 4- +5 мА До 2,5 кОм;
Для сигналов 0 — 20 и — 20 4-
4- +20 мА.....................До 1 кОм;
Для сигналов fl —100 и —100 4-
4- +100 мА....................До 250 Ом
Для сигналов 0—10 и -10 4-
4- +10 В......................От 2 кОм и
более.
В табл. IX.7 х — фиктивная переменная;
к — число информационных элементов; т —
суммарное число переданных fc-разрядных
комбинаций.
Характеристика зависимости значений
сигналов от измеряемой величины должна
быть линейной.
Сигналы частотные электрические. Ос-
новные параметры сигналов частотных элек-
трических непрерывных (входных и вы-
ходных) средств ГСП должны удовлетворять
следующим требованиям [621]:
амплитуда входных сигналов синусои-
дальной формы должна находиться в одном
из следующих диапазонов: 2,5 — 10, 10—40,
40-160, 160-600 мВ, 0,6-2,4 В;
уровни входных и выходных сигналов,
импульсной формы должны соответствовать
указанным в табл. IX.8;
амплитуда выходных сигналов синусои-
дальной формы должна быть 1,0 —1,6 В.
Таблица IX.7
Избыточные коды
Наименование кода	Число про- верочных элементов	Образующий полином
С проверкой на четность (нечет- ность) Циклический Итеративный простой С повторением С повторением с инверсией	1 6 9 16 8 9 16 (т - \)к к	-	-	,	О	- +	+	+	II	II *	*	4-	о	о +	+	<N	S	S И	X	* — - , - 7	+	+	+ + +	+	+	+ + xOO — OO O' — И	И	И	И И И	И	И
Таблица IX.8
Уровни и диапазоны входных и выходных сигналов
Сигналы	Высокий уровень напряжения, В	Низкий уровень напря'жения, В
Входные	2,0-5,25	-0,4-0,8
	2-0	— 0,5 —( — 20)
	0,6-2,4	-2,4-0,15
Выходные	2,4—(5,25)	0-0,4
	0-(-1,0)	( — 9,5) —(19,0)
	1,0-1,6	(-1,6)-0
147
Значения параметров выходных сигналов
устанавливают для номинальных значений
активного сопротивления нагрузки, выби-
раемых из ряда 75, 150, 300, 600, 1400,
1600 Ом, с допускаемыми отклонениями
в нормативно-технической документации на
конкретные виды изделий.
Для выходных сигналов, которые форми-
руются периодическим изменением электри-
ческого сопротивления выходной цепи изме-
рительного преобразователя, сопротивление
импульсе должно быть не менее 50 Ом,
паузе — не менее 50 хОм.
Зависимость между частотой сигнала f
текущим значением преобразуемой вели-
чины р должна соответствовать выражению
в
в
и
величины;
частоты;
АРтах
где /0 — начальное значение частоты, со-
ответствующее нижнему предельному значе-
нию преобразуемой
А/тах — диапазон	изменения
р0 — нижнее предельное значение преобразуе-
мой величины; Артах — диапазон изменения
преобразуемой величины.
Начальное значение частоты /0 и диапа-
зон изменения частоты А/тах (для каждого
значения /0) выбираются по табл. IX.9.
Допускается выбирать А/тах из ряда 10,
20, 40, 80, 100 кГц для сигналов, не предназ-
наченных для передачи по каналам связи.
При этом /0 должна быть равна нулю.
Цифровой код выходного сигнала при со-
ответствующем преобразовании должен
быть двоичным нормальным, двоично-деся-
тичным с весами двоичных разрядов
8 —4—2 — 1 или единично-десятичным по
ГОСТ 12814-74.
Таблица IX.9
Диапазоны изменения частот
Диа- пазон изме- нения	Начальное значение частоты								
	Л					Гц			
часто-									
ты /0, Гц	4	8	16	250	500	1000	2000	4000	8000
4	4	4	4						
8	8	8	8	—	—	—	—		
16	16	16	—	—	—	—	—		
250	—	—	—	250	250	250	250		
500	—	—	—	500	500	500	500		
1000	—	—	—	—	1000	1000	1000	1000	
2000	—	—	—	—	—	2000	2000	2000	2000
4000	—	—	—	—	—	—	4000	4000	4000
8000	—	—	—	—	—	—	—	8000	8000
Верхний предел кодированного сигнала
N, соответствующий верхнему пределу вход-
ного сигнала или отношению сигналов, дол-
жен быть равен:
для двоичного кода 2*, где к — целое по-
ложительное число не менее 7;
для десятичного кода А • 10", где А = 1, 2,
5; п — целое положительное число не менее
2.
Значения выходных кодированных сигна-
лов должны составлять натуральный ряд чи-
сел от а до N — 1.
Выходные цифровые кодированные сиг-
налы и сигналы управления должны иметь
следующие параметры:
цифровой знак «1» — постоянное отрица-
тельное напряжение или импульс отрица-
тельной полярности амплитудой 3, 6, 12 В
с допуском не более +20%;
цифровой знак «0» — отсутствие напряже-
ния или остаточное напряжение не более
10% от номинального значения сигнала, со-
ответствующего знаку «1».
Импульсные входные электрические сиг-
налы. Номинальные значения амплитуд им-
пульсов тока и напряжения приведены ниже.
Тип сигнала
Токовый, мА 1 2 5 10 20 50 100 200 500 —
Напряжения,
В........... 0,6 1,2 3 6 12 24 48 60 110 220
Эти значения не относятся к сигналам
приборов и устройств, выполненных на
интегральных микросхемах.
Диапазон напряжений входных и вы-
ходных сигналов, соответствующих низкому
и высокому уровню напряжения, для прибо-
ров и устройств, выполненных на инте-
гральных микросхемах, следует выбирать из
значений, указанных в табл. IX. 10.
Таблица IX.10
Диапазон напряжении входных и выходных сигналов
Вид сигнала	Диапазон напряжений, В	
	Высокий уровень	Низкий уровень
Выходной	2,4-5,25	0-0,4
Входной	2,0-5,25	(-0,4)-0,8
Выходной	13,5-16,5	0-1,5
Входной	8,5-16,5	0-6,5
Выходной	( — 9,5) —(—19)	(-1)-0
Входной	(-8,5)-(-20)	(-2)-0
148
Параметры, характеризующие нагрузоч-
ную способность (выходной ток, выходное
сопротивление) и потребление по входу
(входной ток, входное сопротивление) изде-
лий, выполненных на интегральных микро-
схемах, определяются в стандартах и техни-
ческих условиях на соответствующие изде-
лия.
Для импульсных сигналов постоянного
тока на входе и выходе устройств, исполь-
зующих два цифровых знака 1 и 0, принято
[607], что цифра 1 означает напряжение
в импульсе положительной или отрицатель-
ной полярности, а цифра 0 — отсутствие на-
пряжения или остаточное напряжение той же
полярности, что и напряжение, соответ-
ствующее знаку 1.
Коды сигналов входных и выходных
электрических для ГСП согласно [619] при-
ведены в табл. IX.6.
Сигналы пневматические входные и вы-
ходные ГСП. Диапазон изменения входных
и выходных аналоговых сигналов устанавли-
вается в пределах 0,02 — 0,1 МПа (0,2—1,0
кгс/см2) [620].
В качестве входных и выходных дис-
кретных сигналов применяют условные сиг-
налы 0 и 1. Давление сжатого воздуха дис-
кретных сигналов пневматических приборов
и устройств должно быть при значении сиг-
нала:
0 — не менее 0 и не более 0,01 МПа (не
менее 0 и не более 0,1 кгс/см2);
1 — не менее 0,11 и не более 0,154 МПа
(не менее 1,1 и не более 1,54 кгс/см2).
Давление сжатого воздуха дискретных
сигналов приборов и устройств струйной
пневмоавтоматики должно быть при значе-
нии сигнала:
0 — ± 0,03Рпит;
1 - не менее О,ЗРПИТ, где Рпит — давление
воздуха питания.
Для приборов и устройств с дискретным
входным сигналом максимальное значение
перегрузки должно быть равно максималь-
ному давлению воздуха питания — 0,154
МПа (1,54 кгс/см2).
Изменение выходного сигнала (показа-
ний) приборов и устройств, относящихся
к средствам измерений, не должно превы-
шать абсолютного значения предела допу-
скаемой основной погрешности для прибо-
ров и устройств классов точности 0,25: 0,4;
0,5; 0,6; 1,0; 1,5 и половины абсолютного
значения предела допускаемой основной по-
грешности для приборов и устройств клас-
сов точности 2,0; 2,5; 4,0.
Мощность выходного сигнала приборов
и устройств (расход воздуха на выходе) дол-
жна устанавливаться в нормативно-техниче-
ской документации на конкретные виды при-
боров и устройств.
В реальных системах используются раз-
личные сочетания кодов и сигналов. Напри-
мер, в АСЭТ применяют три из четырех ви-
дов унифицированных сигналов, принятых
в ГСП: сигналы тока и напряжения электри-
ческие аналоговые; сигналы электрические
непрерывные, частотные, сигналы электриче-
ские кодированные.
Пример использования кодов и сигналов
ГСП в аппаратуре КТС ЛИУС приведен
в литературе1.
6.	Коды ЭВМ
В настоящее время ввод информации
в ЭВМ может осуществляться с пульта, пер-
фолент, перфокарт, магнитных лент и непо-
средственно с датчиков.
В разных моделях ЭВМ используются
различные коды для ввода и вывода инфор-
мации. Такое положение затрудняет компо-
новку систем из оборудования с различными
кодами и сигналами. Поскольку проектиров-
щику приходится заниматься компоновкой
систем из готовых технических средств,
в том числе и ЭВМ, ниже приведены данные
о носителях исходной информации. Эти све-
дения необходимы для проработки вопросов
совместимости при работе различных ЭВМ.
На рис. IX.4 представлены типы инте-
гральных характеристик кодов исходной ин-
формации. На рис. IX.5 дана классификация
двоичных кодов исходной информации,
обладающих различной способностью ис-
правления ошибок в исходной информации
(корректирующей способностью). Примеры
наиболее распространенных кодов приве-
дены в [514, с. 133].
Состав нормативной документации, опре-
деляющей представление дискретной инфор-
мации на машинных носителях, представлен
в табл. IX. 11.
Общие требования к дискретным кодиро-
ванным сигналам приведены в ГОСТах
17369-78, 19781-74, 21552-76, 16325-76
и стандартах СЭВ: СТ СЭВ 358 — 76, СТ
СЭВ 359-76, СТ СЭВ 360-76, СТ СЭВ
361-76.
Обмен дискретной информацией в систе-
мах между устройствами ЭВМ (процес-
сор — ОЗУ) осуществляется следующими ос-
новными информационными единицами:
1 ГСП. Комплекс технических средств для ло-
кальных информационно-управляющих систем.
КТС ЛИУС, Харьков, СКВ САУ, 1974, 222 с.
149
Основание деления
Основание деления
Тип характеристи-
ки
Число импульс-
ных признаков
Постоянство чис-
ла разрядов кодо-
вой информации
Способ комбини-
рования
Тип характеристи-
ки
Способ передачи
Тип импульсного
признака
характеристик кодов
двоичным разрядом, байтом, полусловом,
словом, двойным словом.
Для представления информации на техни-
ческих носителях — перфолентах, перфокар-
тах, магнитных лентах — устанавливается на-
бор единиц информации: двоичный знак,
символ, поле, фраза, сообщение, массив, зо-
на, том (расположены в порядке возрастания
длины частей информации, которым они со-
ответствуют). Каждая последующая единица
может включать различное число полных
предыдущих единиц информации.
Таблица IX.11
Состав нормативных документов, определяющих представление информации на машинных носителях
Тип носителя информации	Общие требования по ГОСТ	Геометрия битового симво- ла по ГОСТ	Расположение единиц информа- ции по ГОСТ	Кодирование по ГОСТ
Лента бумажная перфораторная	1391-70, 19767-74, ИСО 1729-73	10860-68	15029-69	13052-74
Карта перфорационная	6198-75 19767-74	8912-76	8912-76	19769-74
Лента магнитная	17204-71 20958-80	12065-74	20731 -75	19768-74 13052-74
150
Основание
деления
Избыточность
Равномерность
Сложность
Вид кода
Основание деления
Избыточность
Блочность
Разделимость
Систематичность
Цикличность
Вид кода
Рис. IX.5. Классификация двоичных кодов
Таблица IX.12
Коды ввода-вывода ЭВМ
Но- си- тель	Код	Но- I мер таб- лицы	Носитель	Код	Но- мер таб- лицы
Пер-	КОИ-8	IX.17	Перфо-	КПК-12	IX.16
фо- лен-	МТК-2 КОИ-7Н0	IX.15 IX.13	карта Магнит-	КОИ-8	IX.17
та	KOH-7Hj КОИ-7С,	IX.14 IX.14	ная лен- та Элект- рический сигнал	ДКОИ	1Х.18
Единицы информации на перфолентах,
перфокартах и магнитных лентах разделяют-
ся специальными символами (ГОСТ
13052 —74) — см. операторский интерфейс.
Разделитель информации фиксирует на тех-
ническом носителе конец соответствующей
единицы информации.
Отсутствие перфорации означает «нуль»,
наличие — «единицу» информации двоичного
кода. На магнитных носителях информация
записывается в виде намагниченных участков
ферромагнитного слоя.
Сочетание пробивок или сочетание на-
магниченных участков формирует коды чи-
сел или букв.
К каждой комбинации должен добавлять-
ся проверочный элемент для контроля по
четности, который располагается на 8-й до-
рожке (для восьмидорожечной перфоленты).
Контрольному разряду присваивается значе-
ние 1, если сумма единиц информационных
разрядов четная, и значения 0, если сумма
единиц информационных разрядов нечетная.
Типы кодов, применяемых в ЭВМ для
ввода, хранения, обработки, выдачи инфор-
мации, приведены в табл. IX. 12. Знаки, пе-
чатающиеся на перфорированной бумаге ши-
риной 420 мм, см. в табл. IX. 17.
По ГОСТ 19767 — 74 установлены два
класса управляющих символов: управляю-
щие и графические. Управляющие символы
используются для воздействия на работу ап-
паратуры, графические — для представления
данных.
Некоторые специальные знаки требуют
пояснения: # — номер; Д - знак денежной
единицы; & — коммерческое И; \ - обратная
дробная черта; л — стрелка вверхсла-
бое ударение; "1 — логическое НЕ; (« - ком-
мерческое ЭТ;'> — звездочка.
Коды для перфолент. Кодовые таблицы
7-битных кодов КОИ — 7Н0, КОИ-7Н, для
обмена информацией приведены в табл.
IX. 13 и IX. 14. В этих таблицах принято сле-
дующее расположение информации: верхние
три строки содержат старшие три кодовых
разряда; левые четыре столбца содержат
остальные четыре разряда кода.
Основная таблица включает 16 строк и
8 столбцов (табл. IX. 13) или 16 столбцов
(табл. IX. 14). Столбцы 0 и 1 содержат упра-
вляющие символы, столбец 2 - служебные
символы, знаки операций, столбец
Таблица IX.13.
Кодовая таблица 7~ ватного кода ( КОН -7Н0)
0	0	0	0	1	1	1	1
0	'0	1	1	0	0	1	1
0	1	0	1	0	1	0	/
							0	1	2	J	4	5	6	7
	0	0	0	0		0	NUL	(TCi)DLE	Провел	0	(a)	P	x	P
	0	0	0	1		1	(TCt)SOH	DC,	f	1	A	Q	a	9
	0	0	1	0		2	(TCz)STA	DCz		2	В	R	b	
	0	0	1	1		3	(TCj)ETX	DCj	#	3	C	S	c	S
	0	1	0	0		4	(ТСJ EOT	DC*	П	4	D	T	4	t
	0	1	0	1		5	(TCs)ENQ	(TCe)HACK	%	5	E	и	e	u
	0	1	1	0		6	(TCt)ACH	(TCa)SYHC	&	6	F	V	F	V
	0	1	1	1		7	BEL	(ICrfETB	/	7	G	w	9	w
	1	0	0	0		8	(FEq)BS	CAN		8	H	X	h	X
	1	0	0	1		9	(FE,) HT	EM	ZTZ	9	I	Y	i	У
	1	0	/	0		Ю	(FEz)Lr	SUB	♦		J	z	J	г
	1	0	1	1		//	(FEj) VT	ESC	+	f	К	(0	k	{
	1	1	0	0		12	(FEJFF	(ISJFS			L		I	I
	1	/	0	1		13	(FES)CR	(ISj)CS	—	=	M	(»	m	
	/	1	1	0		14	SO	f/Sz)RS	•	>	N	—• или A	n	—
	1	1	1	1		15	SI	(IS,) US	/		0	—	0	Забой
152
3 — цифры и знаки операций, столбцы 4 — 7,
12—15 — символы различных алфавитов.
Имеется некоторая двойственность в обо-
значениях служебных символов, располо-
женных на клавиатурах различных
устройств. Символы ВХ, РУС, (табл. IX. 14)
и SI (табл. IX. 13) — эквивалентны. Аналогич-
но эквивалентны символы ВЫХ, ЛАТ и SO.
Каждому управляющему символу из
табл. IX. 13, IX. 14 соответствует одна кодовая
комбинация; причем каждому управляюще-
му символу из табл. IX. 14 соответствует по-
следовательность двух 7-битных кодовых
комбинаций, первая из которых — код сим-
вола АР2 (0011011), а вторая — код соответ-
ствующего символа табл. IX. 14.
Отсутствие в начале текста управляющих
символов ВХ и ВЫХ равносильно присут-
ствию в начале этого текста кода символа
ВХ. Кодовые комбинации символов ВХ
и ВЫХ не влияют на значения других управ-
ляющих символов.
Управляющие символы ВХ и ВЫХ ис-
пользуются для 7-битного кодирования гра-
фических символов.
Графические символы из таблицы IX. 13
и IX. 14 кодируются следующим образом:
если в последовательности кодируемых
символов предшествующих графическим
символом был символ из той же таблицы, то
каждый символ последовательности коди-
руется соответствующим собственным ко-
дом;
если в последовательности кодируемых
символов осуществляется переход с латин-
ского алфавита на русский (и наоборот), то
очередной символ последовательности коди-
руется двумя кодовыми комбинациями, пер-
вая из которых представляет собой код сим-
вола РУС (ЛАТ), а вторая — кодовую ком-
бинацию данного символа.
Кодировочная таблица международного
телеграфного кода для 5-дорожечных перфо-
лент представлена в табл. IX. 15.
Коды для перфокарт. Кодирование сим-
волов на 12-позиционной перфокарте дол-
жно соответствовать табл. IX. 16 [628].
Кодовая таблица К ПК-12 представляет
собой матрицу из 16 столбцов и 16 строк
(256 кодовых позиций). Столбцы и строки
таблицы пронумерованы десятичными ци-
фрами от 0 до 15. Таблицу условно можно
разделить на две части: левую (столбцы
0 — 7), правую (столбцы 8 — 15).
В левом и правом крайних столбцах,
а также в верхней строке кодовой таблицы
К ПК-12 приведены кодовые комбинации,
указывающие номера позиций в колонке
перфокарты, в которых должны быть про-
бивки.
Управляющие символы в кодовых пози-
циях в таблице указаны в виде их условных
обозначений,, а графические символы — в ви-
де их изображений.
Любая кодовая позиция таблицы опреде-
ляется дробным числом, числителем которо-
го является порядковый номер столбца,
а знаменателем — порядковый номер строки.
Таблица IX. 14.
Подобая таблица 7-битного кода (К0И~7Но, КОН-ТН^
	0								1							
	Латинский регистр (7Ho)								Русский регистр (7Ht)							
J7	0	O'	0	0	1	1	1	1	0	0	0	0	1	7	1	i
	0	0	1	1	0	0	1	/	0	0 '	1	1	0	0		1
3,	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	i
з.з.	3i	3t	
0	0	0	0
0_	0	0	1
0_	0	1	0
0	0	1	1
0_	1	0	0
0_	1	0	1
0	1	1	0
0_	1	1	1
1	0	0	0
1	0	0	1
1	0	1	0
1	0	1	1
1_	1	0	0
1	1	0	1
1_	1	1	0
1_	1	1	1
	0	0	1 г	2 Ч	J;	*4	I S]		4	8	9	10	11	12	13	14	15
0	ПЗС	(CCJAPj	Пробел	0	(а)	р	\	p					ю	п	Ю	П
/	(CCf)H3	(09f)	1	1	А	Q	а	q					а	я	А	Я
г	(СС2)НТ	(СИ1)		Z	В	R	b	r					б	р	Б	р
3	(ССз)КТ	(СПз)		3	С	S	с	s					Ц	с	ц	с
п	(ССо)КП	(аш ста		4	В	Т	б	t					0	т	А	Т
5	1СС5)КТМ	(CCa)HET	°/о	5	Е	и	е	и	Повторение колонок 0+3				е	Ч	Е	9
6	(ССв)ДА	(СС9) С UH	&	6	F	г	f	V						ж	Ф	Ж
7	ЗВ	(СС10) КБ		7	G	W	Р	kV					г	0	Г	В
8	(СПв)ВШ	АН	(	8	К	X	h	X					X	ь	X	Ь
9	(СП)) ГТ	КН	)	9	1	Y	i	У					и	ы	И	Ы
Ю	(СП1)ПС	ЗМ	*	. •	J	Z	J	г					й	3	Й	3
11	(СПз) ВТ	ар2	+		К	С	К	т					к	UJ	к	ш
/2	(СП<)ПФ	(PHt)P4>		<	L	\	I	1					л	э	л	3
К	(СП5) В к	(РНз)РГ	—	=	М	3	m	)					м	щ	м	
14	ВЫХ	(РИг)РЗ	•	>	N	А	n						н	ч	н	ч
15	ВХ	(РИ,)РЭ	/	?	0	—	0	ЗБ					0	Ъ	0	ЗБ
153
Таблица IX.15
Международный телеграфный код МТК-2
№ ком- бина- ции	Регистр			Разряд комбинации					№ ком- бина- ции	Регистр			Разряд комбинации				
	Рус- ский	латин- ский	циф- ры, знаки							Рус- ский	латин- ский	цифры, знаки					
				1	2	3	4	5					1	2	3	4	5
1	Т	Т	5	0	0	0	0	1	17	3	Z	+	1	0	0	0	1
2	Возврат каретки			0	0	0	1	0	18	Д	D	Кто там	1	0	0	1	0
3	О	О	9	0	0	0	1	1	19	Б	В	?	1	0	0	1	1
4		Пробел		0	0	1	0	0	20	С	S	ап	1	0	1	0	0
5	X	Н	Щ	0	0	1	0	1	21	Ы	Y	6	1	0	1	0	1
6	н	N		0	0	1	1	0	22	Ф	Р	Э	1	0	1	1	0
7	м	М		0	0	1	1	1	23	Ь	X	/	1	0	1	1	1
8	Перевод строки			0	1	0	0	0	24	А	А		1	1	0	0	0
9	Л	L	)	0	1	0	0	1	25	В	W	2	1	1	0	0	1
10	Р	R	4	0	1	0	1	0	26	Й	J	Ю	1	1	0	1	0
11	Г	G	Ш	0	1	0	1	1	27	Цифровой		регистр	1	1	0	1	1
12	И	I	8	0	1	1	0	0	28	У	и	7	1	1	1	0	0
13	п	Р	0	0	1	1	0	1	29	Я	Q	1	1	1	1	0	1
14	ц	С		0	1	1	1	0	30	к	к	(	1	1	1	1	0
15	ж	V	==	0	1	1	1	1	31	Латинский		регистр	1	1	1	1	1
16	Е	Е	3	1	0	0	0	0	32	Русский регистр			0	0	0	0	0
Любой символ таблицы определяется как
кодовой позицией, так и кодовой комбина-
цией — кодом.
В кодовой таблице КПК-12 коды обозна-
чаются последовательностью перфори-
руемых на позициях колонки перфокарты
номеров, отделенных друг от друга дефисом.
Пример IX. 1. Код прописной буквы Ш (кодовая
позиция 15/11) 12-11-0-9-8-3
Коды для магнитных лент. Двоичные
8-битные коды для обмена и обработки ин-
формации, предназначенные для представле-
Таблица IX.16
Кодовая таблица -12 позиционного кода перфокарты (кодовая таблица КПК-12)
		12	11	0		12 0	12 11	И	12 11 о	12	11	0		12 0	12 11			
	К пар	0	1	2	J	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	/4	15	
	0	&	—	0	Пробел	{	I	}					"Д	Ц	й	Я	ь	8-1
1	1	А	3	/	1	а	J	—	ы	НЗ	СУ1	Д01	4/7	=		Д31		9-1
2	2	В	к	S	2	ь	8		3	НТ	СУ2	Д02	СИН					9-2
3	3	С	L	Т	3	с	1	t	ш	КТ	СУЗ	ДОЗ	ДЮ					9-3
_±_	4	В	М	и	4	д	т	и	3	Д28	Д29	ДОУ	Д20					9-4
5	5	Е	N	и	5	е	п	V	Щ	ГТ	Д05	ПС	Д21					9-5
6	6	F	0	IV	6	f	0	И'	У	Д06	ВШ	КБ	Д22				ю	9-6
7	7	G	Р	X	7	9	Р	X	ъ	—	Д07	АР2	КП				а*	9-7
*8	8	Н	Q	Y	8	h	9	у	ю	Д23	АН	Д08	Д2У				6	9-8
9	9	/	R	Z	9	L		2	А*	Д13	КН	Д09	Д25	ПУС	АР1	Дно	дю	9-8-1
8-2	10	L	]	\		л	к	р*	Б	Д1У	Д18	ДЮ	Д26	X*	Н*	т*	3	9-8-2
8-3	11	•	И		#	е*	л	с*	и	ВТ	Д15	Д"	ДП	И	0*	У	ш	9-8-3
8-4	12	<	♦	%		9>	м	Т	Д	ПФ	РФ	Д12	стп	н	п	ж	3	9-8 -4
8-5	13	(	)	—		г	н		£*	вк	РГ	ктм	НЕТ	/г*	я	в*	Ш,	9-8-5
8-S	/4	+	j	>		X*	О*	ж	<р	вых	РЗ	ДА	ДЗО	л	р*	ь	У	9-8-6
8-7	15	1	—1	7	•	и	п	в	Г	вх	РЭ	ЗВ	зм	м*	с*	ы	зв	9 8-7
Примечание: 1. В кодовой позиции 1/15 допускается знак„К’ (стрелка вверх)
2. В кодовой позиции 7/7 допускается прописная буква „Ъ”
154
Таблица IX.17
Кодовая таблица 8-битного кода для обмена и обработки информации (кодовая таблица КОИ-8)
		*						“ 8	0	0	0	0	0	0	0	0	7	1	1	1	1	7	1	1
		Номера	 разрядов					7	0	0	0	0	1	1	1	1	0	0	0	0	1	7	7	1
							аб	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	7	0	0	1	1
							° 5	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
а а а а 8	7	6 5			а 4	а 3	а 2	а 	1	№ ПО пор	00	01	02	03	04	05	06	01	08	09	10	11	12	13	14	15
			0	0	0	0	0	ПУС	API	Продел	0	@	Р		p	ВЦФ	Д16	—		ю	п	Ю	П
			0	0	0	1	1	НЗ	СУ!	г	1	А	Q	а	4	H3H	А17			а*	я	А*	Я
			0	0	1	0	2	НТ	СУ2	•	2	В	R	b	г	PH	УУК			т	р*	Б	
			0	0	1	1	3	КТ	СУЗ	ТР	3	С	S	с	s	ДОЗ	Д19			и	с*	и,	с*
			0	1	0	0	4	КП	СТП	д	4	D	т	д	t	БК	вкп			д	т	Д	7*
			0	1	0	1	5	К4М	НЕТ	%	5	Е	и	е	и	НС	ОСУ			f*	У*	Е*	У
			0	1	1	0	6	ДА	СИН	&	6	F	V	f	V	НП	вп			ф	ж	Ф	Ж
			0	, 1	1	1	7	ЗВ	КБ	г	7	О	W	9	w	ОЖД	Д23			г	0	Г	в*
			1	0	0	0	8	ВШ	АН	(	8	н	X	h	Д	Д08	Д24			X*	ь	X*	ь
			1	0	0	1	9	ГТ	КН	)	9	/	Y	i						и	ы	И	ы
			1	0	1	0	10	ПС	ЗМ	♦		J	2	J	z	УР	Д26			и	3	И	3
			1	0	1	1	11	ВТ	АР2	+		к	[	И	{	СП2	СПЗ			к	ш	7F	ш
			1	1	0	0	12	ПФ	РФ			L	\	I	1	Д12	ВЫЛ			л	3	/7	3
			1	1	0	1	13	вк	РГ		=	М	]	m ’	}	Д13	ВСТ			м	щ		1Д
			1	1	1	0	14	вых	РЗ		>	Н		n		НРВ	дзо			к	ч	/У*	ч
			1	1	1	1	15	вх	РЗ	/	7	0	—	0	=	СП1	JUL			б*	ъ	т*	ЗБ
Примечания. 1. В кодовой позиции 05/14 допускается знак „/{'(стрелка вверх)
2. В кодовой позиции 13/15 допускается прописная буква „ Ъ "
Таблица IX.18
Кодовая таблица двоичного кода для обмена и обработки информации (кодовая таблица ДНОМ)
			*					 0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1
		Номера						0	0	0	0	1	1	1	1	0	0	0	0	1	1	1	1
							2	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1
		разрядов ~																					
							3	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
		I	х																					
|ф|ф			4	5	6	7	ла пор	0	/	2	3	4	5	6	7	8	9	А	в	с	в	Е	F
			0	0	0	0	0	ПУС	АР1	ВЦФ	Д16	Про- бел	&	—		Ц	й	Я	ь	{	}	\	0
			0	0	0	1	1	НЗ	СУ1	НЗН	дл			/		а	~7~	—	Ы	А	3		1
			0	0	1	0	2	НТ	СУ2	РП	СИН					Ь	К	S	3	В	к	5	2
			0	0	1	1	3	КТ	СУЗ	доз	Д19					с	1	t	ш	С	L	Т	3
			0	1	0	0	4	вып	ВСТ	БК	ВКП					а	m	и	3	D	М	и	4
			0	7	0	1	5	ГТ	НС	ПС	ОСУ					е	п	и		Е	И	V	5
			0	1	1	0	6	НП	ВШ	КБ	вп				ю	f	0	W	ч	Г	0	W	6
			0	1	7	1	7	=.	02КД	АР2	КП				а*	9	Р	X	ъ	6	Р	X	7
			7	0	0	0	8	д^	АН	Д08	Д24				б	Л	9	9	ю	Н	Q	Y	8
			1	0	0	1	9	Д13	КН	Д09	Д25					i		г	А*	/	R	г	9
			г	0	1	0	А	НРВ	УУК	УР	Д26	[	]	I		0	К		Б	X*	н*	т^	_3_
			1	0	1	7	В	ВТ	СП1	СП2	СПЗ	•	И		#	е*	л	с*	Ц	И	0*	У	ш
			1	1	0	0	С	ПФ	РФ	ДИ	СТП	<	*	°! /о	@	ф	м	т	Д	Й	п	ж	3
			1	1	0	1	D	вк	РГ	ктм	НЕТ	(	), •	—	г	г	н	Г	Е^	н*	я	в*	1Д
			1	1	1	0	Е	вых	РЗ	ДА	ДЗО	4-		1		>	=	/*	О*	ж	Ф	п	р*	ь	ч
			1	1	1	1	F	вх	РЗ	ЗВ	ЗМ	J	п	7	»	и	п	0	Г	тГ	~с^	ы	2£|
Примечания: /. В кодовой позиции 5/ допускается знак „Л"(стрелка вверх)
2. В кодовой позиции В/7 допускается прописная буква *1”
155
Таблица IX. 19
Коды устройств ввода-вывода управляющих ЭВМ
Тип ЭВМ
Тип УВВ	М-40	М-400	М-6000	М-7000	СМ-1, СМ-2	СМ-3, СМ-4	М-4030	М-60
Пишущая ма- шинка «Консул-260»	—	КОИ-8	КОИ-8	КОИ-8	КОИ-8	—	КОИ-8	—
Считыватель	КОИ-7	КОИ-7	КОИ-7	КОИ-7	КОИ-7		КОИ-7	КОИ-7
FS-1501	КОИ-8	КОИ-8	КОИ-8	КОИ-8	КОИ-8	—	КОИ-8	КОИ-8
Считыватель	МТК-2	МТК-2	МТК-2	МТК-2	КОИ-2	КОИ-7	МТК-2	МТК-2
устройства MPR 51/301 Перфоратор	КОИ-8	КОИ-8	КОИ-8	КОИ-8	КОИ-8	КОИ-8 МТК-2	КОИ-8	КОИ-8
ПЛ-150* Перфоратор	—	—	—	—	—	КОИ-8		—
устройства MPR 51/301* УПП DZM-180		КОИ-7			КОИ-7	КОИ-7		
АЦПУ ЕС-7184А	—	—	—	—	КОИ-7	—	—	—
УПП DARO-1156								КОИ-8	КОИ-7				
АЦПУ ЕС-7030	—	—	—	—	—	—	КОИ-7	—
АЦПУ УП-16	КОИ-7	—	—	—	—	—	—	—
Устройство вво- да с перфокарт ЕС-6012				—			—	КПК-12	—
Устройство вы-	—		—	—	—	—	КПК-12	—
вода на перфо- карты ЕС-7010 НМЛ ИЗОТ-5001		КОИ-8						
НМЛ ИЗОТ-5003	—	—	—	ЕОИ-8	КОИ-8	КОИ-8	—	—
НМЛ ЕС-5012	—	—	—	—	—	—	КОИ-8	—
НМД ИЗОТ-1370	—	КОИ-8	—	КОИ-8	КОИ-8	КОИ-8	—	—
НМД Р-401 А	—	—	КОИ-8	—	—	—	—	—
НМД ЕС-5060	—	—	—	КОИ-8	КОИ-8	—	—	—
НМД ЕС-5052	—	—	—	—	—	—	КОИ-8	—
Дисплей ВИДЕОТОН-340 Дисплей	—	КОИ-8	КОИ-8		-	КОИ-8	КОИ-8	—
СИД-1000 Дисплей СИГДА	—	—	КОИ-8,	—	—			
Дисплей ДМ-500					специаль- ный код		КОИ-8			
Дисплей ДМ-2000	—	—	—	—	КОИ-8	КОИ-8	—	—
Телетайп Т-63	—	—	МТК-2	—	—	—		—
ЭВМ	ДКОИ	ДКОИ	ДКОИ	ДКОИ	ДКОИ	ДКОИ	ДКОИ	ДКОИ
* Устройство может выдавать носитель информации в коде КОИ-7, КОИ-8, МТК, но на 8-доро-
жечной ПЛ.
ния алфавитно-цифровой информации в си-
стемах математического обеспечения, на вхо-
дах и выходах ЭВМ, для носителей инфор-
мации и УВВ, воспринимающих 8-битный
код, приведены в ГОСТ 19768 — 74.
Установлены следующие 8-битные коды:
двоичный код для обмена и обработки
информации (ДКОИ);
8-битный код обмена и обработки инфор-
мации (КОИ-8).
В кодах учтены требования международ-
ного стандарта И СО МС 2022.
В табл. IX. 17 приведен 8-битный код для
обмена и обработки информации (КОИ-8),
в табл. IX. 18 — двоичный код для обмена
и обработки информации (ДКОИ).
156
Таблица IX.20
Интерфейсы, применяемые в управляющих
вычислительных комплексах и системах управления
Тип ЭВМ, системы	Тип интерфейса	Способ реализации
М-40*	2К	-
М-60	2К [47, вып. 9]	-
М-6010	2К	-
М-400	«Общая шина»	-
М-6000ж	2А	Дискретные компоненты, сторона процес- сора
	2В	Дискретные компоненты, сторона УВВ
	2К [35]	Микросхемы
СМ-1*, СМ-2*	2К	
СМ-3, СМ-4	«Общая шина» [47, вып. 10]	
М-4030*	Стандартный .интерфейс ЕС ЭВМ (2А) [47, вып. И]	
ЕС ЭВМ	Стандартный интерфейс ЕС ЭВМ (2А)	
КТС ЛИУС*	2Д [2]	Дискретные ком- поненты
	ЕИО, ЕИ1, ЕИ2 [47, вып. 8]	Микросхемы
АСКР-ЭЦ	2К	Интерфейсный блок [47, вып. 16]
КАМАК	Специализиро- ванный интер- фейс	Микросхемы
* Отмеченные ЭВМ и системы могут сопря-
гаться с другими системами с помощью интер-
фейсных блоков сопряжения (см. табл. IX.24).
Структура кодовых таблиц КОИ-8
и ДКОИ представляет матрицу из 16 столб-
цов и 16 строк (256 кодовых позиций). Стро-
ки и столбцы пронумерованы: в таблице
КОИ-8 — десятичными цифрами от 00 до 15
и от 0 до 15 соответственно; в таблице
ДКОИ — в шестнадцатиричной системе счис-
ления 0, 1, 2, ..., 9, А, В, , F.
Управляющий символ в кодовой позиции
в таблицах указан в виде его условного обо-
значения, а графический символ — в виде его
изображения.
В таблице КОИ-8 кодовые комбинации
обозначены последовательностью а8, ..., al,
где биты представлены строчной буквой а
с цифровым индексом, указывающим его по-
рядковый номер в кодовой комбинации.
В таблице ДКОИ биты кодовой комбина-
ции обозначены последовательностью цифр
0, 1,...., 7, которые указьщают порядковые
номера битов в кодовой комбинации.
Биты в кодовой комбинации принимают
следующие веса:
Биты КОИ-8...а8 а7 аб а5 а4 аЗ а2 al
Биты ДКОИ.......01234567
Веса......... 27 26 25 24 23 22 21 2°
Любая кодовая позиция таблиц опреде-
ляется дробью, числителем которой является
порядковый номер столбца, а знаменате-
лем — порядковый номер строки.
Пример IX.2. Кодовая позиция знака <К>:
в таблице КОИ-8 —04/11,
в таблице ДКОИ - 9/2.
Кодовая комбинация знака <К>:
в таблице КОИ-8-01001011,
в таблице ДКОИ — 10010010.
Коды устройств ввода-вывода ЭВМ. Они
используют соответствующие носители ин-
формации, приведенные в табл. IX. 12.
В процессе производства завод-изготови-
тель может комплектовать ЭВМ устройства-
ми ввода-вывода различной модификации,
поэтому в табл. IX. 19 указаны используемые
в настоящее время модификации УВВ и от-
носящиеся к ним коды.
Необходимо обратить особое внимание
на реальную комплектацию ЭВМ устрой-
ствами ввода-вывода в соответствии с проек-
том и на необходимость доработки проекта
при изменении комплектации системы.
Устройство может выдавать носитель ин-
формации в коде КОИ-7, КОИ-8, МТК, но
на 8-дорожечной ПЛ.
7.	Интерфейс
Перечень интерфейсов, применяемых
в управляющих вычислительных комплексах
157
Таблица IX.21
Блоки, реализующие сопряжения различных интерфейсов
Тип сопрягаемых интерфейсов	Тип блока сопряжения	Тип передатчика — тип приемника	Тип управляю- щего вычисли- тельного комп- лекса с блока- ми сопряжения
«Общая шина» — 2К	Устройство связи с М-400	Процессор М-400 — процессор М-40	М-40
2К-2А	А711-1, А711-2	Процессор М-6000 (АСВТ-М) — процессор М-6000 (АСВТ-Д)	М-6000
2К-2В	А711-3, А711-4	Процессор М-6000 (АСВТ-М) — УВВ (АСВТ-Д)	
2К -> стандартный интер- фейс ЕС ЭВМ	А711-5 А711-6	Процессор М-6000 (АСВТ-М) — УВВ (ЕС ЭВМ)	
Стандартный интерфейс ЕС ЭВМ -> общая шина	А711-9 А711-10	Процессор М-4030 — процессор М-400	
Стандартный интерфейс ЕС ЭВМ - 2К 2К-2К	А711-12 РВВ А491-1	Процессор М-4030 — процессор М-6000 - УВВ (М-6000)	
2К — 2К 2К- КАМАК	PC А151-2 Модуль сопряжения 2К - КАМАК	Процессор М-6000 (АСВТ-М) — УВВ системы КАМАК	
Сопряжение двух ЭВМ М-4030	Адаптер — канал — канал УРИ А1714-2	Процессор М-4030 — процессор М-4030	М-4030
Сопряжение удаленных ЭВМ	Устройство дистан- ционной связи с М-400,	М-6000, ЕС ЭВМ	Процессоры М-4030, М-6000 (АСВТ-М) — процессор М-400	
2К-2К	СВВ А151-6	СМ - 1 - УВВ	СМ-1
2К-2К	СВВ А491-6 ’	СМ-2-УВВ	СМ-2
2К-ЕИ1, ЕИ2	БУКУ-1	Процессор М-6000 (АСВТ-М) - УВВ (КТС ЛИУС)	КТС ЛИУС
ЕИО -> 2Д	Преобразователь интерфейсов	КТС ЛИУС (М) - КТС ЛИУС (Д)	КТС ЛИУС
и системах управления, приведен в табл.
IX.20.
Перечень интерфейсных блоков, реали-
зующих сопряжения различных интерфейсов,
дан в табл. IX.21.
Число свободных выходов интерфейсов
158
управляющих вычислительных комплексов,
к которым могут присоединяться различные
У СО, приведено в табл. IX.22.
Данные о интерфейсах приведены в тех-
нической документации соответствующих
ЭВМ.
Таблица IX.22
Свободные выходы интерфёйсов
Тип УВК	Аппаратура расширения интерфейса	Число свободных выходов	Тип УВК	Аппаратура расширения интерфейса	Число свободных выходов
СМ-1, СМ-2	Один СВВ	16	М-6000	Два PC	36
			М-4030	Без УРИ	8
М-6000	Без РВВ	8			
				Одно УРИ	22
	Один РВВ	22			
				Два УРИ	36
	Два РВВ	38			
				Три УРИ	50
	Три РВВ	54			
				Четыре УРИ	64
	Четыре РВВ	64			
	Один PC	22			
Примечание. СВВ — согласователь ввода-вывода; РВВ — расширитель ввода-вывода, интерфейса;
PC — разветвитель сопряжения; УРИ — устройство расширения интерфейсов.
Расшифровка сокращений дана в табл.
IX.22.
8.	Защита информации
Вопросы защиты информации перекли-
каются с обеспечением надежности работы
управляющих систем (см. гл. XVIII) и фор-
мами представления информации в АСУП
(см. параграф 3 гл. V).
Информацию необходимо защищать от
искажений и от использования не по назна-
чению. Методы защиты информации зависят
от форм ее представления, от операций, ко-
торые с ней производятся, и от используемо-
го оборудования.
Защита информации может предусматри-
вать решение различных задач: сохранение
информации от искажений и обеспечение ее
восстановления в случае возникновения иска-
жения.
Методы решения этих задач различны.
Сохранность информации, не допускающая
ее искажения, обеспечивается применением
специальных материалов для носителей ин-
формации (пластмассовых перфокарт, перфо-
лент), конструктивными методами записи
(«зашивкой» информации, печатью данных),
ограничениями доступа к информации и т. п.
Сохранность информации при наличии
искажений обеспечивается методами, допу-
скающими ее восстановление. Для этого не-
обходимо либо наличие сохранного эталона
обрабатываемой информации (исходных но-
сителей, дубликатов), либо наличие правил,
позволяющих осуществить восстановление.
Кроме того, требуются критерии, позволяю-
щие контролировать сохранность информа-
ции, находить поврежденные данные.
В зависимости от методов различают
техническое, программно-алгоритмическое
и организационное обеспечение сохранности
информации.
См. корректирующие коды [73], избыточные
коды — табл. IX.7, защита информации [514,
с. 145-146].
Глава X
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ АСУ ТП
1.	Основная терминология
Организационная структура АСУ
ТП — структура взаимодействия оперативно-
го персонала автоматизированной системы
управления технологическим процессом
(ГОСТ 17194-76).
Оперативный персонал АСУ ТП — техно-
логи-операторы автоматизированного техно-
логического комплекса, осуществляющие
управление технологическим объектом в со-
ставе автоматизированного технологическо-
159
го комплекса (АТК), и эксплуатационный
персонал.
К эксплуатационному персоналу относят-
ся инженеры, сменные дежурные операторы
и другие работники, обеспечивающие пра-
вильность функционирования комплекса тех-
нических средств автоматизированной си-
стемы управления технологическим процес-
сом. Ремонтный персонал АСУ ТП в опера-
тивный персонал АСУ ТП не входит.
Организационная совместимость АСУ —
совместимость автоматизированных систем
управления, заключающаяся в общности ор-
ганизационной структуры АСУ разных уров-
ней и различного функционального назначе-
ния.
Организационное обеспечение АСУ
ТП — совокупность описаний функциональ-
ной, технической и организационной струк-
тур, инструкций и регламентов для опера-
тивного персонала автоматизированной си-
стемы управления технологическим процес-
сом, обеспечивающая заданное функциони-
рование автоматизированного технологиче-
ского комплекса.
2.	АСУ ТП
в организационной структуре
предприятия
Представление о единой иерархической
структуре, составленной из различных АСУ
(ОГАС ->ОАСУ-> АСУП - АСУ ТП), со-
здает иллюзию возможности автоматическо-
го управления с помощью такой единой си-
стемы. Между тем можно говорить о связях
между этими АСУ, об обмене информацией
между ними, но не как о единой системе. Ка-
ждая АСУ является инструментом в руках
соответствующего персонала и используется
им для управления с определенными ограни-
чениями. Все АСУ, кроме АСУ ТП, обычно
разрабатывают для определенных организа-
ций. АСУ ТП может не «привязываться»
жестко к организационным структурам. Это
значит, что АСУ ТП может охватывать не-
сколько подразделений и, наоборот, в одном
подразделении может быть несколько АСУ
ТП.
Взаимодействие АСУ ТП с АСУ выше-
стоящих уровней управления организуется
и осуществляется в зависимости от наличия
АСУП и степени ее развития на данном
предприятии. Как правило, АСУ ТП подго-
тавливает и направляет в АСУП первичную
технико-экономическую информацию в виде
документов (автономные АСУ ТП).
При автоматическом обмене АСУ ТП ин-
формацией по каналам передачи данных со
смежными и вышестоящими уровнями со-
здается практическая возможность создания
интегрированной АСУ [84, 86].
АСУ ТП получает от вышестоящего
уровня управления производственные зада-
ния и основные критерии реализации этих
заданий (номенклатуру изделий, объем
и сроки их изготовления и т. п.) и передает
на вышестоящие уровни управления сведе-
ния о выполнении заданий и основных коли-
чественных и качественных показателях про-
дукции и функционировании автоматизи-
рованного технологического комплекса
[966].
Описанная укрупненная схема взаимодей-
ствия АСУ ТП с АСУП предусматривает
решение вопросов совместимости уровней
управления, в том числе и организационную
совместимость.
При этом имеются в виду рациональная
взаимоподчиненность персонала и согласо-
ванность в принятии решений, необходимая
численность персонала.
Под организационной структурой упра-
вления понимают производственные связи
между людьми, занятыми эксплуатацией
объекта.
Персонал, занятый оперативным управле-
нием (оперативный персонал), — технологи-
операторы АТК — поддерживают технологи-
ческий процесс в заданных нормах, обеспечи-
вают наилучшее выполнение производствен-
ного плана, контролируют работу техноло-
гического оборудования, производят необхо-
димый запуск и останов этого оборудования,
следят за условиями безопасного ведения
процесса.
Эксплуатационный персонал АСУ ТП как
часть оперативного персонала системы обес-
печивает правильность функционирования
КТС АСУ ТП и технологического оборудо-
вания, ведет учет, отчетность и т. п.
Опыт внедрения АСУ ТП подтвердил
важную роль заказчика при создания си-
стемы [79, 80] и целесообразность включе-
ния в структуру предприятия специального
производственного подразделения техниче-
ского обслуживания АСУ ТП — специальной
службы (цеха, лаборатории, самостоятельно-
го производственного участка АСУ ТП).
В подразделении технического обслужи-
вания имеется эксплуатационный персонал,
который может участвовать в работах
по созданию системы на стадиях, пред-
шествующих стадии внедрения и эксплуа-
тации.
В подразделение технического обслужива-
160
ния АСУ ТП входит и ремонтный персонал,
на который возлагаются работы, не обеспе-
чиваемые ремонтной службой КИП и А.
Организационная структура АСУ ТП за-
висит от функциональной структуры АСУ
ТП, объема и характера перерабатываемой
информации в отдельных звеньях.
Структура эксплуатационного персонала
в рамках подразделения технического обслу-
живания АСУ ТП может быть типизирована
на основе опыта внедрения АСУ ТП в раз-
личных отраслях промышленности.
Структура оперативного персонала — тех-
нологов-операторов — типизации не поддает-
ся и строится, как правило, на основе опыта
эксплуатации подобных объектов.
3.	Организационная структура
АСУ ТП
Количественная оценка организационной
структуры. Для анализа структур и опреде-
ления оптимального построения внутренних
взаимосвязей используют методы групповой
динамики [85] дисциплины, исследующей за-
висимость результатов деятельности группы
индивидуумов от структуры их взаимодей-
ствия. При этом обычно применяют методи-
ку и приемы социальной психологии.
Проведенные исследования [85] дали воз-
можность сформулировать три необходимых
условия организации группы оперативного
технологического персонала:
вся производственная информация, отно-
сящаяся к ведению процесса, должна переда-
ваться только через руководителя (лидера)
группы;
у одного подчиненного должно быть не
больше одного непосредственного руководи-
теля;
в производственном цикле информацион-
но взаимодействуют друг с другом только
подчиненные одного руководителя.
В качестве примера количественных мето-
дов оценки выбранной организационной
структуры ниже приводится оценка вариан-
тов организации взаимодействия оператив-
ного персонала [85].
В табл. Х.1 приведены расчетные фор-
мулы показателей, используемые для количе-
ственной оценки.
В группе оперативного персонала исполь-
зуются командные и информационные связи
между двумя индивидуумами. Сообщения,
переданные руководителями по командной
связи, обязательно находят адресата и тре-
буют безусловного исполнения. Информа-
ция, поступающая от подчиненных по ко-
мандной связи, достигает ближайшего руко-
водителя. Сообщения, передаваемые по ин-
формационным связям, принимаются к све-
дению. Условно считают, что величина связи
между двумя индивидуумами в группе, об-
щающимися в процессе трудовой деятельно-
сти, равна единице. Если общения не тре-
буется, то величина связей принята равной
нулю.
На рис. Х.1 изображены графики «изосво-
бод» (L=0, 0,1; 0,2;..;1)	и «живучести»
(К =0; 0,5; 1,0;... ; 4,0) группы с различным
числом индивидуумов, и связей, полученные
по формулам табл. Х.1..
Таблица Х.1
Расчетные формулы показателей для оценки
организационной структуры
Основные показате- ли для группы	Расчетная формула	Характеристика показателя
Число связей в группе из п индиви- дуумов	fd,	Сложность структу- ры ; dj — число свя- зей z-ro индивидуума
Относи- тельный ранг	R'^d./^d,	«Вес» /-го индивиду- ума в группе
Ранг ин- дивидуума	Ri = djdi	«Вес» индивидуума по отношению к ли- деру
Перифе- рийность	Р,= ^Т±Уа‘ d{di	Удаленность инди- видуума от лидера
Момент группы	м = £. P,R,	Инерция при испол- нении группой распо- ряжений лидера
Живучесть группы	f^-2(n-l) 2(n-l)	Относительное чис- ло связей в группе, которые могут быть нарушены при сохра- нении группы как та- ковой
Свобода в группе	fd,-2(n-l) (n-l)(n-2)	Удовлетворенность индивидуума своей деятельностью
Примечание. Число связей должно быть
не менее 2(п — 1), если все связи в группе ко-
мандные, или не больше п («—!), если все связи
в группе информационные.
6 п/р Смилянского Г. Л.
161
Рис. Х.1. Графики «изосвобод» и «живучести»
группы для групп с различным числом индиви-
дуумов и связей
Как показано в работе [85], эффектив-
ность деятельности группы определяется от-
носительным рангом лидера R't. С увеличе-
нием Rj группа выполняет поставленные
задачи быстрее, с меньшим числом ошибок,
но в ней ухудшается социальный «климат»,
растет неудовлетворенность отведенной ли-
дером ролью у всех остальных членов
группы и уменьшается «живучесть» группы.
При выборе конкретной структуры при-
ходится принимать компромиссное решение
для удовлетворения противоречивых требо-
ваний показателей, указанных в табл. Х.1.
На основании анализа производственных
структур различных предприятий рекомен-
дуются следующие пределы характеристик
структуры:
KJ = 0,33 - 0,45; К = 0,8 + 1,8; L= 0,03 0,2.
Структура подразделения технического
обслуживания АСУ ТП. Подразделение тех-
нического обслуживания АСУ ТП (или про-
сто подразделение АСУ ТП) выполняет ра-
боты на всех стадиях создания АСУ ТП: на
стадиях проектирования, внедрения и про-
мышленной эксплуатации систем.
Предподагается поэтапное развитие под-
разделения. Для действующего предприя-
тия подразделение АСУ ТП создается на
162
базе службы КИП и А. С развитием си-
стем и ростом их числа на предприя-
тии АСУ ТП включает службы КИП в свой
состав.
Для вновь строящегося предприятия при
принятии решения о создании АСУ ТП под-
разделение АСУ ТП сразу же реализуется
в виде специальной службы и формируется
поэтапно в зависимости от числа систем
и сложности их функциональной структуры,
стадий создания, сроков и объемов внедре-
ния. При переходе к стадии «Внедрение»
служба укомплектовывается эксплуата-
ционным персоналом.
Функции подразделения АСУ ТП следую-
щие:
обеспечение эксплуатации систем в со-
ответствии с правилами и требованиями, из-
ложенными в технической документации;
взаимодействие с технологами-операто-
рами;
обеспечение текущего и планово-преду-
предительного ремонта, наладки и монтажа
после ремонта технических средств АСУ ТП
(ремонт конкретных устройств ЭВМ может
проводиться специализированными служба-
ми);
проведение совместно с организациями-
разработчиками испытаний АСУ ТП;
проведение совместно с экономической
службой предприятия исследований по опре-
делению экономической эффективности экс-
плуатируемых систем;
разработка и реализация мероприятий по
дальнейшему развитию системы;
повышение квалификации работников
службы АСУ ТП, изучение и обобщение
опыта эксплуатации.
На рис. Х.2 представлена организацион-
ная структура подразделения технического
обслуживания крупной АСУ ТП, включаю-
щего эксплуатационный персонал и ремонт-
ную службу.
Эксплуатационный персонал организует-
ся в виде участков, каждый из которых обес-
печивает эксплуатацию отдельной крупной
АСУ ТП или группы АСУ ТП одного техно-
логического комплекса (производства, основ-
ного цеха).
Персонал каждого участка состоит из
сменного персонала, материально ответ-
ственного лица и вспомогательного персона-
ла (при большом объеме оборудования).
Конкретное штатное расписание сменно-
го персонала в составе каждого участка уста-
навливает руководство предприятия исходя
из объема и сложности эксплуатируемых си-
стем, сменности работы технологического
оборудования (см. также гл. XIX).
Рис. Х.2. Типовая организационная структура под-
разделения техническою обслуживания АСУ ТП
крупного предприятия
Оплата труда работников подразделения
АСУ ТП должна соответствовать оплате тру-
да работников основных технологических
профессий.
Ремонтный персонал крупной АСУ ТП
организуется в отдельные межсистемные ла-
боратории по видам технических средств, ис-
пользуемых в АСУ. При наличии внутри-
и межведомственной службы ремонта ци-
фровых ЭВМ из указанной на рис. Х.2 струк-
туры исключаются лаборатории технических
средств, ремонт которых осуществляется
централизованной службой.
Перечень обязанностей персонала подраз-
деления АСУ ТП можно проиллюстрировать
на примере обязанностей начальника участ-
ка. Начальник участка совместно с подчи-
ненным ему персоналом должен обеспечить:
правильную эксплуатацию систем, нахо-
дящихся на обслуживании участка;
контроль за использованием технических
средств АСУ ТП оперативным персоналом;
поддержание технических средств АСУ
ТП в работоспособном состоянии за счет
своевременного привлечения работников ре-
монтных лабораторий к устранению выяв-
ленных дефектов.
Взаимодействие подразделения АСУ ТП
с другими подразделениями предприятия. Для
эффективного выполнения работ на всех эта-
пах создания, внедрения и эксплуатации
АСУ ТП подразделение АСУ ТП взаимодей-
ствует с подразделениями главного техноло-
га, энергетика и механика, КИП и А и глав-
ного прибориста и метролога (если эти
службы организованы на предприятии).
Эксплуатационный персонал подразделе-
ния АСУ ТП, отвечающий за правильность
функционирования комплекса технических
средств АСУ ТП, и технологи-операторы,
осуществляющие управление технологиче-
ским объектом, совместно обеспечивают эф-
фективную и качественную работу техноло-
гического объекта управления.
Эксплуатационный персонал АСУ ТП как
часть оперативного персонала системы по
вопросам, связанным с оперативным упра-
влением и контролем технологическим про-
цессом (агрегатом, производством), подчи-
няется руководителю технологического под-
разделения (начальнику цеха, установки, ма-
стеру-технологу).
6*
163
Вид систем
Основные функ-
ции технолога-
оператора АСУ
ТП
Рис. Х.З. Функции технолога-оператора АСУ ТП
Разграничение функций между подразде-
лением АСУ ТП и службами главного меха-
ника, энергетика, прибориста и метролога
определяется руководством предприятия
и действующими инструкциями в зависимо-
сти от специфики производства.
4.	Технология работы
оперативного персонала
Технолог-оператор АСУ ТП (или автома-
тизированного технологического комплекса)
является составной частью системы.
Функции технолога-оператора существен-
но зависят от целей и задач, стоящих перед
АСУ ТП, а также от ее функциональных,
структурных и информационных особенно-
стей.
На рис. Х.З показаны характерные функ-
ции технолога-оператора в системе в зависи-
мости от структуры АСУ ТП [966].
Для выполнения указанных на рисунке
укрупненных функций технологу-оператору
должны быть представлены технические
и программные средства, обеспечивающие
в зависимости от особенностей технологиче-
ского процесса требуемые наборы из сле-
дующих характерных информационных со-
общений:
индцкацию измеренных значений параме-
тров по вызову;
индикацию и изменение заданных границ
контроля параметров процесса и констант
обработки этих параметров;
звуковую сигнализацию и индикацию от-
клонений параметров за регламентные и ава-
рийные границы;
звуковую сигнализацию и индикацию от-
клонений скорости изменения параметров от
заданных значений;
отображение состояния технологического
процесса и оборудования на мнемонической
схеме объекта управления;
регистрацию тенденций изменения пара-
метров;
оперативную регистрацию нарушений
технологического процесса и регистрацию
действий оператора;
индикацию групп параметров, сопут-
ствующих данному параметру.
Для реализации функций, приведенных на
рис. Х.З, технологи-операторы, используя не-
обходимую информацию, в соответствии со
своими обязанностями предпринимают не-
обходимые действия. Эти действия регла-
ментируются подробными технологическими
инструкциями, разрабатываемыми для кон*
кретных технологических процессов и пред-
приятий [80, 514].
164
5.	Организация
рабочих мест операторов
и обслуживающего персонала
При оборудовании рабочего места опера-
тора необходимо учитывать ряд факторов.
Формы и габаритные размеры оператор-
ского оборудования в пункте управления за-
висят от психофизиологических возможно-
стей человека, а также от линейных размеров
его тела. Размеры и количество аппаратуры,
размещаемой на рабочем месте, оказывают
существенное влияние на внешние формы
оборудования. В то же время формы аппара-
туры и ее компоновка в помещении пункта
управления зависят от условий работы опе-
ратора в конкретной АСУ ТП — объема
и важности поступающей информации, ча-
стоты возмущений, действующих на объект,
от сложности и важности принимаемых опе-
ратором решений, от ритма и последова-
тельности действий оператора, его профес-
сиограммы.
В состав традиционного операторского
оборудования пунктов управления входит
щит, пульт, отдельные панели или приставки
к пульту, устройства обработки информации,
вычислительные устройства и устройства
представления информации, аппаратура опе-
ративного руководства.
На щите обычно размещают мнемосхему
управляемого объекта, которая в зависимо-
сти от исполнения может содержать команд-
но-квитирующие элементы и приборы, вос-
производящие информацию, или предста-
влять собой «слепую» упрощенную схему
управляемого объекта.
На приборных панелях обычно разме-
щают вторичные приборы, регистрирующие
наиболее важные технологические и энерге-
тические параметры.
На пультах размещаются табло цифро-
вой индикации, органы управления и сред-
ства оперативного руководства (диспетчер-
ский коммутатор, телевизор, громкоговоря-
щее переговорное устройство и т. п.) и
в отдельных случаях микромнемосхемы.
При проектировании щитов и пультов
долж'ны быть учтены требования инженер-
ной психологии, устанавливающие общие
принципы компоновки устройств в соответ-
ствии с психологическими, эстетическими
и физико-гигиеническими требованиями [82]
(см. также гл. XXII).
Приведем некоторые из этих принципов
компоновки:
функциональный принцип, при котором
приборы (органы управления), относящиеся
к тому или иному агрегату, размещаются
в одной зоне щита (пульта);
принцип ответственности, при котором
наиболее видимые и доступные зоны щита
(пульта) используются для размещения на-
иболее ответственных приборов (органов
управления);
принцип оптимального размещения, при
котором приборы (органы управления) раз-
мещаются в зависимости от удобства поль-
зования, точности измерения или величин
усилий, прикладываемых к органам управле-
ния;
принцип последовательности использова-
ния, при котором приборы (органы управле-
ния) размещаются в порядке их использова-
ния оператором в процессе работы;
принцип частоты использования, при ко-
тором наиболее часто используемые при-
боры (органы управления) размещаются
в наиболее удобных (видимых, доступных зо-
нах щитов и пультов).
В таблице приложения 5.9 даны кон-
структивы основного диспетчерского (опера-
торского) оборудования заводского изгото-
вления, используемые для организации рабо-
чих мест операторов пунктов управления
АСУ ТП, в которых оперативный диалог че-
ловек — машина не предусматривается. Не-
которые рекомендации по разработке пуль-
тов для операторов АСУ ТП, осуществляю-
щих оперативный диалог с УВМ, приведены
в работе [550].
Исследования оптимальных условий
взаимодействия человека-оператора и авто-
матических устройств в АСУ ТП показали
целесообразность иерархического способа
представления информации оператору.
Аппаратурной основой этого принципа
являются универсальные или специализиро-
ванные переключаемые сенсорные (информа-
ционные) и моторные (управляющие) устрой-
ства (поля).	w
Примером современного операторского
интерфейса АСУ непрерывными технологи-
ческими процессами может служить пяти-
уровневый (иерархический) операторский ин-
терфейс, построенный по принципу «от об-
щего к частному» [83].
Первый уровень — зона первичной ориен-
тации. Обычно эта зона с помощью непере-
ключаемой мнемосхемы или структурно ор-
ганизованных групп табло выдает информа-
цию об обобщенных разладках процесса.
Второй уровень — зона статических оце-
нок состояния технологического процесса
и оборудования.
Третий уровень — зона обзорного контро-
ля и управления, представляющая собой на-
165
бор обзорных информаторов и концентрато-
ров.
Информаторы (переключаемые сенсорные
поля) по вызову оператора выдают инфор-
мационные фрагменты табличного и мнемо-
нического вида с информацией об избранных
участках технологического процесса или си-
туации. Обзорные концентраторы — это про-
странственное или структурное объединение
обзорных информаторов со средствамй эк-
стренного управления. Обычно в обзорных
информаторах используется принцип разде-
ления статической и динамической информа-
ции. Статическая информация снимается со
слайдов, оптических (механических) спра-
вочных книг и т. п. Динамическая информа-
ция, как правило, поступает от цифровых
ЭВМ.
Четвертый уровень — зона избиратель-
ного контроля и управления, представляю-
щая собой набор специализированных око-
нечных информаторов и концентраторов,
позволяющих получать требуемую информа-
цию о состоянии контролируемого участка.
Пятый уровень — зона индивидуального
контроля и управления. Это набор индиви-
дуальных индикаторов и органов управле-
ния, используемый для повышения эффек-
тивности контроля важнейших параметров.
На основе указанных принципов строится
типовое операторское оборудование [83].
6.	Последовательность работ
по созданию
организационной структуры
и организационного обеспечения
АСУ ТП
Основы организации работы АСУ ТП
определяются в процессе разработки си-
стемы.
В техническом задании на создание АСУ
ТП согласно ГОСТ 17195 — 76 формируются
требования к численности и квалификации
оперативного и обслуживающего персонала
системы. Эти требования зависят от объема
и сложности функций, возлагаемых на персо-
нал.
Дальнейшая подготовка организации ра-
боты АСУ ТП осуществляется на последую-
щих стадиях создания системы и склады-
вается из работ, предусмотренных ГОСТ
20913-75:
на стадии технического проекта — разра-
ботка организационной структуры системы
и технических заданий на оперативно-диспет-
черское оборудование, не выпускающееся се-
рийно;
166
на стадии рабочего проекта — корректи-
ровка организационной структуры системы,
подготовка инструкций по эксплуатации,
описания и регламента работы АСУ ТП (в
том числе по действиям персонала в пред-
аварийных и аварийных ситуациях);
на стадии внедрения — обучение ремонт-
но-эксплуатационного персонала, коррекция
эксплуатационной документации.
Выполнение большинства работ завер-
шается выпуском следующих технических
документов.
1.	Схема (или описание) организационной
структуры АСУ ТП, раскрывающая объекты
управления персонала и связи между ними,
соответствующие передаче информации (в
виде сигналов, документов, указаний по те-
лефону и т. п.).
2.	Инструкции по эксплуатации АСУ ТП
для оперативного персонала, содержащие
в основном общие указания, указания о ме-
рах по технике безопасности, порядок ра-
боты оперативного персонала (в том числе
в предаварийных и аварийных ситуациях),
порядок проверки технического состояния
системы, правила технической эксплуатации,
указания об основных возможных неисправ-
ностях системы и методах их устранения
и т. д. Инструкции составляются отдельно
для каждого оператора или для группы опе-
раторов соответственно расстановке персо-
нала.
3.	Описание АСУ ТП, включающее в себя
общую часть, описание функциональной, тех-
нической (комплекса технических средств)
и организационной структур системы. В об-
щей части раскрывается назначение, ос-
новные технические характеристики, состав
АСУ ТП и т. п. Далее система описывается
и иллюстрируется по видам структур.
4.	Регламент работы АСУ ТП, в котором
в основном приводятся режимы работы си-
стемы, описание технологии ее работы (в
том числе в аварийных ситуациях, при пуске
и остановке), правила контроля за работой
АСУ ТП и т. д.
5.	Задания на оперативно-диспетчерское
оборудование, не выпускающееся серийно.
Они составляются по правилам, действую-
щим в министерстве (ведомстве) разработчи-
ка этого оборудования.
Кроме того, согласно требованиям ГОСТ
17195 — 76 составляется формуляр АСУ ТП,
констатирующий основные параметры и тех-
нические характеристики системы. Он пред-
назначен для отражения в нем технического
состояния системы и сведений о ходе экс-
плуатации системы за весь период ее работы
(см. также гл. XXVI, параграф 4 — 6).
7.	Стимулирование персонала
Люди имеют определенные интересы,
стремления, духовные и материальные по-
требности. Они трудятся, участвуют в обще-
ственной жизни под воздействием опреде-
ленных факторов, без учета которых невоз-
можно эффективное управление.
Одна из важнейших задач управления за-
ключается в стимулировании трудовой и об-
щественной активности людей. Поэтому
АСУ не должны ухудшать положения лично-
сти в трудовом процессе и стимулировать ее
активность.
Потребности людей считаются важней-
шим фактором, стимулирующим их поступ-
ки и действия. Потребность зависит от уров-
ня развития производительных сил, характе-
ра производственных отношений, состояния
науки, техники, культуры и является социо-
логической категорией. Поэтому учет по-
требностей людей в процессе управления
можно считать экономической и социологи-
ческой категорией.
В частности, важно координировать меру
удовлетворения потребностей каждого тру-
дящегося с количеством и качеством затра-
ченного им труда, с величиной его вклада
в общественное достояние.
Материальная заинтересованность и ма-
териальная ответственность коллективов за
результаты своей деятельности составляют
основу хозяйственного расчета. Хозрасчет
предполагает коллективную материальную
заинтересованность, которая должна увязы-
вать воедино интересы личности, коллектива
и общества. Роль материального стимулиро-
вания возрастает, увеличивается доля пре-
мии в вознаграждении за труд, усиливается
зависимость премии от итогов работы кол-
лектива. На это направлено множество ме-
роприятий по совершенствованию хозяйст-
венного механизма.
Моральное стимулирование персонала
также имеет большое значение. В основу мо-
рального стимулирования положены нрав-
ственные, политические и эстетические сти-
мулы, использующие воспитание трудящих-
ся, сознание и человеческие отношения.
Одной из форм морального стимулирования
является соревнование. Соревнования полу-
чили широкое развитие — от соревнования
отдельных рабочих до соревнования респу-
блик, от соревнования за больший объем ра-
боты до соревнования за экономию сырья.
В условиях АСУ соревнование стимулирует-
ся своевременной и полной информацией
о работе персонала.
Приемы и средства морального стимули-
рования весьма разнообразны: правитель-
ственные награды, грамоты, значки, занесе-
ние в Книги почета, избрание в руководящие
органы, объявление благодарности и т. п.
Материальное и моральное стимулирование
нуждается в постоянном совершенствовании.
Это считается важнейшим принципом упра-
вления предприятием. Стимулирование озна-
чает учет и удовлетворение социальных по-
требностей людей, оно определяется всей
совокупностью общественных отношений,
побуждает работников к активности
и является не только экономической, но и со-
циологической проблемой.
Высшим результатом стимулирования
является пробуждение инициативы. Умение
пробудить творческую инициативу трудя-
щихся, объединить эту инициативу в единый
поток, направленный к единой цели, — важ-
ная социологическая сторона управленческо-
го труда. Это особенно актуально в связи
с усложнением промышленного производ-
ства до такой степени, что самый опытный
и умелый руководитель, самый квалифици-
рованный аппарат управления уже не может
сам справиться со своими задачами без со-
действия коллектива предприятия.
Подсистема стимулирования может раз-
биваться на части, соответствующие функ-
циональным подсистемам, производ-
ственным или управленческим задачам. Ка-
ждая часть системы стимулирования должна
быть экономически обоснована. Необходимо
задаваться критерием эффективности ее
функционирования, который должен исполь-
зоваться для выбора наилучшего варианта
проекта и оценки его в процессе функциони-
рования.
Оценку желательно проводить с учетом
затрат на функционирование части подси-
стемы стимулирования (в том числе на сбор
необходимых данных, их анализ, обработку
и представление результатов) и с учетом ее
эффективности. При необходимости следует
учитывать оперативность подсистемы, ее бы-
стродействие — в общем виде оно учитывает-
ся в оценке эффективности работы подси-
стемы. Это относится и ко многим другим
частным требованиям, например, к требова-
нию наглядности системы стимулирования
для персонала, простоты, доходчивости и др.
Система стимулирования должна охваты-
вать моральное и материальное стимулиро-
вание, обеспечивать поощрения и наказания
(с учетом психофизиологических данных об
их действии).
ЧАСТЬ
4
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ
И ПРОГРАММНОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСУ ТП
Глава XI. Математические методы в АСУ ТП
1.	Классификация математических методов 169
2.	Основные положения теории вероятностей 169
3.	Основные понятия математической стати-
стики 175
4.	Математическое программирование 182
5.	Математические методы построения описания
функционирования физического объекта 189
6.	Теория массового обслуживания 190
Глава XII. Модели и моделирование
1.	Основная терминология 194
2.	Классификация моделей 194
3.	Основы моделирования 197
4.	Теоретический метод разработки детерминиро-
ванных моделей статики и динамики 200
5.	Формальные методы разработки статических
моделей 201
6.	Формальные методы разработки линейных
динамических моделей 203
7.	Формальные методы разработки нелинейных
динамических моделей 209
8.	Графические формы представления моде-
лей 211
9.	Модели аппаратов 219
10.	Модели цехов и производств 222
11.	Организационно-экономические модели 224
Глава XIII. Алгоритмизация
1.	Основная терминология 227
2.	Алгоритм в АСУ ТП 227
3.	Алгоритмы обнаружения событий 228
4.	Алгоритмы анализа ситуаций 230
5.	Алгоритмы подготовки советов и рекоменда-
ций 231
6.	Алгоритмы подготовки и принятия реше-
ний 231
7.	Алгоритмы вспомогательные 231
8.	Программная и аппаратурная реализация алго-
ритмов управления 232
Глава XIV. Прикладное и системное программирова-
ние
1.	Основная терминология 234
2.	Управляющая вычислительная система и при-
кладное программирование 236
3.	Система команд процессоров АСУ ТП 237
4.	Набор команд мини-ЭВМ АСУ ТП 237
5.	Элементы машинно-ориентированного языка
мини-ЭВМ АСУ ТП 237
6.	Пакет программных модулей генерации задач
сбора и обработки информации в
АСУ ТП 248
7.	Особенности проблемно-ориентированного
языка ФОРТРАН мини-ЭВМ АСУ ТП 253
8.	Проблемно-ориентированный язык для задач
АСУ ТП 257
9.	Сравнительная характеристика языковых
средств АСУ ТП 258
10.	Базовые операционные системы мини-ЭВМ
АСУ ТП 259
11.	Дисковые операционные системы мини-ЭВМ
АСУ ТП 262
Настоящая часть включает четыре главы
(XI —XIV). Вначале рассмотрены математи-
ческие методы анализа ситуаций, подготовки
управленческих решений и выбора лучших
решений для управления, анализа хода про-
цесса и т. п., а также приведена их классифи-
кация. Изложены основные положения тео-
рии вероятностей, математической статисти-
ки и теории массового обслуживания приме-
нительно к АСУ ТП.
Большое внимание уделено моделирова-
нию. Математические модели широко ис-
пользуются в АСУ ТП, поэтому методам их
разработки посвящен ряд разделов гл. XII.
Модели и математические методы реали-
зуются в соответствующих алгоритмах
и программах ЭВМ. Этим вопросам посвя-
щены две последние главы этой части Спра-
вочника. Вместе с алгоритмами в гл. XIII
рассмотрены языковые средства АСУ ТП.
Системное и ррикладное программирова-
ние изложено с учетом машин серии СМ.
Математическое обеспечение (МО) мини-
и микро-ЭВМ различается. МО мини-ЭВМ
по своей структуре и комплектности прибли-
жается к МО машин средней мощности, оно
более универсально и предназначено для ре-
шения широкого круга задач; включает об-
щесистемное МО (операционные системы,
банки данных, обслуживающие программы,
тестовые программы) и прикладное МО
(ППП, индивидуальные программы).
168
МО микро-ЭВМ более специализирован-
ное и менее гибкое. Оно включает весьма
ограниченные средства — операционные си-
стемы, обслуживающие программы, те-
стовые программы, программы пользовате-
ля.
Глава XI
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ В АСУ ТП
1. Классификация математических
методов
Бурное развитие математических методов
сопровождалось появлением обширной лите-
ратуры по этим вопросам. Для облегчения
работы с изданными книгами приведена
классификация основных методов и дана
ссылка на специальную литературу (рис.
XI.1, рис. XI.2).
На рис. XI.3 показана классификация эк-
стремальных задач, на рис. XI.4 — классифи-
кация стохастических методов решения задач
математического программирования, а на
рис. XI.5 — классификация детерминиро-
ванных методов математического програм-
мирования.
2. Основные положения теории вероятно-
стей [НО, 528]
Классификация событий. Одним из ос-
новных понятий является понятие события.
Под событием понимают любой факт, ко-
торый может произойти в результате опыта
или испытания, т. е. в результате осущест-
вления определенного комплекса условий.
Различают следующие виды событий:
совместные, если наступление одного из
них сопровождается наступлением других
в одном и том же испытании;
несовместные — в противном случае;
достоверное, если оно обязательно про-
изойдет в условиях данного опыта:
невозможное, если оно не может про-
изойти в условиях данного опыта;
возможное или случайное, если в резуль-
тате опыта оно может появиться, но может
и не появиться;
независимые, если появление одного из
них не изменяет вероятность появления дру-
гого;
зависимые, если появление одного из них
изменяет вероятность появления другого.
Полную группу событий составляют собы-
тия, из которых хотя бы одно обязательно
появится в результате опыта.
Вероятность события. Вероятностью со-
бытия называется численная мера степени
объективной возможности появления этого
события. Если опыт сводится к схеме слу-
чаев (классическое определение вероятности),
то вероятность появления события А в дан-
ном опыте вычисляется как отношение числа
случаев т, благоприятствующих появлению
этого события, к общему числу случаев п:
Р(А) = т/п.
На практике часто классическое определе-
ние вероятности неприменимо по двум при-
чинам: во-первых, предполагается, что общее
число случаев п должно быть конечно; во-
вторых, часто невозможно представить ис-
ходы опыта в виде равновозможных и несов-
местных событий. Поэтому вводится поня-
тие статистической вероятности.
Под статистической вероятностью пони-
мают относительную частоту появления со-
бытий А в п проведенных опытах. Статисти-
ческая вероятность вычисляется на основа-
нии результатов опытов по следующей фор-
муле:
Р*(А) = т/п,
где т — число появлений события А в
п опытах.
Пример XI. 1. Если в течение 1000 ч работы
прибора произошла одна неисправность, то вероят-
ность отказа прибора за 1 ч работы
Р = 1/1000= 1 1(Г3.
отк '
Свойства вероятностей описаны в табл.
XI. 1, способы расчета в табл. XI.2.
Определение вероятностей событий по
формулам табл. XI.2 иллюстрируется приме-
рами 2 — 9.
Пример XI.2. При повороте гнезда токарного
автомата с шестью рабочими органами вероят-
1
ность установки сверла или резца равна —. Тогда
6
вероятность установки одного из двух рабочих ор-
1 1
ганов, как несовместных событий, равна-1-=
6	6
_ 1
=т
Пример XI.3. Если вероятность отказа в тече-
ние одного часа для одного прибора равна 4-10”3,
а другого прибора 2,5-10“ 3, то вероятность отказа
в течение одного часа одного из двух приборов
(как вероятность несовместных событий) равна
4 • 10~ 3 + 2,5 • 10“3 — 4 • 10" 3 • 2,5 • 10“ 3 = 6,49 • 10"3.
169
Рис. XI. 1. Методы математического программирования
Метод построения описания функционирования физического объекта
Рис. XI.2. Метод построения описаний объектов
170
Рис. XI.3. Классификация экстремальных задач
Пример XI.4. Пусть АСУ ТП функционирует
под управлением мини-ЭВМ с вероятностью отка-
за 2-10 “4. В случае отказа автоматически подклю-
чается в систему резервная ЭВМ с вероятностью
отказа 4- 10“3. Вероятность отказа системы из
двух ЭВМ будет равна
2- 104-4- 10"3 = 8- 107.
Пример XI.5. Вероятность появления необнару-
женной оператором ошибки при перфорации
данных на перфокартах равна 2-10“4, надежность
счетного контроля перфокарты по строке соста-
вляет 0,9048. Вероятность проникновения необна-
руженной ошибки в систему обработки данных
определим как
2-10 4 (1 -0,9048)= 1,9-10“5.
Пример XI.6. Пусть в системе сбора данных
о ходе технологического процесса функционируют
три датчика. Первый дает 45% информации о ходе
процесса, второй 30%, а третий 25%. Известно, что
вероятность искажения данных для первого датчи-
ка составляет 1,2-10 “6, для второго и третьего
датчика соответственно 2,2- 10“6 и 1,7-10“6 Опре-
делим вероятность искажения информации на вхо-
де системы обработки данных.
Обозначим через А событие, означающее иска-
жение данных; через В2, В3- события, озна-
чающие, что данные получены соответственно от
первого, второго и третьего датчика. Тогда имеем:
P(Bj) = 0,45; Р(В2) = 0,3; Р(В3) = 0,25; P(A/BJ =
= 1,210“6; Р(А/В2) = 2,2-10“6; Р(А/В3) =
= 1,7- 10“6; Р(А) =
= P(Bl)P(A/Bi) + P(B2)P(A/B2) +
+ Р(В3)Р(А/В3) =
= 0,45 • 1,2 • 10“6 + 0,3 • 2,2 • 10“6 +
+ 0,25 • 1,7 10" 6 = 1,625-10“ 6
Пример XI.7. Пользуясь данными примера 6,
рассчитаем вероятность того, что в систему обра-
ботки данных попала информация от первого, вто-
171
Основание деления
Использование свой-
ства двойственности
Конечность процесса
получения решения
Детерминирован-
ность
Направленность
Экстраполяция
Локальность экстре-
мальных точек
Наличие обучения
Число шагов итера-
ции
Рис. Х1.4. Классификация стохастических методов
решения задач математического программирования
рого и третьего датчиков соответственно, если она
достоверна.
Для первого датчика
Пример XI.8. Вероятность поступления досто-
верной информации в систему обработки данных
от первого датчика (событие А) Р = 0,332 (см. при-
мер 7). Определим вероятность трехразового по-
ступления данных от первого датчика в течение
7 опросов:
P(BJP(A/BJ 0,45-1,2-IO'6
1 17 ' Р(А)	1,625-10" 6
= 0,332.
7! 0,3323 (1 -0,332)
Рз’7 =	3!(7 —3)1
= 0,255.
Для второго датчика
Р(В,)Р(Л/В,)	0,3-2,2 IO'6
Р (В,/Л) = ' 2' ' ' — = —-----!-----— = 0,406.
' 2 ' Р(А) 1,625-Ю"6
Для третьего датчика
Р(в3/л) =
Р(В3)Р(Л/В3)
Р(Л)
0,25 1,7 10"6
1,625 10"6
= 0,262.
Пример XI.9. Если вероятность появления со-
бытия А (необнаружение ошибки при вводе данных
оператором с помощью ручного задатчика) Р =
= 210-4, то вероятность трехкратного появления
события А при вводе оператором 3500 заданий вы-
числяется по формулам
X = 3500-2-КГ4 = 0,7;
172
Основание деления
Направленность
Итеративность
Линейность решения
Сложность и точность
решения
Число шаговых ите-
раций
Экстраполяция
Тип сходимости
Рис. XI.5. Классификация детерминированных мето-
дов решения задач математического программирова-
ния
0,73
^,35oo(^) = —e-°’7 =0,0283.
Зависимость между случайностью и необ-
ходимостью. Эта зависимость устанавливает-
ся с помощью предельных теорем теории ве-
роятностей. Теоремы делятся на две группы,
одна из которых получила название закона
больших чисел, а другая — центральной
предельной теоремы.
Основными теоремами, относящимися
к закону больших чисел, являются: лемма
Маркова, неравенство Чебышева, теоремы
Чебышева, Маркова, Вернули и Пуассона.
В этих теоремах доказывается приближение
средних характеристик некоторых случайных
величин (при соблюдении определенных ус-
ловий) к некоторым постоянным значениям
независимо от их закона распределения.
К центральной предельной теореме отно-
сится группа теорем, касающихся пре-
дельных законов распределения суммы слу-
чайных величин. Различные формы цен-
та б л и ца XI.1
Свойства вероятностей
Свойство	Математическое выражение свойства
Если все случаи благопри- ятствуют событию А, то это событие обязательно про- изойдет	Р(А) = т/п=\
Если нет ни одного слу- чая, благоприятствующего А, то это событие в ре- зультате опыта произойти не может	Р(А) = 0/п = 0
Вероятность наступления опытов А, В,	С, обра- зующих полную группу, равна единице	Р(А, В, Q = 1
Вероятность наступления события Л, противополож- ного А (не А), равна нулю	Р{А) = 1 - Р(Л)
173
Таблица XI.2
Определение вероятностей событий
Исходные данные	Расчетные формулы	Пояснения	Номера примеров
Одно из двух несовместных событий	Р(А + В) = Р(А) + Р(В)	-	2
Одно из двух совместных со- бытий	Р(А + В) = Р(Л) + Р(В) - - Р{АВ)	Р(АВ) — вероятность совместного появления события А и В	3
Два зависимых события	Р(АВ) = Р(А) Р(В/А) или Р(АВ) = Р(В) Р(А/В)	Р(В/А) — условная ве- роятность появления события В, если А про- изошло	4
Два независимых события	Р(АВ) = Р(А) Р(В)	-	5
Одно событие А при условии наступления одного события В, из полной группы несовместных событий В,, В2, Вп	Р(А)= £ Р(В,)Р(А/В,) 1 = 1	Р(А1В{) — условная веро- ятность появления со- бытия А, если Bz про- изошло	6
Событие Bj из полной группы событий Bj, В2,	Вп, если событие А произошло	Р(В.)Р(А/ВЛ Р (Bj/A) =	-J—v £ р(в,)рт) i= 1	Формула Байеса. Знаме- натель - полная вероят- ' ность — см. предыду- щую строку	7
Событие А наступает точно т раз при п независимых повтор- ных испытаниях	п\ртап~т т\(п — ту.	Формула Вернули, р — вероятность наступле- ния А при одном испы- тании; q — вероятность противоположного ис- хода (наступления со- бытия А); 4=1 ~ Р	8
Редкое событие А, наступаю- щее точно т раз при п неза- висимых повторных испытани- ях	Л т -А, Pm.nW=	-• ml где X — пр = const	Формула Пуассона	9
тральной предельной теоремы отличаются
между собой условиями, накладываемыми
на сумму составляющих случайных величин.
Основными теоремами данной группы
являются теорема Ляпунова и, как частный
случай ее, интегральная теорема Муавра —
Лапласа.
Вероятность попадания случайной вели-
чины в ограниченный диапазон значений. Если
проводится п независимых испытаний, в ка-
ждом из которых событие А появляется с ве-
роятностью Р, то для любого интервала (а,
Ь) справедливо следующее соотношение:
Р {а < т s? Ъ} = у Ф (Ч) - уФ (fi);
здесь т — число появлений события А в п ис-
пытаниях; t2 — новые переменные:
а — пр Ь — пр
Г1 =	--- ; t2	q = 1 -р;
У npq у npq
t
Ф (t) = -	[ e_f2/2 dt,
]/2ти J
о
где t = ti или t = t2 — в зависимости от того,
в какой точке определяется Ф(г).
Эта интегральная теорема Муавра — Ла-
пласа может быть использована для оценки
вероятности нахождения случайной вели-
чины X в интервале х15 х2 :
174
Р{х1^Х^х2} = уФ(г2)-1ф(г1),
3. Основные понятия математической
статистики [105, ПО]
Х1 -х	Х2 -х
где tx =----——: t2 =-------——; ст(х) - среднее
а (х)	а (х)
квадратическое отклонение х.
При xt = х2 можно оценить вероятность
того, что случайная величина X отклоняется
от математического ожидания М(х) на за-
данную величину е.
Р {| х — М (х) | < е} = Ф
Если случайная величина X подчиняется
закону нормального распределения с из-
вестным о(х), то точность статистических
выводов 8, надежность выводов у и объем
выборки п связаны следующим соотноше-
нием:
Р {|х — М (х)|	8} = Ф
‘ е]/п
_°w_
Доверительный интервал оценки матема-
тического ожидания можно представить как
х-ф }(у)	<м(х)<х + ф ^у) ст^.
|Л	|Л
Пример XI. 10. При проектировании системы
управления базой данных АСУ ТП было проведе-
но исследование характеристик файлов ряда дей-
ствующих и разрабатываемых АСУ ТП. В процес-
се исследования рассмотрены п = 49 файлов
и получены следующие данные: средняя длина
записи файла М (х) = 55 байт, о (х) = 11. Определить
доверительный интервал М (х); объем выборки и,
который необходимо выполнить, чтобы точность
статистических выводов с 2, и длину записи R на
физическом уровне хранения данных, обеспечиваю-
щую размещение записей файлов с надежностью
у = 0,95. Определим Ф“ ’(0,95) = 1,96.
Доверительный интервал
11	11
55 - 1,96-—=^М(х)^55 + 1,96-—;
|/49	|/49
51,9 ^М(х)^ 58,1.
Объем выборки
[Ф *(у)]2ст2(х)	1,962 112
Длина записи
R = М(х) + е; с = Ф“1(у)о(х) = 1,96- И = 21,56;
R = 55 4- 21,56 % 77 байт.
Случайная величина — величина, которая
в результате испытания принимает то или
иное (но при этом только одно) возможное
значение, заранее неизвестное, меняющееся
от испытания к испытанию и зависящее от
случайных обстоятельств.
Дискретной называется такая случайная
величина, которая принимает конечное или
бесконечное множество значений.
Непрерывной называется такая случайная
величина, которая может принимать любые
значения из некоторого конечного или беско-
нечного интервала.
Совокупность всех возможных значений
случайной величины и соответствующих им
вероятйостей составляет распределение слу-
чайной величины.
Законом распределения случайной вели-
чины называется всякое соответствие между
возможными значениями случайной вели-
чины и соответствующими им вероятностя-
ми. Наиболее общей формой задания закона
распределения является функция распределе-
ния.
Функция распределения определяет ве-
роятность того, что случайная величина
X имеет значение, меньшее фиксированного
действительного числа х, т. е.
F(x) = P(X < х).
Функция распределения является неотри-
цательной неубывающей функцией, удовле^
творяющей условиям F( — оо) = 0 и F( +
+ оо)=1. Функцию распределения иногда
называют интегральной функцией.
Дифференциальной функцией распределе-
ния /(х) = F'(x) является первая производная
из интегральной функции. Иногда функцию
/(х) называют дифференциальным законом
распределения случайной величины X или
плотностью распределения вероятности. Свой-
ства дифференциальной функции распределе-
ния — см. табл. XI.3.
Числовые характеристики случайной вели-
чины. К ним относятся: математическое
ожидание, мода, медиана, дисперсия, мо-
менты.
Математическим ожиданием дискретной
случайной величины X называется сумма
произведений всех ее возможных значений xf
на их вероятности
М (х) = £ х.Р,
i=i
175
Таблица XI.3
Свойства дифференциальной функции распределения	
Свойство	Математическое выражение свойства
Неотрицательность	/(X) > 0
Возможность определения вероятности попадания не- прерывной случайной вели- чины в интервал (а, Ь)	P(a<x<b)~]f(x)dx
Возможность определения интегральной функции рас- пределения	F(x)~ f f(x)dx - oo
Интеграл от функции в бес- конечных пределах равен единице	+f/(x)d(x)=l — 00
Для непрерывной случайной величины,
возможные значения которой принадлежат
интервалу (а, Ь), математическое ожидание
ь
М(х) = f xf(x)dx,
а
где f(x) — функция плотности распределения
случайной величины X.
В табл. XI.4 описаны математические
ожидания различных величин.
Таблица XI.4
Свойства математического ожидания	
Математическое ожидание	Математическое выражение свойства
Суммы двух случайных величин	М(х + у) = М(х) + М(у)
Произведения двух неза- висимых случайных ве- личин	М(ху) = М(х)М(у)
Постоянной величины	М(С) = С
Случайной величины, умноженной на констан- ту	М(Сх) = СМ(х)
Отклонения случайной величины от ее матема- тического ожидания	М[х — М(х)] = 0
Пример XI. 11. Пусть распределение ошибок по-
казания датчика температуры таково:
176
Ошибка,
Т °C . . .1,7	1,2	1,0	0,9	0,5	0,3
Вероят-
ность, Р 0,2373 0,3955 0,2637 0,0879 0,0140 0,0010
Определим математическое ожидание ошибки
показания датчика температуры:
М (7) = 1,7 • 0,2373 + 1,2 • 0,3955 -I- 1,0 • 0,2637 +
-I- 0,9 • 0,0879 -I- 0,5 - 0,0146 4- 0,3 • 0,0010 =
= 1,221.
Мода случайной величины также является
числовой характеристикой.
Модой Мо дискретной случайной вели-
чины называется наиболее вероятное ее зна-
чение.
Модой Мо непрерывной случайной вели-
чины называется такое ее значение, при ко-
тором плотность распределения имеет мак-
симум.
Бывают двухмодальные и многомо-
дальные распределения. Если распределения
имеют минимум, но не имеют максиму-
ма, — они называются антимодальными.
Медианой случайной реличины Ме назы-
вают такое ее значение, для которой спра-
ведливо равенство
Р(Х<Ме) = Р(Х>Ме).
Это равенство указывает на равную ве-
роятность событий, что случайная величина
окажется меньше или больше медианы.
Дисперсией случайной величины
X является математическое ожидание ква-
драта отклонения случайной величины от ее
математического ожидания:
о2 (х) = М [х - М (х)]2.
Для дискретной случайной величины:
<*2W = Z IX “ М (х)]2Р,
Для непрерывной случайной величины,
закон распределения которой задан в виде
плотности вероятности /(х),
о2(х) = f [x-M(x)]2/(x)dx.
— 00
Через функцию распределения Г(х) дис-
персия выражается следующим образом:
tf2W= f [x-M(x)]dF(x).
— 00
Свойства дисперсии случайной величины
приведены в табл. XI.5.
Таблица XI.5
Свойства и соотношения дисперсии случайных величин
Виды дисперсии	Математическое выражение
Дисперсия случайной ве- личины	а2 (х) = М (х)2 — [М (х)]2
Дисперсия постоянной величины	а2 (С) = 0
Дисперсия суммы двух независимых случайных величин х и у	а2 (х + у) = а2 (х) + а2 (у)
Дисперсия разности двух независимых случайных величин х и у	о2 (х — у) = а2 (х) + а2 (у)
Дисперсия произведения двух независимых слу- чайных величин	о2 (ху) = а2 (х) а2 (у) + + [М (х)]2 • ст2 (у) + + [М (у)]2 а2 (х)
Дисперсия случайной ве- личины, если все ее зна- чения уменьшить (увели- чить) на одно и то же число С	ст2 (х + С) = а2 (х)
Дисперсия случайной ве- личины, если все ее зна- чения уменьшить (увели- чить) в одно и то же число раз К	а2 (х/К) = а2 (х)/К2
Недостатком дисперсии является то, что
она имеет размерность квадрата случайной
величины.
Этого недостатка лишено среднее квадра-
тическое отклонение случайной величины
о(х) = |/о2(х).
Пример XI. 12. Вычислим дисперсию и среднее
квадратическое отклонение ошибок показания дат-
чика температуры, используя данные примера 11.
По определению дисперсии имеем:
сг2(х) = (1,7 — 1,221)2-0,2373 + (1,2 — 1,221)2-0,3955 +
+ (1,0 - 1,221 )2 • 0,2637 +
+ (0,9- 1,221 )2-0,0879 +
+ (0,5 - 1,221 )2 • 0,0146 + (0,3 - 1,221 )2 х
х 0,0010 = 0,3283,
о(х) = 0,5728.
Моменты случайной величины дают на-
иболее полную характеристику случайной ве-
личины. Способы расчета моментов приве-
дены в табл. XI.6.
Пример XI. 13. Определим коэффициент асим-
метрии и эксцесс распределения ошибок показания
датчика температуры, приведенных в примере 11:
Из = (1,7 - 1,221)3-0,2373 + (1,2 - 1,221)3 0,3955 +
+ (1,0 - 1,224)3-0,2637 + (0,9 - 1,221)3-0,0879 +
+ (0,5 - 1,221)3- 0,0146 + (0,3 - 1,221)3-0,0010 =
= 0,087857;
ц4 = (1,7- 1,221)“*-0,2373 + (1,2 — 1,221)*-0,3955 +
+ (1,0- 1,221)* - 0,2637 +
+ (0,9 - 1,221)*- 0,0879 + (0,5 - 1,221)*- 0,0146 +
+ (0,3 - 1,221)4-0,0010 = 0,018968;
0,087857
= 0,4672;
А =	-
0,57283
0,018968
Е =---------— - 3 = - 2,824.
0,57284
Распределение случайных величин. Разли-
чают равномерное, нормальное, биноми-
нальное и другие распределения.
Равномерным распределением непрерыв-
ной случайной величины х на интервале (я, Ь)
считается распределение, если на этом интер-
вале плотность распределения случайной ве-
личины постоянна, а вне его равна нулю.
Характеристики распределения приведены
в табл. XI.7.
Нормальным распределением считают рас-
пределение, при котором вероятность того,
что случайная величина примет значение х,
может быть аппроксимирована функцией
т. е. данная случайная величина подчиняется
закону нормального распределения вероят-
ностейЛ Характеристики распределения при-
ведены в табл. XI.7.
Свойства нормального распределения
даны в табл. XI.8.
Биноминальным распределением является
распределение вероятностей появления т со-
бытий в п независимых испытаниях, в ка-
ждом из которых вероятность появления со-
бытия постоянна и равна Р.
Вероятность возможного числа появле-
ния события вычисляется по формуле Верну-
ли:
Р (х = т) =
n\pmqn т
m!(n — т)! ’
177
Таблица XI.6
Способы расчета моментов случайной величины
Наименование момента случайной величины х	Математическое выражение	
	для непрерывной случайной величины	для дискретной случайной величины
Начальный момент еу-го порядка Vq = M(xq)	V4= f xqf(x)dx - 00	v,= i xjp, i — 1
Центральный момент <у-го порядка pg = М{[х - М (%)]«}	f [x - M(x)]9 f{x)dx — 00	И, = Ё [x, - м (x)]’ P, i= 1
Нормированный центральный момент 3-го порядка (коэффициент асиммет- рии)	A = CT* (x)	
Нормированный центральный момент 4-го порядка (эксцесс)	Ц4 E= —	3 O4(X)	
где q = 1 - р.
Характеристики распределения приведены
в табл. XI.7.
При вычислении вероятностей бино-
минального распределения полезно следую-
щее соотношение, связывающее два соседних
члена,
Рщ + 1, п И Рт, п
рт+1,п = (п-т)д
рт,„ (т+1)р'
Биноминальным распределением описы-
вается распределение вероятностей только
дискретной случайной величины.
Возможными значениями случайной ве-
личины х являются т = 0, 1, ..., п.
Закон распределения Пуассона описывает
число событий т, происходящих за одина-
ковые интервалы времени при условии, что
события происходят независимо одно от
другого с постоянной средней интенсив-
ностью. При этом число испытаний п вели-
ко, а вероятность появления события в ка-
ждом испытании Р мала. Этот закон выра-
жается зависимостью
где X = пр — интенсивность появлений собы-
тий в п испытаниях.
Возможными значениями случайной ве-
личины х являются m = 0, 1, 2,..., п.
178
Характеристики распределения приведены
в табл^ XI.7.
Коэффициент корреляции. Зависимость ме-
жду одной случайной переменной и ус-
ловным средним другой случайной перемен-
ной называется корреляционной зависи-
мостью. Она характеризуется формой
и величиной связи.
Форму связи можно характеризовать
функцией регрессии (линейной, квадратич-
ной, показательной и др.). Одним из показа-
телей связи в случае линейной зависимости
между случайными переменными X и
Y является коэффициент корреляции
(х,-Х)(у(-У)
г _ 1=1_____________
ист (х) ст (у)
При малом числе наблюдений коэффи-
циент корреляции удобно вычислять по фор-
муле
п z х.>’. - z xi z у.
/ п	/ п	\2	п	/ п	\2
/И £ X? - ( £ X,- ) п у? - ( £ У; )
i = 1	\i = 1	/Г	i = 1	\i = 1	/
Коэффициент корреляции принимает зна-
чения в интервале -14-1 (при г < 0 суще-
ствует обратная зависимость). Обычно счи-
тается, если |г| 0,7, то корреляционная
связь сильная.
Таблица XI.7
Характеристики распределения случайных величин
Статистическая характеристика	Распределение					
	равномерное		нормальное	биноминальное		Пуассона
Дифференциальная фун- кция распределения	/(*) =	0; при х<а; \/(Ь—а); при а <х <6; 0 при х>Ь	-ф-а)2	11 2 а । 1 2	। II 2		Р (х = т) = = Xwe~x т\ X = пр
			1	2ст2 Л*)- /-е ст ]/2л			
Интегральная функция распределения	К*) = '	0; при х<а; (х-а) 	—; при Ф~а) а <х ( 0 при х>Ь	X Е(х)=	[ х ст ]/2л J — 00 _ (х - а)2 х е	2о2 dx	F(m) =	f 0 при т < 0 у р 1 т, п при 0<И7<И 1 при т > п	—
Математическое ожида- ние	Л7(х)= — 2		М(х) = а	М (х) = пр		М (х) = пр
Дисперсия	ф-af- a-W= |2		ст2(х) = ст2	<т2(х) = npq		ст2(х) = пр
Стандарт	(6-fl)|/3 ст (х) - о		ст(.т) = ст	ст (х) = }/npq		ст (х) = |/йр
Коэффициент асиммет- рии	А =0		А =0	(д-р) Л = “7=- УпР<1		а = 7^р
Коэффициент эксцесса	Е— — 1,2		Е= 0	L = npq		Е= — ир
Если одна переменная разбита на две ча-
сти (дихотомизирована), то можно вычис-
лить двухсерийный коэффициент корреляции
между двумя непрерывными переменными:
_ Хр-Х z
Г <Ф) у'
где z = min(p, g); р — вероятность части на-
блюдений, находящихся в верхней группе;
q — 1 — р — вероятность^ части наблюдений,
находящихся в нижней группе; у — ордината
кривой нормального распределения в точке
деления между частями р и q; Хр— среднее
значение х, соответствующих значениям ди-
хотомизированной переменной, находящим-
ся в верхней группе.
Стандартная ошибка г оценивается по
формуле
s,= l^-r2l]/n,
где п — число наблюдений.
Коэффициент корреляции Ф между двумя
дихотомизированными переменными опреде-
ляется выражением
179
Таблица XI.8
Свойства нормального распределения
Свойство	Математическое выражение свойства
Функция плотности нор- мального распределения определена на протяже- нии всей оси ОХ, т. е. каждому значению х со- ответствует определен- ное значение f(x)	f(x) S X
Для всех х функция плот- ности распределения по- ложительна	/(х) > 0
Предел функции плот- ности при х —► ± 00	lim	f (х) = 0 х->± 00
Функция плотности нормального распреде- ления имеет максимум в точке х — а	f(a} - а у 2л
Функция плотности /(х) симметрична относи- тельно прямой, прохо- дящей через точку х = а	f(a-y) = f(a + у)
Кривая нормального распределения имеет две* точки перегиба	Координаты точек пере- гиба / 1 \ 1 а — о; —2=^ 1 \	о ]/2пе / (п + о; — X	сг]/2ле/
Нечетные центральные моменты нормального распределения равны ну- лю Четные центральные мо- менты не равны нулю	Hi =0; ш = 0; h5 = 0; ц2 = ст2; щ = Зег4; ц6=15о6
Коэффициенты асиммет- рии и эксцесса нормаль- ного распределения рав- ны нулю	Е = 0; 4 = 0
Форма нормальной кри- вой не зависит от зна- чения параметра а	-
ф= ________АР — ВС______
/(ТТвйсТпйлТсивТо) ’
где А — число испытаний, в которых обе
переменные принимают верхнее значение;
В — число испытаний, в которых первая
переменная принимает нижнее значение,
а вторая — верхнее; С — число испытаний,
где вторая переменная принимает нижнее
значение, а первая-верхнее; Р — число испы-
таний, когда обе переменные принимают
нижнее значение.
Точечный двухсерийный коэффициент ме-
жду двумя переменными, одна из которых
разделена на две части, а другая непрерывна,
вычисляется по формуле
1/К
<Ф) |/ N,’
где Np— число событий в верхней группе;
Nq— число событий в нижней группе;
Хр — среднее значение х, соответствующих
значениям дихотомизированной переменной,
находящимся в верхней группе.
Пример XI. 14. Для определения причин,
влияющих на появление бракованных изделий,
в механическом цехе было проведено исследова-
ние, данные которого приведены в табл. XI.9.
Используя формулу вычисления линейного
коэффициента корреляции гху (вариант малого чис-
ла наблюдений), оценим зависимость изменения
числа бракованных изделий от стажа работы рабо-
чего.
Имеем:
16	16	16	16
£х, = 127; £у, = 43; £хЛ = 229; £ х2, =
i=l	i=l	i=l	i=l
16
= 1557; £у? = 171; п = 16; гху =
i=i
16-229 — 127-43
= -------------------- -0,692.
|/16 • 1557 - 1292 • ]/16 • 171 - 432
Следовательно, стаж рабочего и число брако-
ванных изделий- взаимосвязаны. Эта связь опреде-
ляется коэффициентом rxy. С ростом стажа работы
рабочего сокращается число бракованных изделий.
Знак минус свидетельствует о том, что х. и yf изме-
няются в разных направлениях.
Для оценки зависимости качества работы
(число бракованных изделий) между группой
рабочих со стажем работы до двух лет
и группой рабочих со стажем работы более
двух лет можно воспользоваться двухсе-
рийным коэффициентом корреляции. Для
этого используем данные табл. XI.9. Из та-
блицы имеем: вероятность части наблюде-
ний, находящихся в верхней группе, р =
= 7/16 = 0,4375; вероятность части наблюде-
ний, находящихся в нижней группе, q = l —
- р = 1 - 0,4375 = 0,5625;
z = min (р, q) = 0,4375.
180
Таблица XI.9
Данные исследования причин появления бракованных
изделий
№ по пор.	Число бракован- ных де- талей на 10000 из- готовлен- ных	Стаж рабо- ты рабо- чего	Пол рабочего 1 — муж- ской 2 — жен- ский	Рабо- чая смена	
i	xi	У1	zi	и.	
1	И	1	1	1	11
2	7	2	1	1	14
3	1	6	2	1	6
4	1	5	2	2	5
5	8	3	1	2	24 .
6	4	4	1	2	• 16
7	22	1	2	2	22
8	12	2	2	2	24
9	3	4	2	1	12
10	6	3	2	2	18
И	1	6	2	1	6
12	4	2	2	1	8
13	7	2	2	2	14
14	9	2	1	2	18
15	17	1	1	2	17
16	14	1	2	1	14
Ито- го:	127	43	-	-	229
Среднее значение непрерывной перемен-
ной, соответствующее части наблюдений, на-
ходящихся в верхней группе,
Хр =(1 + 1 + 8 + 4+ 34-6 + 1)/7 = 3,43;
среднее значение непрерывной переменной
X = ^х/п = 127/16 = 7,94.
Вычисление ординаты кривой нормально-
го распределения в точке деления между ча-
стями р и q выполним в два этапа.
На первом этапе определим Г = Ф-1(и) =
= 0,58, а на втором — ординату у = f(t) =
= 0,3372.
Среднее квадратическое отклонение х
в данном случае удобно вычислить по сле-
дующей формуле:
О W = ]/(Е X2 - (X х)2/п)/(п - 1) = 5,85.
Тогда
3,43 -7,94 0,4375
г — ——----------------= -0,999.
5,85	0,3373
Следовательно, после двух лет работы
у рабочих существенно увеличивается каче-
ство работы.
Используя точечный двухсерийный коэф-
фициент корреляции, можно оценить зависи-
мость качества работы между группами ра-
бочих женщин и мужчин, а также от смены
работы.
Исходными данными для первой оценки
служат:
среднее значение X — 7,94;
среднее значение числа бракованных де-
талей, изготовленных рабочими-женщинами,
^ = (1 + 1+22+12+3 + 6+1 + 4 + 7 +
+ 14)/10 = 7,10,
о(х) = 5,85 (из предыдущей оценки);
число рабочих женщин Np= 10;
число рабочих мужчин N = 6.
Тогда коэффициент корреляции
7,10-7,94 1/10
5^85	|/ ~6
-0,185.
Коэффициент корреляции показывает, что
отсутствуют какие-либо отличия в качестве
работы между рабочими женщинами и муж-
чинами.
Исходными данными для второй оценки
служат:
среднее значение X — 7,94;
среднее значение числа бракованных де-
талей, изготовленных во вторую смену,
Хр=(1+ 8 + 4 + 22+ 12 + 6 + 7 + 9+ 17)/9 =
= 9,55,
о(х) = 5,85;
число работающих в первую смену Nq =
= 7;
число работающих во вторую смену
Np = 9.
Получаем коэффициент корреляции
9,55 - 8,06
5,85
= 0,312.
Таким образом, имеется несущественная
зависимость между качеством работы рабо-
чих в первую и вторую смену.
181
Применяя коэффициент корреляции Ф,
можно оценить зависимость частоты выхо-
дов во вторую смену мужчин и женщин.
В данном случае исходными данными
являются:
число выходов женщин во вторую смену
Л =5;
число выходов мужчин во вторую смену
В = 4;
число выходов женщин в первую смену
С = 5;
число выходов мужчин в первую смену
D = 2.
В результате получаем
|/(5 + 4) (5 + 2) (5 + 5) (4 + 2)
Данный коэффициент корреляции показы-
вает, что имеется незначительная статистиче-
ская зависимость в более частом выходе му-
жчин во вторую смену по сравнению
с женщинами.
Проверка статистических гипотез [105].
Под статистическими гипотезами подразуме-
ваются гипотезы, которые относятся или
к виду или к отдельным параметрам распре-
деления случайной величины.
Для проверки гипотез о законе распреде-
ления используют критерии согласия Пирсо-
на, Колмогорова, Смирнова и др.
Проверка гипотез, относящихся к от-
дельным параметрам случайных величин,
выполняется с помощью F-распределения
Фишера — Снедокора, t — распределения
Стьюдента и др.
4. Математическое программирование
Математическое программирование ох-
ватывает область математики, разрабаты-
вающую теорию и прикладные методы ре-
шения многомерных экстремальных задач
с ограничениями на изменения переменных.
Линейное программирование. Этот раздел
математического программирования разра-
батывает теорию и числовые методы реше-
ния задач определения экстремума линейной
функции многих переменных при наличии
линейных ограничений на эти переменные.
Основная задача линейного программиро-
вания. Задана линейная целевая функция
F(%i, xm)= £ сл,
где 0 для /=1, 2,..., ди, и система ли-
нейных неравенств
т
X aijxi < bj> J = ’ 2,.... п-
Необходимо определить значения пере-
менных х15 ..., хт, для которых целевая
функция достигает экстремального значения.
Эта задача может быть решена следующими
методами: симплекс-методом, модифициро-
ванным симплекс-методом, методом после-
довательного уточнения оценок и методом
последовательного сокращения невязок. Ва-
рианты постановки задачи, ее полная теория
и методы решения даны в работах [96, 100,
102, 128].
Задачи линейного программирования боль-
шой размерности (число переменных превы-
шает 100) и сверхбольшой размерности (чис-
ло переменных превышает 1000). Методы
этой группы включают специальные приемы
разделения задач на задачи меньшей размер-
ности — декомпозиции задач [95, 98].
«Транспортная» задача линейного про-
граммирования. Постановка задачи: задана
линейная функция вида
f = i i
i=l J=1
где xfJ>0, с,7 — вещественные числа и i = 1,
2, ..., т; j= 1, 2, ..., п и линейные неравен-
ства
X xij^ab	, = |’ 2, .... m;j =
= 1, 2, п.
Необходимо определить значения пере-
менных, при которых функция достигает эк-
стремального значения. Методы решения
этой задачи имеют особенности, связанные со
спецификой постановки задачи. Теория и ме-
тоды решения «транспортных» задач даны
в работах [96, 98].
«Распределительная» задача линейного
программирования. Эта задача представляет
собой некоторое обобщение предыдущей
и также имеет свои особенности, которые
позволяют строить более эффективные ме-
тоды решения по сравнению с основной за-
дачей линейного программирования. Поста-
новка задачи: задана линейная функция
m п
F = X X cuxip
i= 1 j=l
где xfj>0; с,7 — вещественные числа, i = 1,
2, ..., т; j= 1, 2, ..., п и линейные неравен-
ства
182
1 гихи < ai’ l sijxu b,’ *=
j=l	i=l
= 1, 2, ..x, m; j — 1, 2, ..., n.
Решения этой задачи даны в работах [91,
92, 94].
Обобщенная задача в сетевой постановке.
Сетевая постановка задач линейного про-
граммирования дает возможность учесть ряд
особенностей, возникающих при практиче-
ском использовании, и построить достаточно
эффективные методы их решения.
Сетевая постановка задачи: задана сеть,
определяемая конечным графом (/, С), где
/ — множество вершин графа {i} = Ц U —
множество дуг графа {(i, j)} = U; каждой i-й
вершине (iel) поставлено в однозначное со-
ответствие вещественное число которое
характеризует интенсивность источника или
стока, находящегося в этой вершине; каждой
дуге (i, j)eU поставлено в однозначное со-
ответствие вещественное число rip которое
характеризует пропускную способность дуги.
Рассматриваемая сеть допускает поток, т. е.
существует набор (подмножество) положи-
тельных чисел {xi;}, для которых выпол-
няются следующие равенства:
Е x‘j - Z xji = d°- ieI> 0 < x<j < r'j’ rieU-
jel jel
Необходимо определить такой набор по-
ложительных чисел {ху}, который приводит
к экстремальному значению функцию
F — X
(' №
Частным случаем сформулированной за-
дачи является задача о кратчайшем пути
Методы решения этого класса задач в ос-
новном базируются на методе потенциалов
и методе последовательного сокращения не-
вязок.
Достаточно подробное изложение мето-
дов решения подобных задач дано в работах
[95, 98, 100, 128].
Целочисленные задачи линейного програм-
мирования. Задачи указанного класса возни-
кают в календарном планировании, в зада-
чах размещения оборудования, при составле-
нии различного рода расписаний.
Постановка задачи: задана целевая функ-
ция
т
F = Е ctxt,
i= 1
где xf— целые неотрицательные числа;
с,— целые числа; и линейные неравенства
Е %х, < ьр j =
i= 1
= 1, 2, ..., и, a£., bj— целые числа.
Необходимо определить значения xf, при
которых целевая функция достигает экстре-
мального значения. Решение такой задачи
осуществляется с помощью метода Гомори
или метода секущих. Обзор методов реше-
ния этого класса задач дан в книге [90], са-
ми методы изложены в работах [95, 103].
Целочисленные задачи с булевыми пере-
менными. Задачи этого класса в значитель-
ной степени аналогичны задачам предыду-
щего класса, но в то же время имеют свои
особенности, которые позволяют их выде-
лить.
Постановка задачи: задана целевая функ-
ция
F — У cfx„ х,е(0, 1), 1 = 1, 2, ..., т',
i= 1
и линейные ограничения
Е аих^ьр j=l, 2, ..., и,
i = 1
где cf, aijt bj — целые числа.
Необходимо определить набор (х1?...,
хт), при котором целевая функция достигает
экстремального значения.
Основным методом решения этой задачи
является метод «ветвей и границ» [103].
Комбинаторное программирование. Этот
раздел математического программирования
включает дискретные задачи, и специальные
методы их решения, как правило, нелинейны.
Термин «комбинаторное программирование»
обусловлен тем, что чисто дискретные зада-
чи можно интерпретировать как задачи оп-
тимизации функций, определенных на задан-
ном множестве выборок (комбинаций) из
конечного числа элементов.
Задачи календарного планирования. При-
мером задачи названного класса является за-
дача определения очередности выполнения
заданий. Формулируется эта задача следую-
щим образом: заданы исходные данные
/jv = {1, 2,..., N} — множество номеров зада-
ний; я = (7^, я2, ..., ям) — перестановка эле-
ментов множества IN, определяющая очеред-
ность выполнения заданий; т(/) — время вы-
полнения j-ro задания; T(j) — директивный
срок окончания j-ro задания; а (/) — штраф,
накладываемый на исполнителя за невыпол-
нение j-ro задания к сроку Т(/); 0(х) — функ-
183
ция скалярной переменной х, принимающей
значение 0 при х 0, и значение 1 при х > 0.
Множество возможных решений рассма-
триваемой задачи составляет всевозможные
перестановки л из элементов множества IN.
Это множество обозначим через П/v. На
множестве П/v ищется оптимальное решение.
В качестве целевой функции выбирается
функция
F(Tt)= X а(^)е[£
которая представляет собой суммарный
штраф за нарушение директивных сроков
выполнения заданий. Следовательно, задача
состоит в определении последовательности
леП/v, при которой достигается минимум
функции F(tc).
Вторым примером задач названного
класса является задача определения порядка
обработки деталей. Формулируется эта зада-
ча следующим образом: заданы исходные
данные //v—множество номеров деталей,
подлежащих обработке; п — перестановка из
элементов множеств IN, задающая порядок
запуска деталей в производство;
1м — множество номеров станков; каждая из
деталей должна быть обработана на каждом
из М станков; любая деталь обрабаты-
вается без перерыва; последовательность
прохождения деталей по станкам одинакова
для всех деталей; нумерация станков со-
ответствует последовательности обработки
деталей; время x(i,j) обработки j-й детали на
i-м станке.
Сделанные выше предположения дают
возможность определить для каждого поряд-
ка запуска деталей п время Тк(л7, л) заверше-
ния обработки детали л7 на первых к стан-
ках. Для к = 1
I т(1, Л();
1 = 1
далее для j — 1 имеем при всех ке!м
я)= X *(«, л,).
»=1
Значения Tk(nj9 л) в общем случае опреде-
ляются рекурецтно по формуле
Т*(Я7> «) = •'(*.’ ^) +
+ max{Tk_1(n? л), Тк(л7_1; л)}.
Это соотношение вытекает из того, что
обработка детали л; на /с-м станке может на-
184
чинаться только после окончания обработки
этой же детали на (к — 1)-м станке и после
окончания обработки на /с-м станке детали
Ttj-i, предшествующей в очередности л дета-
ли л? Целевой функцией рассматриваемой
задачи является окончание обработки детали
л/v на станке М:
Множеством возможных решений являет-
ся П/v, на котором определяется целевая
функция.
Задача распределения заданий. Примером
задач этого класса является следующая зада-
ча: исходные данные IN— множество номе-
ров заданий; 1м — множество номеров ис-
полнителей; tij— затраты на выполнение J-ro
задания i-м	исполнителем;. г = (г1? ...,
гм) — разбиение множества IN на М подмно-
жеств (подмножества не имеют общих эле-
ментов, а объединение их составляет множе-
ство //v, причем некоторые из подмножеств
могут быть пустыми); R(N, М) — множе-
ство всех разбиений г указанного типа.
В задачах указанного типа множество
возможных решений совпадает с R(N, М).
Для определения оптимального разбиения
используется либо критерий наибольшей
суммарной эффективности либо критерий
равномерной загрузки исполнителей. Со-
ответствующие целевые функции имеют вид
F2(r) = max {£ f (i, j)}.
ielM
Следовательно, задача сводится либо
к минимизации Fi(r), либо к максимизации
F2(r).
Вторым примером является так называе-
мая «задача коммивояжера», формулировка
которой сводится к следующему: задан пол-
ный граф (/, G), где I = {/} — множество вер-
шин, a U = {i, j} — множество дуг графа, вес
дуги определяется значением 1/.у.
Необходимо найти на этом графе контур,
включающий каждую вершину точно по
одному разу и имеющий минимальный (мак-
симальный) суммарный вес.
Для решения сформулированных выше
задач применяется приближенный метод —
метод «ветвей и границ».
Нелинейное программирование. Этот раз-
дел математического программирования
разрабатывает теорию и методы решения за-
дач определения экстремума нелинейной
функции многих переменных при наличии
нелинейных ограничений на эти переменные.
Общая формулировка задачи нелинейно-
го программирования заключается в следую-
щем: задана нелинейная целевая функция
F(x), где х — n-мерный вектор, определяю-
щий некоторую точку в n-мерном евклидо-
вом пространстве Еп й т функций ограниче-
ний:
д^х) > О, i = l, 2,..., т.
Необходимо определить значение состав-
ляющих вектора х таких, чтобы функция
F(x) достигала экстремального значения при
выполнении всех ограничений.
По характеру функции F(x) и функций
ограничений д^х) можнс классифицировать
задачи нелинейного программирования.
Задача нелинейного программирования
с линейными ограничениями формулируется
следующим образом: задана нелинейная
функция F (х), где х — n-мерный вектор, опре-
деляющий некоторую точку в n-мерном ев-
клидовом пространстве Еп и равенство Ах =
= Ь; х > 0, где А — матрица размера тхп;
b — m-мерный вектор-стодбец.
Необходимо определить значение вектора
х такое, чтобы функция F(x) достигала эк-
стремального значения при выполнении за-
данных ограничений.
Решение задач этого класса изложено
в работах [99, 100, 102, 107, 12'1, 125].
Второй разновидностью задач рассматри-
ваемого класса является задача квадратично-
го программирования, в которой необходи-
мо определить экстремум квадратичной
функции:
F(x)= £ сох,х;>
<,7 е/
при выполнении условия Ах = Ь.
Решение задач этого класса дано в рабо-
тах [99, 100, 107, 121, 125].
Динамическое программирование. Динами-
ческое программирование — это метод реше-
ния задач нелинейного математического про-
граммирования. Метод основан на следую-
щем принципе оптимальности: оптимальная
стратегия обладает тем свойством, что ка-
ковы бы ни были начальное состояние
и принятое начальное решение, последующие
решения должны составлять оптимальную
стратегию относительно состояния, возник-
шего в результате первоначального решения.
Математическая формулировка этого
принципа заключается в следующем. Рас-
смотрим некоторый управляемый объект 5,
состояние которого в любой момент време-
ни задано вектором х. Составляющие векто-
ра являются фазовыми координатами изо-
бражающей точки в фазовом пространстве
объекта. Время выделяется, как отдельная
координата. На каждой стадии и-этапного
процесса изменения состояния объекта мож-
но изменять управляющее воздействие,
описываемое вектором и. Под воздействием
вектора и объект переходит в новое состоя-
ние* х'. Связь между состояниями х, х' и воз-
действием и задается оператором Т:
х' = Т(х, и).
Далее, пусть эффективность функциони-
рования объекта оценивается оператором
R(x, и), тогда максимальная эффективность
за п этапов движения объекта будет функ-
цией только начального состояния х и числа
этапов п. Обозначим эту величину через
Fn(x). Очевидно, что
Fj(x) = max/?(x, и),
и
На основании принципа оптимальности,
запишем основное рекурентное соотношение
^»+1И = тах[Я(х, u) + F„(T(x, и))],
и
В случае бесконечного процесса получаем
основное функциональное уравнение динами-
ческого программирования:
F (х) = max [Я (х, и) 4- F (Т(х, и))].
и
Если состояние объекта отображается
в дискретном пространстве, то используется
дискретное динамическое программирова-
ние. Метод динамического программирова-
ния достаточно подробно изложен в следую-
щих руководствах [87, 88, 99, 107, 120, 122,
123, 125]. В этих же руководствах приведены
многочисленные примеры использования
данного метода для решения конкретных
задач.
Метод множителей Лагранжа. Этот метод
решения служит для определения экстрему-
ма функций многих переменных. Он являет-
ся одним из основных Методов решения за-
дач нелинейного математического програм-
мирования. Сущность метода заключается
в следующем: пусть задана нелинейная целе-
вая функция F (х), где х — n-мерный вектор.
Необходимо определить экстремум F(x) при
ограничениях д (х) = Ь, где д и b — векторы.
Решение определяется поэтапно. На пер-
вом этапе вводится вектор у = (у^, у2,..., ут),
составляющие которого носят название мно-
жителей Лагранжа. На втором этапе опреде-
ляется функция Лагранжа как сумма целевой
функции и скалярного произведения вектора
185
множителей Лагранжа и вектора разности
между постоянными ограничениями и функ-
циями ограничений:
Цх, y) = F(x) + y(b-g(x))
или в развернутом виде
Ф1,х„; у19.... ут) =
= F(x1,	х„) +
+ Е У1 (b‘~ 9i(xi, .... х„).
Последним является отыскание точки (х*,
у*), в которой все частные производные пер-
вого порядка функции Лагранжа обращают-
ся в нуль:
QL ч dF(x*)
Г):----
дх	дх
у*-----(х*) = 0;
— (х*> у*) = b — д(х*) — 0.
Совместное решение m + и уравнений, по-
лученных из приведенных дифферен-
циальных соотношений, дает значения т -I- п
неизвестных: переменных x’f, х%, ..., д*
и множителей Лагранжа yf, у^,..., у*. Если
выполнено условие отрицательности опреде-
лителя матрицы Гессе
^2L d2L	d2L
дх2 dxi дх2 дхг дхп
д2Ь =	.
дх2
d2L	d2L	d2L
дхпdxi дхпдх2	дх2
то значения переменных х* = (x’f,..., д*)
дают локальное решение задачи математиче-
ского программирования. Если целевая
функция F(x) строго выпукла (вогнута), то
метод множителей Лагранжа дает общий эк-
стремум. Этот метод детально изложен в ру-
ководствах {102, 121], где даны примеры
применения этого метода.
Градиентные методы оптимизации. К гра-
диентным методам оптимизации относят ме-
тоды, в которых процесс вычисления опти-
мального значения целевой функции основан
на использовании градиента (или антигра-
диента) этой функции.
Метод формулируется следующим обра-
зом. Пусть задана целевая функция F(x), зна-
чения которой зависят от составляющих век-
тора х = (хр ..., х„), определяющего положе-
ние точки х в n-мерном евклидовом про-
186
странстве Еп. Процесс оптимизации предста-
вляет собой вычисление значений F(x) для
такой последовательности точек х1, х2,...,
хт, которая приводит к оптимальному значе-
нию F(x). Для определенности дальнейших
формулировок примем, что оптимальной
точкой является точка минимума функции
F(x).
В процессе оптимизации в окрестности
точки хк определяется одно или несколько
значений F(x)’, так называемые пробные ша-
ги. Затем на основании полученных значений
вычисляется новая точка xk+1 — рабочий шаг,
после чего процесс вычислений повторяется.
В рассматриваемом методе пробные шаги
используются для приближенного построе-
ния градиента F(x). Сущность градиентного
метода заключается в следующем. Предпо-
ложим, что F(x) дифференцируема и ее гра-
диент h(x) всюду в Е" удовлетворяют усло-
вию Липшица:
||й(х + у)-/1(х)|| sgr||y||,
где || х || =
2 — норма вектора х в Еп,
а г — положительная константа. Введем обо-
значение Fo = min F (х) и будем считать, что
вычислено значение F (х) в точке хк. Для
построения точки xk+1 вычисляется прибли-
женное значение h (xk). Для этого необходимо
вычислить значение F (х) в т точках
хк = Дхеь i = 1, 2, ... ? т,
где Дх — константа, равная длине пробного
шага, е(- — m-мерный единичный вектор с еди-
ницей на i-м месте. Затем вычисляется вектор
Н(хк), компоненты которого определяются
по формуле
н = F(xt + Axe,)-F(xl‘)
Если Дх -> 0, то Н (xk) -> h (хк). Таким об-
разом, Н (хк) является приближенным значе-
нием градиента h(x) в точке хк. Очередная
точка хк+1 определяется с помощью рабочего
шага ак в направлении Н(хк):
хк+1 = хк — акН(хк).
После определения значения F(xk + 1) пере-
ходят к следующей итерации. Для окончания
вычислений используют элементарное пра-
вило остановки
F(xk)-F(xk+1)^8,
где 8 — заданная положительная константа.
Если неравенство выполняется, то достигнут
локальный минимум функции F (х).
Градиентный метод дает глобальный ми-
нимум только для строго вогнутых функций.
Может оказаться, что найденный минимум
и глобальный минимум совпадают для неко-
торой многоэкстремальной функции. Это со-
впадение может быть либо случайным, либо
целенаправленным, но в последнем случае
необходима дополнительная информация
о характере изменения функции F(x).
Метод наискорейшего спуска получается
в градиентном методе, если ак выбирается
так, чтобы на каждом шаге минимизировать
функцию F (х), т. е. определять минимум
Г(х‘-а*Л(х‘)).
Градиентные и примыкающие к ним ме-
тоды возможных направлений достаточно
полно исследованы в работах [99, 107, 125].
Оценка числа арифметических операций при
использовании метода градиента дается
в работе [114].
Метод покоординатной оптимизации. Сущ-
ность метода заключается в том, что опреде-
ление минимума функции F(x), где х —
— и-мерный вектор евклидового простран-
ства Е", связано с преобразованием коорди-
нат на каждохМ шаге таким образом, чтобы
координатные оси совпадали с направлением
поиска. Направление поиска выбирается из
условия определения локального минимума
функции F(x). Производится аналогичное по-
строение и для определения максимума
функций.
Этот ,метод оказывается эффективным
в тех случаях, когда специфические особенно-
сти задач позволяют осуществить определе-
ние абсолютного минимума по выбранному
направлению координатной оси.
Общая математическая формулировка
метода заключается в следующем. Исход-
ную для к-го шага точку х обозначим через
х*, где к = 1, 2, .... Исходную для этого шага
систему координат назовем к-й системой.
Началом к-й системы является точка хк. Че-
рез где i — 1, 2, ..., и, обозначим множе-
ство точек х на i-й оси к-й системы коорди-
нат. Тогда метод покоординатной оптимиза-
ции можно записать в следующем виде:
F (xk) = min F (х),
хеДГ1
где i характеризует некоторое выбранное на-
правление. Вычисления прекращаются, если
выполняется неравенство
F(xk~х) — F(xk) < е,
где е — заданаяточность вычислений.
Изложенный метод является эффек-
тивным для решения сетевых задач, в том
числе задач оптимального распределения ре-
сурсов. Детальное изложение метода и ряд
возможных приложений дано в работах [115,
121].
Принцип максимума Понтрягина. Принцип
максимума представляет собой основу для
решения вариационных задач, возникающих
в теории управления физическими объекта-
ми. Формулировка этого принципа заклю-
чается в следующем. Предположим, что за-
кон движения объекта записывается в виде
системы дифференциальных уравнений
dx
-j~ = F(x. u),	(XI.l)
at
где F, x, u — векторы в и-мерном простран-
стве Е". Функции F определены для любых
значений векторной переменной хеХ и для
значений и, принадлежащих области управ-
ления U. Они предполагаются непрерывны-
ми по совокупности переменных х, и и не-
прерывно дифференцируемыми по х.
Если задан закон управления, т. е. выбра-
но некоторое допустимое управление и —
— то уравнение (XI. 1) принимает вид
dx
— =	(XI.2)
dt
откуда (при любых начальных z условиях
х (f0) = х0) однозначно определяется закон
движения объекта х — х (f), т. е. решение
уравнения (XI.2), определенное на некотором
интервале времени. Допустимое управление
u(f), t0 < t < переводит фазовую точку из
положения х0 в положение хр если соответ-
ствующее ему решение x(i) уравнения (XI.2),
удовлетворяющее начальному условию
x(f0) = x0, определено на всем интервале
t0 Ч и проходит в момент tr через точ-
ку хр т. е. удовлетворяет конечному условию
x(fi) = x;.
Предположим, что задана еще одна функ-
ция F°(x, и), определенная и непрерывная,
вместе с частными производными dFQ/dxi9
i=l, 2, ..., п, на всем пространстве X х U.
Тогда основная задача отыскания опти-
мальных управлений может быть сформули-
рована следующим образом.
В фазовом пространстве X даны две точ-
ки х0 и хР Среди всех допустимых управле-
ний и — и (г), переводящих фазовую точку из
положения х0 в положение х{ (если такое
управление существует), найти такое, для ко-
торого функционал
187
to
(XI.3)
х, и) = (\|/, F(x, и))= j ^F’fx, и).
а = 0
принимает наименьшее возможное значение.
Отметим, что при фиксированных х0, Xj
верхний и нижний пределы £0, tY в интеграле
(XI.3) не являются фиксированными числами,
а зависят от выбора управления u(t), перево-
дящего фазовую точку из положения х0
в положение хР
Управление u(t)9 дающее решение поста-
вленной задачи, называется оптимальным
управлением, соответствующим переходу из
положения х0 в положение хр а соответ-
ствующая траектория x(t) — оптимальной
траекторией. Если F°(x, и) — 1, то функцио-
нал принимает вид
/ =	(XL4)
и оптимальность управления u (г) означает
минимальность времени перехода из поло-
жения х0 в положение хР Задача отыскания
оптимального управления в этом случае на-
зывается задачей об оптимальном быстро-
действии.
Перейдем к формулировке основной тео-
ремы, дающей решение поставленной основ-
ной задачи. Для формулировки теоремы,
кроме основной системы уравнений
dx'
—-=F'(x, и),	(XI.5)
at
Непосредственно проверяется, что приве-
денные выше системы (XI.5) и (XI.6) могут
быть с помощью этой функции Ж записаны
в виде гамильтоновой системы:
dx'	д Ж
----=--------, i=0, 1
dt	d\|/f
d^
~dT
fix'
и;
(XI.8)
i = 0, 1,...
n.
(XI.9)
Следовательно, используя формулы (XI.8)
и (XI.9), можно находить функции
Ф(0=('1'о(0, Ф1(г)> • ФМ
рассмотрим еще одну систему уравнений от-
носительно вспомогательных (дополнитель-
но рассматриваемых) переменных ф0, фр ...,
Фл-
dt
" dF*(x, и)
- X Ъ ' = 1, 2,...,
,=о Sx
п.
(XI.6)
Для допустимого управления u(t) система
принимает вид
Л|Л " 3F»(x(t), u(t))
а? •	(XL7)
Эта система линейна и однородна, поэто-
му при любых начальных условиях для \|/;
она допускает единственное решение
4*1. •••• W
(определенное на всем интервале
на котором определены управление и (t)
и траектория x(t).
Объединим системы (XI.5) и (XI.6) одной
записью, для чего рассмотрим следующую
функцию:
соответствующие функциям u(t) и x(t). Под-
черкнем, что вектор-функции x(t) и ф(г) не-
прерывны и всюду, кроме конечного числа
точек, имеют непрерывные производные
по Z.
При фиксированных (постоянных) значе-
ниях \|/ и х функция Ж становится функцией
параметра net/; точную верхнюю грань зна-
чений этой функции мы обозначим через
Л (\|/, х) — sup Ж (\|/, х, и).
ueU
Если точная верхняя грань значений не-
прерывной функции Ж достигается в некото-
рой точке области управления 17, то Л($, х)
есть максимум значений функции Ж при
фиксированных \|/ и х. Поэтому формулируе-
мая ниже теорема носит название принципа
максимума.
Теорема. Пусть u (г), t0	t{ — такое до-
пустимое управление, что соответствующая
ему траектория х(г), исходящая в момент t0
из точки х0, проходит в момент tY через не-
которую точку прямой П. Для оптимально-
сти управления u(t) и траектории x(t) необ-
ходимо существование такой нулевой не-
прерывной вектор-функции Ф(0 = (Фо(0»
фДО, ..., фи(0), соответствующей функциям
u(t) и x(t)9 что:
1) при любом Г, t0 t функция
^(\|/(г), x(t\ и) переменной ueU достигает
в точке u = u(t) максимума:
Ж (\|/ (t\ х (г), и) — Л (\|/ (t\ х (t));
2) в конечный момент tt выполнены соот-
ношения
ф0(ч)^о,	х(М) = 0.	(XI.10)
Оказывается, что если величины \|/ (г), x(z),
u(t) удовлетворяют системе (XI.8) и (XI.9)
188
и условию 1), то функции ф0(г) и ^(ф, х)
переменной t являются постоянными, так
что проверку соотношения (XI. 10) можно
проводить не обязательно в момент а
в любой момент
Аналогично формулируется и теорема
для оптимального быстродействия. Наибо-
лее обстоятельное изложение теории принци-
па максимума дано в монографии автора
этого метода [117], а в руководствах [89,
120, 122, 123, 124] дается как изложение тео-
рии, так и ряд практических примеров.
5. Математические методы
построения описания функционирования
физического объекта
Рассматриваемая область математики
дает возможность строить математические
модели объекта. Но построение математиче-
ских моделей может идти как по пути пол-
ностью определяемой модели, так и по пути
модели, приспосабливающейся к изменяю-
щимся условиям функционирования объекта.
Полное рассмотрение данного вопроса даже
в конспективной форме невозможно в рам-
ках справочника. Здесь приведена таблица
методов исследования производства (табл.
XI. 10) и один из перспективных методов по-
строения математических описаний — метод
группового учета аргументов (МГУА).
Общая схема построения алгоритмов
МГУА. Алгоритмы МГУА воспроизводят
схему массовой селекции. В них есть генера-
торы усложняющихся из ряда в ряд комби-
наций и пороговые устройства, отбираю-
щие лучшие из них. Так называемое «пол-
ное» описание объекта
F(x1, х2, xj,
где F — некоторая элементарная функция.
Например, степенной полином заменяется
несколькими рядами «частных» описаний:
первый ряд селекции ух
ys=f(x„-I, хт);
второй ряд селекции	у2), .
ys\
где s = с2, р = с2 и т. д.
Входные аргументы и промежуточные
переменные сопрягаются попарно, и слож-
ность комбинаций в каждом ряду обработки
информации возрастает (как при массовой
Таблица XI.10
Математические методы исследования производства
Классы методов	Способ исследования	Объекты	Используемый математиче- ский аппарат
Прямое математи- ческое описание тех- нологического про- цесса	Аналитическое исследование	Производство с непре- рывным стационарным тех- нологическим процессом	Системы алгебраических и трансцендентных уравнений (чи- сленные методы) [245]
		Производство с нестаци- онарным непрерывным тех- нологическим процессом	Дифференциальные уравнения и уравнения математической фи- зики (численные методы) [245]
		Производство с дискрет- ным технологическим про- цессом	Комбинаторика [255], теория графов [246]
Статистическое моделирование	Статистическое исследование	Производство со стоха- стическими характеристи- ками	Метод Монте-Карло [248]
Экспери менталь- ные методы	Пассивный экспе- римент	Реальный промышлен- ный объект с высокой про- изводительностью и доро- гим продуктом	Математическая статистика (корреляционный, регрессион- ный, дисперсионный анализ) [251]
	Активный экспе- римент	Лабораторная или полу- промышленная установка, реальный промышленный объект в пусковой период	Теория планирования экспери- мента [252]
189
селекции), пока не будет достигнута опти-
мальная сложность и не будет получена
единственная модель. Из ряда в ряд селек-
ции пропускается только некоторое число
регулярных переменных. Степень регулярно-
сти оценивается по значению средней ква-
дратической ошибки на отдельной провероч-
ной последовательности. Иногда в качестве
показателя регулярности используется коэф-
фициент корреляции. Ряды селекции наращи-
ваются до тех пор, пока регулярность повы-
шается. Как только будет достигнут мини-
мум ошибки, селекцию необходимо прекра-
тить. Практически рекомендуется прекра-
щать селекцию даже несколько раньше до-
стижения полного минимума, как только
ошибка начинает уменьшаться слишком
медленно. Это приводит к более простым
и более достоверным результатам.
Основные алгоритмы МГУА. В алгоритме
с линейными полиномами используются
частные описания вида
Ук = ао + aixi + а2У,’ 0 < i т,
где т — число входных аргументов. Услож-
нение модели происходит только за счет уве-
личения числа учитываемых аргументов.
Алгоритм с ковариациями и с квадра-
тичными описаниями. В этом алгоритме ис-
пользуются следующие частные описания:
yi - «о + Qixi + a2xj 4- <hxixr
Ук = ао + aixi + a2xj 4" <hxixj 4" a4.xf 4" a5xj’
Сложность модели увеличивается от ряда
к ряду селекции как по числу учитываемых
аргументов, так по степени самих пере-
менных.
Комбинаторный алгоритм. Этот алго-
ритм основан на полном переборе моделей.
Здесь нет опасности пропуска степени или
потери аргумента. Однако объем полного
перебора практически таков, что уже при
четырех — семи аргументах он становится
практически невыполнимым на современных
ЭВМ.
Алгоритм со случайным выбором партне-
ров. При большой размерности и малой
обусловленности матриц целесообразно вы-
бирать пары переменных случайным обра-
зом. Это дает возможность решать задачи
с числом аргументов до 1000.
Алгоритм с последовательным выделе-
нием трендов. Трендами называют уравне-
ния регрессии по любому аргументу:
/(хД, ..., f(xm). Описываемый алгоритм ис-
пользует частные описания в классе сумм
отдельных трендов:
у = а0 + fi (Х1) + а2/2 («г) +  • • + amf„ (х„).
Каждый из трендов может быть полино-
мом любой степени от одного аргумента.
Алгоритм МГУА с мультипликативными
моделями. В этом алгоритме используются
частные описания в классе произведений от-
дельных трендов:
У = «о/1 (Х1)Л (*2) • • • fm(Xm)-
Достаточно подробная теория МГУА
приведена в книге [101], там же даны много-
численные примеры применения. МГУА
очень эффективен там, где практически
малопригодными оказываются любые дру-
гие методы.
6. Теория массового обслуживания
Массовое обслуживание — процесс удов-
летворения какого-либо вида реальных одно-
типных заявок, требований.
Система массового обслуживания — одна
из возможных математических формализа-
ций реальных систем, выполняемых для ис-
следования их работы с помощью методов
теории вероятностей.
Структура системы массового обслужива-
ния (рис. XI.6) включает: входящий поток
требований, очереди требований, обслужи-
вающие механизмы, выходящий поток и свя-
зи между ними.
Входящий поток — совокупность требова-
ний, которые поступают в систему для
обслуживания.
Очередь - совокупность требований, ко-
торые уже появились в системе, но еще не
начали выполняться (обслуживаться).
Дисциплина очереди — определяет порядок
обслуживания поступающих в систему тре-
бований. Требования для обслуживания мож-
но выбирать в порядке поступления, случай-
ным образом, по определенному приори-
тету и т. п.
Механизм обслуживания (каналы, при-
боры, линии) - функциональные элементы,
осуществляющие непосредственно операцию
обслуживания требований.
Выходящий поток — совокупность обслу-
женных требований.
В табл. XI. 11 представлены некоторые
процессы, протекающие в АСУ ТП, которые
можно формализовать в виде систем массо-
вого обслуживания.
Классификация и обозначение систем мас-
сового обслуживания. При исследовании АСУ
ТП методами теории массового обслужива-
190
оооо
К другим системам
(разомкнутая
система ) или Входя -
ОООО	щцц поток (замк -
кутая система)
ОООО -------► —-----------------
о о о о
Входящий
поток
У 
Очереди
Обслуживающие
механизмы
Выходящий
поток
Рис. XI.6. Структура системы массового обслу-
живания
Таблица XI II.
Представление процессов, протекающих в АСУ ТП, в форме систем массового обслуживания
Процессы	Элементы структуры системы массового обслуживания		
	Входящий поток	Обслужи вающие приборы и персонал	Выходящий поток удов- летворенных требований
Автоматическая телефон- ная связь	Запросы на вклю- чение	АТС	Состоявшиеся разюворы; несостоявшиеся разг оворы
Опрос автоматических датчиков	Сигналы датчиков	ЭВМ	Обработанные и зафикси- рованные сигналы
Опрос датчиков ручного ввода (ДРВ) по поступаю- щему от него запросу			Обработанное и зафикси- рованное экономическое со- общение
Опрос ДРВ независимо о г наличия требования	Наличие или отсут- ствие сигнала		
Получение от системы данных по вызову (запро- сы операторов)	Кодированные запро- сы		Данные, выводимые уст- ройствами вывода и управ- ления
Телеобработка данных	То же		
Управление процессом (анализ ситуаций и приня- тие решений оператором)	Информация, посту- пающая со средств вы- вода и управления	Оператор или ди- спетчер	Управленческие решения в виде воздействий на ор- ганы управления
Координация работы опе- раторов	Запросы операторов	Диспетчер	Управленческие решения в виде указаний и советов операторам
Оперативное руководст- во ремонтным персоналом, обходчиками	Задания диспетчера	Ремонтники	Информация о выполне- нии ремонта или о готов- ности ремонтируемого при- бора. Квитации сигналов
Автоматическое оператив- ное руководство ремонтным персоналом	Запросы в виде све- товых и звуковых сигна- лов		
191
Таблица XI.12
Классификация систем массового обслуживания
Класс системы	Особенность системы	Ограничение	Примечание
С ожи- данием	Предусматривается возможность формиро- вания очереди требова- ний, ожидающих обслу- живания	Простая очередь	Все поступающие требования однородны
		Очередь с прио- ритетами	Каждому требованию ставится в соответст- вие показатель приоритета
		То же, со случай- ными показателями	Требования к обслуживанию принимаются в случайном порядке
		На длину очереди	Прибывающие в систему требования, если он застает там очередь предельной длины, теряются и не находят обслуживания
		На время ожида- ния	Требования, которые пробыли в системе предельно допустимое время и не дождались начала обслуживания, теряются
		На время пребы- вания в системе	Требование покидает систему, когда время с 1 момента его прибытия в систему достигнет максимально допустимого значения
С отка- зами (по- терями)	Не допускается обра- зования очереди перед обслуживающими меха- низмами	Длина очереди равна нулю	Частный случай системы с ограничением: длина очереди равна нулю
Сме- шанные	Смешанные — это си- стемы, в которых накла- дываются ограничений на время ожидания оче- реди или на длину оче- реди или на то и другое вместе. Если все каналы за- няты, поступившее тре- бование становится в очередь Если через oi раничен- ное время обслужи- вание не начато, требо- вание покидает систему	Каналы подклю- чаются в строгом порядке Каналы начинают обслуживать новое требование в поряд- ке освобождения Каналы занима- ются в случайном порядке	Система состоит из разнотипных каналов с различными преимуществами
ния необходимо представить протекающие
процессы в виде той или иной схемы массо-
вого обслуживания. Существует большое
число разновидностей систем массового об-
служивания, определяемых ограничениями,
по входя-
XI. 13 -по
и каналам
накладываемыми на систему. В табл. XI. 12
приведена классификация систем
щему потоку требований, в табл,
направлениям выходящего потока
(обслуживающим механизмам).
192
Таблица XI.13
Основные показатели систем массового обслуживания
Вид системы	Характеристика системы
Разомкнутая с одним каналом	Система с неограниченным источником потока требований, с одним каналом обслуживания. Время обслуживания распределено по по- казательному закону с параметром интенсивности обслуживания ц. Интенсивность входящего потока равна X. Если при /->оо для любого решения уравнения существует lim Pn(t) = Pn (и = 0,1,2,...), то в данной системе существует установившийся режим и система статистически устойчивая.
Разомкнутая с несколькими оди- наковыми каналами	Система состоит из п параллельно включенных каналов с оди- наковой производительностью ц; причем в системе к требований.
Разомкнутая с бесконечным чис- лом одинаковых каналов	В системе п одинаковых каналов, если и->оо. Причем в каждом канале очередь образуется независимо от интенсивности потока зая- вок X и интенсивности обслуживания ц.
Разомкнутая с несколькими кана- лами разной производительности	Анализ системы с несколькими каналами довольно затрудните- лен. Поэтому сделаем предположения: в систему поступает пуас- соновский поток с интенсивностью X. В системе два канала, причем первый обслуживает быстрее, чем второй (щ > Цг)
Замкнутая (т > п)	Входящий поток зависит от выходящего. После обслуживания требования возвращаются обратно. Поток требований представля- ет собой пуассоновский поток, время обслуживания распределено по экспоненциальному закону. т — общее число требований, участвующих в процессе; п — число каналов
Замкнутая (т < п)	Если число каналов больше числа требований, то для каждого требования можно выделить отдельный канал. Каналы, не связанные ни с одним из требований, остаются бездействующими, и не рассматриваются
Системы, основанные на модели Эрланга	Всякое требование, поступившее в систему в некоторый момент времени, либо начинается сразу обслуживаться, либо теряется, если в этот момент все каналы заняты
Системы с групповым поступле- нием заявок	Требования поступают группами с фиксированным или случай- ным числом заявок. В системе каждое из требований группы либо обслуживается, либо получает отказ, если все каналы заняты
Системы с последовательным расположением каналов	Заявки, которые не могут быть обслужены каналами первой группы, поступают в каналы второй группы. Заявки, не обслужен- ные каналами второй группы, поступают в каналы третьей груп- пы, и т. д.
Системы с последовательным расположением каналов и ограни- чением на время пребывания тре- бования в системе	Если прибывшее в систему требование застает все каналы занятыми, то оно становится в очередь и ожидает обслуживания. Если время ожидания превысило некоторую величину /ож, то тре- бование покинет систему независимо от того, принято оно к обслу- живанию или нет
Системы с последовательным расположением каналов и ограни- чением на длину очереди	Если число требований в очереди равно п, то следующее тре- бование в очередь не становится и покидает систему не обслужен- ным
Системы с последовательным расположением каналов и ограни- чением на длину очереди и время пребывания в ней	Если очередное требование застанет в очереди s = т требований, то оно теряется. Принятые в систему требования могут находиться в ней ограниченное время, по истечении которого они покидают систему независимо от того, обслуживались они или нет
7 п/р Смилянского Г. Л.
193
Для описания систем массового обслужи-
вания используется код Кендала [119]:
х
X
Характеристика
входящего потока
требований
Число кана-
лов в обслу-
живаемой си-
стеме
Вид распределения времени
обслуживания
В коде применяются следующие обозна-
чения:
М — экспоненциальное распределение
продолжительностей интервалов между по-
ступлением требований или длительностей
обслуживания (от слова «марковский»);
D — детерминированное (или регулярное)
распределение длительностей обслуживания
или интервалов между поступлением требо-
ваний;
Еп_п— фазовое распределение Эрланга
для длительностей обслуживания или интер-
валов между поступлением требований (не-
которые используют символ Кп, обозначая
им гамма-распределение);
Gj — независимые одинаково распреде-
ленные длительности обслуживания;
G — общий вид распределения длительно-
стей обслуживания (рекурентный поток).
Пример XI.15. Запись вида D/M/S означает:
D — детерминированный входной поток, М — экс-
поненциальное распределение длительностей обс-
луживания, каналов обслуживания S.
Исследование систем массового обслужи-
вания. Для оценки эффективности и оптими-
зации систем массового обслуживания ис-
пользуют методы прямого и косвенного
моделирования. Возможно также использо-
вание специального моделирующего устрой-
ства (имитатора).
Метод прямого моделирования (аналити-
ческий метод) применяют для анализа не-
сложных систем в предположении, что вхо-
дящий поток является простейшим (пуассо-
новским), а время обслуживания распределе-
но по экспоненциальному закону [92]. Ос-
новные показатели эффективности, по ко-
торым происходит оценка систем при анали-
тическом методе, приведены в табл. XI. 13.
Метод косвенного моделирования (метод
Монте-Карло) используют для анализа
сложных систем и систем, в которых потоки
отличаются от простейших. Метод состоит
в моделировании процессов на ЭВМ и осно-
ван на воспроизведении большого числа ре-
ализаций случайного процесса, специально
построенного по условиям задачи.
Полученные оценки носят вероятностный
характер. Для решения задач методом Мон-
те-Карло требуется большое число слу-
чайных величин, которые генерируются с по-
мощью аппаратных или программных
средств ЭВМ. При этом для алгоритмизации
решения задач используются некоторые ал-
горитмические языки (например, СЛЭНГ).
Глава XII
МОДЕЛИ
И МОДЕЛИРОВАНИЕ
1.	Основная терминология
Модель — условный образ • объекта иссле-
дования, конструируемый исследователем
так, чтобы отобразить характеристики
объекта (свойства, взаимосвязи, параметры),
существенные для исследования.
Моделирование — метод исследования
процессов или явлений на их моделях (мате-
матических или физических) или реальных
установках с применением методов теории
подобия.
Математическая модель — система мате-
матических выражений, описывающих харак-
теристики объекта моделирования.
Математическое моделирование — метод
исследования процессов или явлений путем
построения их математических моделей и ис-
следования этих моделей, чаще всего с по-
мощью аналоговых или цифровых ЭВМ.
Имитационное моделирование — метод ма-
тематического моделирования, при котором
используют прямую подстановку чисел, ими-
тирующих внешние воздействия, параметры
и переменные процессов, в математические
модели процессов и аппаратов [163].
Физическая модель — установка, устрой-
ство или приспособление, воспроизводящее
в том же или в другом масштабе иссле-
дуемый объект при сохранении физического
подобия процессов модели процессам объек-
та исследования.
Физическое моделирование — исследование
процессов или явлений с помощью физиче-
ских моделей при равенстве критериев подо-
бия модели и оригинала.
Критерий подобия — безразмерная величи-
на, содержащая комбинацию значений фи-
зических параметров, характеризующих ис-
следуемый процесс в натуре и на объекте.
Например, течения вязкой жидкости в двух
трубах подобны, если для них одинаковы
194
значения числа Рейнольдса, представляюще-
го собой отношение произведения скорости
потока .жидкости на характерный линейный
размер к кинематической вязкости жидкости.
Изоморфность моделей — одинаковое по
форме математическое описание для разных
по физической природе явлений.
Переменные модели (координаты про-
странства поведения модели) — величины,
подлежащие изменению и определению при
решении задачи исследования или управле-
ния.
Выходные переменные модели — вели-
чины, характеризующие состояние объекта
и подлежащие определению при решении на
модели задачи исследования или управления.
Входные переменные модели — величины,
целенаправленно изменяемые в соответствии
с моделирующим алгоритмом при решении
на модели задачи исследования или управле-
ния.
Аддитивность величин — свойство, заклю-
чающееся в том, что значение величины це-
лого объекта равно сумме значений величин,
соответствующих частей целого, при любом
разбиении объекта на части.
Мультипликативность величин — свойство,
заключающееся в том, что значение вели-
чины целого объекта равно произведению
значений величин, соответствующих частям
целого.
Параметры модели — постоянные вели-
чины Или заранее заданные функции време-
ни, изменение которых допускается только
между решениями задачи.
Априорная модель — модель, построенная
до начала специальных экспериментальных
исследований.
Идентификация модели (полная) — опре-
деление параметров и структуры математи-
ческой модели, обеспечивающей наилучшее
совпадение выходных координат объекта
и модели при одинаковых входных воздей-
ствиях (ГОСТ 20913 — 75).
Параметрическая идентификация моде-
ли — определение параметров модели при за-
данной ее структуре, обеспечивающее наи-
лучшее совпадение, выходных координат
объекта и модели при одинаковых входных
воздействиях.
Апостериорная модель — модель, получен-
ная или уточненная по результатам экспери-
ментальных исследований.
Аппроксимированная модель — упрощен-
ная, приблизительная, гипотетическая мо-
дель какой-либо сложной системы.
Адаптивная модель — модель, структура
и параметры которой изменяются так, чтобы
некоторая мера погрешности между вы-
7*
ходными переменными модели и объекта
была наименьшей.
«Черный ящик» — система, у которой при
неизвестной внутренней организации, струк-
туре и поведении элементов имеется возмож-
ность наблюдать реакцию выходных вели-
чин на изменение входных величин.
Самовыравнивание — свойство объекта
достигать устойчивого состояния после при-
ложения длительного возмущения без вме-
шательства управляющего устройства.
Оператор — совокупность действий, ко-
торые необходимо осуществлять, чтобы пре-
образовать входные величины системы или
элемента в их выходные величины.
Физико-химическая система — многофаз-
ная многокомпонентная сплошная среда,
распределенная в пространстве и переменная
во времени, в каждой точке гомогенности
которой и на границе раздела фаз происхо-
дит перенос вещества, энергии и импульса
при наличии источников (стоков) последних
[157].
Химико-технологическая система — сово-
купность взаимосвязанных технологически-
ми потоками и действующих как одно целое
аппаратов, в которых осуществляется опре-
деленная последовательность технологиче-
ских операций (подготовка сырья, собствен-
но химическое превращение и выделение
целевых продуктов) [141].
2.	Классификация моделей
Существует большое число классифика-
ций моделей применительно к задачам раз-
ных наук (рис. XII. 1).
Применительно к химико-технологиче-
ским системам (ХТС) текстовые и графиче-
ские модели, используемые для получения
общего представления о процессе функцио-
нирования ХТС, ее подсистемах, составе ис-
ходного сырья, промежуточных и конечных
продуктах, называются соответственно обо-
бщенными операционно-описательными и ико-
нографическими моделями [141].
Математический язык моделей может
быть различным. В символических моделях
используют совокупность математических
соотношений в виде формул, уравнений, опе-
раторов, логических условий или неравенств,
в графических моделях — графики, номо-
граммы, схемы. Математические модели,
представленные в виде схем, иногда назы-
вают математическими иконографическими
(топологическими) моделями.
Статическая модель описывает связи ме-
жду основными переменными в установив-
195
Основание деления
По назначению
По способу модели-
рования
По совпадению при-
роды объекта и мо-
дели
По способу построе-
ния модели
По типу языка опи-
сания
По зависимости пере-
менных модели от
пространственных ко-
ординат
По зависимости пара-
метров модели от пе-
ременных
По принципу постро-
ения
По изменению выход-
ных переменных во
времени
По приспособляемо-
сти модели
196
Продолжение рис. XII.l.
По способу приспо-
собления (настройки)
По входному воздей-
ствию на объект для
получения модели
Рис. XI 1.1. Классификация моделей
шемся статическом. режиме, динамическая —
при переходе от одного режима к другому.
Статическая и динамическая модели входят
как составные части в полную математиче-
скую модель процесса.
Стохастические модели содержат вероят-
ностные элементы и представляют собой си-
стему эмпирических зависимостей, полу-
ченных в результате статистического обсле-
дования действующего объекта, детермини-
рованные — систему функциональных зави-
симостей.
Если параметры (коэффициенты) модели
зависят от переменных или если последние
мультипликативны, то модель является нели-
нейной. При непрерывном отклике на вход-
ное воздействие, аддитивности переменных
и независимости параметров модели от ее
переменных модель считают линейной. У мо-
дели с нестационарными параметрами по-
следние являются функциями времени, у мо-
дели со стационарными параметрами — они
неизменны во времени.
Динамическая модель записывается как
функция непрерывного t или дискретного (s —
= t/At) времени. Динамическая модель в за-
висимости от способа получения может быть
представлена в виде переходной, импульсной
или частотной характеристики, а также в ви-
де передаточной функции. Переходная функ-
ция (характеристика) h(t) определяет изме-
нение выходной величины объекта (элемента,
системы) при скачкообразном изменении
входной величины на единицу 1 (t) и при ну-
левых начальных условиях. Импульсная (им-
пульсная переходная) функция (характери-
стика), или функция веса k(t), определяет
изменение выходной величины при приложе-
нии ко входу объекта (элемента, сйстемы)
дельта-функции 5(t) или единичного импуль-
са при нулевых начальных условиях. Часто
слово «характеристика» относят только
к графическому изображению соответствую-
щих функций. Графическое изображение ре-
акции объекта на неединичное скачкообраз-
ное входное воздействие является кривой
разгона, на неединичное импульсное входное
воздействие — импульсной кривой разгона.
Частотная (амплитудно-фазовая) функ-
ция (характеристика) W(iw) определяет из-
менение амплитуды и фазы выходной вели-
чины в установившемся режиме при прило-
жении ко входу объекта (элемента, системы)
гармонического воздействия. Передаточная
функция И/(з) — это отношение изображения
по Лапласу выходной величины объекта
(элемента, системы) к изображению по Ла-
пласу входной величины при нулевых на-
чальных условиях (см. также параграф 6
гл. XV).
Адаптивные модели в зависимости от спо-
соба определения их параметров разделяют
на поисковые и беспоисковые. В первых авто-
матический оптимизатор варьирует пара-
метры модели так, чтобы получить наимень-
шую меру ошибки между выходами модели
и объекта; во-вторых, параметры модели
рассчитывают, используя значение упра-
вляющих воздействий и выходных пере-
менных.
3.	Основы моделирования
Моделирование как метод исследования
технологических процессов, которые являют-
ся объектами управления, включает в себя
два основных этапа: построение модели
и использование ее для исследования свойств
и поведения объекта и других целей. Так как
основные направления использования моде-
лей рассмотрены в последующих параграфах
этой главы, то здесь мы остановимся на ос-
новных этапах их построения.
Одному и тому же объекту-оригиналу
в зависимости от целей моделирования мо-
жет соответствовать большое число моде-
лей, отражающих разные его стороны и по-
этому имеющих, как правило, разную струк-
197
туру. Математическая модель объекта упра-
вления включает математическое описание
связей между основными переменными
и ограничения, накладываемые на их измене-
ние. Математические модели, используемые
в АСУ ТП, должны быть предельно просты-
ми, иметь стандартную форму и обеспечи-
вать достаточную точность.
Построение математической модели со-
стоит из следующих основных этапов: выде-
ление объекта моделирования (в простран-
стве, во времени и в координатах его
поведения), выбор вида модели и способа ее
разработки, разработку модели, включая ее
идентификацию.
К построению математической модели
объекта управления приступают при усло-
вии, что известна цель управления. При этом
необходимо иметь в виду, что конечной за-
дачей исследований, проводимых при созда-
нии АСУ ТП, является разработка алгорит-
ма управления.
При рассмотрении математической моде-
ли как функционального оператора, являю-
щегося отображением соответствующего
технологического оператора и построения
математической модели как части системно-
го анализа технологических процессов [157],
выделяют следующие основные этапы общей
стратегии системного подхода к построению
математической модели физико-химической
системы (ФХС): качественный анализ струк-
туры ФХС, синтез ее функционального опе-
ратора, проверка адекватности и идентифи-
кация операторов ФХС.
Выделение объекта моделирования. Выде-
ление объекта в пространстве сводится
к определению граничных емкостей техноло-
гического процесса, основных и вспомога-
тельных рабочих агрегатов объекта, напра-
вления материальных и энергетических пото-
ков.
При выделении объекта моделирования
во времени выбирается временной интервал
функционирования модели, который при ре-
шении задач, связанных с созданием АСУ
ТП, должен совпадать с расчетным интерва-
лом времени, на котором задан критерий
управления. Для аппаратов, агрегатов, цехов
и производств непрерывного действия — это,
как правило, межремонтный срок; для аппа-
ратов периодического действия — длитель-
ность рабочего цикла.
Выделение объекта моделирования в про-
странстве координат его поведения тесно
связано с выбранной целью управления, так
как из всей совокупности входных воздей-
ствий, влияющих на ход процесса, и вы-
ходных переменных, характеризующих про-
198
текание процесса, необходимо выбрать те
величины, которые будут изменяться при ре-
шении задачи исследования или управления.
К этим величинам относятся управляющие
воздействия u15 и2,..., ит, которые являются
целенаправленно изменяемыми в процессе
управления входными воздействиями,
и управляемые переменные х15 х2,..., хи, от-
носящиеся к тем выходным переменным, ин-
формация об изменении которых исполь-
зуется для формирования управляющих воз-
действий. Остальные входные воздействия
z15 z2,..., z, относят к возмущающим,
а выходные переменные — к неуправляемым.
Возмущающие воздействия могут быть кон-
тролируемыми (наблюдаемыми) и неконтро-
лируемыми (ненаблюдаемыми). Возможно
и другое деление возмущений: внутренние,
связанные с состоянием технологического
оборудования, и внешние, связанные с пода-
чей сырья, энергии, состоянием окружаю-
щей среды. Для описания совокупностей
управляющих, возмущающих и управляемых
переменных часто используют векторную
форму записи:
X = (х15 х2, ..., х„);
и = (U1, u2, ..., um);
z = (z15 z2, ..., z{).
Наиболее общей формой представления
состояния объекта является изображение его
положения в виде точки в фазовом много-
мерном пространстве координат объекта. Ес-
ли состояние объекта меняется с течением
времени, то в фазовом пространстве это эк-
вивалентно движению точки, характеризую-
щей состояние объекта по некоторой траек-
тории. Положение этой точки на траектории
задается многомерным вектором, соста-
вляющие которого определяются значения-
ми фазовых координат в рассматриваемый
момент времени. Выделение объекта закан-
чивают составлением параметрической
схемы.
Выбор вида математической модели и спо-
соба ее разработки. Вид математической мо-
дели и способ ее разработки выбирают в со-
ответствии со схемой, представленной на
рис. XII.2, на основании априорной информа-
ции об объекте моделирования (сведений
о природе объекта и степени его изученно-
сти) и целях использования моделей.
К математическим моделям объектов
управления предъявляют ряд требований.
Во-первых, зависимости, описываемые мо-
делью, должны быть справедливы для всего
расчетного интервала времени, на котором
решается задача управления. Модель должна
охватывать все входные переменные (упра-
вляющие и возмущающие воздействия),
а также выходные управляемые величины:
x(t) =<p{u(t), z(t)},
где <р {•} — вектор-функция управляющих
и возмущающих воздействий.
Математическую модель определяют так
же, как функциональный оператор, отобра-
жающий функциональное преобразование
пространства входных переменных {и, z}
в пространство а оценок выходных пере-
менных {х}:х = Л(и, z) [150, 157]. Причем
вектор истинных выходных переменных х не
совпадает с выходом модели х, так как опе-
ратор А является приближенной характери-
стикой соответствующего технологического
оператора А.
При использовании теоретического под-
хода модель строится на основе соотноше-
ний, вытекающих из физических законов;
при использовании формального подхода —
на основе принципов «черного ящика». По-
этому первый подход применяют в тех слу-
чаях, когда известны законы, которым под-
чиняются технологические процессы, проте-
кающие в объекте моделирования, вто-
рой — в случае отсутствия такой информа-
ции.
Детерминированные модели, построенные
с использованием теоретического подхода,
имеют ряд существенных преимуществ: их
можно разрабатывать даже при отсутствии
действующего объекта, как это часто бывает
при проектировании; они качественно более
правильно характеризуют процессы, проте-
кающие в объекте, даже при наличии недо-
статочно точных в количественном отноше-
нии параметров модели; пригодны для обо-
бщений, связанных с изучением общих
свойств объектов определенного класса,
и для прогнозирования поведения объекта.
Если априорная информация об объекте
моделирования не обладает достаточной
полнотой или из-за его значительной слож-
ности невозможно описать в виде модели
все входные воздействия, а влияние ненаблю-
даемых переменных на выходные коорди-
наты объекта существенно, то принимают
стохастическую модель.
Наиболее полное представление о поведе-
нии объекта дают динами чес кие модели. Од-
нако их использование приводит к довольно
сложным вычислительным задачам, поэтому
для объектов, инерционностью которых
можно пренебречь по сравнению с вре-
менным интервалом, на котором решается
Рис. XI 1.2. Последовательность операций при вы-
боре вида математической , модели и способа ее
разработки
задача управления, или при сравнительно
малом спектре возмущений ограничиваются
статическими моделями. Когда можно пре-
небречь пространственной неравномер-
ностью переменных, используют модели с со-
средоточенными переменными, в противном
случае — модели с распределенными пере-
менными. Последние можно построить толь-
ко при использовании теоретико-физическо-
го подхода. При этом вычислительная зада-
ча еще больше усложняется.
Идентификация модели базируется на ис-
пользовании активного или пассивного экспе-
риментального метода. При активном экспе-
рименте исследователь сам выбирает нужное
регулярное воздействие, которое поступает
на вход объекта. При этом фиксируется ре-
акция объекта на регулярные входные воз-
действия. При пассивном эксперименте ис-
следователь лишь регистрирует случайные
входные воздействия, возникающие при нор-
мальной эксплуатации' объекта, и реакцию
объекта на эти воздействия.
Активные методы требуют меньше вре-
мени на наблюдение и обработку результа-
тов, чем пассивные, и поэтому их применяют
во всех случаях, за исключением тех, когда
их использование вызывает трудности:
на объектах, где целенаправленное изме-
нение входных воздействий недопустимо по
условиям технологического регламента;
на объектах, у которых не удается на вре-
мя эксперимента стабилизировать все внеш-
ние возмущающие воздействия;
на объектах, имеющих высокий уровень
шумов при невозможности выделить в вы-
ходном сигнале объекта компоненту отклика
объекта на входное регулярное воздействие.
199
Учитывая статистическую природу изме-
нения основных переменных объекта, а так-
же конечность экспериментальных данных
при идентификации модели, удается опреде-
лить не сам оператор Л, а оценку этого опе-
ратора Л, которая служит его характеристи-
кой.
Для построения теоретических моделей
используют конечные алгебраические или
трансцендентные уравнения, обыкновенные
дифференциальные уравнения и дифферен-
циальные уравнения в частных производных.
Конечные уравнения применяют для по-
строения статических моделей, обыкно-
венные дифференциальные уравнения — для
создания динамических моделей объектов
с сосредоточенными переменными или ста-
тических моделей объектов с распределенны-
ми переменными, зависящими только от
одной пространственной координаты. Мате-
матическая модель с обыкновенными диффе-
ренциальными уравнениями должна содер-
жать начальные условия. Дифференциальные
уравнения в частных производных исполь-
зуют для математического описания динами-
ки объектов с распределенными переменны-
ми и стационарных режимов тех же объек-
тов, но с распределенностью более чем по
одной пространственной координате. В пер-
вом случае математическая модель наряду
с начальными условиями должна содержать
условия, задаваемые в общем случае функ-
циями времени, во втором случае — гра-
ничные условия, которые могут зависеть от
координат.
В ряде случаев от непрерывного объекта
с распределенными переменными переходят
к дискретному объекту с сосредоточенными
переменными производя замену дифферен-
циальных уравнений разностными соотноше-
ниями.
Виды формальных моделей значительно
более разнообразны и зависят от выбранно-
го способа их разработки.
4.	Теоретический метод разработки
детерминированных моделей статики
и динамики
Кроме перечисленных выше этапов (выде-
ление объекта, выбор вида математической
модели и способа ее разработки) при исполь-
зовании теоретического метода построения
модели необходимо реализовать выбранный
способ разработки модели, разработать мо-
делирующий алгоритм и проверить адекват-
ность модели объекту [140]. Реализация вы-
бранного способа для объектов химической
и других подобных технологий осущест-
вляется в определенной последовательности.
1.	Составляется уравнение материального
и энергетического баланса:
для статической модели:
приток вещества = сток вещества;
приток тепловой энергии = сток тепловой
энергии;
для динамической модели:
приток вещества = сток вещества = накоп-
ление вещества;
приток тепловой энергии = сток тепловой
энергии = накопление тепловой энергии.
2.	Для введения в уравнение баланса ос-
новных переменных объекта моделирования
проводят анализ отдельных «элементарных»
процессов. Вначале исследуют гидродинами-
ческую модель процесса как основу струк-
туры математического описания. Далее изу-
чают кинетику химических реакций, процес-
сов массообмена и теплообмена с учетом
гидродинамических условий и составляют
математическое описание каждого из этих
процессов. На заключительном *>гапе объ-
единяют описания исследованных «элемен-
тарных» процессов в единую систему уравне-
ний математического описания объекта мо-
делирования.
Если теоретико-физическим методом раз-
рабатывается детерминированная динамиче-
ская модель, то составлению уравнений ба-
ланса предшествует разделение объекта мо-
делирования на элементарные (одноем-
костные) участки, в пределах которых вы-
ходные переменные принимаются незави-
симыми от пространственных координат.
Для каждого участка с помощью рассмо-
тренной выше методики записывается диф-
ференциальное уравнение переходного про-
цесса. Составив дифференциальные уравне-
ния для всех элементарных участков, полу-
чают систему уравнений, описывающих
динамику объекта моделирования в целом.
При необходимости за счет исключения про-
межуточных переменных (выходных пере-
менных предыдущего и входных переменных
последующего участков) переходят к одному
дифференциальному уравнению более высо-
кого порядка. Число элементарных участков
определяет порядок дифференциального
уравнения, поэтому при его выборе стремят-
ся к достижению разумного компромисса
между точностью модели и ее сложностью,
принимая на начальной или конечной стадии
построения модели ряд обоснованных допу-
щений.
3.	При построении математических моде-
лей рассматриваемым методом кроме урав-
нений баланса масс и энергии и уравнений
200
«элементарных» процессов используют тео-
ретические, полу эмпирические или эмпириче-
ские соотношения между различными пара-
метрами процесса, в основном для расчета
значений параметров модели и ограничения
на переменные процесса. Чаще всего на
управляемые переменные накладываются ре-
гламентные ограничения, а на управляющие
воздействия — ограничения по ресурсам.
Применение математической модели свя-
зано с решением системы уравнений этой
модели аналитически или при использовании
общих методов численного анализа. Поэто-
му при построении математической модели
необходимо учитывать возможность данных
методов.
После построения математической моде-
ли разрабатывается моделирующий алгоритм,
представляющий собой, чаще всего, последо-
вательность операций, которые необходимо
выполнить над уравнениями математическо-
го описания, чтобы найти значения вы-
ходных переменных модели при заданных
значениях входных переменных. Возможно
решение на модели и обратной задачи, одна-
ко в этом случае необходимо учитывать фи-
зическую реализуемость режима, задаваемо-
го значениями выходных переменных.
Необходимость разработки специального
моделирующего алгоритма отпадает в тех
несложных случаях, когда возможно анали-
тическое решение системы уравнений мате-
матического описания. Если математическое
описание представляет собой сложную систе-
му конечных и дифференциальных уравне-
ний, то его практическая применимость зави-
сит от эффективности моделирующего алго-
ритма, особенно при решении задач оптими-
зации. Разработка моделирующего алгорит-
ма ведется в той же последовательности, что
и разработка алгоритма управления (см. гл.
XIII). Наиболее перспективно здесь исполь-
зование методов имитационного моделиро-
вания [163].
Завершается разработка модели провер-
кой ее адекватности объекту моделирования,
при которой сравниваются результаты экспе-
риментальных исследований (как правило,
при использовании активного метода) с ре-
зультатами вычислений при решении уравне-
ний модели для идентичных условий. При-
чем по результатам экспериментальных ис-
следований возможна корректировка зна-
чений ее параметров (параметрическая
идентификация) для повышения точности
модели.
Для количественной оценки адекватности
модели, полученной при теоретико-физиче-
ском подходе, используют функцию [140]
Ф= Za,(x,-x,.)2,	(XII.1)
i= 1
где х, — значение переменной в модели;
xt — значение переменной, полученное в ре-
зультате измерения на объекте; а,— весовой
коэффициент, который выбирается из со-
ображений важности тех или иных пере-
менных для последующего использования
модели.
Оценка адекватности модели по выраже-
нию (XII. 1) тем точнее, чем больше изме-
ряемых переменных включено в это выраже-
ние. Функцию Ф можно использовать и для
корректировки параметров модели, опреде-
ляя такую совокупность их значений, кото-
рая минимизировала бы Ф. Разработаны ме-
тоды регуляризации [130] возникающих при
этом некорректных задач определения пара-
метров модели.
Иногда возникает необходимость в про-
верке адекватности составляющих теорети-
ко-физической модели при ее построении, на-
пример, подтверждение справедливости гипо-
тезы о механизме реакции на этапе составле-
ния кинетической модели или правильности
выбора вида гидродинамической модели.
5.	Формальные методы
разработки статических моделей
Наибольшее распространение среди фор-
мальных методов разработки статических
моделей получили экспериментально-стати-
стические методы с применением корреляцион-
ного и регрессионного анализов [140, 131, 252,
155, 152, 143], при которых математическая
модель представляется в виде полинома —
отрезка ряда Тейлора, являющегося резуль-
татом разложения неизвестной функции свя-
зи выходной и входных переменных. Учиты-
вая статистическую природу исследуемых
процессов и выборку экспериментальных
данных, оценку выходной переменной хвых
можно получить в виде уравнения регрессии:
п	п
^вых =	4“ X aixBxi 4" Цу'ХВХ(Хвху +
1-1	j, 1=1
+ t anxi + • • • >	(XII.2)
i = 1
где oq — свободный член уравнения регрес-
сии ; ау, а„ — коэффициенты регрессии, ха-
рактеризующие соответственно линейные эф-
фекты, эффекты взаимодействия и квадра-
тичные эффекты; п — число входных пере-
менных.
201
Значения коэффициентов, получаемые при
обработке экспериментальных данных,
являются оценками соответствующих теоре-
тических коэффициентов.
При использовании экспериментально-
статистических методов входные переменные
*вхь *вх2> •.., хВХи называют факторами,
координатное пространство с координатами
хвхЬ Хвх2, •••, хзхп-факторным простран-
ством, а геометрическое изображение иско-
мой функции (функции отклика) в факторном
пространстве — поверхностью отклика.
Статическая модель в виде уравнения ре-
грессии удобна для выполнения математиче-
ских операций, дает возможность использо-
вать ЭВМ при обработке эксперимен-
тальных данных, однако не несет почти
никакой информации о физико-химических
механизмах процесса.
Экспериментально-статистические ме-
тоды разработки статических моделей вклю-
чают следующие операции: выбор способа
экспериментирования (пассивный или ак-
тивный), предварительный выбор вида урав-
нения регрессии, планирование активного
эксперимента, проведение эксперимента,
включая сбор исходного статистического ма-
териала в режиме нормальной эксплуатации
при пассивном экспериментировании, опре-
деление коэффициентов регрессии, статисти-
ческий анализ результатов. Последние две
операции составляют обработку эксперимен-
тальных данных, которая ведется методами
корреляционного и регрессионного анализа.
Пассивный эксперимент применяют в тех
случаях, когда входные переменные не под-
даются целенаправленному изменению. Это
связано с целым рядом недостатков пас-
сивных методов:
при проведении эксперимента чаще всего
поддерживается стабильный режим, при ко-
тором колебания входных переменных сво-
дят к минимуму. Поэтому изменения выхо-
дов в этих условиях обусловлены прежде
всего влиянием неконтролируемых входов.
Математическая модель, полученная при
обработке таких опытных данных, естествен-
но, не может быть использована для упра-
вления;
ошибки в измерении входов, значительно
большие при пассивных экспериментах, чем
при активных, искажают модель больше, чем
ошибки в измерении выходной переменной \
1 Веселая Г. Н., Егорова Н. В. О математиче-
ских моделях технологических процессов, полу-
ченных по данным пассивных наблюдений. — В кн.:
Проблемы планирования эксперимента. М.: Наука,
1969.
Эти искажения могу! оказаться настолько
большими, что полученные уравнения станут
непригодными для анализа и управления;
корреляция между факторами приводит
к корреляции между коэффициентами урав-
нения регрессии, и ошибка в оценке влияния
одного фактора приводит к ошибочной
оценке влияния других факторов, которые
коррелируются с первым.
Вид уравнения регрессии выбирают на
основе анализа априорной информации, ис-
ходя из возможности использования линей-
ной модели.
При планировании эксперимента опыты
ведут по заранее составленной программе,
что позволяет свести к минимуму число не-
обходимых опытов и одновременно выявить
оптимальное значение искомой функции. Вы-
бор плана определяется постановкой задачи
исследования и особенностями объекта моде-
лирования.
При проведении эксперимента обращают
внимание на точность поддержания плани-
руемых значений факторов и точность изме-
рения выходной переменной. Особое внима-
ние должно быть уделено исключению влия-
ния временного фактора за счет одновремен-
ной фиксации переменных в установившемся
режиме. При пассивном эксперименте сбор
исходного статистического материала офор-
мляется в виде табл. XII. 1.
Коэффициенты уравнения регрессии опре-
деляются методом наименьших квадратов из
условия
N
Ф = (*вых/с ~ *вых/с)1 2 —
к=\
N
= £ [Хвых/с — Ф (хвыхЬ ^0» ^1, ^2, • • •)] =
к = \
= min,
где N — объем выборки из всей совокупно-
сти выходной переменной. Разность между
объемом выборки N и числом связей, нало-
женных на эту выборку I (для уравнения ре-
Таблица XII.1
Таблица исходных статистических данных
№ опы- та	Хвх1	хвх2		XBXZ		Хвхп	Хвых
1 2	хвх11 хвх12	Хвх21 Хвх22		xbxz1 xbxz2		xbxzzI Хвхи2	Хвых 1 Хвых2
к	Хвх1&	Хвх2&		xB\ik		Хвхпк	хвыхЛ
N	xbx1/V	xbx2W		xbxiN		xBxnN	*Bb!XW
202
грессии — число определяемых коэффициен-
тов), равно числу степеней свободы выборки:
f=N — l.
Необходимым условием минимума Ф(Ь0,
Ьи Ь2) является d&/dbQ = 0, дФ/дЬг = О,
дФ/дЬ2 = 0 и т. д., что после преобразований
приводит к системе нормальных уравнений:
~ дф (Хвых/с)
-^вых/с	ZT
к = \	ООО
- i Ф(хвыхЬ b0, bl, b2,...)^^> =0;
к=\	ObQ
V - дф (*вых/с)
2L *выхА	ГГ
= l	obi
V /	L I L \ дф(хвых1с) ZX
X Ф (Хвыхь &o, *>ь ^2» • • •) г? — 0;
k = l	Ob\
Так как решение системы нормальных
уравнений в общем виде отсутствует, то ее
решают, задавшись конкретным видом функ-
ции ф.
Регрессионный анализ полученного урав-
нения сводится к оценке значимости коэффи-
циентов уравнения и проверке его адекватно-
сти [252]. Значимость коэффициентов урав-
нения регрессии оценивают по критерию
Стью дента:
где Uj — значение j-ro коэффициента уравне-
ния регрессии; saj — выборочное среднее ква-
дратическое отклонение j-ro коэффициента.
Незначимые коэффициенты исключаются
из уравнения регрессии, а оставшиеся коэф-
фициенты пересчитываются заново. Адекват-
ность уравнения проверяется по критерию
Фишера:
~ ^остАвоспр,
где Явоспр~ дисперсия воспроизводимости;
$ост — остаточная дисперсия.
Существуют и другие способы оценки
степени адекватности (идентичности) модели
объекту-оригиналу, например, с помощью
отношения дисперсии условного математиче-
ского ожидания выходной переменной отно-
сительно входных переменных к общей дис-
персии [8]. Предельными значениями этого
отношения являются 0 и 1. Чем ближе значе-
ние к единице, тем выше степень идентично-
сти модели объекту.
Если на основании предварительных ис-
следований установлено, что уравнение ре-
грессии записывается в виде
*вых — ЛФ1 (*вх ,)<р2(х
вх 2) ...<р„(х
вхи)»
то для определения коэффициентов этого
уравнения может быть использован метод
Брандона [140, 131].
К формальным методам разработки ста-
тических моделей относится также метод по-
строения булевых моделей сложных физико-
химических систем [157], основанный на
сочетании идей факторного анализа с неко-
торыми приемами алгебры логики [147],
в частности с методом минимизации бу-
левых функций. Его применяют для опера-
тивного обследования объекта в режиме
нормальной эксплуатации и предварительно-
го анализа влияния различных факторов на
ход процесса в тех случаях, когда использо-
вание экспериментально-статистических ме-
тодов затруднено из-за большого числа фак-
торов, влияющих на технологический про-
цесс, и необходимости обработки значи-
тельных массивов исходных статистических
данных.
В тех случаях, когда природа объекта не-
известна, или при разработке стохастических
моделей объектов с неизвестными статисти-
ческими характеристиками используют ме-
тоды адаптации, основанные на вероят-
ностных итеративных процедурах [157].
Применяемый в этом случае алгоритм адап-
тации пригоден и для отыскания оценок
коэффициентов регрессии в условиях дрейфа
технологических характеристик объекта ме-
тодом стохастической аппроксимации [134,
148].
6. Формальные методы
разработки линейных динамических мо-
делей
Для получения линейных динамических
моделей могут использоваться детерминиро-
ванные воздействия, воздействия в виде ис-
кусственной стационарной случайной функ-
ции (активный эксперимент) и флуктуации
входных переменных в режиме нормальной
эксплуатации объекта (пассивный экспери-
мент). Характеристики апериодических де-
терминированных воздействий и реакций
объекта на них (временные характеристики)
приведены в табл. XII.2. Для линейного или
квазилинейного объекта между динамически-
ми характеристиками существует однознач-
ная взаимосвязь, поэтому в табл. XII.2 при-
ведены и формулы перехода от одной
формы динамической характеристики к дру-
гой.
При подаче на вход объекта детермини-
рованного гармонического воздействия
203
Таблица XII.2
Временные характеристики объекта
Входное воздействие		График функции		Реакция объекта	
Наименование	Математическое выражение			Наименование	Формулы перехода
Единичная ступенча- тая’ функция (функ- ция Хевисайда) 1(0	1 при t > 0 0 при t < 0	X9xi 1 0 Х9ых С	Kt) 1	*1	Переходная функция h(t)	Hr) = Jk(t)A = = Л [с (0] dt
Импульсная функция (5-функция Дирака) 5(/)	0 при t 0 оо при t = 0	*9x1 0 Х9ых i 0	* л, Ж»	Импульсная функция k(t)	ад = 4^ dt
Линейно изменяю- щаяся функция (рам- повая функция)	0 при t 0 At при t >0	Х9х । 0 Х9ьив 0	I S7^c(t)	Функция следо- вания с(0	с (t) = f h (Г) 0
xBX(t) = A sin ot на его выходе в установив-
шемся режиме будет получен периодический,
в общем случае несинусоидальный сигнал
сложного гармонического состава:
ХвыхМ = Е В/sin (/cot + <р,),
который в частном случае линейного объек-
та будет синусоидальным:
XBblx(t) = Bsin(wt+ <р).
Амплитудно-фазовая характеристика
(АФХ) графически представляется в виде го-
дографа, который при изменении угловой ча-
стоты со от 0 до оо описывает на комплекс-
ной плоскости вектор с модулем, равным
В/А, и аргументом ср.
Наиболее общей формой представления
динамической модели является дифферен-
циальное уравнение. В табл. ХП.З приведено
в общем виде дифференциальное уравнение
одномерного линейного объекта, а также со-
ответствующая передаточная функция
и АФХ. При этом в уравнении использованы
следующие условные обозначения:	и
bi — постоянные коэффициенты; JVBX(s) и
XBbIX(s) — преобразование Лапласа входного
воздействия и реакции объекта; JVBX(zco) и
ХВых(1С0) “ преобразования Фурье входного
воздействия и реакции объекта; Р(со)
и Q (со) — действительная и мнимая часть
АФХ; Л (со) и ср (со) — амплитудно-частотная
и фазочастотная характеристики.
Изображение по Лапласу импульсной
функции совпадает с ее передаточной функ-
цией L{k(t)} = W^s).
204
Таблица XII.3
Математическое описание динамики одномерного
линейного объекта
Наимено-
вание
Математическое выражение
Дифферен-
циальное
уравнение
^*хвых (О
dt*
1 = 0
Передаточная
функция
W (s) =
У (5)
Х(5)
т
/ = 0
—--------, и > m
Е Дк**
it = о
Амплитудно-
фазовая ха-
рактеристика
W (iw) =
У (И
X (ico)
Е ММ'
1 = 0
Е «*(1с°)к
к = О
0
= Р (со) 4- iQ (со) = — (со) е'ф (<о), и > m
А
При использовании случайных воздей-
ствий основными характеристиками являют-
ся одномерные и многомерные функции рас-
пределения, плотности распределения, корре-
ляционные функции и спектральные характе-
ристику. Наиболее часто используют корре-
ляционную функцию или спектральную
плотность, причем переход от первой ко вто-
рой может быть осуществлен с помощью
преобразования Фурье: Sxx(co) =	{Кхх(т)},
а от второй к первой — с помощью обратно-
го преобразования Фурье: Кхх(т) =
= & ~ ^(ю)}. Связи между статистически-
ми характеристиками случайных функций на
входе и выходе линейного объекта и харак-
теристиками, получаемыми при использова-
нии детерминированных входных воздей-
ствий, определяются следующими зависимо-
стями :
S„(W)=
О
где Szx(co) — взаимная спектральная плот-
ность случайных сигналов на входе и выхо-
де; Szz (со) — спектральная плотность входно-
го сигнала; Rzz((&) — корреляционная функция
входного сигнала; Kxz(co) — взаимная корре-
ляционная функция выходного и входного
случайных сигналов.
Формальные методы разработки ли-
нейных динамических моделей включают
следующие операции: выбор способа экспе-
риментирования (пассивный или активный),
предварительный выбор структуры модели
(при отсутствии необходимой априорной ин-
формации эта операция не выполняется),
подготовка и планирование эксперимента,
проведение эксперимента, обработка резуль-
татов эксперимента и их анализ.
Несмотря на то, что при пассивных мето-
дах отсутствует необходимость в спе-
циальных испытательных воздействиях, при
разработке динамических моделей их приме-
няют только в тех случаях, когда нет воз-
можности подать пробный сигнал [8, 138]
(например, при анализе сложных много-
мерных, многосвязанных объектов с наблю-
даемыми, но не управляемыми входами).
Малая эффективность пассивных методов
обусловливается рядом обстоятельств:
амплитуда взаимокорреляционной функ-
ции из-за сравнительно небольшой ампли-
туды случайного входного сигнала обычно
составляет 2 — 10% динамического диапазона
измерительного комплекса, что приводит
к большим погрешностям в определении
статистических характеристик;
невозможность Непосредственного изме-
рения возмущений, в частности, из-за не-
определенности места их приложения;
нестационарность большинства реальных
случайных процессов;
коррелированность сигналов входа и вы-
хода объектов, охваченных контурами си-
стем регулирования.
При активном экспериментировании харак-
тер пробного сигнала (апериодический, пе-
риодический, псевдослучайный) выбирают
с учетом назначения модели, свойств объек-
та, сокращения длительности эксперимента,
упрощения последующих вычислений, умень-
шения дисперсии оценок. Подготовку экспе-
римента начинают с предварительного из-
учения объекта исследования, выбора
и подготовки необходимой аппаратуры. При
планировании эксперимента уточняют вид
пробного воздействия, его амплитуду и дру-
гие параметры, определяют начальные зна-
чения переменных и составляют программу
проведения экспериментов.
В табл. ХП.4 приведены рекомендации по
выбору характера и вида пробного сигнала.
Отличие пробного сигнала в виде реального
скачка от идеального (рис. ХП.З), трапецеи-
205
Таблица ХП.4
Характеристика и область применения детерминированных пробных воздействий
Пробное воздействие		Вид динамической характеристики	Условия применения
Характер	Вид		
Апериоди- ческий	Реальный скачок	Кривая разго- на	На малошумящих объектах с самовыравниванием при ус- ловии, что интервал времени между помехами больше вре- мени переходного процесса; допускается длительное откло- нение выходной величины; нельзя пренебречь значением tB по сравнению с динамическими параметрами объекта. Для определения низкочастотной части динамической ха- рактеристики объектов с самовыравниванием при тех же ус- ловиях. Когда априорно неизвестны свойства объекта при тех же условиях. Для исследования объектов с неоднозначными характе- ристиками (например, с гистерезисом)
	Скачок		В тех же случаях, но при условии, что значением /в можно пренебречь (гв ® 0)
	Трапецеи- дальный им- пульс	Импульсная кривая разгона	На малошумящих объектах без самовыравнивания при условии, что интервал времени между помехами больше постоянной переходного процесса; нельзя пренебречь значе- нием tB по сравнению с динамическими параметрами объекта. На малошумящих объектах с самовыравниванием, где не допускается длительное отклонение выходной величины при тех же условиях. Для улучшения оценки более высокочастотной части дина- мической характеристики по сравнению с той, которая опре- деляется с помощью скачка
	Прямо- угольный импульс		В тех же случаях, но при условии, что значением /в можно пренебречь (гв % 0)
Перио- дический	Синусоида	Частотные ха- рактеристики	Для более точного определения динамических характе- ристик на объектах с интервалами времени между помехами, меньшими постоянной переходного процесса при условии, что отсутствуют шумы, искажающие колебания входной и выходной величин; отсутствуют нелинейности в регулирую- щем органе; есть специальный генератор синусоидальных колебаний
	Прямо- угольная волна		Для более точного определения динамических характе- ристик на объектах с интервалами времени между помехами, меньшими постоянной переходного процесса, и tB % 0 при наличии шумов, искажающих колебания входной и выходной величин; при наличии нелинейности в регулирующем органе; или при отсутствии генератора синусоидальных колебаний
	Трапеце- идальная волна		В тех же случаях, но при условии, что значением tB нельзя пренебречь (tB =/= 0)
дальнего импульса от прямоугольного
и трапецеидальной волны от прямоугольной
связано с тем, что у идеальных сигналов вре-
мя внесения возмущения принято равным
нулю: Гв« 0. При использовании периодиче-
ских входных сигналов объект в процессе
эксперимента находится в режиме установив-
шихся колебаний, что обеспечивает основное
206
о	to	t
a)	t)
Рис. XI 1.3. Входные детерминированные пробные
воздействия в виде скачка: а — реальный; б —
идеальный
преимущество этого метода перед методами
определения временных характеристик, когда
объект находится в режиме перехода из
одного установившегося состояния в другое.
Это преимущество связано прежде всего
с тем, что участки записи установившихся
колебаний, искаженные помехами, возникаю-
щими в процессе проведения эксперимента,
легко выделяются и исключаются из после-
дующей обработки, в то время как в пере-
ходных и импульсных характеристиках такие
операции в большинстве случаев не осуще-
ствимы, что снижает точность измерения.
Для получения надежной оценки реакции
объекта опыты повторяют не менее 4 — 5 раз
при одной нагрузке объекта через время,
большее времени переходного процесса. Су-
ществуют различные схемы подготовки, пла-
нирования и проведения экспериментов по
определению временных и частотных харак-
теристик [137, 138, 148, 186].
К активным методам относят также псев-
допассивный, при котором в качестве проб-
ного сигнала используют некоторый искус-
ственный случайный процесс со стабильны-
ми статистическими характеристиками (чаще
всего — наиболее просто реализуемые
двоичные последовательности максимальной
длины). Организация эксперимента при
использовании псевдослучайного метода
и последующая обработка его результатов
просты, длительность на порядок ниже, чем
при частотном, однако последний обеспечи-
вает на порядок выше точность определения
динамических характеристик [138]. Методи-
ка проведения и обработки результатов при
псевдослучайном методе подобна методике
пассивного метода.
Последовательность операций при обра-
ботке экспериментальных данных и полу-
чаемый в результате обработки вид матема-
тической модели прежде всего зависят от
вида экспериментальной характеристики, ус-
ловий проведения эксперимента, дальнейше-
го использования математической модели,
принятого способа идентификации.
Если в процессе проведения эксперимента
вместе с временной характеристикой иссле-
дуемого объекта, которая является регуляр-
ной гладкой функцией, измеряется и некото-
рая случайная функция как результат нало-
жения шума на эту регулярную функцию, то
возникает задача сглаживания эксперимен-
тальных данных. Ее обычно решают путем
аппроксимации временной характеристики
объекта конечным числом членов быстро
сходящегося ряда по некоторой системе ба-
зисных функций, в качестве которой могут
использоваться функции Лежандра, Чебы-
шева или система тригонометрических функ-
ций. Если для дальнейшего использования
нет необходимости представлять динамиче-
скую модель в виде передаточной функции,
то перечисленные функции, а также функции
Якоби-Каутца могут быть использованы для
аппроксимации экспериментальной динами-
ческой характеристики [138].
При обработке экспериментальных вре-
менных характеристик для корректировки
времени начала эксперимента проводят за-
мену непрямоугольных входных воздействий
прямоугольными из условия равенства пло-
щадей, ограниченных соответствующими
пробными функциями. Если в результате
эксперимента получена импульсная функция
или функция следования, то, пользуясь соот-
ношениями, приведенными в табл. XII.2, ее
перестраивают в переходную.
При обработке экспериментальных ча-
стотных характеристик, полученных в виде
гармонических колебаний, неискаженных не-
линейностями и шумами, используют не-
сколько периодов установившихся колеба-
ний, не искаженных помехами, и определяют
амплитуды входных и выходных колебаний
и их период. Если пробный сигнал имеет не-
гармоническую форму или входные и вы-
ходные колебания искажены шумами и нели-
нейностями, то производят разложение
функций xBX(t) и хВых(0 в РЯД Фурье с выделе-
нием первой гармонической составляющей:
для прямоугольной волны
хвх(г) = — (sin cor + — sin Зсог + ...);
ТС	3
для трапецеидальной волны
хвх (0 = sin sin cor +
я rB V
+ sin 3corB sin 3cor + ... Y
207
где а — амплитуда входных колебаний;
7\ — период колебаний.
Колебания выходной величины при ис-
пользовании перечисленных пробных перио-
дических воздействий могут быть близкими
к гармоническим и не нуждаться в дополни-
тельной обработке, если объект обладает хо-
рошими фильтрующими свойствами и часто-
та опыта со > (0q>/3, где соц, — условная часто-
та среза, при которой колебания входной
величины любой амплитуды вызывают из-
менения величины, не улавливаемые измери-
тельными приборами [148]. В противном
случае, а также при искажении колебаний
шумами или нелинейностями регулирующе-
го органа для нахождения гармонической со-
ставляющей колебаний x(t) используют раз-
ложение Фурье вида
*вых(0 = bo + b{ cos 1 + b'{ sin 1.
‘к	Тк
При этом период анализируемого колеба-
ния разбивают на произвольное число
равных частей At = 1\/п. Для п 12 коэффи-
циенты Фурье определяются по формулам
1	п
Ь()= J *вых(0»
П i=0
2	л	2п
bi = — Д' Е Хвых(')со8 — Аг;
1	к	i=0	1 к
2	п	2тс
b'i = -=-At Е xBux(')sin V"At’
*к	<=0
где хвых(0 — значение выходной величины
в моменты времени i = 0, 1, 2,..., п. Ампли-
туду гармонической составляющей вы-
ходных колебаний находят по формуле bY =
= |/W)2 + (btf.
Для аппроксимации экспериментальных
значений Иф’со) может быть использован ме-
тод разложения их в ряд Фурье [134].
С помощью переходных функций воз-
можна как параметрическая, так и полная
идентификация динамической модели. Пара-
метрическую идентификацию применяют
для решения значительной части инже-
нерных задач, когда для математического
описания динамики объекта используют
дифференциальное уравнение первого или
второго порядка с запаздывающим аргумен-
том. В этом случае априорно задаются видом
передаточной функции (см. также гл. XV), а
в процессе обработки экспериментальной
переходной характеристики определяют чис-
ловые значения параметров передаточной
функции. Для этой цели часто используют
передаточные функции вида
208
ке ST
^s) =
Ts 4- 1
ке ~ST м// х к
= (7\s + l)(T2s-TYf’ = (Ts+1)"’
где к — коэффициент передачи; Т, 7\,
Т2— постоянные времени; т — время чистого
запаздывания.
Наибольшие трудности возникают
с определением временных параметров. Для
получения их значений в первой и второй
передаточных функциях обычно используют
интерполяционный метод Ормана [148, 137],
для определения второй передаточной функ-
ции — метод Ольденбурга и Сарториуса
[148]. Третья передаточная функция соответ-
ствует уравнению, которое имеет простые
кратные корни. Кратность корня п может
быть определена из номограммы [148] или
путем сравнения точности приближения рас-
четных переходных функций к эксперимен-
тальным для разных п (см. пример XII.3). При-
чем значение постоянной времени определя-
ют по формуле Т — S/n, где S — площадь под
нормированной переходной характеристикой:
S = —Ц- ] [Л(со) - /1(f)] dt.
/1(оо) 0
Для полной идентификации динамиче-
ской модели (вида приведенных в табл. ХП.З
дифференциального уравнения или переда-
точной функции) по переходной характери-
стике используют логарифмический метод
и его модификацию, метод «площадей»
[148], метод моментов и другие методы
[138].
При пассивном экспериментировании под-
готовку и планирование эксперимента на-
чинают с выяснения практической возможно-
сти и целесообразности применения пассив-
ного метода. Для этого с помощью анализа
диаграмм эксплуатационных регистрирую-
щих приборов и записей в оперативных жур-
налах устанавливают, являются ли входные
воздействия (контролируемые и неконтроли-
руемые) взаимно независимыми и можно ли
рассматривать процессы изменения входных
и выходной величины как стационарные эр-
годические случайные процессы.
Для записи реализаций рекомендуется ис-
пользовать специальную аппаратуру с такой
шкалой регистратора, при которой диапазон
изменения случайной величины находится
в пределах 30 — 90% его шкалы. Необходи-
мая скорость движения диаграммной бумаги
регистратора определяется по формуле v =
= р/Агд, где |1 - масштабный коэффициент,
равный наименьшему делению сетки диа-
граммной бумаги в единицах измерения слу-
чайной величины; Агд — шаг дискретности,
определяемый либо с помощью разложения
реализации случайного процесса в ряд Фурье
[186], либо по числу пересечений случайным
процессом линии среднего уровня за единицу
времени п0 [139]. В последнем случае берут
отрезок с записью реализации случайного
процесса на диаграмме эксплуатационного
прибора, который содержит 20 — 70 таких
пересечений, и определяют Агд^0,15/ио.
Длину реализации Тр определяют при
планировании эксперимента либо по угловой
частоте наиболее низкочастотных колебаний
[186], либо по значению и0 [139]:^
г 2>°
Тр =----г,
Л0Т|£>
где ц р— относительная средняя квадратиче-
ская погрешность дисперсии, значением ко-
торой необходимо задаться. Если при прове-
дении эксперимента регистрируется несколь-
ко входных величин, то значение Тр устана-
вливается по самому низкочастотному слу-
чайному процессу, а значение Агд — по само-
му высокочастотному.
При обработке результатов эксперимента
непрерывные реализации преобразуют в ци-
фровую форму путем квантования по време-
ни и по величине. Квантование по времени
производят, используя значение Агд. Кванто-
вание по величине связано с точностью запи-
си случайной величины на диаграмме реги-
стратора (см. параграф 4 гл. XVII).
Оценки корреляционных функций вычис-
ляют по формулам
। N — m
^zz(/n) = —--- £ 2(i)2(i + m);
N -m l = i
ЛХ2(т) = —---- £ 2(i)2(i + m),
N-m , = i
где m = Аг/Агд — дискретный аргумент корре-
ляционной функции, определяемый с по-
мощью непрерывного аргумента Ar; N =
= Т уДг д— общее число цифровых данных
в квантовой реализации; А—знак оценки
переменной; °— знак центрированной пере-
менной.
Определению оценок корреляционных
функций предшествует центрирование кван-
тованных реализаций:
2 (1) = Z (i) - mz, X (i) = X (i) - mx,
где mz и mx — оценки математических ожида-
ний соответствующих реализаций, опреде-
ляемые по формулам
1 N 1 N
Мг = -у L z (0. mx = — £ X (i).
Оценку кхг вычисляют как для положи-
тельных, так и для отрицательных значений
сдвига т. Конечным значением сдвига за-
даются из условий тк = (3 4-5) Atc/АГд, где
Afc — время спада корреляционной функции.
Для взаимокорреляционных функций значе-
нием тк задаются по наибольшему из двух
значений Агс.
Для определения импульсной, а следова-
тельно, и передаточной функций с помощью
корреляционных функций могут быть ис-
пользованы методы [139, 184] решения урав-
нения
й„(дг)=р(0)й„(дг-0)^,
О
где к (0) — импульсная функция, в которой
0 = (t — fH), а ги — длительность импульса.
7.	Формальные методы разработки
нелинейных динамических моделей
Методы этой группы применимы для
разработки как линейных, так и нелинейных
моделей, однако ввиду сложности их исполь-
зуют только во втором случае на основании
оценки степени нелинейности объекта. Для
объектов, степень нелинейности которых ма-
ла, используют линейные модели при усло-
вии, что погрешности, возникающие при ли-
неаризации нелинейных моделей, лежат
в допустимых пределах. В противном случае
применяют нелинейные модели.
В зависимости от назначения модели мо-
гут меняться требования к относительной
погрешности 8, вызванной линеаризацией
модели:
А (и, z) — An(u, z)
О —	л	,
А (и, z)
где Ал(и, z) — оценка линеаризованного опе-
ратора А (и, z). Чаще всего погрешность
8 должна быть менее 0,1 —0,2. Когда на вход
объекта поступает случайный сигнал, а на
выходе наблюдается случайный процесс, воз-
можна оценка степени нелинейности объекта
по взаимным дисперсионной и корреляцион-
ной функциям выходной и входной пере-
менных [8, 150].
209
Среди формальных методов разработки
нелинейных динамических моделей значи-
тельную группу составляют методы стати-
стической теории нелинейных систем, к ко-
торым относят:
методы, основанные на использовании
дисперсионной и взаимодисперсионной
функций случайных процессов и оперирую-
щие с многомерными законами распределе-
ния случайных функций; эти методы приме-
няют для массовых технологических процес-
сов при производстве однородной продукции
в течение длительного времени [150];
метод линеаризации нелинейной регрес-
сии на участках с постоянными значениями
математического ожидания условной диспер-
сии случайной функции на выходе объекта
относительно входной случайной функ-
ции [8];
метод, основанный на использовании спе-
циального входного тестового сигнала, при
котором неизвестные параметры объекта
определяют как коэффициенты оператора
в гильбертовом пространстве [136]; ограни-
чения в применении этого метода связаны
с его непригодностью для нестационарных
объектов, трудностями перехода от коэффи-
циентов к технологическим параметрам хи-
мико-технологических объектов, затрудне-
ниями реализации этого метода в режиме
нормальной эксплуатации [157];
метод, основанный на применении аппа-
рата условных марковских процессов г.
Все большее распространение получают
методы, в основе которых лежит схема не-
прерывной (последовательной) идентифика-
1 Стратонович Р. Л. Применение теории про-
цессов Маркова для оптимальной фильтрации сиг-
налов.— Радиотехника и электроника, 1960, т. 5,
вып. 11, с. 1751 — 1763.
Рис. XII.4. Схема идентификации методом адап-
тивной модели
ции, т. е. идентификации методом адаптив-
ной модели (рис. XII.4). Чаще всего исполь-
зуют параметрическую адаптивную модель,
т. е. модель, у которой изменяются пара-
метры при неизменной структуре. Однако
возможно применение модели, у которой
в процессе адаптации меняются не только
параметры, но и структура [8, 129].
При построении адаптивной модели не-
обходимо выбрать меру ошибки между вы-
ходами модели и объекта и разработать ал-
горитм поиска неизвестных параметров из
условий минимизации выбранной меры
ошибки. В качестве меры ошибки можно ис-
пользовать среднюю квадратическую ошиб-
ку, максимальное значение ошибки, интеграл
от квадрата ошибки, интеграл от абсолют-
ного значения ошибки, статистические крите-
рии максимума апостериорной вероятности
и максимума правдоподобия, различные ва-
рианты названных критериев с использова-
нием функций веса.
При разработке алгоритма поиска не-
известных параметров предпочтительными
являются методы случайного поиска, гра-
диентный метод и его стохастический ана-
лог — метод стохастический аппроксимации.
При наличии локальных экстремумов и сед-
ловых точек рекомендуется [157] на первых
шагах алгоритма использовать метод слу-
чайного поиска, позволяющий исключать ло-
кальные экстремумы и находить решение
при достаточно «гладких» помехах. На по-
следующих шагах такого алгоритма приме-
няют градиентные методы, а также методы
«наискорейшего спуска» и «перебора овра-
гов» (см. гл. XI).
Для построения адаптивных статистиче-
ских моделей часто используют байесовский
подход к решению задач идентификации
[123, 133], суть которого состоит в использо-
вании результатов измерения для улучшения
оценки и-мерного вектора выходных пере-
менных х объекта.
В этом случае по результатам измерений
определяют m-мерный вектор измерений у
и переходят от априорной плотности распре-
деления р (х) к апостериорной плотности
распределений р(х/у). Пользуясь р(х/у), вы-
числяют оценку х для выбранного критерия
оценивания. Такая процедура может повто-
ряться после каждого измерения. При этом
апостериорная плотность распределения, ко-
торая получается на основе предыдущих
измерений, становится априорной плот-
ностью распределения для последующих
измерений.
Для решения задач идентификации объек-
тов химической технологии возможно при-
210
менение также теории оптимальной филь-
трации Кальмана [157].
8.	Графические формы
представления моделей
Обобщенные (качественные) иконографи-
ческие модели используют на всех стадиях
разработки моделей для получения общего
представления о процессе функционирова-
ния, элементах, исходных, промежуточных
и конечных продуктах объекта моделирова-
ния. К таким моделям относятся параметри-
ческие, технологические, структурные, опера-
торные и функциональные схемы (табл.
XII.5).
В табл. XII.5 приведены технологическая,
структурная, операторная и функциональная
схемы двухкорпусной выпарной установки.
Использованы следующие условные обозна-
чения: До, Д1 — расходы пара, греющего 1-й
корпус и 2-й корпус; Go — расход раствора,
поступающего на 1-й корпус; расход
раствора на выходе 1-го и входе 2-го корпу-
са; G2 — расход раствора на выходе 2-го кор-
пуса; ДК1, ДК2 — расходы конденсата на выхо-
де 1-го и 2-го корпуса соответственно; Wlf
W2 — количество воды, выпариваемой в еди-
ницу времени соответственно в 1-ми 2-м
корпусе.
Типовые технологические операторы см.
в табл. XII.6.
Математические иконографические моде-
ли используют для анализа и синтеза как
технологических комплексов, так и систем
управления ими. К таким моделям относятся
топологические модели, построенные с ис-
пользованием графов, и структурные схемы,
применяемые при анализе и синтезе систем
автоматического регулирования.
При построении структурных схем ис-
пользуют два оператора: оператор умноже-
ния переменной на постоянную величину
(рис. XII.5, а) и оператор алгебраического
сложения двух переменных (на рис. ХП.5,б
показаны три варианта изображения одного
и того же сумматора).
Структурные схемы чаще всего приме-
няют для графического представления си-
стемы линейных дифференциальных уравне-
ний, преобразованных по Лапласу в соответ-
ствующие алгебраические. Одно дифферен-
циальное уравнение, описывающее динами-
ческую связь между двумя величинами хвх и
хвых, может быть представлено по такой
схеме в виде прямоугольника, внутри ко-
торого указана передаточная функция И^з),
полученная в результате преобразования по
Рис. XI 1.5. Элементы структурных схем: а —
оператор умножения; б— сумматор; в — динами-
ческое звено

Лапласу дифференциального уравнения,
с изображениями переменных xBX(s) и *вых($)
(рис. ХП.5,в).
Основные правила преобразования струк-
турных схем приведены в гл. XV, п. 5. Для
решения уравнений, представленных в виде
структурных схем, можно использовать
принципы структурного моделирования ли-
нейных динамических систем [543]. В этом
случае по дифференциальным \ уравнениям
(передаточным функциям) отдельных дина-
мических звеньев составляют аналоговые
модели таких звеньев, которые затем соеди-
няют между собой так же, как звенья-ори-
гиналы. При этом используют специальные
таблицы типа табл. XII.7, в которых приво-
дятся оптимальные по числу решающих
устройств структурные схемы набора моде-
лей распространенных динамических звеньев
[543].
В табл. XII.7 использованы условные обо-
значения, поясненные на рис. XII. 6. На рис.
XII.6, в частности, приведено условное обо-
значение сумматора, суммирующего входы
х1э х2, ..., хп с одновременным их умноже-
нием на постоянные коэффициенты /сх,
к2, ..., кп и изменением знака. Внутри тре-
угольника указывается номер или шифр (7V)
того конкретного сумматора, который выби-
рается для выполнения заданной операции
из числа сумматоров АВМ. На рис. ХП.6,б
дано условное обозначение интегросуммато-
ра, суммирующего и интегрирующего входы
хх и х2 с одновременным умножением их на
переменные коэффициенты ах и а2
(у0 — начальные условия). В схемах набора
табл. XII.7 должно соблюдаться условие
> Т2 > Т3.
Значительное распространение в послед-
нее время получила другая группа иконогра-
фических математических моделей, по-
строенных с применением графов. Для из-
ображения графа используют точки, назы-
ваемые вершинами, или узлами, и отрезки
линий, называемые ребрами, или дугами
(рис. ХП.7,а). В общем случае граф опреде-
211
Таблица XII.5
Обобщенные иконографические модели
Наиме- нование схем	Содержание схем	Назначение схем
Пара- метри- ческая	Основные пе- ременные и па- раметры объек- та	Выделение объек- та моделирования в пространстве коор- динат его поведения
Техно- логиче- ская	Элементы объекта модели- рования и связи между ними	Общее представ- ление об объекте, способ соединения элементов, последо- вательность процес- сов
Струк- турная	Укрупненные элементы-бло- ки и связи меж- ду ними	То же
Примеры оформления схем
Функци- ональная	Технологиче- ские операции объекта и их связи	Обобщенное представление о процессе функцио- нирования объекта	Пар —1	1 1	1-я ступень было Конденсат	| | 2-я ступень быт Конденсат | 1 | Вторичный пар ♦	Слабый	 растбор рибания	| придания	| | Крепкий растбор
1 Типовые технологические операторы химико-технологических систем приведены в табл. XII.6.
212
Таблица XII.6
Типовые технологические операторы химико-технологических систем
Наименова- ние	Назначение	Изображение			Наименова- ние	Назначение	Изображение
Основные	Химическое превращение				Вспомогатель- иые	Нагрев или охлаждение Сжатие или расширение	
	Межфазный массообмен	—*	А 1				
	Смешение					Изменение агрегатного (фазового) состояния вещества	
	Разделение		—				
Таблица XII.7
Структурные схемы набора некоторых динамических звеньев
Передаточная функция У X	Структурная схема	Передаточная функция У_ X	Структурная схема
-к		к s(Ts + 1)	Ездр—Н|р—°9
-k/s	к *у	-к J++L s(T2s + 1)	X О	^о— -К.	"О’ / ^—0 у , //ГдО /11>> I
_ к Ts + 1		к (7>+1)(7>+1)	1/Т	1
ks ~ Ts + 1	с;	i*/r	-k(T2s+\)	J. L ft \ кт,/т,,а_П,
		(7>+1)(7>+1)	
kTs Ts + 1		-к T2p2 + 2hTp+\	*<>^1ГТ^ У+	/гь. О-—|2^	LE^T‘0^
	—Ч?>—гЧ1Ь>-* L			
,75+1 к	 s	1—li>		-к TW+\	
213
2io-Ln<,‘^<a'x' ^л)'у>
71R>—°-------------
0<a^1
О~Ув 0<аг<1
Рис. XII.6. Структурные схемы набора: а — сум-
матора ; б — интегросумматора
ляют две математические величины — мно-
жество и соответствие. Граф на рис. ХП.7,д
определяется множеством X = {х0, хх, х2, х3,
х4} и соответствием 7J которое характери-
зуется следующими равенствами:
Tx0 = {xi, х2, х3, х4};
Txj = {х0, х2, х3},
Гх2 = {х0, хр х3};
Гх3 = {Xq, Xj, х2, х4} ,
Гх4 = {х0, х3}.
Приведем основные понятия и определе-
ния, используемые в теории графов.
Конечный граф — граф с конечным числом вершин.
Т-конечный граф — для каждой из вершин которо-
го множество конечно.
Нуль-граф — граф, состоящий из изолированных
вершин, не соединенных ребрами (рис. XII.7, б).
Ориентированный (направленный) граф - граф
с изображением, позволяющим определить начало
и конец ребра (рис. ХП.7,в).
Ребро графа — отрезок, соединяющий вершины не-
ориентированного графа.
Рнс. XI 1.7. Различные графы: а — исходный; б —
нуль-граф; в — ориентированный (направленный); г —
граф, изоморфный исходному; д — подграф исход-
ного; е — дополнение подграфа; ж, з — два воз-
можных варианта дерева исходного связного графа
214
Дуга графа — отрезок, соединяющий вершины
ориентированного графа.
Смежные вершины графа - вершины, имеющие об-
щее ребро или дугу.
Смежные дуги (ребра) графа - дуги, имеющие об-
щую вершину.
Ребра (дуги), инцидентные вершине, — ребра, свя-
занные с неизолированной вершиной.
Степень вершины — число ребер, инцидентных дан-
ной вершине.
Путь — последовательность дуг, при которой ко-
нец одной дуги является началом другой.
Элементарный путь - путь, в котором ни одна
вершина дважды не встречается.
Контур — путь, у которого начальная и конечная
точки совпадают.
Элементарный контур - контур, все вершины кото-
рого, кроме начальной и конечной, различны.
Длина пути (контура) - число дуг, образующих
путь (контур).
Петля - контур единичной длины (с одной верши-
ной).
Цепь — последовательность смежных ребер.
Цикл — замкнутая цепь.
Простой узел (вершина) — вершина направленного
графа, к которой подходят (уходят) несколько ве-
твей и которая не входит в замкнутый контур или
петлю обратной связи.
Простой цикл — цикл, содержащий отличные друг
от друга ребра.
Элементарный цикл — цикл, при обходе которого
по какому-либо направлению каждая вершина
встречается только один раз.
Связный граф — граф, у которого для каждой пары
вершин существует соединяющая их цепь.
Несвязный граф — граф, состоящий из нескольких
связных графов или их частей.
Полный граф — граф, у которого любая пара вер-
шин соединяется ребром.
Мультиграф — граф, у которого одна пара вершин
соединяется несколькими ребрами.
Симметричный граф — граф, у которого каждая па-
ра вершин связана дугами противоположного на-
правления.
Асимметричный граф — граф, у которого хоть одна
пара смежных вершин связана одной дугой.
Изоморфные графы - графы, имеющие одинаковое
число вершин при условии, что каждой паре вер-
шин в одном графе соответствует такая же пара
вершин, которые соединены ребром в другом гра-
фе (рис. ХП.7,а,г).
Подграф — граф, содержащийся в исходном графе
(рис. ХП.7,а,д)
Дополнение подграфа - граф, состоящий из вершин
и ребер, которыми исходный граф отличается от
подграфа (рис. ХП.7,е).
Дерево связного графа — связной граф без циклов
(рис. XII.7, ж,з)
Ветви — ребра (дуги), входящие в дерево.
Хорды — ребра (дуги), входящие в дополнение де-
рева.
Лагранжевое дерево — дерево, все ветви которого
имеют общую вершину.
Лес — совокупность деревьев несвязного графа.
Преобразование графа — приведение графа одной
топологии к равносильному графу другой тополо-
гии.
Передача ветви — коэффициент или передаточная
функция, характеризующая связь между вершина-
ми (переменными) направленного графа.
При необходимости подсчета суммарной
степени всех вершин ориентированного гра-
фа можно использовать соотношение
Ip(') = Zp'(') + Sp"0),
где p(i) — степень вершины i; p'(i) — степень
вершины I, соответствующая числу входя-
щих в вершину дуг; р" (i) — степень вершины i,
соответствующая числу выходящих из вер-
шины дуг.
Общее число ребер графа, имеющего
v вершин, может быть определено по форму-
ле
е = 0,5 £p(i),
1
а для ориентированного графа общее число
дуг — по формуле
1 1
Для построения математических иконо-
графических моделей могут быть использо-
ваны различные типы направленных графов
(граф Мейсона, граф Коутса, нуль-граф), ко-
торые соответствуют различной форме запи-
си линейных уравнений.
Пример графа Мейсона (М-граф), приве-
денный на рис. ХП.8,а, соответствует уравне-
нию
Xj = £ tjjXj + dt (i = 1, 2, ..., и),
J=i
j *
а примеры графа Коутса, или К-графа
(рис. XI 1.8, б), и нуль-графа или Н-графа
(рис. XII. 8, в), соответствуют уравнению
aijXj -b,=0 (i = l, 2,..., п). (ХП.З)
? = 1
На всех графах вершины представляют
собой переменные уравнений х7, а дуги —
коэффициенты уравнений (tI? dh Ь^. На
Н-графе вершины соответствуют нулям
уравнения (ХП.З).
На выбор типа графа оказывает влияние
прежде всего удобство его применения. Для
построения графов по функциональной или
структурной схеме используют М-граф.
Рис. XII.8. Типы направленных графов: а — М-
граф; б — /С-граф; в — Я-граф
С помощью этих графов разработаны ме-
тоды построения топологических моделей
химико-технологических систем [140]. Опи-
сание систем автоматического управления
с помощью К-графов можно использовать
для синтеза этих систем. Н-графы, во
многом сходные с К-графами, применяются
в тех случаях анализа, когда требуется ис-
ключение переменных, например при опреде-
лении параметров четырехполюсников [151].
Каждую структурную схему можно пере-
строить в разнозначный ей граф, используя
таблицу идентичности элементов структур-
ной схемы и элементов графа (табл. XII.8).
При использовании графов часто возни-
кает задача их преобразования, чаще всего
с целью упрощения. В табл. XII.9 приведены
основные правила преобразования или упро-
щения графов, построенных в основном с ис-
пользованием М-графов.
Одним из методов преобразования графа
является инверсия его пути. Если существует
направленный граф (рис. XII.9, а), по-
строенный, например, в соответствии с
уравнением х3 = а(Ьхг — сх2), то инверсия
пути этого графа равнозначна решению
данного уравнения относительно хх или х2.
Например, если считать причиной х2 и х3,
1	с
а следствием хь то xi=— х3 + — х2,
ab	b
215
Таблица XII.8
Идентичность элементов структурной схемы и элементов графа
Величина или операция	Формула	Элемент схемы	Элемент К-графа	Элемент М-графа
Переменная	-	X	X О	X О
Умножение	А X = - -Z В	Z	X —* А/В —►	В х л (7)	A/В X
Суммирование	г --- X — Z	X	у 1 Z	1 х -1 Су) z	X у У - / z
Ветвление переменной	-	1	Совмещается с вершиной	
чему соответствует граф, приведенный на
рис. XII.9, 6.
Таким образом, для перехода от исходно-
го к инвертированному графу необходимо:
изменить направление всех ветвей пути
на противоположное,
передачи всех ветвей, находящихся на пу-
ти от новой причины к новому следствию,
изменить на обратные;
перенести конец ветви, соединяющей
узлы, не являющиеся причиной и следствием
или не принадлежащие прямому пути, в узел,
в который переносится инвертируемая ветвь,
оставив начало ее в старом узле;
умножить ее передачу на величину,
обратную передаче инвертируемой ветви по
величине и знаку.
Топологические модели, построенные
с использованием графов, применяют [141,
157] для решения задач анализа и синтеза
химико-технологических систем и систем
управления ими. Применяемые при этом
графы классифицируют следующим обра-
зом.
Потоковые графы могут быть мате-
риальными, тепловыми (энергетическими)
и параметрическими. Материальные пото-
ковые графы (МПГ) в свою очередь подраз-
деляют на графы по общему массовому рас-
ходу физических потоков (МПГО) и графы
с/b а*г
4 U а х3
О ОЬ-.	О-—о
а)	6)
Рис. XII.9. Инверсия пути графа: а — исходный
граф; б — инвертированный граф
по массовому расходу некоторого химиче-
ского компонента.
Вершины материальных и тепловых по-
токовых графов соответствуют элементам
химико-технологических систем, которые из-
меняют соответствующие массовые или теп-
ловые расходы физических потоков —
источникам и стокам потока; дуги этих
графов — массовым или тепловым потокам.
Характерными особенностями графов по об-
щему массовому расходу физических пото-
ков и тепловых потоковых графов является
ориентированность, асимметричность и связ-
ность. Граф по массовому расходу некоторо-
го химического компонента может быть как
связным, так и несвязным.
Параметрический потоковый граф (ППГ)
получается, если совместить вершины мате-
риальных и тепловых потоковых графов, от-
вечающие одному и тому же элементу одной
и той же химико-технологической системы.
Параметрические потоковые графы являют-
ся конечными, ориентированными, асимме-
тричными, связными.
Структурный граф — это совокупность по-
люсных графов компонентов, образованная
в соответствии с соединением компонентов
в системе. Причем под компонентами пони-
мают элементы химико-технологической си-
стемы, характеризующиеся определенными
свойствами: создающие потенциальную или
кинетическую энергию (компоненты-источни-
ки), рассеивающие энергию (компоненты-со-
противления), накапливающие вещество или
энергию (емкостные компоненты), создаю-
щие инерционный эффект массы в потоке ве-
щества (индуктивные компоненты). Си-
стемные компоненты объединяются с по-
мощью точек (полюсов) связи.
216
Таблица XII.9
Основные правила преобразования или упрощения графов
Операция	Формулы		Г рафы	
	исходная	конечная	исходный	преобразованный (упрощенный)
Передача последователь- ного соединения ветвей	x2 = axj; Х3 ~ ^Х2	x3 = abxx	ж, a xz b а о	» о—*» о	л, ab xz
Передача переменных, одинаково направлен- ных ветвей	х2 = ах, + + bx.	x2 = (a + b)x}		х} a+b х, о э. oz
Устранение простого уз- ла	и” и II и и* >7	хэ = abx}; X3 = flCXj	br^Xz xt а ^°*7	abуэх? ^0*7
	и* 4- *7 >7 II II II *1 7'	x2 = abxx 4- bcx4; x3 = adX' + + dcx4	^са £	X У3** ab\fCd h
Исключение петли	х0 = ах{ -|- 7х0; = Ьх 2	a x9 =	x,; - i-r 1 x3 — bx2		a xl. i^Tif b XJ
Исключение контура	* + <) ^3 II II II и1 >7 >7	x3 = abx} + + bcx3; x4 = dx3	с х	/ О4	
Объединение несколь- ких петель в одну пет- лю	Х2 — ах} + + Т }х~) + 7\хэ + + гЛ-	x2 = ax{ + + (Tj + T2+ T3)x2		a o—"Oi^ j
Перенос начала ветви из одного узла в другой	-J 'VI -U '^1 Ту II II II II £ II се>	а И ( +	4- 4-	x2 — ax} 4- Ax3 4- 4- ex4; x3 = bx2 4- /x6; x4 — adx[ 4- 4- hdx3 4- edx4, x5 = cx3; x7 = gx2	^7	V h	V h fp xt afy*b''''vc xs Г °
Информационно-потоковый мультиграф со-
стоит из вершин, соответствующих инфор-
мационным операторам элементов, источни-
кам и приемникам информационных пере-
менных системы, и ветвей, отображающих
информационные потоки переменных.
Сигнальные графы (СГ) выявляют вза-
имные причинно-следственные связи меж-
ду переменными, характеризующими про-
цесс функционирования системы. Вершины
сигнального графа соответствуют сигналам
химико-технологической системы, а ветви —
коэффициентам или передаточным функ-
циям, характеризующим связь между этими
сигналами.
Из перечисленных типов графов, приме-
няемых для анализа и синтеза химико-техно-
логических систем, сигнальные графы легко
перестраиваются в структурные схемы с по-
мощью таблицы идентичности элементов
структурной схемы и элементов графа (см.
табл. XII.8).
Для построения нормализованного сиг-
нального графа система исходных уравнений
должна быть записана так, чтобы в каждом
217
Рис. ХИЛО. Операторная схема и топологические
модели химико-технологической системы к примеру
XII.1
уравнении коэффициент при одной перемен-
ной был равен единице.
Пример XII. 1*. Для химико-технологической
системы, операторная схема которой изображена
на рис. XII. 10, а, построить топологические модели
в виде материального потокового графа по обще-
му массовому расходу физических потоков
(МПГО), материального потокового графа (МПГ)
по массовому расходу каждого из химических ком-
понентов, теплового потокового графа (ТПГ) и па-
раметрического потокового графа (ППГ).
Каждый i-й физический поток системы L, ха-
рактеризуется набором следующих параметров:
Gj—общий массовый расход физического потока;
G(J = G^ij — массовый расход j-ro химического ком-
понента (/ = А, В, Е) в i-м физическом потоке;
концентрация; ^.— температура; Ф^—расход
тепла физического потока.
В операторе I происходит смешение. В опера-
торе II химического превращения протекает хими-
ческая реакция А 4- В -► Е, сопровождаемая выделе-
нием тепла Qr Компонент А подается на вход
оператора химического превращения в избытке по
сравнению со стехиометрическим мольным соот-
ношением компонентов А:В. Степень разделения
компонента А в операторе III ф = csa^cAA ' ® опе"
раторе IV происходит охлаждение физического по-
тока L5 за счет физического потока охлаждающей
воды L7.
Физическим потокам данной химико-техноло-
гической системы соответствуют следующие пара-
метры:
L1 = {G1’ С1А> С1В’ Ч’ ф1^’ L2 =
* Этот пример, как и следующий, заимствован
из работы [141].
= {С2’ С2А’ С2В' *2’ Ф2^’
L3 = {G2, с3/4, <?3£, ty Ф3}; L4 =
= (G4’ С4Л’ С4£’ f4’ Ф4^’
L5 = ^Gy С5А’ *5* Ф5^; L6 = {G6’ С5А' Ч’ Ф6?’
L7 = {G7, t7, Ф7}; L6 = {G7, Фе}-
МПГО рассматриваемой химико-технологиче-
ской системы приведен на рис. XII. 10, б. Так как
операторы II и IV не преобразуют общие мас-
совые расходы физических потоков, то вершин, от-
вечающих этим операторам, в графе не суще-
ствует. В МПГ по компоненту А (рис. XII. 10, в)
внутренний сток соответствует количеству ком-
понента G * = f(c$ .), вступившего в химическое
превращение. В МПГ по компоненту В (рис.
XII. 10, г) внутренний сток свидетельствует
о том, что компонент В полностью вступает в хи-
мическую реакцию G* = G2fl. В МПГ по компонен-
ту Е (рис. XII. 10,6) внутренний источник i отве-
чает образованию нового химического компонента
вследствие протекания химической реакции. В ТПГ
(рис. XII. 10, е) внутренний источник ij, соответ-
ствует количеству тепла Qf, которое выделяется
в результате экзотермической реакции. На рис.
ХИЛО, ж приведен ППГ данной химико-технологи-
ческой системы.
Пример XII.2. Для химико-технологической си-
стемы, операторная схема которой изображена на
рис. XII. 11, а построить сигнальный граф. В опера-
торе химического превращения протекает реакция
первого порядка с константой скорости к; коэффи-
циент функциональной связи оператора разделения
Ф = *Jx2.
Система уравнений материального баланса
данной системы будет иметь вид
х0 (0 4- фх2 (0 - Xi (Г) = 0;
dx2/dt — x^t) 4- kx2(t) 4- x2(f) = 0;
Х1(0 - *з(0 - ФЪЙ = °-
218
- <pxz(t)
Xt(SJ /	X,(S) 1	Xz(S)(t-<p) Xj(S)
o—•——<>--------*	.<4-—*-—o
X <P У\\
^-(k+S)
6)
Рис. XII.ll. Операторная схема и сигнальный
граф ХТС к примеру XII.2: а — операторная схе-
ма; б — сигнальный граф
Используя преобразование Лапласа, преобра-
зуем данную систему уравнений и перейдем затем
к ее нормализованному виду:
X1(s) = X0(s) + 4>X2(s);
X2(s) = X ,(s) - kX2(s) - sX2(s);
X3(s) = X2(s)-<pX2(s).
Преобразованной системе уравнений соответ-
ствует нормализованный сигнальный граф, пред-
ставленный на рис. XII. 11, б.
9.	Модели аппаратов
Аппараты — самые простые среди объек-
тов управления технологическими процесса-
ми. Структура и вид модели аппарата зави-
сят от характера исходной информации об
объекте управления, цикличности его режи-
мов работы и назначения модели.
Для определения характера цикличности
работы технологической аппаратуры во вре-
менном интервале функционирования разра-
батываемой модели выделяют время Гнеп не-
прерывного протекания процесса и время
*пер осуществления периодического процесса.
В течение Гнеп одновременно производят не-
прерывную подачу в аппарат исходного сы-
рья или полупродукта и выгрузку из аппара-
та готового продукта или полупродукта со
стационарными (квазистационарными) каче-
ственными характеристиками. При периоди-
ческом процессе выгрузка выполняется одно-
кратно после окончания данной технологиче-
ской операции, при которой основные пара-
метры процесса изменяются во времени
в соответствии с технологическим регламен-
том. Цикличность работы технологической
аппаратуры характеризуют с помощью
коэффициента периодичности ц = tnep/Vnep +
+ гНеп), по значению которого технологиче-
ские аппараты на принятом временном ин-
тервале разделяют на аппараты непрерывно-
го (т| = 0), полунепрерывного (0 < т] < 1) и пе-
риодического (т| = 1) действия.
Если целью управления аппаратом не-
прерывного действия (АНД) является стаби-
лизация технологических режимов в соответ-
ствии с технологическим регламентом, то
для разработки соответствующих систем
управления используют наиболее полные
модели управляемых объектов, в которых
учитываются динамика, нелинейность, воз-
мущающие воздействия. Если возникает за-
дача оптимизации таких объектов, то при
значительной размерности модели ее упро-
щают, используя статические, а в некоторых
случаях и линеаризованные модели при ус-
ловии, что их точность будет не ниже тре-
буемой.
Пример ХИ.З. По полученной эксперименталь-
но кривой разгона (кривая 1 на рис. XII. 12, а) кон-
денсатора бражной колонны (канал «Перемещение
регулирующего органа на трубопроводе подачи
холодной воды — температура на выходе конденса-
тора»), используя метод кратных корней [148],
определить параметры передаточной функции
(Ts + 1)"
Коэффициент передачи объекта находят не-
посредственно по кривой разгона после проведе-
ния линии нового установившегося значения регу-
лируемой величины Гв :	= Дгв/Ди = 0,285 °C
на 1 % хода исполнительного механизма (ИМ).
Значения постоянной времени Т и порядка переда-
точной функции п определяют одновременно. Для
этого подсчитывают площадь St между кривой
разгона и линией нового установившегося значе-
ния выходной величины (на рис. XII. 12, а эта пло-
Рис. XII.12. Моделирование подачи холодной воды
на конденсаторы бражной колонны при входном
воздействии — —20 % хода исполнительного ме-
ханизма: а—кривые разгона; б — структурен схема
набора для моделирования
219
Таблица XII. 10
Расчетные значения кривых разгона
X, c	AtB, C		
	n = 3; kx = 0,135; k2 = 0,376	n = 4; kx = 0,176; k2 = 0,502	. • f 40 СЧ СЧ . 1ЧО •^cTi©
0	0	0	0
20	0	0	0
460	4,7	5,1	5,55
500	4,8	5,2	5,6
щадь заштрихована). Далее, задаваясь значением и,
вычисляют Т по формуле T=Sf/(At и). Точность
определения к^, Тип может быть оценена путем
сравнения экспериментальной и расчетной кривых
разгона. Причем, сравнивая эти значения при раз-
ных и, можно выбрать такое же значение, при ко-
тором среднее квадратическое отклонение значе-
ний расчетной характеристики от эксперименталь-
ной было бы минимальным.
В данном случае значение 8( = 1296,9 °C -с, по-
этому п = 3 соответствует Т=75,8 с; и = 4 —Т=
= 56,8 с; п = 5 — Т= 45,5 с. Для определения рас-
четных кривых разгона используем структурное
моделирование на аналоговой ЭВМ. В частности,
схема набора для и = 4 имеет вид, приведенный на
рис. XII.12,6. При моделировании на АВМ типа
МН-7 приняты следующие значения масштабов:
для температуры = 10 В/°С, для хода ИМ ци = 1 В
на 1% хода ИМ, для времени цт = 0,1. Значения
всех передаточных коэффициентов, кроме входно-
го, определялись по формуле кг = 1/(Тцт), а входно-
го — по формуле к2 = /собрг/(Тц^|1т). Расчетные зна-
чения передаточных коэффициентов klf к2
и кривых разгона для и, равных 3, 4, 5, приведены
в табл. XII. 10. Минимальное значение среднего
квадратического отклонения для п = 4 соответ-
ствует 0,266 °C, для и = 3 — 0,503 °C, а для и = 5 -
— 0,277 °C. Передаточная функция в этом случае
имеет вид W'(s) = 0,285/(56,8s 4- I)4, соответствую-
щая расчетная кривая разгона приведена на
рис. XII. 12, а (кривая 2).
Пример XII.4*. Найти, используя методы ре-
грессионного анализа, уравнение связи между ин-
тенсивностью продувки х (расход кислорода, м3/ч)
♦ Пример заимствован из работы [144].
Таблица XII. 11
Опытные данные и результаты предварительных
расчетов
X	У	X2	У2	ХУ	Z	x+y	(x+y)2
1	2	3	4	5	6	7	8
0	30	0	900	0	930* 1	30	• 900
31	62	961	3844	1922	6820	93	8649
308	931	6732	46 917	16 888	71 776	1239	87425
и скоростью обезуглероживания металла у (ско-
рость окисления углерода 0,01 %/г) в 400-тонной
мартеновской печи. Опытные данные и результаты
предварительных расчетов приведены в табл.
XII. И.
При контроле результатов предварительных
расчетов необходимо учитывать, что сумма чисел
графы 6 (приведена в последней строке табл.
ХП.11) должна быть равна сумме сумм чисел граф
1, 2, 3; 4 и 5, а сумма чисел графы 8 - сумме сумм
чисел граф 3, 4 и удвоенной сумме чисел графы 5.
Предположим, что все ограничения, харак-
терные для регрессионного анализа, не нарушены
в данном случае, т. е. случайная величина у распре-
делена нормально при каждом значении перемен-
ной х; дисперсия у во всем интервале изменения
х постоянна или пропорциональна известной функ-
ции от х. Если характер связи у и х неизвестен, то
выдвигается гипотеза о линейной связи этих вели-
чин:
У= bQ 4- 6х(х - х),	(XII.4)
где Y — оценка случайной величины; х — среднее
значение величины х; b0, Ьх — оценки параметров
уравнения регрессии.
Определим коэффициенты уравнения (XII.4):
931
"ЙГ
= 46,55;
N N N
- Xxiiyi/N
16880-308-931/20
6732 - 3082/20
= 1,283,
где N — число опытов. Эмпирическое уравнение
регрессии имеет вид
У= 46,55 4- 1,283 (х-х).
Так как одному значению х соответствует
только одно значение у, то в данном случае невоз-
можно оценить ошибку эксперимента. Поэтому
проверку гипотезы о линейности связи между у и
х проведем, сопоставляя дисперсию sj, обуслов-
ленную регрессией у на х и имеющую число степе-
ней свободы, равное числу независимых пере-
менных, с остаточной дисперсией s^ опытных
данных вокруг эмпирической линии регрессии:
N
sp2= b{Y(x. - х)у. = 1,283-2550,6 = 3271,1;
i
1 N
i
{NN	N
i i	i
-x)yj =(1/18) [3578,95 - 1,283-2550,6] = 17,10.
220
Число степеней свободы остаточной дисперсии
F = N — 2. Так, как отношение F = Sp/sJcT =
= 3271,1/17,10 = 191,3 при числе степеней свободы
fi = l и f2 = N — 2 = 18 соответствует табличному
F для уровня значимости а < 0,0005, то гипотеза
о линейности связи между у и х не противоречит
опытным данным.
Проверим значимость параметров b0, bv Дис-
персия свободного числа Ьо
s2b0 = s^T/N = 17,10/20 = 0,855 и sbQ = 0,925.
Дисперсия коэффициента регрессии
N
ЛП	17 10
= 4т/ > (х( - X)2 = т^ = 0,00860;
/ J	1700,0
i
sbi = 0,0927.
Проверяем значимость свободного члена
Ч = |Ь0 |/5ь0 = 46,55/0,925 = 50,34
и коэффициента регрессии
tbi = I bi \/sbi = 1,283/0,0927 = 13,83.
При f = 18 эти значения значительно превы-
шают табличные t для а = 0,0001.
Определим доверительные границы для Y. Для
этого находим дисперсию линии регрессии
4 = Ч + (х “ *)2 = 0,855 4- 0,0086 (х — х)2.
Доверительные границы для Y при уровне зна-
чимости а = 0,05 и числе степеней свободы /= 18
определяются из уравнений
Пи» = У - t0,025Sy = У- 2,10 |/о,855 + 0,086(х-х)2;
Утах = У + to.ozsSy = У + 2,10 01,855 + 0,0086 (х - х)2.
Математическая модель аппаратов перио-
дического действия (АПД) имеет логико-
динамическую структуру [153, 154]. В общем
виде она может быть представлена системой
выражений
j=0, 1, ..., s ’ -x,(t)	(XII.5)
2l
1=1, 2, ..., q 1=1, 2, ..., q
В левой части выражений (XII.5) в ква-
дратных скобках приведена логическая часть
модели, которая описывает условия перехода
от одной операции элементарной стадии ци-
кла к другой и может быть построена, на-
пример, с использованием языка цикличе-
ских процессов (ЯЦП) [209]. В логической
части модели указан включающий оператор
Uj, а после первого знака следования -►
-► — дизъюнкция членов, каждый из которых
содержит включаемый оператор 17/ и логиче-
ское условие Qi, определяющее состояние
объекта и внешние воздействия, при которых
осуществляется переход. При записи логиче-
ской части модели используются комбина-
ционные функции (функции алгебры логики,
функции суммирования и сравнения) и пре-
дикаты, или последовательностные функции
(функции памяти, задержки, перехода и т. п.).
Правая часть выражения (XII.5) является
динамической частью модели, которая
описывает реакцию инерционного объекта на
команды, поступившие в начале операции,
и возмущающие воздействия zf. Для разра-
ботки этой части модели могут быть исполь-
зованы принципы, изложенные в параграфах
4 — 7 гл. XII. При этом следует учитывать,
что для АПД нестационарный режим являет-
ся естественным технологическим режимом
в отличие от АНД, для которых характерен
квазистационарный режим, слагающийся из
ряда аналогичных периодически повторяю-
щихся йезавершенных переходных процессов.
В этих условиях уравнения динамики АПД
в отличие от уравнений динамики АНД дол-
жны описывать значительные отклонения
управляемых величин от их начальных и ко-
нечных значений. Поэтому здесь неприе-
млемы принимаемые обычно с целью упро-
щения динамических моделей АНД допуще-
ния об их стационарности и линейности.
Динамическую часть модели чаще всего
представляют в виде дифференциальных
уравнений с коэффициентами, являющимися
функциями времени или переменных. В неко-
торых случаях возможна линеаризация таких
моделей за счет составления математическо-
го описания для каждой операции и даже
микрооперации отдельной стадии. В то же
время переход от одной части цикла к дру-
гой может вызвать не только изменение зна-
чения коэффициентов дифференциальных
уравнений, но и изменение структуры мате-
матической модели.
Для удобства дальнейшего использова-
ния, особенно при разработке алгоритма
управления, логико-динамическую модель
АПД представляют в виде таблицы, в кото-
рой кроме названий операций и стадий про-
цесса, приводят соответствующие им упра-
вляющие команды, логические условия, вы-
зывающие появление этих команд, и реакции
объекта управления на эти команды и возму-
щения.
В табл. XIL12 дан один из вариантов та-
бличной формы логико-динамической моде-
ли АПД. Существует и другой способ выра-
жения логико-динамической модели — с по-
мощью гибридных функций Терно, которые

Таблица XII.12
Логико-динамическая модель четырехстадийного
АПД
Наименование операции или стадии	Логи- ческое усло- вие	Ко- ман- ды	Основ- ные воз- муще- ния	Реак- ция объ- екта
Загрузка	2зг	«зг	2зг	хзг (t)
Первая операция ра- бочей стадии	21	«1	Z1	*i (t)
Последняя операция рабочей стадии	2п	«П	zn	
Выгрузка	С?вг	"вг	ZBr	хвг (t)
Чистка	Счс	мчс	Z4C	хчс (0
представляют собой произведения числовой
функции и функции предикатов. Для реше-
ния задач с применением логико-динамиче-
ских моделей могут быть использованы ги-
бридные вычислительные комплексы [543].
Пример XII.5. Разработать логико-динамиче-
скую модель процесса приготовления раствора пи-
тательных солей (для выращивания дрожжей) в ме-
шалке периодического действия. Процесс пригото-
вления раствора питательных солей включает
следующие стадии: подача растворителя (воды или
Рис. XII. 13. Принципиальная схема объекта управ-
ления к примеру XI 1.5
222
варочной смеси) в мешалку при расходе их со-
ответственно 2ВОД или QB с (рис. XII.13); загрузка
сухих солей Qc; перемешивание (растворение); вы-
грузка раствора 0ПС и частичный его возврат 2ВЗ
для лучшего перемешивания выгружаемого рас-
твора и согласования работы отделения, в которое
входит мешалка, с работой отделения-потребителя
раствора питательных солей; чистка мешалки.
Логико-динамическая модель процесса приго-
товления раствора питательных солей представле-
на в табл. XII. 13. Первая управляющая команда
[мвсмвод]1 связана с открытием клапанов подачи
воды и варочной смеси. Эта команда может быть
подана при выполнении логического условия, опре-
деляемого значением уровня раствора в мешалке
ниже минимального h0, закрытым положением ши-
бера загрузки солей (йс) и всех клапанов на трубо-
проводах варочной смеси (йв с), воды (йвод), возвра-
та (йвз) и раствора питательных солей (ипс),
отключением привода мешалки (им).
Реакция объекта на первую команду связана
с увеличением уровня h в мешалке, изменение ко-
торого во времени зависит от объемных расходов
Qb.c и ввод» сечения мешалки S и описывается
уравнением, приведенным в п. 1 табл. XII. 13. С по-
мощью этого уравнения при известных значениях
Qb о ввод и $ можно определить время, необходи-
мое для выполнения логического условия подачи
второй управляющей команды [^спм]2 - дости-
жения среднего уровня hcp. Аналогично описы-
ваются и другие операции, при этом исполь-
зуются следующие условные обозначения: мд —
команда на прекращение работы дозатора солей,
hmax — максимальный уровень в мешалке; с, ск —
соответственно текущая и необходимая кон-
центрация компонентов в растворе питательных
солей; Пд — производительность дозатора солей;
Тд — длительность работы дозатора; к — коэффи-
циент пересчета сухой соли на содержание полез-
ного компонента; Т — постоянная времени процес-
са приготовления раствора питательных солей;
D 1 (М — функция задержки на время после
снижения уровня ниже h0.
Выдержка времени используется как логиче-
ское условие в тех случаях, когда затруднено не-
посредственное измерение соответствующего пара-
метра. В частности, для определения выдержки
времени т1? может быть использовано уравнение,
приведенное в п. 6 табл. XII. 13, по которому опре-
деляется время, необходимое для полного опорож-
нения мешалки при начальном уровне раствора h0
и расходе 0пс.
10.	Модели цехов и производств
Цеха и производства — наиболее сложные
среди объектов управления технологически-
ми процессами. Эти комплексы характери-
зуются наличием разветвленной структуры,
неопределенностью поведения ее составных
♦ Верхний индекс 1 в квадратных скобках обо-
значает открытие (включение), индекс 0 — закрытие
(выключение) соответствующего органа.
Таблица XII.13
Логико-динамическая модель процесса приготовления раствора питательных солен
№ по пор.	Наименование операции	Логическое условие	Управляющая команда	Реакция объекта
1	Начало загрузки растворителя	Л() А мПс_л мвс л мвод л А Ив А Ис	[мвсмвод]1	А = (0вс 4* бвод)^/*^
2	Начало загрузки су- хих солей и вклю- чение двигателя ме- шалки	Аср	[МСМм]1	А = (бв.с 4* ввод 4* + <2с)т/5
3	Окончание загрузки солей	мд	м3	А = (бв.с + ввод) rfS
4	Окончание загрузки растворителя	Ашах	[М8.С М§Од]4	с = ПаТдк(1 -е“Т)/К
5	Начало выгрузки раствора и его воз- врат	ск	[«ПС Мвз15	А = (0B3 QnC)X/S
6	Окончание переме- шивания, прекра- щение возврата раствора	А()	[Чи Мвз]б	< А = ~Qncx/S
7	Окончание выгруз- ки раствора	(Ао)	[Мпс]?	-
8	Чистка мешалки	А() А мпс A WB с А~ А МВОД Л МВЗ Л МС	-	-
частей, сложными внутренними и внешними
связями. При разработке моделей цехов
и производств считают, что они состоят из
подсистем, связанных между собой мате-
риальными потоками. Подсистему производ-
ственного комплекса (ПК) определяют [146]
как его часть, для которой допустима и целе-
сообразна непосредственная оптимизация по
своему собственному критерию.
Математическая модель производствен-
ного комплекса обычно состоит из моделей
подсистем и связей между подсистемами.
Каждая из подсистем может иметь свой кри-
терий оптимальности, и в то же время суще-
ствует критерий всего комплекса. Возможен
и другой подход к построению математиче-
ской модели ПК, когда последнюю разра-
батывают в виде системы зависимостей вы-
ходной величины от входов и выходов всех
подсистем. Ограниченность такого подхода
связана с коррелированностью входных
и выходных переменных подсистем, а также
с тем, что различие в динамических свой-
ствах участков требует различной частоты
сбора статистической информации, разного
времени накопления и разного объема вы-
борки [146].
Структура моделей подсистем определяет
структуру моделей ПК, так как модели связей
обычно не нарушают характера модели ком-
плекса. Характерной особенностью моделей
ПК является их большая размерность
(500—1200 переменных и более), которая
обусловлена как подсистемной структурой
комплекса, так и сравнительно большим чис-
лом ограничений и переменных в моделях
подсистем. При использовании динамиче-
ских моделей комплекса размерность модели
возрастает. Большая размерность модели
ПК представляет одну из основных трудно-
стей при разработке систем оперативного
управления с использованием ЭВМ.
Для упрощения зависимостей, приме-
няемых в таких моделях, используют раз-
личные способы. Одна группа этих способов
(функциональных) связана с пренебрежением
223
динамикой объекта и временем запаздыва-
ния, нестационарностью и нелинейностью,
аппроксимацией действительных функций
распределения функциями распределения из-
вестного вида, заменой вероятностной зави-
симости между переменными функциональ-
ной [542]. Применение любого из перечис-
ленных способов этой группы должно быть
строго обосновано. Очень часто такие упро-
щения приводят в конечном итоге к получе-
нию линейной статической модели, для опре-
деления неизвестных параметров которой
используют пассивны^, а если удается, и ак-
тивные экспериментальные методы.
Другая группа способов связана с исполь-
зованием декомпозиционных упрощений,
при которых сложная задача управления де-
лится на ряд более простых, часто не свя-
занных между собой подзадач. Одним из
способов декомпозиции является выделение
так называемых режимных координат, через
которые осуществляется влияние части
входных воздействий (управляющих и возму-
щающих) на критерий управления. Синтези-
руя подсистему, обеспечивающую, например,
стабилизацию режимных координат, можно
упростить решение общей задачи управле-
ния, так как она в этом случае будет решать-
ся не в пространстве всех входных пере-
менных, а в пространстве режимных коор-
динат и того ограниченного числа входных
переменных, которые воздействуют на вы-
ходные переменные помимо режимных
координат. Это приведет к уменьшению раз-
мерности решения общей задачи управления.
При использовании таких декомпози-
ционных разбиений рекомендуется выявить
связь между размером декомпозиционной
модели и объемом вычислительных опера-
ций, так как декомпозиция модели влияет на
объем вычислений.
К разработке модели ПК приступают
тогда, когда уже решена задача синтеза ие-
рархической структуры АСУ, определено
число уровней управления, число и техноло-
гическое содержание подсистем на каждом
уровне. На формирование модели ПК кроме
ее подсистемной структуры влияют поком-
понентное описание материальных потоков,
применение относительных выходов в каче-
стве выходных переменных или параметров
модели.
Модели материальных и энергетических
потоков ПК, составляющие основу моделей
этих комплексов, могут быть представлены
либо заданием их расходов Xv и набора фи-
зико-химических качественных показателей
т| (плотность, вязкость и т. п.), либо зада-
нием расходов jcvMr, компонентов при учете их
224
концентраций cv4r Компоненты в материаль-
ном потоке при моделировании ПК выде-
ляются в зависимости от характера решае-
мой задачи и наличия необходимой измери-
тельной аппаратуры. При покомпонентном
описании потока выходом модели ПК мо-
жет являться либо выход ф-го компонента
(абсолютный выход), либо безразмерная
величина avf = yvf/xv (относительный выход
ф-го компонента из v-й подсистемы).
Пример модели покомпонейтной струк-
туры комплекса в производстве стирола, по-
лучаемого на заводе синтетического каучука
путем каталитического дегидрирования этил-
бензола и последующего разделения продук-
тов реакции приведен в работе [146], а мо-
дель производства аммиака — в работе
[130].
11.	Организационно-экономические
модели
Экономические преобразования в системе
являются основой ее организационных изме-
нений. Целью АСУ ТП определяется эконо-
мический механизм ее функционирования,
а организационный механизм создает усло-
вия для движения в направлении достижения
цели. Оба механизма должны стимулировать
персонал АСУ ТП к наилучшему использо-
ванию производственных фондов и выполне-
нию плановых заданий. Чем выше уровень
управления, тем больше нагрузка на по-
добные модели. Однако и для уровня упра-
вления технологическим процессом можно
создавать микроэкономические модели, обес-
печивающие высокое качество управления
и правильную экономическую ориентацию,
раскрывающие недостатки управления,
устраняющие диспропорции между объектом
управления и системой управления, обо-
сновывающие оптимальный организацион-
но-экономический механизм управления.1
Цель создания организационно-экономи-
ческой модели — описание работы организа-
ционного и экономического механизма упра-
вления с учетом параметров, влияющих на
процессы управления, их взаимных связей
и зависимостей. Поэтому для построения
модели надо выделить и описать элементы
(параметры, ТЭП), входящие в ее состав.
Параметры объекта управления и си-
1 Козлова О. В. Некоторые вопросы использо-
вания ЭВМ в управлении производством. Мате-
риалы к Всесоюзной научно-технической конферен-
ции «Проблемы научной организации управления
социалистической промышленностью». Секция 6.
М.: ВИНИТИ, 1966.
Таблица XIL14
Параметры объекта управления
Элементы	производства	Параметры (измерители свойств, номенклатуры, количества)			
Обозначение	Наименование	/ Наименование	Обозначение		
			отдельных параметров		общего вектора
А	Предметы труда	Количество, масса	а2, ..	• » aJ	“J
В	Средства труда	Количество, номенклатура	hi, b2, ..	bk	bk
С	Трудовой про- цесс	Затраты, соотношение ручного и машинного труда, уровень меха- низации и автоматизации труда, численность, квалификация, удель- ный вес основных и вспомога- тельных рабочих	С1, с2, .	• • ’ C9	^9
D	Процесс произ- водства, объеди- няющий А, В и С	Тип производства, масштаб произ- водства, технология, производст- венная структура	-		d
	Тип производст- ва	Коэффициент серийности, номенк- латура, дискретность, прямоточ- ность	d{, di, .	.., d}	-
	Масштаб про-, изводства	Объем товарной и валовой про- дукции, численность работающих	dt, d22, .	.., d}	-
	Технология	Длительность производства, число операций, удельный вес видов об- работки, непрерывность процессов	d?, d2, .	.., d*	-
	Производствен- ная структура	Число подразделений с разными характеристиками, характер и объ- ем специализации и кооперации, расположение объекта	dt, di.	.., d?	—
Е	Продукт труда	Количество, стоимость, качество	/p /2,.		4л
стемы управления, описывающие основные
элементы объекта и субъекта, приведены
в табл. XII.14 и ХИ.15.
Совокупность параметров объекта упра-
вления представляет собой матрицу М*., а со-
вокупность параметров системы управления
(субъекта управления) — матрицу Zf.
Конкретная организационно-экономиче-
ская модель объекта управления и системы
управления (сокращенно ОЭМ объекта —
субъекта), представляет собой матрицы пара-
метров, характеризующих элементы объекта
или системы управления. ОЭМ устанавли-
вает тесноту и качество соответствия пара-
метров, связей между объектом и субъектом
8 п/р Смилянского Г. Л.
и моделирует их таким образом, чтобы они
отвечали основным целям всей системы
управления.
Наибольший удельный вес параметро-
связей объект — субъект, определяющих
влияние объекта управления на систему
управления, приходится на параметры техни-
ческой системы и производственной струк-
туры. Наибольший удельный вес параметро-
связей субъект — объект, определяющих
влияние системы управления на объект, со-
ответствует системе информации и функ-
циям управления (см. табл. XII. 16).
Влияние объекта управления на субъект
управления очевидно. Например, число one-
225
Т а б л и ц*а XII. 15
Параметры системы управления
Элементы системы управления		Параметры управления		
Обозна- чение	Наименование	Наименование	Обозначение	
С	Структура	Число уровней управления, состав и число подраз- делений, численность работников, стоимость управ- ления. Тип структуры, принцип специализации под- разделений	4 с], ...,	
Ф	Функции	Степень централизации, степень автоматизации, сте- пень специализации и кооперации, трудоемкость, время, частота выполнения	ф{,		: Ч>П
Р	Процессы	Состав операций по функциям, оснащенность рабо- чих мест, степень регламентации	рЬ -	, Рк
К	Кадры	Профессиональный состав, образование, квалифика- ция	к\, kj. ...	, к?
М	Методы	Состав, соотношение, применение к объекту, степень воздействия	Л//,	.... м‘
Т	Техника	Тип и число применяемых устройств, быстродей- ствие, надежность, стоимость, степень загрузки	т{, г2,..	, r<j
И	Информация	Объем, содержание, периодичность, время пред- ставления; вид носителя, достоверность, точность, алгоритм обработки, место возникновения	п{, nj, ...	’ nm
Таблица XII.16
Взаимное влияние объекта и субъекта управления
Параметры объекта управления	Удельный вес пара- метро- связей, %	Параметры системы управления	Удельный вес пара- метро- связей, %
Масштабы производства	6,9	Функции управления	21,2
Тип произ- . во детва	13,2	Методы уп- равления	6,5
Производст- венная струк- тура	17,7	Структура управления	7,4
Технология	10,5	Процессы управления	6,7
Техническая система	20,5	Техника уп- равления	16,5
Кадры произ- водства	10,5	Кадры уп- равления	10,3
Предметы труда Готовая про- дукция	8,0 12,7	Система ин- формации	31,4
Итого	100		100
раторов АСУ ТП зависит от объема про-
изводства, номенклатуры продукции, слож-
ности технологического процесса и т. п.
Влияние системы управления на объект
управления менее очевидно, хотя и имеет
место.
Алгоритм установления соответствия
объекта и субъекта заключается в поиске
связи параметров, определении характера
этой связи (математической или логической
зависимости) и корректировке параметров
системы управления.
Примеры зависимости параметров объек-
та и субъекта приведены в литературе \
Так, объем информации по разработке
внутрицеховых календарных планов-графи-
ков
О = - 258,163 4- 0,079Вj 4- 143,787В2 +
4- 1,665В3,
где BY — номенклатура деталей и узлов в ос-
новном производстве; В2 —среднее число
1 Организация системы управления промыш-
ленным предприятием. Под ред. С. Е. Каменицера.
М.: Экономика, 1973.
226
участков в маршруте движения деталей;
В3 — среднее число операций на одном рабо-
чем месте.
Располагая статистическими данными,
можно вычислить коэффициенты корреляции
для каждой пары элементов матриц Л7‘. и Zf,
выявить фактически существующие связи ме-
жду параметрами объекта и субъекта и по-
строить аппроксимирующие функцио-
нальные зависимости.
Глава XIII
АЛГОРИТМИЗАЦИЯ
I.	Основная терминология
Алгоритм — совокупность предписаний,
выполнение которых приводит к решению
поставленной задачи.
Алгоритм управления — алгоритм, форма-
лизующий процесс управления некоторым
объектом.
Алгоритмизация — процесс получения
и формулирования алгоритма.
Алгоритмический язык — формальный
язык, разработанный для представления ал-
горитмов.
Входной язык — см. «Алгоритмический
язык».
Буквы — элементарные символы языка.
Слова — наименьшие смысловые единицы
языка, представляющие собой последова-
тельности букв.
Алфавит — набор букв, употребляемых
в языке.
Выражение — синтаксическая форма,
образованная из слов.
Идентификатор — произвольная последо-
вательность букв, служащая для обозначения
переменных, меток, функций, переключате-
лей, процедур.
Описание — словесная характеристика не-
которых свойств величин, используемых
в программе, служащая для связи этих вели-
чин с идентификаторами.
Ассемблер — машинно-ориентированный
язык программирования.
Мнемокод — см. «Ассемблер».
Процедурно-ориентированный язык — алго-
ритмический язык, не привязанный к кон-
кретной ЭВМ (например, ФОРТРАН, АЛ-
ГОЛ-60).
Проблемно-ориентированный язык — алго-
ритмический язык, содержащий понятия
и методы, связанные с данной областью на-
уки, с определенным классом решаемых за-
дач.
Оператор — указание о выполнении неко-
торых вычислений или операций.
2.	Алгоритм в АСУ ТП
Отличительные особенности алгоритмов
управления, используемых в АСУ ТП:
1)	тесная временная связь алгоритма
с управляемым процессом;
2)	хранение рабочих программ, реали-
зующих алгоритмы управления в основной
(оперативной) памяти УВМ для обеспечения
доступа к ним в любой произвольный мо-
мент времени;
3)	превышение удельного веса логических
операций в алгоритмах АСУ ТП над
удельным весом арифметических операций;
4)	разделение алгоритмов АСУ ТП на
функциональные части;
5)	реализация на УВМ алгоритмов АСУ
ТП в режиме разделения времени.
Учет временного фактора в алгоритмах
управления сводится к необходимости фик-
сации времени приема информации в систе-
му, времени выдачи сообщений оператором
для формирования управляющих воздей-
ствий, прогнозирования состояния объекта
управления и т. п. Необходимо обеспечить
своевременную обработку сигналов УВМ,
связанной с управляемым объектом. Это до-
стигается составлением наиболее эффек-
тивных (по быстродействию) алгоритмов, ре-
ализуемых на быстродействующих УВМ.
Из второй особенности алгоритмов АСУ
ТП вытекают жесткие требования к объему
памяти, необходимой для реализации алго-
ритма, т. е. к связности алгоритма.
Третья особенность алгоритмов АСУ ТП
обусловлена тем, что технологические про-
цессы в большинстве случаев управляются
на основе решений, принимаемых по резуль-
татам сопоставления различных событий,
сравнения значений параметров объекта,
проверки выполнения различных условий
и ограничений и т. п.
Использование четвертой особенности
алгоритмов АСУ ТП дает возможность раз-
работчику сформулировать несколько задач
АСУ ТП, а затем объединить разработанные
алгоритмы этих задач в единую систему.
Естественно, что степень взаимосвязи задач
АСУ ТП может быть различной и в сильной
степени зависит от конкретного объекта
управления.
Для учета пятой особенности алгоритмов
управления необходимо разрабатывать опе-
8*
227
рационные системы реального времени
и планировать очередность загрузки моду-
лей, реализующих алгоритмы задач АСУ
ТП, и их выполнение в зависимости от
приоритетов.
3.	Алгоритмы обнаружения событий
Снимаемую с датчиков информацию
о событиях, характеризующих функциониро-
вание объекта управления, обрабатывают по
различным алгоритмам, зависящим от типа
входных сигналов:
В — «бинарные сигналы»;
GE — «больше или равно эталону»;
LE — «меньше или равно эталону»;
Z — «зона»;
V — «количественная оценка события».
Алгоритмы обнаружения событий за-
писываются на языке МАЛ [514, с. 168].
Запись алгоритмов состоит из разделов.
Описание структурной схемы алгоритма
дается в разделе СХЕМА, а функции блоков
расшифровываются в разделе ОПИСАНИЕ.
Запись 1.2 означает, что выход блока № 1
связан со входом блока № 2. Для обозна-
чения переключающихся связей используют-
ся логические операторы ПРОВЕРКА. На-
пример, запись З.Р, Р.4, . NOT.P.5 означает,
что если Р = 1, то выполняется переход из
блока № 3 в блок № 4, а если Р = 0 (т. е.
.NOT.P = 1), то блок № 3 связан с блоком
№ 5.
Алгоритм В. Проверяется, какой из двух
возможных уровней имел сигнал («1» — со-
бытие произошло, «О» — событие не про-
изошло). Проверка осуществляется в опреде-
ленный момент времени, регистрируемый
таймером. Алгоритм записывается следую-
щим образом:
АЛГОРИТМ В
СХЕМА СТАРТ. 1, Pl.2, .NOT.P1.3, З.СТОП
ОПИСАНИЕ:
1:	РЕГИСТРАЦИЯ ПОКАЗАНИЯ ТАЙМЕРА
Т;
2:	ПЕЧАТЬ I(T) = 1;
Р1: ПРОВЕРКА 1(Т) = 0? ЦТ) — ЗНАЧЕНИЕ
СИГНАЛА В МОМЕНТ Т:
3:	ПЕЧАТЬ 1(Т) = 0
Алгоритм GE. Сигнал I (Т) о событии
сравнивается с заданным эталоном Е и вы-
рабатывается значение логической перемен-
ной В(Т) по правилу
В(Т) =
1, I(T)> Е;
О, 1(Т)<Е.
Запись алгоритма:
АЛГОРИТМ GE
СХЕМА СТАРТ.1, Pl.2, .NOT.PI.3, З.СТОП
ОПИСАНИЕ:
1:	РЕГИСТРАЦИЯ ПОКАЗАНИЯ ТАЙМЕ-
РА Т;
Р1: ПРОВЕРКА ЦТ) > Е? ЦТ) - ЗНАЧЕНИЕ
СИГНАЛА В МОМЕНТ Т,
Е - ЭТАЛОН;
2:	ПЕЧАТЬ В(Т)= 1;
3:	ПЕЧАТЬ В(Т) = 0.
Алгоритм LE. Аналогичен алгоритму GE,
за исключением того, что значение логиче-
ской переменной В(Т) вырабатывается по
закону
В(Т) =
1, I(T) Е;
О, I(T) > Е.
Алгоритм Z. Проверяется попадание сиг-
нала о событии в определенную зону. Значе-
ние логической переменной В(Т) вырабаты-
вается в соответствии с соотношениями
1,	I (Т) < El&I (Т) > Е2;
* '	[ О, I (Т) < Е2 v I (Т) > Е1,
причем Е2 < Е1
El, Е2 — границы зоны
Запись алгоритма:
АЛГОРИТМ Z
СХЕМА СТАРТ.1, Pl.2, NOT.P1.3, З.СТОП
ОПИСАНИЕ:
1:	РЕГИСТРАЦИЯ ПОКАЗАНИЯ ТАЙМЕ-
РА Т;
Р1: ПРОВЕРКА ЦТ) < El &I(T) > Е2? ЦТ) -
ЗНАЧЕНИЕ СИГНАЛА В МОМЕНТ Т, El, Е2 -
ГРАНИЦЫ ЗОНЫ;
2:	ПЕЧАТЬ ЦТ) В ЗОНЕ;
3:	ПЕЧАТЬ ЦТ) ВНЕ ЗОНЫ.
Алгоритм V. Производится количествен-
ная оценка значения сигнала 1(Т) в соответ-
ствии с метрической многоэталонной шка-
лой. Используется упорядоченная таблица
эталонов, в которой производится поиск по
дихотомическому методу [132].
Запись алгоритма:
АЛГОРИТМ V
СХЕМА СТАРТ. 1,1. Pl, Pl,2, .NOT.P1.P2, Р2.3,
З.Р1, NOT.P2.P3,
Р3.4, 4.Р1, 2.СТОП
ОПИСАНИЕ:
1:	УСТАНОВКА НОМЕРА КОНТРОЛЬНО-
ГО ЭЛЕМЕНТА ТАБЛИЦЫ ЭТАЛОНОВ К =
= (NG 4- VG)/2, NG - НИЖНЯЯ ГРАНИЦА,
VG - ВЕРХНЯЯ ГРАНИЦА;
Р1: ПРОВЕРКА 1(Т) = Е(К)? 1(Т)-ЗНАЧЕ-
НИЕ СИГНАЛА В МОМЕНТ Т, ФИКСИРУЕ-
МЫЙ ТАЙМЕРОМ, Е(К)-ЭЛЕМЕНТ ТАБЛИ-
ЦЫ ЭТАЛОНОВ;
228
2:	ПЕЧАТЬ I(T)= Е(К);
Р2: ПРОВЕРКА 1(Т)>Е(К)?
3:	УСТАНОВКА НОМЕРА КОНТРОЛЬНО-
ГО ЭЛЕМЕНТА ТАБЛИЦЫ ЭТАЛОНОВ NG =
= К , К =(NG + VG)/2;
РЗ: ПРОВЕРКА 1(Т) < Е(К)?
4:	УСТАНОВКА НОМЕРА КОНТРОЛЬНО-
ГО ЭЛЕМЕНТА ТАБЛИЦЫ ЭТАЛОНОВ VG =
= К , К = (NG + VGJ/2.
Поскольку в АСУ ТП приходится обслу-
живать в реальном времени поток разно-
родных в семантическом значении данных,
обрабатываемых по одному из рассмо-
тренных алгоритмов в зависимости от типа
данных, используется адаптивный процессор,
реализуемый при работе управляющей вы-
числительной машины (УВМ) в мультипро-
граммном режиме, когда в памяти одновре-
менно находятся несколько рабочих про-
грамм, составленных по рассмотренным вы-
ше алгоритмам. При этом процессор адапти-
руется к семантике исходных данных, выби-
рая ту или иную программу обработки.
Здесь имеет место информационное управле-
ние процессором, поскольку именно входная
заявка, подлежащая обработке, инициирует
включение той или иной программы обра-
ботки. При этом заявка вначале поступает
на классификатор заявок, затем на главный
диспетчер заявок, который отправляет ее на
диспетчеры выбора режимов (алгоритмов)
обработки согласно рассмотренным типам.
Практическая реализация информацион-
ного управления адаптивным процессором
связана с использованием специальных ин-
формационно-управляющих слов (ИУС),
имеющих структуру
Sj = piU"jUa*>
где Sj— код j-ro ИУС; Vj, i, к{р^еР, njtN,
а^А}, Р — множество кодов признаков за-
явок (семантика); N — множество кодов но-
меров источников заявок; А — множество ко-
дов значений заявок, ИУС для АСУ ТП,
ориентированной на М-6000, М-7000 и
записывается в двойных словах, каждое из
которых состоит из четырех байтов, причем
информационные разряды распределены сле-
дующим образом: (1 — 3): = pi9 (4 — 16): = nj9
(17-32):=^.
В качестве примера используем алго-
ритмы обнаружения событий для анализа
продольной толщины холоднокатаной по-
лосы стали. Толщина полосы стали на выхо-
де прокатного стана изменяется случайным
образом и во время измерения может по-
пасть в один из следующих интервалов:
8(0>8тм; 8(г) = 8н±Д8; 8(t)<8mi„, где
8 (г) — толщина полосы, измеренная в мо-
мент времени г; 8max, 8min — максимальное
и минимальное допустимые значения тол-
щины полосы соответственно, 8Н — номи-
нальная толщина полосы; А8 — допуск. Тре-
буется после очередного измерения толщи-
ны полосы определить ее принадлежность
к одному из упомянутых интервалов, а
также проанализировать качество инфор-
мации в соответствии с качественной тео-
рией информации [158]. По этой теории ин-
формация делится на три класса: 1) высоко-
качественная, 2) ординарная и 3) некачествен-
ная. Высококачественной считается информа-
ция, полученная следующим образом: i-e и
(i — 1)-е измерения сигнала принадлежат раз-
личным интервалам измерительной шкалы,
коэффициент качества = 1. Ординарная ин-
формация характеризуется тем, что соседние
отсчеты значения сигнала принадлежат
одному и тому же интервалу, = 0. Пора-
женная помехами информация называется
некачественной. Если после анализа качества
информации оказывается, что = 1, то опра-
шивается датчик длины и в массивы соответ-
ствующих интервалов заносится измеренная
длина, являющаяся конечной координатой
участка полосы предыдущего интервала
и начальной координатой следующего. Если
же <^i — 0, то производится накопление значе-
ний измеренной толщины и числа измерений
для определения средней толщины полосы
на данном участке. Запишем алгоритм этой
операции.
АЛГОРИТМ ПОЛОСА
СХЕМА СТАРТ.1, 1.Р1, Р1.РЗ, NOT.P1.P2,
Р2.РЗ, NOT.P2.2, 2.РЗ, Р3.4, .NOT.P3.3, 4.5, 5.Р4,
З.Р4, Р4.6, .NOT.P4.1, 6.7, 7.СТОП
ОПИСАНИЕ:
1:	ОПРОС ДАТЧИКА DELTA(T);
Pl: ПРОВЕРКА НА ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ
К ПЕРВОМУ ИНТЕРВАЛУ;
Р2: ПРОВЕРКА НА ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ
КО ВТОРОМУ ИНТЕРВАЛУ;
2:	DELTA(T) ПРИНАДЛЕЖИТ К ТРЕТЬЕ-
МУ ИНТЕРВАЛУ;	|
РЗ: ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ,,
ИЗМЕРЕННОЙ В МОМЕНТ Т;
3:	НАКОПЛЕНИЕ DELTA(T) И ЧИСЛА ИЗ-(
МЕРЕНИЙ;	|
4:	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ПОЛОСЫ
И ЗАНЕСЕНИЕ В МАССИВ КООРДИНАТ; |
5:	ВЫЧИСЛЕНИЕ DELTA(CP) И ЗАНЕСЕ-1
НИЕ В МАССИВ ДЛИНЫ И	1
DELTA(CP);
Р4: ПРОВЕРКА КОНЕЦ ПОЛОСЫ?
6:	СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МАС-
СИВОВ ПРОДОЛЬНОЙ РАЗНОТОЛЩИННО-
СТИ;
229
7:	ВЫЧИСЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК ПРОКАТНОЙ ПОЛОСЫ.
4.	Алгоритмы анализа ситуаций
Алгоритмы анализа ситуаций обеспечи-
вают распознавание и классификацию ситуа-
ций, возникающих в процессе эксплуатации
объекта, и выявляют соответствующие по-
следним классы допустимых управляющих
воздействий. При этом вырабатываются ре-
комендации по ликвидации нарушений в хо-
де процесса и выделяются параметры, по ко-
торым в данной ситуации следует оптимизи-
ровать производство.
Основой алгоритмов анализа ситуаций
являются обычные и временные булевые (ло-
гические) функции вида /(хх, х2, ...,	0» где
хх, х2, ..., х„ — логические переменные, полу-
ченные в результате анализа состояния обо-
рудования объекта; t — момент времени, ког-
да производится анализ ситуации.
Временные булевые функции строятся
с использованием следующих основных опе-
раторов.
Задержка D*(p) — функция р задержана на
к единиц времени.
Происходить. Пусть Р — высказывание
(например, «переключатель П в момент
t включен»), р — значение истинности вы-
сказывания Р, тогда Н(Р) определяем как
высказывание «переключатель П был вклю-
чен в некоторый момент времени, предше-
ствующий Г», а Н(р) — значение истинности
этого высказывания. Связь между операто-
рами задержка и происходить: Н(р) =
= р v DmH(p\ где т — время срабатывания
схемного элемента (например, переключате-
ля).
До. Высказывание «до Р» обозначает «р
еще не произошло». Обозначая «до»-через В,
получим B(p) = NH(p), где N — отрицание
(«не»).
После. Высказывание «после Р» означает
«не' р, но Р произошло». Обозначим после
через А, тогда А (р) = Н (р) • Np.
Приход. Обозначим высказывание приход
через Е и будем трактовать его как «р, но
еще не Dmp»: Е(р) = pNDm(p).
Хранение. Обозначим высказывание хра-
нение через L и определим его как «не р, но
еще Dw(p)», т. е. L(p) = Np • Dmp.
Пока. Используется в том случае, когда
необходимо, чтобы рассматриваемое выра-
жение после появления переменной а, но не-
зависимо от ее значения, в дальнейшем со-
храняло бы на выходе значение 1 до тех пор,
пока сохраняет значение 1 переменная Ь.
Обозначим оператор пока буквой G: G(a,
b) = ab + bG (a, b).
Упомянутые операторы временной булев-
ской алгебры реализуются специальными
подпрограммами-функциями, входящими
в состав системного программного обеспече-
ния УВМ.
Пример составления аглоритма анализа
ситуаций рассмотрим применительно к АСУ
ТП передвижного рольганга, предназначен-
ного для передачи труб с линий сварки на
линии отделки. Функции АСУ ТП следую-
щие:
1)	определять направление движения
передвижного рольганга и управлять приво-
дом передвижения;
2)	включать ускорение, определять мо-
менты перехода на пониженную скорость,
обеспечивающую точный останов рольганга
у вызвавшей линии;
3)	управлять рольгангами сварки, отделки
и передвижным рольгангом при приеме
и выдаче труб.
Построим алгоритм контроля наличия
труб. Обозначим у — сигнал фотодатчика от-
делки о выдаче трубы, z — сигнал фотодат-
чика сварки о приеме трубы, Т — сигнал дат-
чика наличия трубы на передвижном роль-
ганге. Составляем таблицу воздействия для
последовательностей сигналов в различные
такты работы системы:
Такты 1 2 3 4 5
у 0 0 0 1 О
z 0 1 1 1 О
ТО 0 1 10
Записываем условия появления сигнала
Т (анализ ситуации наличия труб). Сигнал
Т возникает только после исчезновения сиг-
нала z («Г после z»). В то же время сигнал
Т существует до исчезновения сигнала у, по-
явившегося при наличии сигнала t(«T до по-
сле у при г»). Таким образом, все возможные
ситуации для Т анализируются по формуле
Т после z, но до после у при t.
Записываем временную булевую функцию
T=AzB(tAy).
После преобразований получаем
T=NzHzN [tNyHy].
В соответствии с этой формулой
и строится машинный алгоритм анализа на-
личия труб, который по значениям сигналов
у, z, t вычисляют значение временной буле-
вой функции Т (при Т= 1 трубы имеются,
230
при Т= 0 трубы отсутствуют), после чего вы-
рабатывается управляющее воздействие.
5.	Алгоритмы подготовки советов
и рекомендаций
К этой группе относятся алгоритмы пер-
вичной переработки информации, ее инте-
грирования, сжатия. При использовании
УВМ в режиме «советчика» сохраняются
местные устройства автоматики и защиты.
Советы машины формируются в виде реко-
мендаций для обслуживающего персонала
(оператора), который может этими рекомен-
дациями пренебречь и поступать по своему
усмотрению. Управление механизмами
объекта осуществляется по командам, ко-
торые формируются человеком с помощью
различных управляющих органов (кнопки,
манипуляторов, переключателей и т. п.) как
с пультов управления, входящих в состав
АСУ ТП, так и расположенных на объекте.
Выполнение быстродействующих управляю-
щих воздействий (например, сигналов ава-
рийной защиты) возлагается на местные
устройства автоматизации.
В качестве примера рассмотрим АСУ ТП
кислородно-конверторной плавкой. Алго-
ритм выработки рекомендаций оператору
имеет следующий вид.
АЛГОРИТМ СОВЕТ
СХЕМА СТАРТ. 1, 1.2, 2.3, 3.4, 4.5, 5.СТОП
ОПИСАНИЕ:
1:	ВВОД ИНФОРМАЦИИ С ДАТЧИКОВ
ДАВЛЕНИЯ ГАЗОВ ПОД КУПОЛОМ КАМИ-
НА, ТЕМПЕРАТУРЫ ФАКЕЛА, ТЕПЛОВЫХ
ПОТОКОВ НА ФУРМУ И КЕССОН, РАСХОДА
КИСЛОРОДА;
2:	СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ШИХТЫ
ПЕРЕД ПРОДУВКОЙ ПО УРАВНЕНИЯМ ТЕ-
ПЛОВОГО И МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА;
3:	КОНТРОЛЬ ИЗМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕ-
СКОГО СОСТАВА И ТЕМПЕРАТУРЫ ВАННЫ
В ПРОЦЕССЕ ПРОДУВКИ;
4:	НЕПРЕРЫВНОЕ РЕШЕНИЕ СИСТЕМЫ
УРАВНЕНИЙ БАЛАНСА КИСЛОРОДА В ПО-
ЛОСТИ КОНВЕРТОРА, ТЕПЛОВЫХ БАЛАН-
СОВ ВАННЫ И ГАЗОВ ПОД КУПОЛОМ КА-
МИНА;
5:	ВЫДАЧА РЕКОМЕНДАЦИЙ ОПЕРАТО-
РУ О ПРИСАДКЕ ИЗВЕСТИ ИЛИ ПЛАВИКО-
ВОГО ШПАТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕКУ-
ЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ОКИСЛЕННОСТИ ШЛАКА,
А ТАКЖЕ О ПРИСАДКЕ РУДЫ ИЛИ ПОДЪЕ-
МЕ ПРОДУВОЧНОЙ ФУРМЫ, ЕСЛИ ТЕМПЕ-
РАТУРНЫЙ КОД ПРОЦЕССА ОТЛИЧАЕТСЯ
ОТ ОПТИМАЛЬНОГО.
6.	Алгоритм подготовки и принятия
решений
Алгоритм подготовки и принятия реше-
ния строится по следующей схеме.
АЛГОРИТМ РЕШЕНИЕ
СХЕМА СТАРТ.1, 1.2, 2.3, 3.4, 4.5, 5.6, 6.7, 7.8,
8.9, 9.10, Ю.СТОП
ОПИСАНИЕ:
1:	ПОЛУЧЕНИЕ ИСХОДНОЙ ИНФОРМА-
ЦИИ ОТ УПРАВЛЯЕМОГО ОБЪЕКТА;
2:	АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИИ;
3:	ВЫЯВЛЕНИЕ ПРОБЛЕМНОЙ СИТУА-
ЦИИ;
4:	ФОРМИРОВАНИЕ ЦЕЛЕЙ;
5:	ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ;
6:	ФОРМИРОВАНИЕ КРИТЕРИЯ И (ИЛИ)
ПРЕДПОЧТЕНИЯ;
7:	ПОИСК ПРОЦЕДУРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДА-
ЧИ;
8:	ВЫБОР РЕШЕНИЯ;
9:	КОРРЕКТИРОВКА РЕШЕНИЯ;
10:	РЕАЛИЗАЦИЯ РЕШЕНИЯ.
7.	Алюригмы вспомогательные
Для обеспечения надежности выполнения
программ АСУ ТП используются следую-
щие методы увеличения алгоритмической из-
быточности.
1.	Счетные методы контроля:
двойной счет;
«усеченные» алгоритмы;
просчет программы с выходом на кон-
трольный результат;
счетный контроль с получением кон-
трольных сумм;
счет записей;
перекрестный контроль.
2.	Математические методы проверок:
способ подстановки;
использование метода корреляционных
связей;
метод «вилок»;
метод статистического прогноза.
3.	Логические методы контроля:
контроль по отклонениям;
контроль заданной последовательности
записей;
контроль за временем решения задач на
УВМ и периодичностью выдаваемых ре-
зультатов.
4.	Сложные методы контроля:
метод контрольных испытаний;
метод контрольных программ;
контроль методом следствия.
231
В качестве примера алгоритма распреде-
ления работ рассмотрим алгоритм опти-
мальной загрузки бумагоделательных ма-
шин, основанный на индексном методе.
АЛГОРИТМ ЗАГРУЗКА
СХЕМА СТАРТ. 1, 1.2, 2.3, 3.4, 4.5, 5. СТОП
ОПИСАНИЕ:
1:	СОСТАВЛЕНИЕ ИСХОДНОЙ МА-
ТРИЦЫ, СТРОКИ - НАИМЕНОВАНИЕ ОБО-
РУДОВАНИЯ И ЕГО ПЛАНОВЫЙ ГОДОВОЙ
РАБОЧИЙ ФОНД ВРЕМЕНИ, СТОЛБЦЫ -
НАИМЕНОВАНИЕ ПРОДУКЦИИ С ЕЕ ПЛА-
НОВЫМ ГОДОВЫМ ОБЪЕМОМ ПРОИЗВОД-
СТВА, ЭЛЕМЕНТЫ МАТРИЦЫ - ЧАСОВЫЕ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ БУМАГОДЕЛА-
ТЕЛЬНЫХ МАШИН, СООТВЕТСТВУЮЩИЕ
ОПРЕДЕЛЕННОМУ ВИДУ БУМАГИ;
2:	ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЧАСОВОЙ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КАЖДОЙ МА-
ШИНЫ;
3:	УСТАНОВЛЕНИЕ ОЧЕРЕДНОСТИ ЗА-
ГРУЗКИ ОБОРУДОВАНИЯ;
4:	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДЕКСОВ ПО ВСЕМУ
АССОРТИМЕНТУ БУМАГ НА САМОЙ ПРО-
ИЗВОДИТЕЛЬНОЙ МАШИНЕ, ИНДЕКС -
ЧИСЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ПОКАЗЫ-
ВАЮЩАЯ ОЧЕРЕДНОСТЬ ЗАГРУЗКИ МА-
ШИНЫ ТАКИМИ ВИДАМИ ПРОДУКЦИИ,
КОТОРЫЕ МОГУТ БЫТЬ ВЫРАБОТАНЫ НА
ДАННОМ ОБОРУДОВАНИИ С НАИМЕНЬШИ-
МИ ЗАТРАТАМИ ВРЕМЕНИ ПО СРАВНЕНИЮ
С ОСТАЛЬНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ U(M, J) =
= Р(М, J)/SUM (Р (I, J) + Р(М, J)/P(M + 1,J),
и-ИНДЕКС ЗАГРУЖАЕМОЙ МАШИНЫ,
Р - ЧАСОВАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МА-
ШИНЫ, I - ПОРЯДКОВЫЙ НОМЕР МА-
ШИНЫ ПО ОЧЕРЕДНОСТИ ЗАГРУЗКИ,
М - МАШИНА, ПО КОТОРОЙ ОПРЕДЕЛЯЮТ
ИНДЕКСЫ ЗАГРУЗКИ, J - НАИМЕНОВАНИЕ
ПРОДУКЦИИ, ПО КОТОРОЙ ОПРЕДЕЛЯЮТ
ОЧЕРЕДНОСТЬ ЗАГРУЗКИ МАШИН;
5:	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРЯДКА ЗАГРУЗКИ
МАШИН ПО МЕРЕ УБЫВАНИЯ ИНДЕКСОВ.
Алгоритмы диспетчирования по своему
назначению должны организовать работу
АСУ ТП в реальном масштабе времени. На-
пример, для АСУ ТП чистовой группы кле-
тей широкополосных станов горячей прокат-
ки алгоритмы диспетчирования должны
обеспечить выполнение следующих функций:
управление технологическим процессом про-
катки в функции положения металла; орга-
низацию временной задержки на включение
отдельных алгоритмов; организацию цикли-
ческого включения отдельных алгоритмов;
проведение программного контроля исправ-
ности контрольно-измерительных приборов;
организацию счета времени прохождения ме-
таллом определенных участков технологиче-
ской линии; организацию обмена информа-
цией между УВМ и внешними абонентами.
При работе УВМ в АСУ ТП часто
используется переключение с одной ветви
программы на другую в зависимости от при-
оритета заявок. Рассмотрим алгоритм дис-
петчирования с абсолютными приоритетами.
АЛГОРИТМ ДИСПЕТЧЕР
СХЕМА СТАРТ. 1, 1.2, 2.Р1, Pl.3, NOT.P1.4,
4.Р2, NOT.P2.P3, NOT.P3.5, 5.4, Р2.6, 6.7, 7.4, Р3.8,
8.9, 9.10, 10.11, 11.7, 7.1, 7.СТОП
ОПИСАНИЕ:
1:	ПРИЕМ ЗАЯВОК С ПРИОРИТЕТОМ М;
2:	ПОСТАНОВКА ЗАЯВКИ В ОЧЕРЕДЬ;
Р1: ПРОВЕРКА ОЧЕРЕДЬ ЗАПОЛНЕНА?
3:	УДАЛЕНИЕ ИЗ ОЧЕРЕДИ ПОСЛЕДНЕЙ
ЗАЯВКИ;
4:	ВЫБОР ИЗ ОЧЕРЕДИ ПЕРВОЙ ЗАЯВКИ;
Р2: ПРОВЕРКА УВМ СВОБОДНА?
РЗ: ПРОВЕРКА ПРИОРИТЕТ НОВОЙ ЗА-
ЯВКИ ВЫШЕ?
5:	ОЖИДАНИЕ КОНЦА ОБСЛУЖИВАНИЯ;
6:	НАЧАЛО ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВКИ
С НАИВЫСШИМ ПРИОРИТЕТОМ;
7.	ОКОНЧАНИЕ ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВ-
КИ;
8:	ПРЕРЫВАНИЕ С УВЕЛИЧЕНИЕМ
ВРЕМЕНИ ДООБСЛУЖИВАНИЯ НА ВРЕМЯ
ДИСПЕТЧИРОВАНИЯ;
9:	УВЕЛИЧЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОБС-
ЛУЖИВАНИЯ ПРЕРЫВАЮЩЕЙСЯ ЗАЯВКИ
НА ВРЕМЯ ЗАПОМИНАНИЯ РАБОЧЕЙ ИН-
ФОРМАЦИИ;
10:	УСТАНОВКА ПРЕРВАННОЙ ЗАЯВКИ
В ОЧЕРЕДЬ НА ДООБСЛУЖИВАНИЕ;
И: НАЧАЛО ОБСЛУЖИВАНИЯ НОВОЙ
ЗАЯВКИ
8. Программная и аппаратурная
реализация алгоритмов управления
Алгоритмы управления могут быть ре-
ализованы двумя принципиально различны-
ми способами:
программным способом;
аппаратурной реализацией.
Отметим преимущество и недостатки
этих способов. Программный способ более
универсален, поскольку при изменении алго-
ритма приходится только изменять програм-
му. В то же время программный способ
обладает меньшим быстродействием, чем
аппаратурный.
232
Аппаратурная реализация узкоспециали-
зирована, и при необходимости смены алго-
ритма приходится заменять всю схему упра-
вления.
Возможен и комбинированный способ,
когда алгоритм реализуется частично аппа-
ратурно, и частично — программным спосо-
бом. УВМ, в которой часть алгоритмов ра-
боты зафиксирована структурным способом,
называется специализированной УВМ
(СЦВМ).
Технические характеристики СЦВМ
в значительной мере зависят от выбранного
варианта ее внутреннего математического
обеспечения (ВМО), т. е. всего состава алго-
ритмов, зафиксированных структурным спо-
собом в этой СЦВМ. Поэтому важно ре-
шить задачу выбора оптимального варианта
ВМО.
Синтез различных вариантов блоков
СЦВМ, выполняющих i-й набор макроопера-
ций (i-й вариант ВМО), осуществляется на
основе соответствия структурных и опера-
ционных элементов вычислительных и логи-
ческих процедур, которые требуется реализо-
вать аппаратно, аналогичным элементам
макроопераций и их микропрограмм. Напри-
мер, формальным параметрам процедур, за-
писанных на АЛГОЛе или ФОРТРАНе, со-
ответствует адресная часть макрокоманды,
операции обращения к процедуре — чтение
макрокоманды из памяти СЦВМ и т. п. При
этом значения переменных, используемых
в теле процедуры, хранятся как в ячейках ос-
новной памяти, так и в операторных реги-
страх. Операторы процедур реализуются как
с помощью основного операционного блока,
так и с помощью дополнительного специа-
лизированного блока.
Пример ХИЛ. Требуется реализовать алгоритм
анализа ситуаций (см. гл. XIII, п. 4). Ситуация
описывается временной логической функцией вида
Функции принимает единичное значение в том
случае, если конъюнкция bl&b2^,b3&b4 удерживает
единичное значение в течение не менее 7 с (8 синх-
роимпульсов с периодом следования 1 с) и одно-
временно булевская переменная А{ имеет нулевое
значение, где bY, b2, Ь3, Ь4— бинарные сигналы дат-
чиков управляемого объекта;
{1 при О. . а.	;
г	пип доп 1	2 max доп
О при О. < О. . v а< > а.
г 1	1 шш доп	1	1 max доп
Структурная схема реализации приведенного
алгоритма анализа ситуаций состоит из процессо-
ра первичной обработки информации, связанного
с запоминающим устройством эталонов, и схемы
Рис. XIII. 1. Принципиальная схема формировашя
временной логической функции F
формирования временной логической функции
(ВЛФ).
Процессор первичной обработки информации
представляет собой специализированное арифмети-
ческое устройство, выполняющее операции сравне-
ния значения аналоговой переменной а. с эталона-
ми с целью формирования булевой переменной
которая вместе с бинарными сигналами bv b2, ...,
Ьп поступает на схему формирования ВЛФ. На вы-
ходе этой схемы и получается значение временной
логической функции F.
Рассмотрим принципиальную схему форми-
рования временной логической функции F
(рис. XIII. 1).
/ 234567 89101112131415161718
Рис. XIII.2. Временная диаграмма работы схемы
233
Счетчик времени (счетчик синхроимпульсов) ре-
ализован на триггерах с раздельной установкой
нуля.
Временная диаграмма работы схемы приведена
на рис. XIII.2.
Рассмотрим принцип работы схемы. Пусть
к моменту прихода второго синхроимпульса (СИ)
коньюкция &b2&b3&b4 не равна нулю, т. е. на
выходе схемы У2 нулевой потенциал. На входы
триггеров подается единичный потенциал, и все
триггеры сохраняют нулевое состояние. На выходе
схемы У1 — единичный потенциал.
Допустим, что к моменту прихода третьего СИ
указанная выше коньюкция приняла единичное
значение и сохраняет его в течение 10 с, т. е. до
прихода четырнадцатого СИ.
После прихода третьего СИ первый триггер
(У4) и соответственно схема Уб изменяют свое зна-
чение на единичное, а поскольку раздельная уста-
новка триггеров в ноль (Я-вход) теперь блокиро-
вана, так как на выходе схемы У2 после прихода
СИ единичный потенциал, то счетчик находится
в режиме счета (на входы JK, У4), с выхода У7
подан единичный потенциал, и дальнейшая работа
схемы легко прослеживается по временной диа-
грамме (рис. XIII.2).
С приходом десятого СИ (т. е. коньюкция, при-
веденная выше, удерживала значение в течение 7 с)
триггеры У4, У9, У12 устанавливаются в нулевое со-
стояние, а выходной триггер У15 — в единичное,
и на выходе схемы У7 появляется нулевой потен-
циал. При этом отключается счетный вход первого
триггера и счетные входы остальных триггеров;
счетчик сохраняет свое состояние, пока коньюкция
bl&b2&b3&b4 имеет единичное значение (до при-
хода четырнадцатого СИ). Между десятым и че-
тырнадцатым СИ значение функции определяется
значением переменной
С приходом четырнадцатого СИ, поскольку
указанная коньюкция принимает нулевое значение,
деблокируются Я-входы триггеров, и счетчик будет
сохранять нулевое значение (триггер У15 вначале
установится в нуль).
Если же, например, после прихода шестого СИ
(или любого другого с четвертого по четырнад-
цатый) указанная коньюкция принимает нулевое
значение, то сразу деблокируются Я-входы тригге-
ров, счетчик сбрасывается в нуль, и при изменении
состояния коньюкции счет начинается с нуля.
Глава XIV
ПРИКЛАДНОЕ И СИСТЕМНОЕ
ПРОГРАММИРОВАНИЕ
1.	Основная терминология
Прикладные программы — программы,
ориентированные на решение конкретных за-
дач в различных областях применения.
Пакет прикладных программ — комплекс
программ с документацией, необходимой
для его установки и эксплуатации, предназ-
234
каченный для решения определенной задачи
или класса задач.
Методо-ориентированный пакет при-
кладных программ — программы, предназна-
ченные для реализации различных математи-
ческих методов (например, пакеты программ
для решения задач линейного программиро-
вания, задач статистической обработки
данных и т. п.).
Проблемно-ориентированные пакеты при-
кладных программ — программы, предназна-
ченные для реализации регулярного решения
определенной прикладной задачи (например,
пакет задач планирования оптимальной за-
грузки оборудования и т. п.):
Библиотека прикладных программ — на-
бор отдельных программ, предназначенных
для решения некоторого класса задач, либо
универсальный набор, применимый для ре-
шения различных, не связанных между собой
задач (например, библиотечные программы
для решения задач предварительной обра-
ботки информации, подготовки ее к выводу
для ЭВМ СМ-1, работающей в АСУ экс-
пресс-обработки данных, ситуационного ана-
лиза, подпрограммы перевода из процен-
тов, которыми измеряются сигналы датчика,
в код регистратора, формирования буфера
вывода, методов поиска в массиве эталонов
и др.).
Программная система — комплекс про-
граммных модулей, предназначенный для ре-
шения определенной, сравнительно большой
по объему задачи.
Драйвер — управляющая программа
внешнего устройства.
Агрегатная система программного обеспе-
чения (АСПО) — организованный набор про-
грамм и данных, предназначенных для уп-
равления ресурсами вычислительной си-
стемы и облегчения создания прикладных
программ для ЭВМ.
Мини-ЭВМ «Электроника К-200» и ми-
кро-ЭВМ не содержат в составе СМО агре-
гатных систем программного обеспечения.
Дисковая операционная система (ДОС) —
комплекс программ, осуществляющих уп-
равление вычислительным процессом и ре-
ализующий наиболее общие алгоритмы
обработки информации вычислительной ма-
шиной, хранимых на магнитных дисках
(МД).
Дисковая операционная система реального
времени (ДОСРВ) — операционная система,
ориентированная на управление выполне-
нием прикладных программ согласно их вре-
менным характеристикам.
Генерация операционных систем — процесс
формирования операционной системы на за-
данном носителе согласно конкретной кон-
фигурации технических средств и требований
решаемого круга задач.
Супервизор — комплекс системных про-
грамм, осуществляющих централизованную
обработку прерываний устройств ввода-вы-
вода, схем контроля процесса, а также уп-
равление выполнением прикладных про-
грамм, загрузку сегментов, приостанов вы-
полнения, обработку запросов на ввод-вы-
вод состояния и т. п.
Программы организации файлов — про-
граммы, обеспечивающие организацию и си-
стематизацию программ и данных в внеш-
ней памяти вычислительной машины, созда-
ние новых файлов, модификацию суще-
ствующих и уничтожение ненужных файлов.
Загрузчик — программный модуль опера-
ционной системы, выполняющий функции по
подготовке программ к исполнению в задан-
ной области оперативной памяти.
Архивариус — программа, предназначен-
ная для создания и обновления библиотек
программ.
Фоновая задача — работа, выполняемая
в промежутки между прерываниями задач
основных разделов.
Мнемокод — машинно-ориентированный
язык, базирующийся на принципе мнемони-
ческого определения элементов команд вы-
числительной машины.
Транслятор с проблемно-ориентированного
языка — программа, преобразующая про-
грамму, записанную на проблемно-ориенти-
рованном языке, в набор команд ЭВМ. Про-
цесс трансляции по требованию снабжается
протоколом (листингом). СМ-1, СМ-2 содер-
жат в системе трансляторы с языков АЛ-
ГОЛ, ФОРТРАН II, ФОРТРАН IV, МНЕ-
МОКОД, МАКРОЯЗЫК.
Интерпретатор диалоговых языков — про-
грамма, предназначенная для решения мате-
матических и инженерных задач на языке
БЭЙСИ К в режиме диалога «человек -
машина».
Отладчик — программа, предназначенная
для отладки прикладных программ в режиме
«человек — машина».
Системные библиотеки — набор стан-
дартных математических программ, про-
грамм обслуживания ввода-вывода, сорти-
ровки и слияния массивов, подпрограмм
трансляторов и др.
Программы разметки носителей — про-
граммы, выполняющие разметку накопите-
лей на магнитных дисках, лентах, барабанах
в заданном формате.
Контрольно-диагностические и эксплуата-
ционные программы — программы, разме-
щаемые в системной библиотеке и осущест-
вляющие тестовой контроль работоспособ-
ности устройств вычислительной системы,
носителей информации, эксплуатационный
контроль и диагностику возникающих ситуа-
ций.
Библиотека проблемно-ориентированных
обрабатывающих программ — набор про-
грамм расширенной арифметики, вычисле-
ния элементарных функций, решения систем
алгебраических и дифференциальных уравне-
ний, обработки матриц, статистической
обработки данных, обработки логической,
текстовой, десятичной, графической инфор-
мации и др.
Запись — совокупность слов, являющаяся
для программы пользователя единицей
обработки. За одно обращение к программе
управления данными, выполняющей запрос
на передачу записи между оперативной па-
мятью (буфером) и устройством ввода-выво-
да, передается одна запись. При этом запись
дискового файла может начинаться с любого
слова сектора и занимать столько слов,
сколько помещается в ее длине.
Файл — совокупность записей, логически
связанных между собой по обработке. Файл
может состоять из одной записи. Каждый
дисковый файл имеет имя и может занимать
один или несколько несмежных участков ди-
ска. Вся информация о дисковом файле хра-
нится в специальной 16-словной записи на
диске — метке файла. Файлом может являть-
ся, например, программа, библиотека, ма-
крокоманда, а записью — оператор про-
граммы, макрокоманды.
Метод доступа — способ перемещения за-
писей между оперативной памятью (буфе-
ром) и устройством ввода-вывода.
Последовательный метод доступа — ме-
тод, использующий программы управления
данными GET и PUT для передачи очеред-
ной записи между буфером и устройством
ввода-вывода. При вызове GET (PUT) не
указывается адрес передаваемой записи, так
как он определяется предыдущим запросом.
Прямой метод доступа — метод, исполь-
зующий программы управления данными
READ и WRITE для передачи записи с за-
данным номером между буфером оператив-
ной памяти и устройством ввода-вывода. За-
писи нумеруются относительно начала фай-
ла с единицы.
Блок управления данными (БУД) — блок,
содержащий информацию о файле, необхо-
димую программам управления данными.
Пользователь резервирует для БУД в своей
программе массив оперативной памяти в
16 4- 128м слов. Из них 16 слов используются
235
программами управления данными для ссы-
лок к файлу в период работы с ним, а 128л
слов — как промежуточный буфер для физи-
ческой передачи записей дискового файла
между диском и буфером пользователя. Это
необходимо, если записи в дисковом файле
начинаются не с границы сектора, тогда про-
межуточный буфер предотвращает разруше-
ние смежных записей. С возрастанием п уве-
личивается скорость работы с дисковыми
файлами вследствие уменьшения числа физи-
ческих обращений к диску. Буфер может не
предоставляться (п = 0) для недисковых фай-
лов и для дисковых файлов, содержащих за-
писи, имеющие постоянную длину, кратную
длине сектора (128 слов). После завершения
работы с файлом БУД можно использовать
для другого файла.
Тип записи файла — характеристика запи-
сей какого-либо файла. Каждый файл может
иметь записи либо постоянной, либо пере-
менной длины.
Для дисковых файлов, содержащих запи-
си постоянной длины, длина записей задает-
ся один раз при создании файла и хранится
в дальнейшем в метке файла, а для недис-
ковых файлов с записями постоянной длины
длина записи определяется длиной буфера,
задаваемого программе управления данны-
ми, осуществляющей передачу записи в бу-
фер (из буфера) пользователя.
Записи переменной длины характеризу-
ются тем, что они сами несут информацию
о своей длине. Записи переменной длины
дисковых файлов содержат длину записи
в первом и последнем словах каждой записи,
а записи переменной длины недисковых
файлов — в старших восьми разрядах пер-
вого слова каждой записи.
Максимальная длина записи дискового
файла 16383 слова, максимальная длина за-
писи недискового файла определяется типом
устройства ввода-вывода.
2.	Управляющая
вычислительная система
и прикладное программирование
Прикладное программирование в АСУ
ТП во многом определяется архитектурой
и свойствами элементов вычислительной си-
стемы. Качество программ зависит от зна-
ний прикладного программиста, представле-
ния информации в памяти машины, спосо-
бов адресации, системы команд и системы
прерывания, организации ввода-вывода. Вы-
числительная система также представляется
пользователю в оболочке операционной си-
стемы.
Рис. XIV. 1. Схема вычислительной системы СМ-1
Рассмотрим программирование на базе
вычислительной системы СМ-1 (СМ-2,
М-7000 — см. приложение 5.8). Схема вычис-
лительной системы СМ-1 приведена на
рис. XIV. 1.
Числа с фиксированной запятой
представляются в виде 16- и 32-разрядных
двоичных чисел в дополнительном коде. По-
ложение фиксированной запятой подразуме-
вается в любом месте разрядной сетки. Чис-
ла с плавающей запятой представляются
в виде 32-разрядных слов (рис. XIV.2).
Максимальная емкость оперативной па-
мяти, подключаемой к процессору, состав-
ляет 128 Кбайт. Память условно разделяется
на страницы по 512 слов, исключение со-
ставляет нулевая страница размером 1024
слова.
Каждой задаче выделяется целое число
страниц памяти (обычно не более 32 Кбайт).
В СМ-2 оперативная память делится на про-
извольное число разделов. Принцип деления
и нумерация разделов см. в параграфе 10 на-
стоящей главы.
Рис. XIV.2. Способы размещения данных в памяти
вычислительной системы
236
Рис. XIV.3. Способы формирования исполнительных
адресов команд мини-ЭВМ
Любая задача имеет нулевую и текущую
страницы. Четыре первых слова нулевой
страницы выделяются под регистровую па-
мять: «О» — регистр А (РА), «1» — регистр
Б(РБ), «2» — индексный регистр 7, «3» — ин-
дексный регистр 2.
Для обращения к данным, размещаемым
в оперативной памяти, используются шесть
схем адресации (рис. XIV. 3):
1)	прямая адресация к нулевой странице;
2)	прямая адресация к текущей странице;
3)	косвенная адресация через нулевую
страницу;
4)	косвенная адресация через текущую
страницу;
5)	индексная или автоиндексная адреса-
ция с использованием индексного регистра 1;
6)	индексная или автоиндексная адреса-
ция с использованием индексного регистра 2.
Изменения в организации памяти из-
меняют схемы адресации. При адресации
в СМ-1 и СМ-2 различают адреса трех
типов: базовые, относительные и испол-
нительные (базовый — адрес первой ячейки
раздела, относительный — адрес ячейки па-
мяти внутри раздела, исполнительный — но-
мер ячейки памяти, к которому производит-
ся фактическое обращение).
При обработке данных прикладной про-
граммой можно использовать следующую
регистровую память: регистр А, регистр Б,
индексные регистры 7, 2, регистр номера ко-
манды, регистр базы 7, 2, регистры верхней
и нижней границы памяти задач, регистр
адреса возврата, регистр расширения и ре-
гистр переполнения.
3.	Система команд процессоров
АСУ ТП
В качестве процессоров в АСУ ТП приме-
няется ряд мини- и микро-ЭВМ (см. прило-
жение 5.8). Для примера приводим систему
команд ЭВМ СМ-1. Система разноформат-
ная. Она разделена на следующие группы:
адресные команды основного формата;
адресные команды двойного формата;
безадресные команды сдвигов;
безадресные команды изменений и пропу-
сков;
команды ввода-вывода;
команды расширенной арифметики;
команды дополнительного набора (вы-
числительного комплекса).
Структуры команд основного формата
приведены в табл. XIV. 1, двойного форма-
та — в табл. XIV.2.
4.	Набор команд мини-ЭВМ АСУ ТП
Программы мини- и микро-ЭВМ разра-
батываются на мнемонических языках низко-
го уровня (МНЕМОКОД, АССЕМБЛЕР)
или на языках высокого уровня (ФОРТРАН,
АЛГОЛ, PL/I, ПАСКАЛЬ и др.).
Программы, составленные на языках низ-
кого уровня, состоят из отдельных команд
(см. пример в параграфе 5 настоящей главы).
В табл. XIV.3 приведены команды мини-
ЭВМ СМ-1, СМ-2, в табл. XIV.4 — микро-
процессора «Электроника К-200».
Программы на языках высокого уровня
см. в параграфе 7 настоящей главы и в при-
ложении 3; языки высокого уровня см. в па-
раграфах 7,8; выбор средств для разработки
программ см. в параграфе 9.
5.	Элементы
машинно-ориентированного языка
мини-ЭВМ АСУ ТП [165]
В качестве примера рассмотрим МНЕ-
МОКОД мини-ЭВМ М-6000, М-7000, СМ.
Основные символы. К ним относятся
буквы латинского алфавита от А до Z (за-
главные), дополненные не совпадающими по
237
Таблица XIV.1
Структура команд основного формата
Тип команды	Разряды кода команды														
	0	1	2	3	4	5	6	7	89	10	11	12	13	14	15
Адресные команды ос- новного формата	СА	коп				СА		Адресная часть команды							
Безусловные команды сдвигов	0	0	0	0	А/Б	0	Оп1			Оп2	Оп4	ОпЗ	Оп4		
Безадресные команды изменений и пропусков	0	0	0	0	А/Б	1	Оп1		ОпЗ	Оп2	Оп4	Оп5	Опб	Оп7	Р
Команды ввода-вывода	1	0	0	0	А/Б	1	ВП	КОП		Код выборки					
Примечание. СА — способ адресации, А/Б — регистр («О» — регистр А, «1» — регистр Б); ВП —
при сигнале «1» выдача команды «Выполнить»; Р — признак реверсирования; Оп — операция; КОП — код
операции.
Таблица XIV.2
Структура адресных команд двойного формата
Тип команды	Разряды кода команды								
	0	1	2	3	4	5	6	7 8 9 10 11 12 13 14	15
Первое слово команды	1	0	0	0	КОП	0	КОП		д
Второе слово команды при Д = 0	П/К	Адрес операнда							
Второе слово команды при Д = 1	СА	X	X	X	X	СА		Адресная часть команды	
Примечание. КОП — код операции; Д — дополнительный разряд способа адресации; П/К — ад-
ресация: прямая («О»), косвенная («1»); СА — способ адресации; X — неиспользуемые разряды.
Набор основных команд ЭВМ СМ-1
Таблица XIV.3
№ по пор.	Название команды		Группа команд	№ по пор.	Название команды		Группа команд
	полное	мнемони- ческое			полное	мнемони- ческое	
1 2 3 4 5 6 7' 8 9 10	Логическое «И» Логическое «НЕ» Логическое «ИЛИ» Безусловная пере- дача управления Счет и пропуск Сравнение с РА/РБ Засылка в РА/РБ Сложение с РА/РБ Запись из РА/РБ Переход к подпро- грамме	AND XOR IOR JMP ISZ СРА/СРВ LDA/LDB ADA/ADB STA/STB JSB	Адресные команды основ- ного формата	12 13 14 15 16	Пропуск по млад- шему разряду РА/РБ Арифметический сдвиг РА/РБ влево на один разряд Сдвиг арифметиче- ский на один раз- ряд вправо РА/РБ Циклический сдвиг РА/РБ на один раз- ряд влево Циклический сдвиг РА/РБ на один раз- ряд вправо	SLA/SLB ALS/BLS ARS/BRS RAL/RBL RAR/RBR	Безадрес- ные команды сдвигов
11	Нет операции	NOP					
238
Продолжение табл. XIV.3
№ по пор.	Название команды		Группа команд	№ по пор.	Название команды		Группа команд
	полное	мнемони- ческое			полное	мнемони- ческое	
17 18 19 20	Логическая сдви^ РА/РБ на один раз- ряд влево Циклический сдвиг РА/РБ вправо с РР на один разряд Циклический сдвиг РА/РБ влево с РР на один разряд Циклический сдвиг РА/РБ влево на че- тыре разряда	ALR/BLR , ERA/ERB ELA/ELB ALF/BLF		47 48 49 50 51 52	Засылка двойного слова Запись двойного слова в памяти Засылка базы при- вилегированного со- стояния Засылка базы не- привилегированно- го состояния Засылка индекса 1/2 Восстановление слова состояния	DLD DST LBP LBN LDX/LDY LDW	Адресные команды двойного формата
21 22 23 24	Сброс РА/РБ Инверсия РА/РБ Сброс с инверсией РА/РБ Пропуск по нулю в РР	CLA/CLB СМА/СМВ ССА/ССВ SEZ		53 54 55	Запись индекса 1/2 в память Запись слова со- стояния Проверка и изме- нение	STX/STY STW TAS	
25 26 27 28 29 30 31 32	Сброс РР Инверсия РР Сброс с инверсией. РР Пропуск по знаку РА/РБ Пропуск по млад- шему разряду РА/РБ Счет в РА/РБ Пропуск по нулю РА/РБ Изменение условий пропуска	CLE СМЕ ССЕ SSA/SSB SLA/SLB INA/INB SZA/SZB RSS	Команды измене- ний и про- пусков	56 57 58 59 60 61	Арифметический сдвиг вправо/влево Логический сдвиг вправо/влево Циклический сдвиг вправо/влево Умножение Деление Переход к микро- программе	ASR/ASL LSR/LSL RRR/RRL MPY DIV JMC	Команды расширен- ной арифме- тики
				62	У станов	нижней	LAI/LBI	
33 34 35 36 37 38	Останов Продолжение вво- да-вывода Останов ввода- вывода Пропуск по отсут- ствию готовности Пропуск по сиг- налу готовности Дизъюнктивный ввод РА/РБ Ввод в РА/РБ Вывод из РА/РБ Сброс маски пре- рывания У станов маски пре- рывания Сброс устройства ввода-вывода У станов РП Сброс РП Пропуск, если РП сброшен/установлен	HLT CLF STF SFC SFS MIA/MIB LIA/LIB ОТА/ОТВ STC CLC RIO STO CLO SOC/SOS	Команды	63 64 65 66 67	границы У станов	верхней границы Вызов супервизора Динамический ос- танов Пропуск по номеру главного процессора Пропуск по номеру второго процессора	LAS/LBS SVC DWT SPF SPS	Команды ввод- вывода
39 40 41 42 43 44 45 46			ввода- вывода	68 69 70	Обмен регистров Преобразование ве- щественного числа с плавающей запя- той в целое Преобразование це- лого числа в фор- мат вещественного числа с плавающей запятой	SWP FIX FLT	Команды расши- ренной арифме- тики
Примечание. Команды 62 — 70 расширяют набор команд и используются в СМ-2.
239
Таблица XIV.4
Набор команд процессора ЭВМ «Электроника К-200»
№' ПО| пор.	Название команды		Группа команд	№ по пор.	Название команды		Группа команд
	полное	мнемони- ческое			полное	мнемони- ческое	
1	Пропуск	ПР		16	Сложение	С	
2	Засылка адреса в СОП	ЗАС		17	Сложение с индикаци-	СИП	
3	Чистка ячейки	ЧЯ			ей переполнения		
4	Обмен регистра номе-	ОРП		18	Вычитание	в	
	ра команды и регистра			19	Логическое сложение	лс	
	защиты с памятью			20	Сравнение без считыва-	СР	
5	Разрешение и запреще-	РЗПр			ния результата		
	ние прерывания		Обслу-	21	Присвоение знака	пз	
6	Безусловный переход	БП	живания	22	Вычитание модулей	вм	
7	Засылка в СОП из па-	ЗСП		23	Вычитание модулей без	ВМБР	
	мяти				считывания результа-		
8	Условный переход по	УПЕ			тов		
	признаку со, равному			24	Деление	д	Арифме-
	единице			25	Извлечение корня	к	тические
9	Условный переход по	УПН					
	признаку со, равному			26	Логическое умножение	ЛУ	
	нулю			27	Умножение без округ-	УБО	
					ления		
10	Двусторонний объем	ОСП		28	Умножение с округле-	У	
	(СОП память)		Обмена		нием		
11	Обмен СОП	ОС		29	Логический сдвиг	ЛСд	
				30	Арифметический сдвиг	АСд	
							
12	Ввод	Вв		31	Нормализация	Н	
13	Перепись с неадресуе-	НВхП					
	мого входа в память		Ввода-				
14	Вывод	Выв	вывода				
15	Запись из памяти на	ПН Вых					
	неадресуемый выход						
начертанию буквами русского алфавита,
арабские цифры 0—9, специальные символы:
4-	(плюс);
— (минус);
, (запятая);
. (десятичная точка);
* (звездочка);
),( (скобки);
= (знак равенства).
Термы и выражения. Термом может быть:
идентификатор, указатель счетчика адреса,
число. Термы могут быть абсолютными
и перемещаемыми. Идентификатор исполь-
зуется для обозначения команд, областей па-
мяти, констант. Он может содержать буквы,
цифры и точки и состоять из одного — пяти
символов, причем первый символ должен
быть буквой или точкой. Идентификатор
определен, если он встречается в поле метки
команды, записанной на мнемокоде. При за-
писи команды структура должна быть сле-
дующей: поле метки, поле мнемокода, поле
операндов и комментария. Примеры иденти-
фикаторов: ВОСК, .Р1, ТОРАН. Счетчик
ячеек программы используется для подсчета
числа ячеек памяти, выделяемых для команд,
адресов или данных, получаемых при транс-
ляции каждого оператора. Каждому иденти-
фикатору присваивается текущее значение
счетчика ячеек программы, причем макси-
мальное значение счетчика 215 —1. Чтобы
использовать текущее значение счетчика
ячеек, записывают * в поле операнда. Числа
являются абсолютными термами и исполь-
зуются для указания констант, абсолютных
адресов, приращения адресов, адресов
устройств ввода-вывода. Используются деся-
тичные и восьмеричные числа. Десятичные
числа должны лежать в диапазоне от
— 32768 до 4- 32767. Восьмеричные числа со-
держат одну — шесть цифр, за которыми сле-
дует буква В. Максимально допустимое зна-
чение восьмеричного числа равно 177777В.
Термы с помощью знаков плюс и минус
объединяются в выражение, значение кото-
240
рого вычисляется во время трансляции. При-
меры выражений: МАР + 5, ВОН + А13 — 7.
В зависимости от режима трансляции ре-
зультирующая программа может быть абсо-
лютной (загружаемой в одно и то же место
памяти при каждом ее использовании) либо
перемещаемой (загружаемой в произволь-
ную область памяти в зависимости от сво-
бодного места). В соответствии с этим раз-
личают абсолютные и перемещаемые выра-
жения.
Литералы. Они предназначены для ввода
данных в исходную программу и исполь-
зуются только в перемещаемой программе.
Признак литерала — знак равенства, ставя-
щийся перед данными. Допустимы следую-
щие типы литералов: = D — десятичное це-
лое число; = F — десятичное число с пла-
вающей точкой в диапазоне от 10“38 до
10+38; =В — восьмеричное число; =А — два
алфавитно-цифровых символа; =L — абсо-
лютное выражение. Примеры литералов:
= D1977, = В44, = F9.61, =АРН, = LA—
— А2 + 100. Литералы можно использовать
в качестве операндов в следующих командах
и псевдокомандах:
ADA, ADB, LDA, LDB, AND, XOR, CPA,
СРВ, IOR,
DLD, EMP, FAD, FDV, FSB, MPY, DIV.
Транслятор размещает литералы в ячей-
ках памяти непосредственно после последней
команды программы.
Команды и псевдокоманды. Мнемокоды
команд приведены в параграфе 3 гл. XIV.
Адресные команды используют обращение
к памяти. К ним относятся:
команды выполнения арифметических
операций:
LDA, LDB, STA, STB, ADA, ADB;
команды расширенной арифметики
FMP, FDV, FAD, FSB, MPY, DIV, DLD,
DST;
команды выполнения логических опера-
ций
AND, XOR, IOR;
команды управления ходом вычислитель-
ного процесса
JMP, JSB, ISZ, СРА, СРВ.
Безадресные команды состоят из микро-
команд, которые могут объединяться в ма-
крокоманды. Например, AL S, CL Е, SL А,
RAL — макрокоманда, состоящая из микро-
команд сдвига; CLA, SEZ, SSA — макроко-
манда, состоящая из микрокоманд измене-
ния и пропусков.
Псевдокоманды. Используются шесть
групп псевдокоманд, которые несут инфор-
мацию для транслятора.
1. Команды управления трансляцией,
определяющие границы поля и адрес загруз-
ки программы:
а)	определение названия программы
(пробел) NAM (название программы)
название программы следует непосред-
ственно за оператором ASM В.
Например: NAM EXAM
б)	установление начального адреса
(пробел) ORG (восьмеричное число)
Псевдокоманда ORG определяет на-
чальный адрес абсолютной программы.
Например:
ORG 1000В — абсолютная программа
размещается в памяти, начиная с ячейки
10008;
в)	окончание программы
(пробел) END (пробел или идентифика-
тор)
Например: END BEGIN
Встретив эту псевдокоманду, транслятор
заканчивает очередной проход;
г)	повторение
(пробел) REP (абсолютное выражение)
Оператор, следующий после этой псевдо-
команды, повторяется и транслируется ука-
занное операндом число раз
Например: ВС REP 5
DEC 77
эквивалентно записи
ВС DEC 77
DEC 77
DEC 77
DEC 77
DEC 77
2.	Команды объединения результирую-
щей программы, используемые для установ-
ки связи между основной программой
и одной или несколькими подпрограммами:
а)	резервирование общей области памяти
(пробел) СОМ (идентификатор!
(размер J,	идентификатор2 (размер2),
идентификаторз (размер3),... >.
Резервируется область памяти, которая
может использоваться несколькими переме-
щаемыми подпрограммами
241
Например: *
NAM SB1	NAM SB2
COM DAN(40) COM FAM(15), IM(10),
OT(15)
Здесь общая область памяти размером 40
ячеек используется двумя подпрограммами
SB1 и SB2;
б)	определение идентификаторов входных
точек
( пробел) ENT	< идентификатор р
идентификатор2,... )
Например:
ENT СОК, KOPE2..MIX
здесь идентификаторами обозначены мет-
ки команд программы;
в)	определение внешних идентификаторов
(пробел) EXT (идентификатор!,
идентификатор2, ...)
Каждый идентификатор определяет вход-
ную точку в другой подпрограмме.
3.	Команды определения адресов и иден-
тификаторов :
а)	определение адресной константы
(пробел или метка) DEF (выражение,
[1]>
Здесь 1 — признак косвенной адресации;
если адресация прямая, то 1 не пишется.
Определяется константа, являющаяся адре-
сом операнда адресной команды или под-
программы.
Например:
CORP DEC 20
PRIM DEF CORP
LDB PRIM, 1
В результате выполнения этой группы ко-
манд в регистр В загружается число 20.
б)	эквивалентность
(метка) EQU (выражение).
Метке (идентификатору) присваивается
значение выражения.
Например:
REGN BSS 20
означает, что резервируется область памяти
в 20 ячеек, причем REGN относится к перво-
му слову этой области;
REG2 EQU REGN + 5
LDB REG2 + 4
означает, что в регистр В загружается содер-
жимое десятого слова массива;
242
в)	определение абсолютной константы
(метка) ABS (абсолютное выражение)
Определяется абсолютная константа,
переводимая в 16-разрядное двоичное число.
Например:
DES EQU 10
—	определяет идентификатор, относящийся к аб-
солютной величине 10;
OTDES ABS -DES
-	ячейка OTDES содержит -10
PDVAZ ABS DES + DEC
—	ячейка PDVAZ содержит 4-20
4.	Команды резервирования памяти
и определения констант:
а)	Резервирование области памяти для
данных
(метка) BSS (положительное целое чис-
ло или выражение).
Например:
TABL1 BSS 200
означает, что резервируется область памяти
длиной 200 слов;
б)	определение символьной константы
(метка) ASC (выражение, символы, ко-
торые надо транслировать)
Например:
SLOVO ASC 2,СВА
Вырабатываются семиразрядные двоич-
ные коды символов, упаковываемые по
два кода в одно машинное слово:
Например:
1000011	1000010
I слово --------------=г
дв. код С дв. код В
1000001	0100000
II слово ----------------------
дв. код А дв. код пробела
в)	определение десятичных констант
(метка) DEC (десятичное целое или
дробное число).
Например:
51 DEC 2741
г)	определение восьмеричных констант
(метка) ОСТ (восьмеричное число).
5.	Команды вызовов арифметических
подпрограмм. Они используются только
в перемещаемых программах для обращения
к командам расширенной арифметики. При
этом каждая псевдокоманда заменяется ко-
мандами
JSB (мнемоника псевдокоманды).
DEF (выражение, [1]).
Псевдокоманды транслятора приведены
в табл. XIV.5.
Специфика программ на МНЕМОКОДе
показана в табл. XIV.6.
6.	Команды управления печатью листин-
га. К ним относятся следующие команды:
UNL — подавить печать, LST — продолжение
печати, SKP — переход на новую страницу,
SPS — пропуск строк, SUP — подавить пе-
чать дополнительных строк, которые со-
здаются псевдокомандами, генерируемыми
в несколько строк, UNS — разрешить печать
дополнительных строк, HED — печать загла-
вий.
Приведем пример листинга программы,
составленной на мнемокоде М-6000 и от-
транслированной.
Формат листинга включает список иден-
тификаторов с указанием их размещения
в памяти и программу; каждая строка имеет
следующую структуру: (порядковый номер
команды) (адрес ячейки памяти) (ма-
шинный код оператора) (поле метки) (мне-
мокод операции) (поле операндов) (поле
комментария).
Программа диалогового режима системы
расчета тарировочных характеристик для
управления технологическим объектом имеет
следующий вид:
PAGE 0001
0001	ASMB, А, В, L, Т
L 002102
R 002060
AL 002130
АМС 001407
ANS 002077
AR 002064
ASL 002057
ATR 002034
С4 002101
CNS 002143
DSH 002131
L11	002117
MMD 002073
NS 002067
OL 002127
OR 002065
OSL 002056
OTR 002033
РСЕ 000310
SL 002035
TR 002000
XAR 002016
Z1 002177
ZAP 002103
ABEG3 002066
ACNS 002153
ADSH 002141
АМТР 002100
CPAG 000111
DATA 002070
NDSH 002142
NMAX 001406 P5SNP 000251 PCINP 000342					
РРП	001470				
?? NO ERRORS? PAGE 0002	N01					
0001			ASMB,		A, B, L, T
0002	00000			NAM DIAL	
0003	01777			ORG	1777B
0004	01777			SUP	
0005	02000	050101	TR	ASC	14, РАБОТАЕТ ПОДСИСТЕ- МА РАСЧЕТА
0006	02016	052101	XAR	ASC	13, ТАРИРО- ВОЧНЫХ ХА-
					РАКТЕРИСТИК
0007	02033	000066	OTR	DEC	54
0008	02034	002000	ATR	DEF	TR
0009	02035	070117	SL	ASC	17, ПОДГО- ТОВЬ К ВВО- ДУ СТАРУЮ ЛЕНТУ БТХ
0010	02056	000042	OSL	DEC	34
ООП	02057	044105	R	ASC	4, НЕТ БТХ/
0012	02063	002060	AR	DEF	R
0013	02064	000010	OR	DEC	8
0014	00251		P5SNP EQU		251В
0015	00111		CPAG	EQU	111В
0016	00342		PCINP EQU		342В
0017	00310		PCE	EQU	310В
0018	01407		AMC	EQU	1407В
0019	01410		MMD	EQU	1410В
0020	01406		NMAX EQU		1406В
0021	01470		PPII	EQU	1470В
0022	02065	004533	ABEG3 OCT		' 4533
0023	02066	000000	NS	BSS	1
0024	02067	000000	DATA BSS 3		
0025	02072	000000	MTP	BSS 4	
0026	02076	002067	ANS	DEF	NS
0027	02077	002073	AMTP DEF		МТР
0028	02100	000004	C4	DEC	4
0029	02101	070117	L	ASC	13,	ПОДГО- ТОВЬ ИСХОД- НЫЕ ДАННЫЕ
0030	02116	062154	Lil	ASC	8, ДЛЯ СЧЕТА БТХ
0031	02126	000052	OL	DEC	42
0032	02127	002102	AL	DEF	L
0033	02130	062101	DSH	ASC	8, ДАТА ТАРИ- РОВКИ
0034	02140	002131	ADSH	DEF	DSH
0035	02141	000020	NDSH DEC		16
0036	02142	044117	CNS	ASC	8, НОМЕР ПЕ- РЕХОДА
0037	02152	002143	ACNS	DEF	CNS
0038	02153	000000	DIAL	NOP	
0039	02154	002400		CLA	
0040	02155	070111		STA	CPAG
0041	02156	014251		JSB	PSSNP ПЕРЕ- ХОД НА П/П ВЫВОДА ЗА- ГОЛОВКА
0042	02157	015175		JSB	1175В ПЕРЕ-
					ХОД НА П/П СБРОСА БУФЕ-
РА
243
0043 02158 062033 PAGE0003 N01	LDA	0064 0065	02204 062077 02205 071407	LDA ANS STA AMC
0044 02160 06634	LDB ATR	0066	02206 062100	LDA AMTP
0045 02161 014112	JSB 112В ПЕРЕХОД	0067	02207 017410	STA MMD
	НА П/П ВЫВО-	0068	02210 062101	LDA C4
	ДА	0069	02211 071406	STA NMAX
0046 02162 066057	LDB ASL	0070	02212 015470	JSB PPII
0047 02163 014112	JSB 112В	0071	02213 062142	LDA NDSH
0048 02164 014342	JSB PCINP НА П/П	0072	02214 066153	LDB ACNS
	ВВОДА С УПК	0073	02215 015152	JSB 1152В СИМ-
0049 02165 015462	JSB 1462В СРАВ-			ВОЛ - В БУ-
	НИТЬ С ЭТА-			ФЕР ВЫВОДА
	ЛОНОМ	0074	02216 062067	LDA NS
0050 02166 002003	SZA, RSS	0075	02217 014367	JSB 367В ВЫВОД
0051 02167 002000	NOP			10-ГО ЧИСЛА
0052 02170 062065	LDA OR	0076	02220 014221	JSB 221В РАЗГРУЗ-
0053 02171 066064	LDB AR			КА БУФЕРА
0054 02172 014310	JSB PCE			ВЫВОДА
0055 02173 002002	SZA	0077	02221 062142	LDA NDSH
0056 02174 026263	JMP ZAP	0078	02222 066141	LDB ADSH
0057 02175 062172 Z1	LDA OL	0079	02223 015152	JSB 1152В
0058 02176 066130	LDB AL	0080	02224 066077	LDB ANS
0059 02177 014112	JSB 112B	0081	02225 006004	INB
0060 02200 014342	JSB PCINP	PAGE0004 N01		
0061 02201 015270	JSB 1270В	СРАВ-	0082	02226 015352	JSB 1352В
	НИТЬ С УП-	0083	02227 014221	JSB 221В
	РАВЛЕНИЕМ	0084	02230 014224	JSB 224В
	ВВОДОМ	0085	02231 102000	HLT
0062 02202 002002	SZA	0086		END
0063 02203 026177	JMP Z1	?? NO ERRORS?		
Псевдокоманды транслятора МНЕМОКОДА СМ-1, М-6000, СМ-2	Таблица XIV.5
Код операции	Операнд	Название команд	Примечание
NAM	Имя, P1-P8	Определение названия програм- мы	Имя — имя программы; Р1 — тип програм- мы; Р2 — приоритет; РЗ — результирую- щий код; Р4 — кратность выполнения, Р5 — Р8 — часы, минуты, секунды, сотни миллисекунд
ORG	m	Установка начального адреса	т — десятичный или восьмеричный началь- ный адрес программы
ORB	Выражение	Управление нулевой страницей па- мяти	-
ORR	Выражение	Восстановление программного счетчика	-
END	[m]	Окончание программы	т — метка начала перемещаемой програм- мы
REP	п	Повторение	п — число повторений следующей команды
IFZ IFN XIF	-	Условная	IFZ, IFN — начало области, опускаемой транслятором; XIF — конец этой области
COM	Имя [(раз- мер)]...	Резервирование общей области памяти	Имя — имя сегмента общей области памя- ти
244
Продолжение табл. XIV.5
Код операции	Операнд	Название команд	Примечание
ENT	Имя 1 [, имя 2] ...	Определение идентификаторов входных точек	-
EXT	Имя 1 [, имя 2] ...	Определение внешних имен	-
ESC	Имя 1 [, имя 2...]	Определение имен внешних кон- стант	-
PEF	[Имя [, ин-1 [деке], лите j рал	Определение адресной константы	-
EQU	т	Эквивалентность	-
ABS	т	Определение абсолютной констан- ты	-
BSS	т	Резервирование памяти	т — объем резервируемой памяти
ASC	п, <2л симв)	Определение символьной констан- ты	п — число слов, выделяемых под константу
DEC	dx [, d2..}	Определение десятичных констант	— десятичные константы
OCT	«1 С °2- • •]	Определение восьмеричных кон- стант	о, — восьмеричные константы
ECO	ад	Определение внешней константы	К — имя константы; М — значение кон- станты
DEX	dt [, d2, .... dn]	Определение десятичных констант повышенной точности	— целые или дробные числа — десятичные константы. По этой команде вся после- довательность чисел переводится в двоич- ные слова
JSB DEF	(МНЕМО- НИКА) т [, /]	Псевдокоманды обращения к ариф- метическим подпрограммам	В качестве мнемоники могут быть исполь- зованы: операции с плавающей запятой; FMP — умножение; FDV — деление; FAD - сложение; FSB - вычитание
UNL	-	Подавление печати листинга	-
LST	-	Продолжение печати листинга	-
SKP	-	Переход на новую страницу	-
SPC	п	Пропуск строк	п — число пропускаемых строк
SUP	-	Подавление печати дополнитель- ных строк	-
UNS	-	Разрешение печати дополнитель- ных строк	-
HED ASMB	(Строка> , />1, Л, ...	Печать заглавия. Управляющий оператор	Оператор посредством параметров Pz оп- ределяет режим трансляции
245
Таблица XIV.6
Пример фрагмента программы на машинно-
ориентированном языке МНЕМОКОД
Метка	Код операции	Операнд	Примечание
ASMB	,B,L,T,R		Управляющий оператор
	NAM	SIGM	Имя программы
В1	DEF	-ABC	
	DEF	-B —37	
	DEF	-LE1+B2	Определение
	DEF	-D3176	констант
	LDA	ALFA	Загрузка ALFA-*
			-►РА
	STB	0	Запись РВ -♦ па-
			мять
	ORB	200B	Установка адреса 200 размещения
			следующего сег-
			мента
В2	DLD	ALFA	Засылка двойно-
			го слова
	ENT	A, Bl	Определение то- чек входов А, В1
	ORR		Конец сегмента
ALFA	OCT	27,-17	Определение кон- стант — 17В и
	SZA		27В
	ORB	240B	Адрес сегмента 240
	DEC	512	Десятичная кон- станта 512
	EXT	MI, TETA	Определение внешних имен Ml, TETA
EI	JMP	TETA, I	Переход по ТЕТА
	DEF	TETA	Определение адресных кон-
			стант
	END		
Распределение памяти ЭВМ см.
рис. XIV.4.
Макросредства МНЕМОКОД» (М-7000,
СМ-1, СМ-2). Макросредства служат для бо-
лее экономной и надежной записи програм-
мистом мнемокод-программы. Суть заклю-
чается в том, что повторяющиеся в програм-
ме группы команд мнемокода называют
некоторым именем, которое образует код
операции макрокоманды, и в дальнейшем
программист использует этот код, не повто-
ряя запись группы команд. Макросредства
07777 или 			Абсолютный
/7777		загрузчик
07700 или-* 17700		Драйвер ВВУ или УПК
		*- Драйвер УВВ ПЛ
		*-Драйвер У В ПЛ
		^Драйвер У АЦП
	Память, доступная для абсолютных программ	
	Область нулевой страницы, доступная для абсолютных программ	
00107 *		*- Область связи
00100	* 00000 ->		Резервируемые ячейки
Рис. XIV.4. Распределение памяти мини-ЭВМ
включают макроопределение, макрокоманду
и макрорасширение, выполняемое спе-
циальным макроассемблером.
Макроопределение имеет следующую
структуру:
1.	Оператор MCR, указывающий начало
макроопределения.
2.	Прототип, определяющий формат ко-
манды (макрокоманды), соответствующей
данному макроопределению.
3.	Набор операторов, составляющих ма-
кроопределение. Этими операторами могут
быть любые операторы мнемокода, кроме
END.
4.	Оператор MND, указывающий конец
макроопределения.
Пример макроопределения:
Метка Операция Операнды
MCR
:LAB REZ :Р1, :Р2
LDA	:Р1
STA	:Р2
MND
Здесь :Р1,	:Р2 — параметры	прототипа
REZ,	которые	при	макрорасширении	заме-
няются значениями, взятыми из макроко-
манды. Из операторов LDA:P1 и STA:P2
формируется макрорасширение. Порядок за-
писи значений параметров в макрокоманде
должен соответствовать порядку перечисле-
ния параметров в прототипе. Код операции
макрокоманды не должен совпадать с мне-
кодами машинных команд и псевдокоманд.
Постоянному параметру, записанному в но-
ле метки прототипа, соответствует значение,
записанное в поле метки макрокоманды.
Допускается соединение параметра с дру-
гими знаками, причем если нужно соединить
некоторые знаки с параметром, то параметр
246
записывается сразу же за этими знаками без
разделителя, а если параметр соединяется
с другими знаками, то после параметра за-
писывается точка, а за ней знаки, с которы-
ми соединяется параметр.
Макрокоманда содержит всю информа-
цию, необходимую для генерации макрорас-
ширения из соответствующего макроопреде-
ления.
Пример макрорасширения:
Метка	Операция Операнды	
	MCR	МАКРООПРЕДЕЛЕНИЕ -
:L2	EXI	:P1, :P2, :P3
	LD	:P1	:P2.A
	AD MND	:P1	:P3: Pl
	EXI	B, FOOD, VIS МАКРО- КОМАНДА
	LDB	FOODA	МАКРОРАС- ШИРЕНИЕ
	ADB	VISB
Если отсутствует необходимость указа-
ния в макрокоманде значения некоторого
постоянного параметра (опущенный опе-
ранд), то вместо операнда записывается за-
пятая, которая должна отделить данный опе-
ранд от следующего. Если опущено несколь-
ко операндов, то вместо них ставится столь-
ко же запятых.
Например, для указания прототипа и со-
ответствующей макрокоманды, в которой
опущены 2-й, 3-й, 6-й и 7-й операнды, сле-
дует записать:
TOR :Р1, :Р2, :РЗ, :Р4, :Р5, :Р6, :Р7
TOR OLIMP,,, 42,POLK.
Из примера видно, что последние опу-
щенные операнды можно и не заменять за-
пятыми. Во время генерации постоянные па-
раметры, которым соответствуют опу-
щенные операнды макрокоманды, опускают-
ся.
В качестве оператора макрокоманда мо-
жет использовать список, представляющий
собой ряд операторов, заключенных
в круглые скобки и разделенных запятыми.
Можно обращаться к любому операнду, на-
ходящемуся в списке, указав его порядковый
номер. Например:
Метка Операция Операнды
MCR МАКРООПРЕДЕЛЕНИЕ
NEL	:PAR
LDA	:PAR(2)
ADA	:PAR (3)
STA	:PAR (1)
CPA	K:PAR(3)
STB	0
LDB	:PAR(1)
MND
NEL (Ml, М2, М3) МАКРО-
КОМАНДА
LDA М2	МАКРО-
РАСШИРЕ-
НИЕ
ADA М3
STA	Ml
CPA К
В макроопределении кроме постоянных
параметров можно применять системные па-
раметры :SX и :SL, значения которым при-
сваивает макроассемблер. Системные пара-
метры можно использовать в любом поле
оператора макроопределения (в поле метки,
поле операции, поле операндов), как и другие
параметры.
Системный параметр :SX служит для со-
здания уникальных имен в операторах ма-
кроопределения при многократном обраще-
нии к нему. Параметр :SX — это трехраз-
рядный порядковый номер макрокоманды,
причем макроассемблер присваивает параме-
тру :SX начальное значение 001, встретив
в программе первую макрокоманду, а для
каждой следующей макрокоманды это значе-
ние увеличивается на единицу. Значение :SX
представляет собой константу, которая не
изменяется при обработке макроопределе-
ния, соответствующего данной макрокоман-
де.
Для создания уникального имени пара-
метр :SX соединяется с другими символами,
максимальное число которых не должно пре-
вышать двух, чтобы идентификатор (имя) не
содержал более пяти символов. Первый из
этих символов должен быть буквой или
точкой.
Пример. Пусть в программе многократно ис
пользуется следующее макроопределение:
Метка Операция Операнды
MCR
BUG :Р1, :Р2
CLA	:Р1
JMP	LM: SX
ADA	:Р1
LM : SX STA	:Р2
MND
Предположим, что макрокоманда, со-
ответствующая этому макроопределению,
является 15-й макрокомандой, которая обра-
батывается при генерации. Тогда параметр
:SX получит значение 015, а метка будет
иметь вид LM015. Сгенерированное макро-
расширение запишется так:
Метка Операция Операнды
BUG	FIR, SEC МАКРОКОМАНДА
CLA	FIR МАКРОРАСШИРЕ-
НИЕ
247
TMP	LM015
ADA	FIR
LM015 STA	SEC
Если эта же команда является, например,
107-й обрабатываемой макрокомандой, то
:SX получит значение 107 и генерируется та-
кое макрорасширение:
Метка Операция Операнды
BUG	TER, FOR МАКРОКОМАНДА
CLA	TER МАКРОРАСШИРЕ-
НИЕ
JMP	LM107
ADA TER
LM107 STA	FOR
Системный параметр :SL позволяет обра-
щаться к операторам макрокоманды с указа-
нием только номера операнда в виде индекса
при :SL. Например, запись :SL(N) означает
обращение к операнду макрокоманды, имею-
щему номер N. Можно обращаться и к эле-
ментам списка, являющегося операндом ма-
крокоманды. Например, записав :SL(N, М),
мы обращаемся к элементу под номером
М списка, который является операндом под
номером N макрокоманды.
Для экономии памяти используются
фрагментарные макрорасширения, реали-
зуемые с помощью генераторных переходов
AIF и AGO (AIF — оператор условного пере-
хода, AGO — оператор безусловного перехо-
да). При этом записывается сложное макро-
определение, а генерируется в виде макро-
расширения только определенный его фраг-
мент в зависимости от условия, задаваемого
в команде. Оператор, на который делается
генераторный переход, должен иметь метку,
состоящую из знака /, сопровождаемого од-
ним — четырьмя символами (буквами или
цифрами), причем первой после знака / дол-
жна быть буква.
Метки, начинающиеся с символа /,
являются макрометками и не появляются
в выходном тексте программы после генера-
ции макрорасширений.
Например:
Метка	Операция	Операнды
	MCR	МАКРООПРЕДЕЛЕНИЕ
	ASP	:P1, :P2, :P3
	AIF	(:P3 EQ1)/MINU
	LDA	:P1
	ADA	:P2
	AGO	/MEND
/MINU	LDA	:P2
	CMA, INA	
	ADA	:P1
/MEND	MND	
248		
Согласно этому макроопределению про-
изводится вычитание чисел, если третий па-
раметр принимает значение «единица» в ма-
крокоманде, и сложение чисел, если третий
параметр будет иметь любое другое значе-
ние. Числа, над которыми производятся
арифметические операции, задаются с по-
мощью значений параметров :Р1, и :Р2 ма-
кроопределения. Оператор AIF проверяет
значение параметра :РЗ. Если :РЗ = 1, то вы-
полняется генераторный переход на опера-
тор с макрометкой /MINU и генерируются
команды по определению разности чисел.
В противном случае генерируются команды,
подсчитывающие сумму чисел. Оператор
AGO используется при выполнении перехода
на оператор /MEND для прекращения обра-
ботки макроопределения.
Пусть для рассматриваемого макроопре-
деления записана макрокоманда
ASP NEL,KOL,1
Макрорасширение имеет вид
LDA KOL
СМА INA
ADA NEL
6. Пакет программных модулей
генерации задач сбора
и обработки информации
в АСУ ТП [165]
Назначение и возможности пакета. Пакет
представляет собой набор программ, на базе
которых могут быть созданы информа-
ционные системы сбора, первичной обработ-
ки и индикации данных, а также системы
централизованного контроля.
Функциональные свойства пакета позво-
ляют осуществлять:
ввод информации от аналоговых, число-
импульсных, дискретных и кодовых сигналов
с периодами сканирования от 100 мс до 8 ч;
инициативный ввод информации от ди-
скретных и число-импульсных датчиков;
обработку введенной информации;
связь оператора с системой и вывод опе-
ративных сообщений о ходе технологическо-
го процесса.
Программы пакета могут выполнять сле-
дующую стандартную обработку изме-
ренных значений аналоговых сигналов:
линеаризацию и масштабирование ре-
зультатов измерений;
компенсацию влияния температуры сво-
бодных концов термопар;
контроль измеряемых значений параме-
тров на достоверность;
введение поправок по давлению и темпе-
ратуре к расходам газовых потоков;
фильтрацию измеренных значений;
технологический контроль измеренных
значений на соответствие заданным регла-
ментным или аварийным границам и скоро-
сти изменения параметров технологического
процесса;
усреднение измеренных значений параме-
тров.
Пакет программ позволяет осуществлять
накопление импульсов от число-импульсных
датчиков и периодическое обновление счет-
чиков.
Связь с технологом посредством пакета
осуществляется на основе следующих функ-
ций:
выдачи сообщений о нарушении техноло-
гического процесса на печать, пульт техноло-
га-оператора и мнемосхему;
контроля за ходом технологического про-
цесса посредством команд, вводимых с дис-
плея ДМ-500 или ДМ-2000 (пульт техноло-
га);
регистрации тенденций изменения техно-
логических параметров на самопишущих
приборах.
Пакет программ реализован на основе
принципа «заполни пустые места» [169].
Язык описания систем сбора и обработки
технологической информации. Язык описания
систем сбора и обработки информации пакета
программ представляет собой набор макро-
команд табл. XIV.7, зафиксированных в биб-
лиотеке макроопределений генератора си-
стемы.
Задание на генерацию задач сбора и обра-
ботки информации [165]. Сгенерированная за-
дача должна обеспечивать:
периодический сбор и обработку инфор-
мации от аналоговых, число-импульсных
и дискретных датчиков (задача 83ДЧ1);
ввод и обработку информации от датчи-
ков инициативных сигналов (задача 83ДЧ2);
обмен информацией между технологом-
оператором и системой по инициативе опе-
ратора (задачи ЗПТО и ПОИСК);
обработку сообщений о нарушениях за-
данных, возможных, аварийных и регла-
ментных границ (задача НАРУШ);
Вывод сообщений о нарушениях на мне-
мосхему (задача МНСХ);
периодическую подготовку к печати и пе-
чать заданных групп параметров (задача
РПРТ).
Приведем пример задания на генерацию
задач сбора и обработки данных.
Блок описании
ТИПУС (PC, ХС, ТС)	КОМОП НРГ, ТВН, ВРГ, нвг, ввг
ТПП (Т, Р, F, М, Н)	КОМОП НАГ, ВАГ, КСГ, ОПР
ПОБР ПРОГ1, АН, ТХС	КОМОП НМР, втш, ВСЕ, СПТ
ЛИНЕР	СОПУТ 3, КСТО 1, КСРО 1, KCFO 1
КВГ	СОПИТ 2, КСТО 3, KCFO 3
ТК КАГ, КРГ	кпто
КПОБР ПРОГ1, СОМ	МНСХ (ПРТ, 2), (ЛН, 21), (КЗ, 10), (Al, 1)
ПОБР ПРОГ2, АН, ТХС	ПМНСХ КСРО 4, (СЭ, 1, НАГ, ВАТ)
ЛИНЕР	ПМНСХ КСТО 2, (СЭ, 2, НА7, ВАГ)
КПОБР ПРОГ2	ПМНСХ М 30, (СЭ, 3)
ПОБР ПРОГЗ, АН	ПМНСХ М 40, (СЭ, 4)
КВГ ОБШ	ПМНСХ КСТО4, (СЭ, 5, ВАГ)
ТК КАГ	ПМНСХ КСТО1, (СЭ, 6, ВАГ)
СГЛ	ПМНСХ КСТОЗ, (СЭ, 7, МАГ)
КПОБР ПРОГЗ	ПМНСХ КСРО1, (СЭ, 8, НАГ)
ПОБР ПРОГ4, АН	ПМНСХ КСРО2, (СЭ, 9, ВАГ)
ЛИНЕР	ПМНСХ КСРОЗ, (СЭ, 10, ВАГ)
птд	КМНСХ
КПОБР ПРОГ4	НАРУШ (ПРТ, 1), ТК, (КС, 16), (ЛН, 26), (КН, 20)
ПТО (ЛН, 17), (ПРТ, 1)	РПРТ (ПРТ, 1), (ПВ, 10, МИН)
ИНТВР 30, МИН	ИНТВР 10, мин
РГРУП СЗН, КСРО1	РГРУП НЗН, М 10
КРПРТ
Блоки обработки сигналов
ЗДЧ ЗДЧ1, (ПРТ, 10), (ПВ, 10, СЕК), (СОМ, 10)
ГРП ГП, (ЛН, 16), (КД, 5), (А1Д, 2), (ПО, 30,
СЕК), СОМ, (ПОБР, ПРОГ1), ОБЩ, (РАЗМ,
ГРАД), (ТХС, ХСТО1), ИНД, (КВТ, КАТ, КАРТ)
ДТЧК КСТО 1, МНСХ, (КВГ, -22,22), (КРГ, 0, 10),
(СОМ, 0), (КАГ,- 5, 15), (ШК, 22, -25, 25)
ДТЧК КСТО 2, (ШК, ХК, 0, 200), (КВГ, 5, 195),
(СОМ, 2), (КАГ, 20, 50), (КРГ, 30, 40), МНСХ
ДТЧК КСТО 3, МНСХ, (ШК, 21, 0, 100), (КВГ,
5, 99), (КРГ, 40, 95), (КАГ, 30, 98)
ДТЧК КСТО 4, (ШК, ХК, 0, 200), (КВГ, 5, 195),
(СОМ, 4), (КРГ, 45, 135), (КАТ, 40, 140), МНСХ
ДТЧК Т 10 (ШК, ХК, 0, 200), (СОМ, 6)
ГРП ГП, (ЛН, 16), (А1Д, 1), (ПО, 120, СЕК), ОБЩ,
(ШК, 23, 0, 100), (РАЗМ, ГРАД)
ДТЧК КСТО 1
ГРП ГП, (ЛН, 16), (КД, 2), (А1Д, 8), (ПО, 30, СЕК),
(ПОБР, ПРОГ 2), ОБЩ, (РАЗМ, ГРАД), (ТХС,
КСТО 1)
ДТЧК ТСТО 1, (ШК, ХК, О, 200)
ДТЧК ТСТО 2, (ШК, 23, 0, 604, -1)
ГРП АН, (ЛН, 16), (КД, 4), (А1Д, 32), (ПО, 30, СЕК),
(ПОБР, ПРОГЗ), ОБЩ, (ШК, ЛН, 0, 25), (РАЗМ,
249
Таблица XIV.7
Набор макрокоманд
Формат макрокоманды
Описание макрокоманды
Макро* ТИПП (Рь Рь ...)	команды описания таблиц задач системы Определить тип параметров системы Pz — тип параметра (Г — температура, Р — давление и т. д.)
ТИПУС (Рь Рь ...)	Определить тип установок. Pz — тип установки (идентификатор, содержащий не более двух символов)
ТИПГР (/„ Р.) [, (/2, Р2)]	Определить тип линейных градуировок датчиков. zz — тип гра- дуировки, Pz — имя подпрограммы линеаризации данной градуи- ровки.
ПОБР Р,, Р2[, Р3]	Определить основные параметры подпрограммы градуировки. Р] — имя, присваиваемое подпрограмме обработки; Р2 — тип под- программы обработки [для аналоговых датчиков тип программы обозначается АН, для число-импульсных — ЧИС. Полное обозна- чение программы зависит от сигнала датчика: (АН, 1) соответст- вует 0 —5В, (АН, 2) —0—10В]; Р3 — {ТХС — включается алгоритм поправок на температуру, СН — включается блок накапливания число-импульсной информации}.
ЛИНЕР [Р,]	Включить в программу обработки подпрограмму линеаризации. Р{ — имя нестандартной программы линеаризации. Если Р^ опущено, включается стандартная подпрограмма
КВГ [ОБЩ]	Включить подпрограмму контроля измеренных значений пара- метра по возможным границам его изменения. ОБЩ опускается, если границы заданы для каждого параметра
ТК Р, [, PJ [, PJ	Включить подпрограммы технологического контроля Р, — Р3 мо- гут принимать значения: КАГ — контроль по аварийным i раницам; КРГ — контроль по регламентным границам; КСИ — контроль ско- рости изменения ТП.
птд	Включить подпрограмму введения поправок по температуре и давлению
УСР	Включить подпрограмму усреднения
сгл	Включить подпрограмму сглаживания
ДОП Р, [, ОБЩ]	Включить дополнительную программу обработки. Р, — имя под- программы. ОБЩ — определяет общие константы алгоритма и си- стемы
КПДБР Р} [, СОМ]	Конец программы обработки. Рх — имя программы
Макрокоманды ген ПТО (ЛН, PJ, (ПРТ, Р2)	ерации задач связи технолога-оператора с системой Включить задачу обслуживания оператора. Pi — логический но- мер пульта оператора. Р2 — приоритет задачи
250
Продолжение табл. XIV.7
Формат макрокоманды	Описание макрокоманды
КОМОП Рь ..., Рп	Включить команду технолога-оператора. Р/ — название команды из множества: ОПР — чтение (запись) периода сканирования пара- метров; ТЗН — чтение (запись) текущего значения параметров без обновления на экране; (ТЗН, 0) — то же, с обновлением на экране; НВГ, ВВТ — чтение нижней (верхней) границ; НРГ, ВРГ — чтение нижней (верхней) регламентной границы; НАГ, ВАГ — чтение ниж- ней (верхней) аварийной границы; СКИ — чтение скорости изменения параметра и др.
СОПУТ л, Рх, ..., Рп	Определить группу параметров, сопутствующих данному, п — число параметров; Р, — шифр z-ro параметра
кпто	Конец задачи пульта технолога-оператора
ПЕЧАТ (имя, Р0, (ПРТ, Рз), (ЛНУП, Р3), (ЛНЛС, Р4), (КБУФ, Р5), (ДЛБУФ, Рб), (КС, Р7)	Включить в систему задачу буферированного вывода сообще- ний на печать. Pj — имя задачи; Р2 — приоритет; Р3 — логический номер устройства печати; Р4 — логический номер устройства связи; Р5 — число буферов; Р6 — длина буферов; Р7 — количество сообще- ний в строке
МНСХ (ПРТ, Pi), (ЛН, Рз), (КЭ, Р3), f(AI, Р5)	) ((AIU, Р4) /	Включить в систему задачу выдачи сообщений на мнемосхему. Р3 (КЭ) — число сигнальных элементов схемы; Р4, Р5 — адрес под- ключения первого устройства А641-9
ПМНСХ Pt, (СЭ, Р21, Гп, .. Гу, ..   Гпт)	Описать соответствие сигнальных элементов (СЭ) мнемосхемы с границами контроля Гу. Р2\ — номер сигнального элемента; Р| — шифр параметра
кмнсх	Конец задачи выдачи сообщений на мнемосхему
НАРУШ (ПРТ, Pi) [, ТК [, (КС, Рз), (ЛН, Р3) [, (КН, Р4)]]]	Включить задачу подготовки сообщений о нарушениях для их выдачи на пульт оператора, печать и мнемосхему. ТК указывает на технологический контроль; Р2 — число строк; Р3 — логический номер устройства; Р4 — количество хранимых сообщений о нару- шениях
РПРТ (ПРТ, Р2), (ПВ, Р2, Р3)	Включить в систему задачу периодической регистрации, Р2, Р3 — период и размерность периода регистрации
ИНТВР Pi, Р2	Определить интервал времени регистрации группы параметров. Pj, Р2 — период и размерность интервала регистрации
РГРУП Ро, Pi, ..., Рп	Определить группу параметров периодической регистрации. Ро — определяет печать средних значений параметров (СЗН) или печать накопленных значений число-импульсных датчиков (НЗН); Рь ..., Рп — шифры параметров групп
КРПРТ	Конец задачи периодической печати
ТЕНД (ПВ, Pt, Р2), (ПРТ, Р3) (ЛН, Р4), (КС, Р5), (AIC, Р*)	Включить задачу регистрации тенденции изменения и вызова параметров (см. далее)
251
Продолжение табл. XIV.7
Формат макрокоманды	Описание макрокоманды
[, (ЛНТТ, Р7)] [, (ЛНПТ, Р8)] [, (ЛНПИ, Р9)]	Рь Р2 — период и размерность интервала регистрации; Р3 — число самопишущих приборов; Р6 — адрес подключения самописцев
ЗДЧ Рь (ПВ, Р2, Р3), (ПРТ, Р4) [, (СОМ, Р5)]	Определить параметры вызова задачи сбора и обработки ин- формации от датчиков. Pj — имя задачи; Р5 — размер общей об- ласти
ГРП Рь (ЛН, Р.), (КД, Р3), (А1Д, Р4), (ПО, Р5, Р6) [, СОМ] [, (ДП, Р7)] [, (ПОБР, Р8)] [ , ОБЩ, tl, tn.,.] [, ИНД, (а		 ат)]	Определить группу параметров. Pt — тип подключения датчиков; Р3 — число датчиков; Р4 — адрес подключения 1-го датчика
ДТЧК Pi [, МНСХ] [, (КН, Р2)] [,	Опросить датчик информации; Рг — шифр и число параметров; Р2 — предел шкалы число-импульсного датчика; Г,- — значение пара- метра, описанного в макрокоманде ГРП
КОНТР Pt [, (ЗН, а,	 а„)] [, (АДР, bt, ... />„)]	Определить массив констант Р{ — имя массива; а, — значение /-й константы; Ь, — ссылка на внешние константы или программы
ПОИСК (ПРТ, РД (МКЗ, Р2), (ЛНТ, Р3), (ЛНП, Р4)	Включить задачу поиска данных. Р2 — максимальный код запроса; Р3, Р4 — логические номера задач текущего и предыдущего раз- делов
ФПОИС Рь Р2, ..., Рп	Сформировать таблицу адресов входных точек задачи ПОИСК, Pj — имя функции задачи ПОИСК; Р2, ...» Рп — параметры функции
кпоис	Конец задачи ПОИСК
кздн	Конец задания на генерацию системы
ATM), (КВГ, И, 245, -1), ИНД, (КАТ, СГЛ)
ДТЧК КСРО 1, (КАГ, 15, 70, -1), (СГЛ, 950),
МНСХ
ДТЧК КСРО 2, (КАГ, 0, 13), МНСХ
ДТЧК КСРО 3 (КАГ, 14, 19), МНСХ
ДТЧК КСРО 4 (КАГ, 19, 22), МНСХ
ГРП АН, (ЛН, 19), (КД, 4), (А1Д, 9), (ПО, 60, СЕК),
(ПОБР, ПРОГ4), ОБЩ, (ШК, КВ, 0, 6300),
(РАЗМ, МЗ/Ч), УСР, ИНД, (ПТД, УСР)
ДТЧК KCFO 1, (ПТД, КСТО1, КСРО1, 421, -2)
ДТЧК KCFO 2, (ПТД, КСТО2, КСРО2, 443, -2)
ДТЧК KCFO 3, (ПТД, КСТОЗ, КСРОЗ, 481, -2)
ДТЧК KCFO 4, (ПТД, КСТО4, КСРО4, 443, -2)
ГРП ЧИС, (ЛН, 19) (КД, 2), (AIM, 1), (А1Д, 0),
(КВ, 16), (ПО, 10, СЕК), ОБЩ, (ШК, ЛН, 0, 4096),
(РАЗМ, ИМП)
ДТЧК М 10
ДТЧК М 20
ГРП ДС, (ЛН, 19), (КД, 2), (AIM, 1), (А1Д, 2),
(КВ, 16), (ПО, 30, СЕК), СОМ
ДТЧК М 30, (НС, 0), МНСХ, (СОМ, 8)
ДТЧК М 10, (НС, 1), МНСХ, (СОМ, 9)
КЗДЧ БЗДЧ 1
ЗДЧ 83ДЧ 2, (ПРТ, 20), (ЛН, 22)
ГРПД 4, (КД, 4), (А1Д, 0), (AIM, 0), (КВ, 16),
(ЛН, 10)
ДТЧК (НО1, 2), (НС, 0)
ДТЧК НОЗ, (НС, 0)
ДТЧК НОД, (НС, 1)
КЗДЧ БЗДЧ 2
Блок обмена информацией
ПОИСК (ПРТ, 1), (МКЗ, 13)
ФПОИСК КВГ, КРГ, КАГ, НАР
ФПОИСК, ОПР, КСГ, ГРЗС, ГРТЗ
кпоис
кздн
ENDM.
Прикладное программирование по расши-
рению функциональных возможностей пакета
программ сбора и обработки технологической
информации АСУ ТП. Пакет программных
модулей допускает расширения возможно-
стей на уровнях:
создания задач оптимального диспетчер-
ского управления, расчета технико-экономи-
ческих показателей и т. п.;
252
разработки дополнительных программ
обработки аналоговой, число-импульсной
и дискретной информации.
Для реализации расширения функций си-
стемы рекомендуется язык ФОРТРАН.
Интерфейсные подпрограммы системы
охватывают следующие основные функции:
запуск задач в указанное время CALL
TRNON (I, J, К);
запуск задачи после указанной задержки
CALL START (I, J, К, M);
задержку выполнения вызывающей про-
граммы на заданное время суток CALL’
WAIT (I, J, К);
последовательный опрос аналоговых дат-
чиков CALL AISC (I, J, К, М, LU);
произвольный опрос аналоговых датчи-
ков CALL AIRD (II, Л, KI, М, LU);
вывод аналоговых сигналов CALL АО
(И, Л, KI, М, LU);
опрос дискретных датчиков CALL DI (II,
Л, KI, М, LU);
вывод импульсных сигналов CALL DOM
(II, Л, KI, М, N, LU);
вывод дискретных сигналов CALL DOL
(II, JI, KI, M, N, LU);
обработку битовых строк;
связь с базой данных системы посред-
ством подпрограмм получения текущего
и нового значений DATA, GDATA— SDA-
ТА; чтения текущих и средних значений
групп параметров GGMOL.
В подпрограммах приняты следующие
обозначения: I — номер задачи; J — время
задержки запуска задачи; К — масштаб
времени; М — завершение запроса; LU — ло-
гический номер устройства; II — число опра-
шиваемых датчиков; Л — массив адресов
датчиков; К1 — массив предельных значений
сигналов; N — длительность хранения значе-
ния.
7. Особенности
проблемно-ориентированного
языка ФОРТРАН мини-ЭВМ АСУ ТП
Структура мини-ЭВМ и повышение тре-
бования надежности технических средств
АСУ ТП существенно влияют на конфигура-
цию проблемно-ориентированного языка
ФОРТРАН.
Отечественные мини-ЭВМ (М-6000,
М-7000, СМ-1, СМ-2 и др.) содержат в соста-
ве математического обеспечения трансля-
торы с языка, являющегося дополненной
версией ФОРТРАН II.
Элементы языка ФОРТРАН. Алфавит
А языка является множеством латинских
букв, цифровых и специальных символов:
А = {А, В,... Z, О, 1, ...
(,), ., ,П,
Во входном потоке данных могут быть ис-
пользованы разделители и ,, ограничители
записи / , признак восьмеричного числа @,
комментарии *....*
Первым оператором программы, запи-
санной на языке ФОРТРАН, должен быть
управляющий оператор, определяющий вид
оттранслированной программы, печать ли-
стингов исходной и результирующей про-
граммы:
FIN, В, L, АХ.
Вывод программы для загрузки задается
символом В, вывод листинга на ФОР-
ТРАН — символом L; вывод листинга на
мнемокоде — символом А.
Диапазон представления целых
чисел — 215 4- (215 — 1); вещественных чисел
10" 38 4- 1038.
Запись целых и вещественных констант
подробно изложена в работе [174].
Восьмеричная константа содержит 1—6
цифр, за которыми следует символ В.
Определение типа переменных, их раз-
мерности, эквивалентности и арифметиче-
ских выражений дано в работе [174].
Логические операции выполняются с по-
мощью функций IAND (логическое И), IOR
(логические ИЛИ), NOT (логическое НЕ).
Например:
И = 107В
12 = 703В
NY = IAND (И, 12); NY = 103В.
Операторы присвоения, размерности, эк-
вивалентности, безусловного перехода, ци-
кла, продолжения, паузы, останова и конца
программы не содержат отличий от стандар-
та языка ФОРТРАН [174].
Отличия оператора описания общей па-
мяти заключаются в возможности размеще-
ния данных лишь в одной непоименованной
области.
В отличие от стандарта языка ФОР-
ТРАН, оператор условной передачи управле-
ния имеет вторую форму в виде
IF(A)mj, m2,
где А — арифметическое выражение; т1?
т2 — метки.
Семантика оператора заключается в вы-
числении арифметического выражения А
253
и передаче управления по следующим усло-
виям : А < 0 — переход к оператору с меткой
тх, А 0 —переход к оператору с меткой
т2.
Например:
IF(A + S* * 2)20,31
IF (I -21)13, 18
Операторы описания и вызова программ,
подпрограмм, функций возврата и опера-
торных функций соответствуют стандарту
языка ФОРТРАН (табл. XIV.8).
В случае, если транслируются несколько
подпрограмм, совместно используется опе-
ратор группового конца END£f-
Операторы ввода-вывода имеют ряд су-
щественных отличий.
Формы операторов ввода:
READ (U, m)L^
READ(U *)L Z ВВ°Д символьных данных;
READ (U, m) J
READ(U)L)
--------—— > ввод двоичной информации,
READ(U) J
где U — номер канала; т — метка оператора,
формат; L — список объектов ввода;
* — указатель свободного формата.
Формы операторов вывода:
WRITE (U, m) L )
------------— > вывод в символьном коде,
WRITE (U, m) J
WRITE (U) L — вывод в двоичном коде
Введена спецификация (a) W (KW) для
преобразования восьмеричных чисел.
При представлении информации в сво-
бодном формате используют следующие
специальные символы:
1—1 , — разделитель информации;
/ — ограничитель записи;
Ч----знаки чисел;
•Еч----символы, обслуживающие числа с
©плавающей запятой;
—	признак восьмеричного числа;
—	комментарий.
Пример записи программы на языке
ФОРТРАН см. рис. XIV.5.
RT-FORTRAN. Программирование задач
АСУ ТП, связанных с управлением объекта-
ми в реальном времени, привело к необходи-
мости расширения языка ФОРТРАН — соз-
данию языка RT-FORTRAN.
254
Таблица XIV 8
Стандартные функции языка ФОРТРАН
Функция	Обоз- наче- ние функ- ции	Иден- тифи- катор функ- ции	Число аргу- ментов	Тип	
				аргу- мента	функ- ции
Абсолют- ная величина	abs или II	ABS IABS	1 1	Ве- щест- вен- ный Це- лый	Ве- щее г- вен- ный Целый
Преобразо- вание в фор- мат с пла- вающей запя- той (преобра- зование цело- го в вещест- венное)		FLOAT	1	Це- лый	Ве- щест- вен- ный
Преобразо- вание в фор- мат с фикси- рованной за- пятой (преоб- разование ве- щественного в целое)		FIXED	1	Ве- щест- ве н- ный	Це- лый
Определе- ние знака (знак числа, умно- женный на 1)	—	SIGN ISIGN	2 2	Ве- щест- вен- ный Це- лый	Ве- щест- вен- ный Це- лый
Возведение в степень	е	EXP	1	Ве- щест- вен- ный	Ве- щест- вен- ный
Натураль- ный логарифм	In	A LOG	1		
Синус	sin	SIN	1		
Косинус	cos	COS	1		
Тангенс	tg	TAN	1		
Гиперболи- ческий тангенс	th	TH	1		
Квадратный корень	|Z	SQRT	1		
Арктангенс	arctg	ATAN	1		
Продолжение табл. XIV.8
Функция	Обоз- наче- ние функ- ции	Иден- тифи- катор функ- ции	Число аргу- ментов	Тип	
				аргу- мента	функ- ции
И (булев- ское)	&	IAND	2	Це- лый	Це- лый
ИЛИ (бу- левское)	V	IOR	2		
НЕ (булев- ское)	1-	NOT	1		
Опрос кла- вишного ре- гистра	-	-	1		
Расширение заключается в следующем:
установление связей между внешними со-
бытиями, представленными посредством
прерываний, и блоками кода пользователя;
управление инициированием программ
или частей программ в заданные временные
интервалы;
совмещение ввода-вывода и вычислений;
динамическое присваивание приоритетов;
логическое присваивание имен устрой-
ствам для облегчения доступа пользовате-
лю;
постановка в очередь конфликтующих за-
явок на устройства ввода-вывода;
передача файлов данных между ОЗУ
и внешней памятью.
В языке RT-FORTRAN введены дополни-
тельные* тю отношению к ФОРТРАНу слу-
жебные слова: CONNECT (связать), INTER-
RUPT (г рервать), CLOCK (часы), TIMER
(таймер), TEST (тест), PENDING (ожидаю-
щий решения), REQUEST (запрос), DEVICE
(устройство), ATTACH (привязать), STATUS
(состояние), SYSTEM (система), SCHEDULE
(расписание).
Оператор, связывающий прерывания
с программой пользователя, имеет вид
CONNECT INTERRUPT BLKI (5).
(подпрограмма BLKI связывается с линией
прерывания 5, так что BLKI будет выпол-
няться при возникновении прерывания 5).
При записи вида CONNECT CLOCK
SUBTIM (19, 03, 00, 20) подпрограмма SUB-
TIM выполняется в 19 ч 03 мин 00 с, а затем
будет вызываться каждые 20 с до отключе-
ния таймера.
Задание временного графика вызова под-
программы можно выполнить также с по-
мощью оператора
CONNECT TIMER (имя подпрограммы)
((код единицы времени), (начальный интер-
вал), (коэффициент для расчета последую-
щих интервалов».
Единицам времени соответствует следую-
Рис. XIV.5. Пример записи программы на языке
ФОРТРАН
255
щий код: 1 — единица, 2 - минута, 3 - час.
Например:
CONNECT TIMER SUBINT( 1,100,3).
Пусть базовая частота таймера равна
1/100 с, тогда подпрограмма SUBINT внача-
ле вызывается на интервале 100 • 1/100 с = 1 с,
а последующие интервалы будут иметь
длительность 0,03 с.
Совмещение ввода-вывода и вычислений
управляется программистом. При этом стан-
дартные операторы ФОРТ РА На выполняют-
ся последовательно, а после списка пере-
менных оператора ввода записывается номер
оператора, которому передается управление
после завершения ввода, что избавляет про-
граммиста от постоянной проверки заверше-
ния ввода. Это же относится и к оператору
вывода. Например:
READ (VVOD, 10) А, В, С, D, 200
(считываются переменные А, В, С, д
с устройства с именем VVOD, а программа
продолжает выполняться). Вызывающая про-
грамма сохраняет управление, пока не будет
достигнут оператор TEST PENDING. Если
операция ввода все еще продолжается, при-
останавливается выполнение программы
у оператора с № 200 до окончания ввода.
Оператор TEST PENDING 200 заста-
вляет передавать управление оператору
№ 200 непосредственно, когда завершен
ввод.
Динамическое присваивание приоритетов
программам выполняется оператором вида
REQUEST SUBFED (XI, Х2), 3
(программе с внешними параметрами XI
и Х2 присваивается приоритет уровня 3).
Подобным же образом можно присвоить
этой же программе другой необходимый
приоритет позднее.
Устройства ввода-вывода можно имено-
вать на логическом уровне. Например:
DEVICE (ANALOG, 6, 3)
(описывается устройство ANALOG, принад-
лежащее типу 6, который может быть анало-
говым выходом, 3 — это структурный эле-
мент устройства, предположим, усилитель
№ 3).
Конфликтующие запросы на устройства
ввода-вывода ставятся в очередь. Если про-
грамма требует исключительного использо-
вания устройства в некотором интервале
времени, то выполняется привязка устрой-
ства оператором ATTACH.
256
Описание системного файла выполняется
оператором вида
SYSTEM TABLE (VVOD, 2)
(VVOD — имя файла, 2 — номер записи).
Опрос системы с целью определения чис-
ла требований, находящихся в файле, выпол-
няется оператором вида
STATUS TABLE (VVOD, VREM)
(в массиве VREM регистрируется число тре-
бований, находящихся в файле VVOD).
Операторы программы назначаются к ис-
полнению оператором вида
SCHEDULE 200
(к исполнению назначается оператор № 200).
Передача массивов в буфер делается опе-
ратором
CALL ARRAY «имя буфера), <размер мас-
сива), <имя массива»
В качестве примера программы, записан-
ной на языке RT — FORTRAN, рассмотрим
программу, описывающую процесс считыва-
ния дискретных значений выходных сигналов
аналоговых датчиков с АЦП (аналого-ци-
фрового преобразователя), запись их на диск
и передачу в ОЗУ. При этом используется
буферная память.
На входы АЦП поступает 20 первичных
значений, которые сравниваются с пре-
дельными значениями с помощью подпро-
граммы TREVOG, работающей каждые 30 с.
Такая периодичность устанавливается бло-
ком TIMER, возбуждаемым операционной
системой. Блок TIMER планирует выполне-
ние программы опроса с помощью операто-
ра SCHEDULE. Приведенная ниже програм-
ма типична для АСУ ТП и может быть
использована для получения периодической
информации о состоянии объекта, для вы-
числения эффективности работы объекта, его
оптимизации или для управления объектом.
PROGRAM OPROS
INTEGER SAJV (3)
С	ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССИВОВ ДЛЯ ХРА-
С	НЕНИЯ ОТСЧЕТОВ ВХОДНЫХ СИГНА-
С ЛОВ
INTEGER OTSA(IOO), MPKSA (20), РОТА
(20),
1 VTRA (20), NTRA (20), TREVA (20), BUFA (4)
INTEGER OTSB(IOO), MPKSB (20), POTB
(20),
1 VTRB (20), NTRB (20), TREVB (20), BUFB (4)
С ВЫДЕЛИТЬ ПАМЯТЬ ДЛЯ ПОДМАС-
С СИВОВ
С БУФЕР ДЛЯ ОТСЧЕТОВ
EQUIVALENCE (MPKSA (1), OTSA(l)),
(POTA(l),
1	OTSA (21)), (VTRA(l), OTSA (41)),
2	(NTRA(l), OTSA (61)), (TREVA(l), OTSA
3 (81)),
4	(MPKSB (1), OTSB (1)), (POTB (1), OTSB (21)),
5 (VTRB (1), OTSB (41)), (NTRB (1), OTSB (61)),
6 (TREVB(l), OTSB (81))
С ПРИСВОИТЬ ЛОКАЛЬНОЕ ИМЯ ФАЙ-
С ЛУ, СОДЕРЖАЩЕМУ ОТСЧЕТЫ
TABLE VHOD (100)
SYSTEM TABLE (VHOD, 1)
С СВЯЗАТЬ ИМЯ С ДРАЙВЕРОМ АЦП
DEVICE (ADC, 19, 0)
С НАЙТИ АДРЕСА МАССИВОВ MPKSA,
С OTSA
С ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ДРАЙВЕРОМ
С АЦП
CALL ARRAY (BUFA, 20, MPKSA, OTSA)
CALL ARRAY (BUFB, 20, MPKSB, OTSB)
С ОПРОС БЛОКА ПРЕРЫВАНИЯ ЭТОЙ
С ПРОГРАММЫ
С БУДЕТ ПРОИСХОДИТЬ КАЖДЫЕ
С 30 СЕКУНД
CONNECT TIMER SCAN (2, 30, 30)
С ВОЗВРАТЫ К ПЛАНИРОВЩИКУ
TEST PENDING
С ОПРОСИТЬ СИСТЕМУ ДЛЯ ОПРЕДЕ-
С ЛЕНИЯ ЧИСЛА ТРЕБОВАНИЙ
100 STATUS TABLE (VHOD, SAJV)
С ИНИЦИИРОВАТЬ СЧЕТЧИК ТРЕБОВА-
С НИЙ
i = 1
С	ВЫЗОВ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ПЕРВОГО ТРЕ-
С	БОВАНИЯ ИЗ ЗАПИСЕЙ
С ОТСЧЕТОВ
FETCH TABLE (OTSA(l), VHOD(l), 1, 100)
С ВЫЗОВ ДРАЙВЕРА АЦП ДЛЯ ВВОДА 20
С АНАЛОГОВЫХ ТОЧЕК
150 INPUT (ADC, 0, BUFA), 200
i = i + i
IF (I GT, ZAJV) TEST PENDING
FETCH FABLE (OTSB(l), VHOD(l), I, 100)
SCHEDULE 300
TEST PENDING
200 CALL TREVOG (OTSA. BUFA)
GO TO 500
300 INPUT (ADC, 0, BUFB), 400
1 = 1 + 1
IF (I GT, ZAJV(D) TEST PENDING
FETCH TABLE (OTSB(l), VHOD, I, 100)
SCHEDULE 150
TEST PENDING
400 CALL TREVOG (OTSB, BUFB)
500 TEST PENDING
INTERRUPT SCAN
SCHEDULE 100
END
8. Проблемно-ориентированный
язык для задач АСУ ТП
В отличие от традиционных языков про-
I раммирования проблемно-ориентиро-
ванный язык (ПОЯ) должен быть ориентиро-
ван не на описание алгоритмов обработки
информации, а на описание структуры
и функций АСУ ТП. Алгоритмизация задач
и компоновка системы программного обес-
печения возлагаются на компилятор «ПОЯ —
макроязык ассемблера». Используется биб-
лиотека оптимальных по различным кри-
териям алгоритмов решения отдельных под-
задач АСУ ТП, а также программы предва-
рительного анализа конфигурации АСУ ТП.
При этом критерий оптимальности АСУ ТП
задается последовательно в виде инструкций
ПОЯ.
Основные синтаксические конструкции
ПОЯ можно задать, используя нотацию Бэ-
куса [156], следующим образом:
(раздел описания системы) :: = (секция обо-
рудования) (секция данных)
(секция оборудования) :: = ИНСТРУМЕН-
ТАЛЬНАЯ МАШИНА = (модель - 1).
РАБОЧАЯ МАШИНА = (модель - 2). РАЗ-
МЕР ПАМЯТИ = (целое) СЛОВ.
УСТРОЙСТВО ВЫВОДА РЕЗУЛЬТАТА =
(тип — 1).
УСТРОЙСТВО ДИАЛОГА АСУ ТП =
(тип - 2).
УСТРОЙСТВО ВЫВОДА ГРАФИЧЕСКОЙ
ИНФОРМАЦИИ = (тип - 3).
(модель - 1) :: = М = 40301 ЕС ЭВМ.
(модель -2):: = М = 6000|М = 7000|М =
4001 Электроника — 100 И | СМ = 11 СМ = 2|
СМ = 3|СМ = 4.
(тип - 1):: = ТТ | АЦПУ | КОН | ПК | ПЛ | У СО.
Примечание: ТТ — телетайп, КОН — пишу-
щая машинка типа «CONSUL — 254»,
ПК — устройство вывода на перфокарты,
ПЛ — устройство вывода на перфоленту,
У СО — устройство связи с объектом
(тип — 2):: = КОН|~ТТ.
(тип — 3) :: = дисплей|графопостроитель.
(секция данных) :: = (раздел параметров)
(раздел датчиков)
(раздел задач) (раздел дисплея).
(раздел параметров) :: = ПАРАМЕТРЫ:
(параметр — 1) = (значение парамет-
ра — 1), (параметр — 2) = (значение па-
раметра - 2), ..., (параметр — М) =
(значение параметра — М).
(раздел датчиков) : = ДАТЧИКИ : (список
датчиков).
(список датчиков) :: = (имя датчика)((число
каналов»](список датчиков) (имя датчи-
ка) ((число каналов».
(раздел задач) :: = ЗАДАЧИ: (список задач).
(список задач) :: = (указатель задач)/(спи-
сок задач) (указатель задачи).
(указатель задачи) :: = (тип задачи)((пара-
метры задачи».
9 п/Р Смилянского Г Л.
257
<тип задачи):: = СТАТИСТИКА | МОДЕЛЬ|
СЖАТИЕ | СИТУАЦИЯ | НЦУ.
Примечание: НЦУ — непосредственное ци-
фровое управление.
Ниже в качестве примера приведена про-
грамма, записанная на ПОЯ и выполняющая
статистическую обработку выходных сигна-
лов датчиков технологического объекта для
оценки ситуации, сложившейся на объекте
в ходе его функционирования, и принятия
решения:
ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ МАШИНА =
М -4030.
РАБОЧАЯ МАШИНА = М - 6000.
РАЗМЕР ПАМЯТИ = 8000 СЛОВ.
УСТРОЙСТВО ВЫВОДА РЕЗУЛЬТАТА =
КОН.
УСТРОЙСТВО ДИАЛОГА АСУ ТП =
КОН.
ПАРАМЕТРЫ: М = СТАЛЬ 40,N = 5.
ДАТЧИКИ: ДИСМ (2), ДСВ(18), ДТЕМ(Ю),
ДДВЛ(20).
ЗАДАЧИ: СТАТИСТИКА (ИСМ = МО)
(ДИСМ (2Д)), ТЕМ = МО (ДТЕМ(Ю)),
ТНАЧ = 10.00,N1 = 20, СТАТИСТИКА
(ДСВ(18), D, ТНАЧ = 10.00, Nl=20,
Р = 0.95, ХИ - КВАД), МОДЕЛЬ
(ДДВЛ (5) = F (ДТЕМ (5)), F(X) = AO +
А1 * X + А2 * X * * 2, СГЬЮД),
СЖАТИЕ (ДИСМ, СТУП, ДИСМ1/Т),
СИТУАЦИЯ (F1 = ТЕММИН(М) <
ТЕМ <
ТЕММАХ (М) & (СВМИН (М) < СВ <
СВМАХ(М), F2(N) = ДВЛ (5) < ДВЛН
(N), F3 = ИСМ < ИСМН, ДИСПЛЕЙ:
fi - авария манипулятора;
F2 (N) - ОТКАЗ ДВИГАТЕЛЯ < N >;
F3 - 'ЗАКЛИНИЛО СИСТЕМУ РАЗВО-
РОТА'
Реализация ПОЯ непосредственно на ми-
ни-ЭВМ затруднена, а для микро-ЭВМ вооб-
ще невозможна. В связи с этим в Киевском
ордена Ленина политехническом институте
разработаны кросс-ассемблер, работающий
по схеме «макрокоманды — машинные
команды М-6000» и компилятор «ПОЯ — ма-
крокоманды», реализованные на инструмен-
тальной ЭВМ М-4030 в рамках ДОС АСВТ.
9. Сравнительная характеристика
языковых средств АСУ ТП
Надежность программного обеспечения
АСУ ТП в значительной мере определяется
надежностью языковых средств, исполь-
258
зуемых при программировании. Надежность
языка программирования означает, что его
структура помогает защищать программы
от ошибок, влияющих на ход вычислений.
Различают следующие характеристики про-
грамм, используемых в АСУ ТП: безопас-
ность, надежность, корректность. Программа
корректна, если она удовлетворяет предъя-
вляемым к ней требованиям. Надежность
программы означает вероятность того, что
АСУ ТП выполнит наши требования. Безо-
пасность связана с вероятностью появления
ошибок в результате обработки информа-
ции, причем использование этих ошибочных
результатов в АСУ ТП может привести
к аварийным ситуациям. Таким образом,
корректная программа может быть ненадеж-
на и даже опасна, если наши требования
к ней неполны. Примером такой ситуации
может служить сбой периферийного устрой-
ства, который не был учтен в специфика-
ции.
Сравним языковые средства АСУ ТП
с точки зрения надежности. Будем считать
языковые средства АСУ ТП надежными, ес-
ли они обеспечивают получение надежных
машинных программ АСУ ТП.
Рассмотрим несколько вариантов про-
граммирования задач АСУ ТП с помощью
различных языковых средств. В качестве ба-
зовой используем мини-ЭВМ М-6000.
I. Программирование в машинных кодах
М-6000. Наиболее вероятны ошибки р„р, вно-
симые программистом при кодировании
программы, и оператором РоП при переводе
программы на машинный носитель (перфо-
ленту). Недостатком этого варианта является
неои. эсть большого времени для напи-
сания и отладки программы, особенно для
распределения основной памяти М-6000.
К преимуществам можно отнести то, что
здесь не требуется транслятор и вся доступ-
ная память находится в распоряжении про-
граммиста.
П. Программирование на мнемокоде
М-6000. При этом варианте вероятность
ошибки программиста р“р < поскольку
программист работает с алфавитными мне-
мокодами команд, что более привычно для
человека, чем машинные коды, и не зани-
мается распределением памяти. В то же вре-
мя pin > роп, поскольку оператору приходит-
ся переключать регистры («цифровой», «рус-
ский», «латинский»), а это связано с появле-
нием дополнительных ошибок. Остальные
характеристики программы (затраты ресур-
сов памяти, длина программы) остаются
примерно теми же, что и в варианте I, а от-
ладка упрощается.
III. Программирование на языке высокого
уровня. Требования к квалификации про-
граммиста в этом варианте снижаются по
сравнению с предыдущими вариантами. Ве-
роятность ошибок программиста р„р < Рпр»
так как программа записывается в более
крупных по сравнению с мнемокодом тер-
минах языка высокого уровня. Вероятность
ошибок оператора Ро] < ро1п за счет сокраще-
ния времени перфорации. Отладка про-
граммы также упрощена, поскольку ос-
новные функции по изготовлению про-
граммы переложены на транслятор и ЭВМ.
К недостаткам данного варианта можно от-
нести получение менее эффективных по срав-
нению с I и II вариантами программ (удли-
нение программы, больший расход памяти
и т. д.).
IV. Программирование на ПОЯ. Вероят-
ность ошибки программистов р™ < p{jp в ре-
зультате того, что ПОЯ имеет меньший на-
бор конструкций, чем язык высокого уровня,
и базируется на широком использовании би-
блиотеки вспомогательных программ, ориен-
тированных на класс задач АСУ ТП. В то же
время эффективность рабочих программ, по-
лучаемых из программ на ПОЯ, выше, чем
для получаемых из программ в языке высо-
кого уровня, поскольку программы на ПОЯ
опираются на блоки, составленные наиболее
оптимальным образом с целевой ориента-
цией на задачи АСУ ТП.
Сравнивая рассмотренные варианты про-
граммирования, приходим к следующим вы-
водам :
1)	наименее надежными являются ва-
рианты I и II, так как программы, соста-
вленные на машинном языке и мнемокоде,
имеют минимальную избыточность, и следо-
вательно, малую помехозащищенность;
2)	программирование на языке высокого
уровня наиболее надежно за счет большой
избыточности языка и высокой помехозащи-
щенности;
3)	программирование на ПОЯ имеет
избыточность, сравнимую с избыточностью
варианта III, поэтому необходимо создавать
специальное .программное обеспечение ин-
струментальной ЭВМ для перевода про-
грамм с ПОЯ на язык рабочей машины
М-6000;
4)	одновременно с обеспечением надежно-
сти при использовании ПОЯ решается зада-
ча обеспечения безопасности программ, что
достигается предварительным программиро-
ванием и включением в библиотеку вспомо-
гательных программ наиболее потенциально
опасных фрагментов программ задач АСУ
ТП с последующим обращением к ним.
9*
10. Базовые операционные системы
мини-ЭВМ АСУ ТП [164]
К базовым операционным системам (ОС)
относятся однозадачная, многозадачная
и мультипроцессорная.
Однозадачная операционная система ре-
ализует. пакетный режим выполнения про-
граммы. Супервизор системы обеспечивает
обработку запросов на операции ввода-выво-
да, задержку выполнения программ до за-
вершения операций ввода-вывода, выдачу те-
кущего времени, отсчет заданного в про-
грамме интервала времени, приостановку
выполнения программы.
Многозадачная операционная система
обслуживает мультипрограммный режим
в однопроцессорной вычислительной систе-
ме. Управляющая программа многозадачной
операционной системы выполняет все супер-
визорные функции однозадачной системы
и обеспечивает синхронизацию задач, орга-
низацию контрольных точек, закрепление
устройств ввода-вывода за задачей.
Мультипроцессорная операционная систе-
ма, кроме функций многозадачной ОС, обес-
печивает обработку задачи несколькими про-
цессорами, работающими на общую опера-
тивную память и сеть внешних устройств.
Все обрабатывающие программы компо-
нуются в несколько задач, имеющих опреде-
ленный приоритет. В каждый момент вре-
мени два процессора выполняют две самые
важные задачи. Мультипроцессорная ОС
предназначена для работы в сложных систе-
мах реального времени с повышенными тре-
бованиями к производительности, времени
реакции и надежности.
Оперативная память ЭВМ при работе ба-
зовых ОС определяется в виде набора разде-
лов с номерами 0,1,..., N. Объем памяти
раздела определяется в единицах по 512 слов
и может составлять от 1,5 до 32 К слов.
С точки зрения программиста каждый
раздел представляет собой псевдомашину,
имеющую свои нулевую и текущую стра-
ницы, регистры.
В нулевом (привилегированном разделе)
размещается операционная система. Задачи
различных разделов связываются с по-
мощью команды «Вызов супервизора». В си-
стеме предусмотрены аппаратные средства
защиты задач раздела от искажений со сто-
роны задач других разделов.
Подготовка и загрузка обрабатывающих
программ для каждого раздела производит-
ся отдельно. Перед загрузкой весь комплекс
программ, предназначенный к выполнению
на данной вычислительной установке
259
в одном из разделов, обрабатывается компо-
новщиком, на выходе которого создается за-
грузочный модуль.
Структура операционных систем. Опера-
ционные системы поставляются пользовате-
лю в виде пакета программных модулей,
обеспечивающего компоновку различных
версий.
Сгенерированная операционная система
логически разделяется на ядро супервизора,
супервизор задач, супервизор ввода-вывода,
программы связи с оператором, а также про-
граммы реконфигурации и восстановления
системы при сбоях и отказах оборудования.
Ядро супервизора непрерывно разме-
щается в оперативной памяти и является
связующим звеном отдельных частей ОС.
Супервизор задач осуществляет в приви-
легированном режиме связь с разделами
прикладных программ с помощью команды
«Вызов супервизора».
Супервизор ввода-вывода производит
диспетчеризацию и управление работой
внешних устройств ЭВМ.
Связь прикладных программ с операцион-
ной системой. Связь прикладных программ,
записанных и оттранслированных с языков
МНЕМОКОД, ФОРТРАН и АЛГОЛ, осу-
ществляется с помощью макроопераций вы-
зова супервизора.
Связь языковых средств МНЕМОКОДА
осуществляется посредством команды SVC
(«Вызов супервизора»), в языках ФОРТРАН
и АЛГОЛ — на уровне вызова библиотечных
подпрограмм (процедур).
Макрооперации вызовов супервизора
приведены в табл. XIV.9.
Для реализации вызовов используется
МАКРОЯЗЫК вызовов супервизора. Общий
вид команды МАКРОЯЗЫКА:
[метка] имя { ДР'JJ=aPL2pJ,..„
где метка — идентификатор макрокоманды;
имя — наименование макрокоманды; apt,
ар2 ... — выражения, определяющие адреса
параметров; = Lpb = Lp2 ... — непосредст-
венное значение параметров.
При обработке вызова макрогенератором
команда преобразуется в последователь-
ность операторов МНЕМОКОДА следую-
щего вида:
SVC
JMP* + К + 2
SCHPT
260
Таблица XIV.9
Макрооперации вызовов супервизора
Код вы- зова су- первизора	Входная точка поль- зователя	Макрооперация
0	WA1TE	Ждать завершения со- бытий
1	ЕХЮ	Запустить операцию вво- да-вывода
2	EXIT	Завершить выполнение задачи
3	PAUSE	Приостановить выполне- ние задачи
4	STAT	Получить состояние уст- ройства ввода-вывода
5	TIME	Получить значение вре- мени
6	STIME	Установить отсчет за- данного интервала вре- мени
7	POSTE	О гметить завершение со- бытия
8	RUN	Запустить задачу на вы- полнение
9	TURN	Включить задачу на вы- полнение с заданными временными параметра- ми
10	SCHPT	Установить контроль- ную точку
11	DCHPT	Отменить контрольную точку
def( ар‘ I, I
I =Lpi j
Параметр Rt указывает код вызова су-
первизора. При использовании макроопера-
ции вызова супервизора на уровне языка
ФОРТРАН используется следующая запись:
CALL имя (Рр Р2 ...)
Вызов микрооперации на уровне АЛГО-
Ла осуществляется следующим образом:
имя (Р1? Р2 ...)
Особенности макроопераций супервизора.
Рассмотрим форматы вызова супервизора на
макроязыке:
WAITE бус
EXIO лн, ус, бз [,Pi [,Р2, • • •]]
EXIT [кз]
PAUSE
STAT лн, су
TIME время [, год]
STIME бус, масшг, время
POSTE бус, кз
RUN имя, бусCPJ,Р2, ...]]
TURN имя, бус, масшт, инт, фх [,ф2, ф3,
ф<]
SCHPT ус, рбуф [,Твх]
DCHPT
Здесь бус — блок управления событием;
лн — логический номер устройства; ус —
управляющее слово, определяющее тип опе-
рации ввода-вывода и ее модификацию;
бз - блок завершения; Рь ... — дополнитель-
ные параметры; кз — код завершения задачи
(число в пределах оз 0 до 16383); су —
состояние устройства; время — массив па-
мяти, в который заносятся время и дата;
год -- переменная, в которой размещается
текущий год; масшт. — единица, в которой
измеряется интервал времени (1 — десятки
милисекунд; 2 — секунды; 3 — минуты; 4 —
часы); имя — имя запускаемой задачи (до
пяти символов); инт — величина интервала
времени между последовательными запус-
ками задачи; фь ..., ф4 — параметры, опре-
деляющие время первоначального запуска
задачи (фаза задачи); рбуф — рабочий буфер
макрооперации (14 слов); Твх — точка входа
в подпрограмму пользователя, которой пе-
редается управление при обнаружении
ошибки.
Способ использования макровызовов на
МНЕМОКОДЕ, ФОРТРАНе и АЛГОЛе по-
казан в табл. XIV.9.
Семантика макроопераций супервизора.
Макрооперация WAITE приостанавливает
работу программы до момента завершения
указанного события.
Макрооперация ЕХЮ осуществляет за-
пуск операции ввода-вывода на заданном ло-
гическом устройстве. Управляющее слово
определяет код операции (ввод, вывод, упра-
вление), тип информации (двоичная, сим-
вольная), тип записи (постоянной, перемен-
ной длины), способ завершения операции.
Блок завершения представляет собой по-
ле памяти длиной в три ячейки, занимаемое
блоком управления событием, количеством
переданной информации, логическим номе-
ром устройства.
Макрооперация вызова EXIT уведом-
ляет супервизор о завершении выполнения
задачи.
Макрооперация PAUSE приостанавли-
вает выполнение задачи до появления
команды оператора ПУСК.
Макрооперация STAT получает информа-
цию о состоянии и типе устройства ввода-
вывода. Слово состояния устройства содер-
жит информацию о типе устройства
и доступности устройства к выполнению
операций ввода-вывода.
Макрокоманда TIME получает значение
текущего времени и даты. Макрооперация
STIME устанавливает отсчет интервала
времени, заданного длительностью и масш-
табом и истечение которого может ожидать
задача. Для фиксации момента истечения ин-
тервала и приостановки запуска задачи со-
вместно используется макрооперация WAI-
TE с указанием того же блока управления
событием, что и в STIME.
Макрооперация POSTE извещает про-
грамму о том, что событие, идентифицируе-
мое блоком управления и завершения кото-
рого может ждать другая задача, про-
изошло.
Макрооперация RUN вызывает задачу на
выполнение с передачей ей до пяти параме-
тров.
Макрооперация TURN вызывает задачу
на выполнение с установкой времени началь-
ного запуска и интервалом повторения за^
дачи.
Макрооперация SCHPT устанавливает
точку перезапуска задачи при ненормальных
ситуациях, обнаруживаемых схемами кон-
троля процессора.
Макрооперация DCHPT отменяет уста-
новленную ранее контрольную точку коман-
дой SCHPT.
Организация ввода-вывода ОС мини-ЭВМ.
Работа на физическом уровне с устройством
ввода-вывода в ОС АСПО обеспечивается
макрооперациями ЕХЮ, WAITE, STAT.
В ОС предусмотрены следующие стан-
дартные логические номера устройств ввода-
вывода:
1	— пульт оператора;
2	— системное устройство загрузки про-
грамм;
3	— внешняя память;
4	— вывод на перфоленту;
5	— ввод с перфоленты;
6	— вывод на построчную печать;
7	— ввод аналоговой информации;
8	— ввод дискретной информации;
9	— вывод аналоговой и дискретной ин-
формации.
Обрабатывающая программа с помощью
макрооперации STAT устанавливает соответ-
ствие между логическим и физическим
261
устройствами. Слово состояния устройства
на выходе макрооперации STAT содержит
тип и номер модели физического устройства,
доступность его к выполнению операций
ввода-вывода.
В схеме предусмотрены следующие типы
и номера физических устройств (в восьме-
ричной системе счисления).
ЗХХ — устройство внешней памяти:
311	— устройство внешней па-
мяти на МЛ;
321	— устройство на фиксиро-
ванных МД;
322	— устройство на съемных
МД;
4ХХ — устройства ввода-вывода с перфо-
носителей:
411 — устройство ввода с ПЛ;
421 — устройство вывода на
ПЛ;
5ХХ — устройства отображения символь-
ной и графической информации:
521 — устройство печати после-
довательное;
522 — устройство печати парал-
лельное;
523 — графопостроитель;
531 — устройство печати с кла-
виатурой;
532 — графический дисплей;
542]
> — символьный дисплей;
544 )
6ХХ — устройства связи с объектом:
612 — ввод аналоговой инфор-
мации;
622 — ввод дискретной инфор-
мации;
631 — вывода аналоговой ин-
формации;
641 — вывод дискретной инфор-
мации
714 — ввод дискретной, вывод
дискретной и аналоговой инфор-
мации.
Операционная система обеспечивает вы-
полнение операций ввода-вывода пассивных
и активных (инициативных) внешних
устройств.
Взаимодействие оператора ЭВМ с ОС.
При генерации операционной системы типа
АСПО один или несколько интерактивных
терминалов могут быть выделены для связи
с оператором системы. Для организации
взаимодействия оператора и операционной
системы используются команды оператора,
имеющие следующий формат:
: ико, Рр Р2,... Рк [комментарий]
262
где ико — имя команды оператора или деся-
тичное число; Р15 Р2,..., Рк—параметры
команды.
Признаком команды оператора является
первый символ:. Тип команды (или номер
раздела), на который распространяются
команды данного пульта оператора, указыва-
ется в ико непосредственно за символом:.
Идентификация типа команды осуществляет-
ся первыми двумя символами. Конец обра-
ботки команды определяется символом *,
выдаваемым супервизором на пульт опера-
тора. Форматы команд оператора приведены
в табл. XIV. 10.
Генерация операционных систем. Пакет
программ для генерации ОС состоит из двух
библиотек:
библиотеки макроопределений ОС;
библиотеки подпрограмм ОС.
Генерация ОС осуществляется объедине-
нием подпрограмм библиотеки ОС на осно-
ве указанных макроопределений физических
характеристик системы.
Для генерации ОС используются макро-
определения, приведенные в табл. XIV.11.
Признаком команды генерации системы
является символ
Пример XIV. 1. Программа генерации многозадачной
операционной системы.
ASMB, R, В,	♦ ко вв
ПРМ2фОС М	♦ КО ВР
♦ РОП14	♦ КО ПВ
♦ РОП17	♦ КО ЦЕ
♦ СЗД, ВА	♦ КО АВ
♦ ПОВС 2, 6	♦ ТЛН (0,1)
♦ ПОВС 9, И	♦ ЛН 1,5
♦ СВВ 5, 17,„Т	♦ ЛН 4,2
♦ ТАЙМЕР 17,3,Н	♦ЛН 3,1
♦ УВВПЛ 11	♦ ЛН 6,3
♦ УВПЛ 12	♦ ЛН 7,4
ПУЛЬТ+УПК 13	♦ КОС
♦	ВМУК 15 ♦	ПО ПУЛЬТ, ТК, 1	ENDM
ТК*ТКО 8
♦ КО ВЫ
♦ КО ПУ
♦ КО ПА
11. Дисковые операционные
системы мини-ЭВМ АСУ ТП [166]
Особенности дисковых операционных си-
стем (ДОС). ДОС вычислительных комплек-
сов М-7006, СМ-1, СМ-2 с точки зрения при-
кладного и системного программирования
реализованы на основе единых принципов
и языковых средств, описанных в предыду-
щем параграфе. Рассмотрим основные раз-
личия и возможности ДОС и базовых ОС.
Таблица XIV.10
Команды оператора при генерации операционной системы
Формат команды	Наименование
ВР[ЕМЯ], [чч[,мм[,сс]]] ДА[ТА] [, ДДД,ГГГГ] АВ[ТОНОМ], пп	Ввод в систему времени или индикация текущего времени Ввод в систему даты или ее индикация Перевести устройство (пп) ввода-вывода в автономный режим работы
ЦЕ[НТР], пп HP ЛН, лн[, пп]	Объявить устройство пп готовым для работы в системе Установить номер раздела (HP — десятичный номер раздела) Назначить логическому устройству лн физическое устройство с но-
ВВ[ОД], пп	мером пп Ввести с устройства пп в раздел оперативной памяти загру- зочный модуль
ВЫ[ЗОВ], имя[,Р,...[Р5]]	Вызвать задачу с заданными именем (имя) и параметрами (Рь ..., Р5) для разового выполнения.
ПА[УЗА], имя ПУ[СК], имя[,Р„...[Р5]]	Приостановить выполнение задачи с заданным именем Продолжить выполнение задачи с заданным именем и пара- метрами
ПВ, имя, масшт, [инт, Ф][,Ф,, Ф^, ФД	Установить параметры вызова задачи с заданным именем, масштабом времени, временным интервалом (инт) и фазой задачи (Фь ..., Ф4) на выполнение Таблица XIV.11
Макроопределения операционной системы
Формат макроопределения	Содержание макроопределения
[имя] * ОС [тип]	Определить тип генерируемой системы (тип: =О однозначная; = М многозначная; = 3 мультипроцессорная; = Р мультипроцессорная с разделением времени по разделам)
* РОП [к стр] [, надр]	Определить раздел оперативной памяти (РОП) с количеством страниц (к стр) и начальным адресом (надр)
* СЗД [макс] [, СК] [, ПК]	Определить параметры супервизора задач (СЗД) с максимальным кодом вызова (макс), заданными уровнями схемного и програм- много контроля (СК, ПК)
* ПОВС пквс [, ККвс]	Включить в ОС подпрограммы обработки вызовов супервизора (ПОВС) с кодами в диапазоне (пквс, ККвс)
* СВВ кувв, [Мкв], [КЭСП], [КЭО] [, Т]	Определить параметры супервизора ввода-вывода (СВВ) с задан- ными числом устройств ввода-вывода (кувв), максимальным кодом выборки (Мкв), числом элементов стека прерываний (КЭСП), ко- личеством свободных элементов для формирования очередей (КЭО) и включением средств контроля УВВ по времени (Т)
* ТАЙМ [ЕР] кв, МВИ [, И]	Включить в систему программы работы с таймером (ТАЙМ) с заданными кодом выборки (кв), масштабом времени интервала (МВИ), учета текущего времени (И)
* КПДП кв [, чк]	Включить в систему программы работы с каналами прямого доступа в память (КПДП) с кодом интерфейсного блока (кв) и числом каналов (чк)
263
Продолжение табл. XIV. 11
Формат макроопределения	Содержание макроопределения
[имя] * УПК окв [, ТП, дкв]	Включить в систему драйвер устройства печати с клавиатурой (УПК) с кодом выборки (окв), типом устройства (ТП) и дополни- тельным кодом выборки (дкв)
* УВВП [Л] окв [, ТП, дкв]	Включить в систему драйвер устройства ввода с ПЛ
* УВПЛ окв [, ТП, дкв]	Включить в систему драйвер устройства вывода на ПЛ
* УБП окв [, ТП, дкв]	Включить в систему драйвер устройства быстрой печати
* УПТ окв [, ТП, дкв]	Включить в систему драйвер устройства печати технологической информации
* БМУК окв, [ТП], [дкв], [нвх] [> Дп]	Включить в систему программы работы с подпрограммой ввода аналоговой информации на базе быстродействующего АЦП (А611-8) с заданным номером входа (нвх) и диапазоном преобразования (дп)
* ИМУК окв [, ТП, дкв]	Включить в систему программы работы с подпрограммой ввода аналоговой информации на базе интегрирующего АЦП
[имя] * РСО окв [, ТП, дкв]	Включить в систему драйвер разветвителя связи с объектом
* ГИУ (имя 1, ... имя к)	Определить группу инициативных устройств с заданными име- нами
* ПО имя, табл, [ПНУЗ] [, ИР]	Определить пульт оператора
ТАБЛ * ТКО [п]	Определить таблицу команд оператора
* КО on	Включить команду оператора (оп)
*ТЛН (ПНР1, ..., ПНРК), [МЛН]	Определить таблицу логических номеров устройств для разделов с заданными номерами (ПНР1, ..., ПНРК) и максимальным логическим номером устройства (МЛН)
* ЛН лн, пп	Назначить логическому устройству физическое устройство пп
* КОС	Конец программы генерации ОС
Основное различие между базовыми
и дисковыми операционными системами за-
ключается в уровне работы программ поль-
зователя с устройствами памяти прямого до-
ступа (МД).
В ДОС память прямого доступа находит-
ся в ведении системы управления файлами,
обеспечивающей автоматическое распределе-
ние памяти, запоминание, хранение, выборку
и модификацию информации размещаемой
в файлах. Для хранения файлов пользовате-
264
ля, а также системных файлов одновременно
могут быть использованы несколько
устройств памяти с произвольным доступом
(ЕС-5052, ЕС-5060, ИЗОТ-1370).
Перед использованием дискового носите-
ля информации он должен быть размечен на
секторы по 128 слов каждый, с меткой диска,
таблицей свободного пространства и катало-
гом файлов. Структура МД с файловой ор-
ганизацией приведена на рис. XIV.6.
о
z
J
Дисковой загрузчик
Метка диска
Файл 1
Файл Z
Файл J

Файл N
ЖЖ»
Мотка файла N
Метка файла 3

Метка файла Z
Метка файла 1
Таблица свободного
пространства
Рис. XIV.6. Структура магнитного диска с файло-
вой организацией
Система управления файлами. Система
управления файлами по функциональному
назначению включает следующие три подси-
стемы :
управление внешней памятью;
управление данными;
обслуживание стандартных функций по
работе с файлами.
Система позволяет организовывать и осу-
ществлять ведение файлов с последова-
тельным и прямым методами доступа.
Последовательный метод доступа обеспе-
чивается программами
OPEN, CLOSE, GET, PUT, FCONT.
Программы могут быть использованы на
уровне МАКРОЯЗЫК^ МНЕМОКОДа
и ФОРТРАНа.
Подпрограмма OPEN — открыть файл
с заданным логическим номером и блоком
управления данными. Форматы вызывающих
последовательностей:
МАКРОЯЗЫК
OPEN буд, ЛН, абз [,реж] [, длбуд]
[,кзащ] [,длф] [,длз] [,дп]
ФОРТРАН
CALL OPEN (буд, ЛН, бз [,реж [,длбуд[,
кзащ [,длф [,длз [,дп]]]]]])
здесь буд — блок управления данными;
ЛН — логический номер устройства; бз —
блок завершения; реж — режим открытия
файла; длбуд — длина блока управления
данными в словах; кзащ — ключ защиты
файла; длф — длина дискового файла в сек-
торах; длз — длина записи дискового файла;
дп — дополнительный параметр.
Подпрограмма PUT - выдать очередную
запись файла. Обращение к подпрограмме:
МАКРОЯЗЫК
PUT буд, бз, буф [,длб]
ФОРТРАН
CALL PUT (буд, бз, буф [,длб])
здесь буф — буфер ввода-вывода; длб — дли-
на буфера.
Подпрограмма GET — принять очеред-
ную запись файла. Обращение к подпро-
грамме:
МАКРОЯЗЫК
GET буд, бз, буф [,длб]
ФОРТРАН
CALL GET (буд, бз, буф [,длб])
Подпрограмма CLOSE — завершение ра-
боты с файлом (закрыть файл).
Обращение к подпрограмме:
МАКРОЯЗЫК
CLOSE буд, бз [,реж] [,дп]
ФОРТРАН
CALL CLOSE (буд, бз [,реж] [,дп])
Подпрограмма FCONT — выполнить
функцию управления вводом-выводом с за-
данным параметром макрооперации.
Обращение к подпрограмме:
МАКРОЯЗЫК
FCONT буд, бз, код [,кз]
ФОРТРАН
CALL FCONT (буд, бз, код [,кз])
здесь код — код функции управления (табл.
XIV. 12); кз — количество пропускаемых запи-
сей.
Программы прямого метода доступа
(READ, WRITE) обеспечивают про-
извольный доступ к записям дисковых фай-
лов по их номеру от начала файла. Файлы
265
Таблица XIV.12
Функции управления устройств ввода-вывода ЭВМ
Код	Устройство ввода-вывода	Значение функции	Код	Устройство ввода-вывода	Значение функции
01(8)	МвПК, КЗОТ-6003, ИЗОТ-6006 РТ-1051	Запись маркера конца файла	07(8)	УВвПЛ	Установка признака начала ПЛ
	УВПЛ	Запись лидера (10 пус- тых строк)		МвПК, ИЗОТ-6003, ИЗОТ-6006 РТ-1051	Пропуск файла назад
02(8)	ИЗОТ-6003, ИЗОТ-6006, РТ-1051	Пропуск записи (зоны) назад	1°(8)	УВПЛ	Выдача лидера (300 пустых строк)
	ЕС-5052, ЕС-5060, ИЗОТ-1370	Пропуск записей назад. Количество пропускае- мых записей КЗ		МвПК, ИЗОТ-6003, ИЗОТ-6006, РТ-1051	Запись двух марке- ров конца файла
°3(8)	ИЗОТ-6003, ИЗОТ-6006, РТ-1051	Пропуск записей (зоны) вперед	П(8)	УПК, УБП, УПП	Пропуск КЗ строк
				МвПК, ИЗОТ-6003, ИЗОТ-6006, РТ-1051	Пропуск файла впе- ред без пропуска маркера конца файла
	ЕС-5052, ЕС-5060, ИЗОТ-1370	Пропуск записей вперед			
°4(8)	МвПК, ИЗОТ-6003, ИЗОТ-6006 РТ-1051	Перемотка	,2(8)	ЕС-5052, ЕС-5060, ИЗОТ-1370	Установка дискового файла в начало
05(8)	ИЗОТ-6003, ИЗОТ-6006, РТ-1051	Перемотка с выгрузкой	13(8)	МвПк, ИЗОТ-6003, ИЗОТ-6006, РТ-1051	Пропуск файла впе- ред
Фб(8)	ИЗОТ-6006, ИЗОТ-6003, РТ-1051	Выдача состояния ЛПМ в блок завершения БЗ	14(8)	МвПК, ИЗОТ-6003, ИЗОТ-6006, РТ-1051	Пропуск файла назад
прямого доступа обслуживаются программа-
ми OPEN и CLOSE, рассмотренными выше.
Программа READ — чтение записи по ее
номеру из файла в буфер пользователя.
Обращение к подпрограмме:
МАКРОЯЗЫК
READ буд, бз, нз, буф [,длб]
ФОРТРАН
CALL READ (буд, бз, нз, буф [,длб])
где нз — номер записи.
Подпрограмма WRITE — вывод записи
файла по ее номеру из буфера пользователя.
Обращение к подпрограмме:
МАКРОЯЗЫК
266
WRITE буд, без, нз, буф [,дл]
ФОРТРАН
CALL WRITE (буд, бз, нз, буф [,дл])
Обслуживающие программы системы
управления файлами обеспечивают печать
файлов, меток, каталогов и таблиц, создание,
копирование, уничтожение наборов данных
и другие функции.
Управление обслуживающими програм-
мами обеспечивает диспетчер команд упра-
вления файлами, вызываемый системной
командой
:СТ[АРТ], ПОФ [,Pi[,P2]]
Таблица XIV. 13
Команды управления файлами
Формат команды	Название команды и комментарии
/ПФ, имя [: имя д] [: ПНД] [: кзащ] [, nl] [, nJ [, nJ	Распечатать файл. Имя — имя файла; имя <Э, ПНД— имя и порядковый номер диска; кзащ — код защиты файла; пь п2 — номера начальной и конечной записи; п3 — размер печатной строки; с — символьная информа- ция; д — двоичная информация
/ПМ, имя [: имя <Э] : ПНД [: кзащ]	Распечатать метку файла
/ПС, ПНД [, КЗД] [, режим]	Распечатать справочник диска. КЗД — ключ защиты диска
[имя 1 [: имя <Э] [: ПНД] [: кзащ]) /КФ1пн1	/ Г (имя 2 [: имя <Э] [: ПНД] [: кзащ]) [ПН2	J [, тип] [, маркер] [, Ф1 *] [, * Ф] [, Ф2*]	Копировать файл с именами имя 1 имя 2 Тип — тип копируемой информации Ф1 * — номер начального файла; *Ф — число файлов, подлежащих копированию; Ф2* — номер файла, в который копируется информа- ция
/СФ, имя [: имя <Э] [: ПНД] [: кзащ] [, длф] [, ТИПЗ] [, длз]	Создать файл с заданным именем; длф — длина файла в секторах; ТИПЗ — тип записей файла; длз— длина записи
/УЛ, ПНД [, имя д [, кзд]]	Упаковать диск
/УФ, имя [: имя <Э] [: ПНД] [: кзащ]	Уничтожить файл
/ЗФ, имя [: имя <Э]	ПНД [: кзащ], нкзащ	Заменить ключ защиты файла, нкзащ — новый ключ защиты
/НФ, имя [: имя <Э] : ПНД [: кзащ] , имя — 2	Переименовать файл. Имя — 2 — имя файла новое
/КР	Завершить программу связи оператора с системой уп- равления файлами
здесь Pj - режим работы диспетчера;
Р2 — режим ввода команд.
Команды системы управления файлами
(табл. XIV. 13) имеют следующий общий фор-
мат:
/ИКО,	Л
здесь ико — имя команды; Рь ..., Рк — па-
раметры; / — признак команды.
Дополнительные макрооперации ДОС ми-
ни-ЭВМ АСУ ТП. Дисковая операционная
система содержит ряд дополнительных ма-
кросредств, связанных с использованием
устройств ввода-вывода с произвольной вы-
боркой. Основными из них являются ма-
крооперации вызова супервизора, команды
оператора [166].
ЧАСТЬ
ТЕХНИЧЕСКИЕ
СРЕДСТВА И СИСТЕМЫ
Глава XV. Автоматический контроль и регулирова-
ние в АСУ ТП
1.	Основная терминология 269
2.	Классификация методов измерений 270
3.	Погрешности средств измерений 271
4.	Системы измерений в разработке и функциони-
ровании АСУ ТП 273
5.	Системы автоматического регулирования
(САР) 274
6.	Устойчивость САР 282
7.	Нелинейные системы автоматического регули-
рования 284
Глава XVI. Классификация технических средств
1.	Цифровая автоматика 285
2.	Структура технических средств 287
3.	Классификация структурных составляющих 288
4.	Классификация средств механизации и автома-
тизации управления 290
5.	Классификация технических систем
управления 293
6.	Требования к техническим средствам
АСУ ТП 294
7.	Структура комплекса технических средств АСУ
ТП 296
Глава XVII. Выбор технических средств
1.	Датчики (входные преобразователи) 297
2.	Промежуточные преобразователи 301
3.	Средства вывода информации и управления 303
4.	Вторичные приборы 304
5.	Автоматические регуляторы и исполнительные
устройства 312
6.	Средства передачи информации 317
7.	Средства фиксации информации 325
8.	Устройства обработки технологической инфор-
мации 327
9.	Вспомогательное оборудование 337
10.	Машинные носители информации 340
Глава XVIII. Системные комплексы технических
средств
1.	Технические средства, выпускаемые
комплектно 342
2.	Аппаратура для локальных систем
управления 344
3.	Аппаратура для централизованных систем упра-
вления 348
4.	Аппаратура для комплексных систем управле-
ния 349
В АСУ ТП значение технического обеспе-
чения определяется тем, что это един-
ственный вид систем, которые могут рабо-
тать в замкнутом режиме, и тем, что роль
автоматически собираемой с помощью дат-
чиков информации достаточно велика.
В эту часть включены вопросы автомати-
ческого контроля и регулирования (см. гл.
XV), классификации и анализа технических
средств (см. гл. XVI); вопросы выбора техни-
ческих средств и набора из них КТС систем
управления (см. гл. XVII), вопросы выбора
технических средств и систем, выпускаемых
комплектно (см. гл. XVIII).
Логическим дополнением этой части кни-
ги являются таблицы, содержащие техниче-
ские данные отдельных средств и систем, ко-
торые вынесены в приложения. Они располо-
жены по группам в соответствии с классифи-
кацией технических средств и в порядке
следования разделов гл. XVII и XVIII (см.
приложения 5.1—5.9). По некоторым груп-
пам средств приведена достаточно полная
информация, обеспечивающая их предвари-
тельный выбор (например, по счетчикам, по
средствам вычислительной техники). По дру-
гим группам приведены только примеры
технических средств, так как номенклатура
их велика (например, датчики, обучающие
устройства и др.).
Ряд приборов, средств автоматизации
и кабельной продукции выпускается для
ограниченного применения. Эти изделия мо-
гут закладываться в проекты с обяза-
тельным согласованием с организациями,
установленными соответствующими мини-
стерствами.
268
Глава XV.
АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ
И РЕГУЛИРОВАНИЕ В АСУ ТП
1.	Основная терминология
Контроль технологического процесса —
операция установления соответствия между
действительными показателями процесса
и их номинальными значениями (заданной
нормой). Контроль, в принципе, является
операцией «сжатия» информации, устранения
ненужных в каждом конкретном случае све-
дений об объекте контроля.
Автоматический контроль технологическо-
го процесса — операция, выполняемая с по-
мощью контрольно-измерительных прибо-
ров или системы автоматического контроля
(без участия человека).
Система автоматического контроля — это
устройство, в котором либо контролируется
большое число величин, либо требуется зна-
чительная обработка информации для опре-
деления состояния объектов контроля.
Измерение — это нахождение значения фи-
зической величины опытным путем с по-
мощью специальных технических средств
(ГОСТ 16263-70).
Автоматическое регулирование — разно-
видность автоматического управления, когда
задачей является поддержание постоянной
некоторой величины, характеризующей тех-
нический процесс или изменение ее по задан-
ному закону, осуществляемое с помощью
контроля (измерения) состояния объекта
и формирования воздействий, обеспечиваю-
щих требуемый режим работы объекта регу-
лирования [184].
В круг задач автоматического регулиро-
вания не входят такие вопросы, как адапта-
ция (или самонастройка), формирование оп-
тимальных управляющих воздействий и ав-
томатический выбор наилучших режимов из
нескольких возможных.
Объект регулирования — устройство, осу-
ществляющее технический процесс, правиль-
ность выполнения которого обеспечивается
организованными извне регулирующими
воздействиями.
Состояние объекта регулирования харак-
теризуется рядом величин воздействия на
объект как внешней среды и процессов вну-
три самого объекта, так и регулирующих
устройств.
Контролируемая величина — величина, из-
меряемая в процессе работы.
Неконтролируемая величина — величина,
влияющая на режим работы объекта, но не
измеряемая.
Воздействие — величина, выражающая
внешние влияния на объект.
Регулирующее воздействие — воздействие,
вырабатываемое регулирующим устрой-
ством или задаваемое человеком.
Задающее воздействие — величина, харак-
теризующая планируемое воздействие на
входе регулирующего устройства.
Возмущение — воздействие на объект, не
зависящее от системы регулирования.
Возмущения подразделяются на два ви-
да: нагрузка, обусловленная работой объек-
та, от которой объект принципиально не мо-
жет быть защищен; помехи, связанные
с побочными нежелательными явлениями,
уменьшение которых улучшает работу
объекта.
Регулируемая величина — контроли-
руемый параметр, по которому ведется регу-
лирование, характеризующий состояние
объекта.
Автоматическое регулирующее устройство
(регулятор) — устройство, осуществляющее
воздействие на объект по заданному закону
регулирования (см. параграф 5 гл. XVII).
Система автоматического регулирования
(САР) - совокупность объекта регулирова-
ния и автоматического регулирующего
устройства, взаимодействующих между со-
бой. САР классифицируют по ряду призна-
ков, существенных с точки зрения теории ав-
томатического регулирования.
Замкнутые САР по отклонению — си-
стемы, в которых регулирующее воздействие
формируется в зависимости от регулируемой
величины.
Разомкнутые САР - системы, в которых
регулирующее воздействие вырабатывается
в функции задающего или возмущающего
воздействия, а в общем случае — в функции
обоих воздействий одновременно.
Комбинированные САР — системы, соче-
тающие в себе принципы регулирования по
отклонению и по возмущению.
Стационарные САР - системы, все пара-
метры которых не изменяются во времени.
Нестационарные САР — системы с пере-
менными параметрами.
Системы автоматической стабилизации —
системы, предназначенные для поддержания
постоянного значения регулируемой вели-
чины.
Системы программного регулирования —
системы, изменяющие регулируемую величи-
ну по заранее составленной программе,
определяемой задающим воздействием.
269
Следящие системы — системы, изменяю-
щие регулируемую величину в соответствии
с заранее неизвестной функцией времени,
определяемой задающим воздействием.
Нелинейные и линейные системы — си-
стемы, динамика которых описывается со-
ответственно нелинейными или линейными
уравнениями.
Статические САР — системы, в которых
при постоянном внешнем воздействии уста-
навливается отличное от нуля значение
ошибки регулирования.
Астатические САР — системы, в которых
при постоянном воздействии значение ошиб-
ки регулирования устанавливается равным
нулю.
Системы непрерывного действия — си-
стемы, все звенья которых плавно изменяют
выходную величину при плавном изменении
входной величины.
Системы дискретного действия (импульс-
ная, релейная и релейно-импульсная) — си-
стемы, содержащие хотя бы одно звено, вы-
ходная величина которого изменяется скач-
ками даже при плавном изменении входной
величины.
САР одномерные и многомерные — си-
стемы, название которых определяется по
числу выходных координат объекта регули-
рования, образующих вектор регулируемой
величины.
Системы связанного регулирования — си-
стемы, в которых отдельные регулирующие
устройства связаны друг с другом внешними
связями.
Системы несвязанного регулирования — -
системы, состоящие из нескольких регули-
рующих устройств, каждое из которых регу-
лирует свою выходную координату объекта
(не исключено влияние регулирующих
устройств друг на друга через объект регули-
рования).
Ошибка регулирования — разность между
предписанным и действительным значением
выходной координаты автоматической си-
стемы.
Устойчивость САР — свойство системы
возвращаться в установившееся состояние
после прекращения действия возмущающего
воздействия.
Качество процесса регулирования — вели-
чины, определяемые критериями качества,
которые выбирают в соответствии с целью
регулирования.
Точность регулирования — характеристика
САР, определяемая погрешностью в устано-
вившемся режиме.
Параметр — величина, характеризующая
какое-либо свойство процесса, явления, тех-
270
нического устройства, системы (см. параграф
7 гл. II).
2.	Классификация методов
измерений
Метод измерений — это совокупность
приемов использования средств измерений
с целью получения значений измеряемой
величины.
Средства измерений в зависимости от
возможного полного завершения с их по-
мощью процесса измерения подразделяются
на элементарные и комплексные.
К элементарным средствам измерений от-
носятся:
измерительный преобразователь — сред-
ство измерений, предназначенное для выра-
ботки сигнала измерительной информации
в форме, удобной для передачи, дальнейшего
преобразования, обработки и (или) хранения,
но не поддающейся непосредственному во-
сприятию наблюдателем;
устройство сравнения — устройство опре-
деления соотношения между величинами для
получения ответа «больше», «меньше» или
«приблизительно равны»;
мера — средство измерений, предназна-
ченное для воспроизведения физической ве-
личины заданного размера;
масштабный преобразователь — измери-
тельный преобразователь, предназначенный
для изменения величины в заданное число
раз.
К комплексным средствам измерений, со-
стоящим из элементарных, относятся:
измерительный прибор — средство изме-
рения, предназначенное для выработки сиг-
нала измерительной информации в форме,
доступной для непосредственного восприя-
тия наблюдателем;
измерительная система — совокупность
средств измерений (мер, измерительных при-
боров, измерительных преобразователей
и вспомогательных устройств, соединенных
между собой каналами связи), предназначен-
ная для выработки сигналов измерительной
информации в форме, удобной для автома-
тической обработки и (или) использования
в автоматических системах управления.
Существующие методы измерений могут
быть классифицированы [180] как показано
на рис. XV. 1.
1.	Метод непосредственной оценки — метод
измерений, в котором значение величины
определяют непосредственно по отсчетному
устройству измерительного прибора (по-
казывающего измерительного прибора, ци-
Основание деления
Способ сравнения
с мерой
Число используемых
методов сравнения с
мерой
Рис. XV. I. Классификация методов измерений
фрового измерительного прибора, измери-
тельной системы).
2.	Метод сравнения с мерой — метод изме-
рений, в котором измеряемую величину
сравнивают с величиной, воспроизводимой
мерой (измерение массы на рычажных весах
с уравновешиванием гирями, измерение на-
пряжения постоянного тока на компенсаторе
сравнением с ЭДС нормального элемента).
3.	Метод противопоставления — метод, в
котором измеряемая величина, воспроизво-
димая мерой, одновременно воздействует
в разных направлениях на прибор сравнения,
с помощью которого устанавливается соот-
ношение между этими величинами (взвеши-
вание груза на равноплечих весах, когда из-
меренная масса определяется как сумма
массы гирь, ее уравновешивающих, и показа-
ний по шкале весов).
4.	Нулевой метод — разновидность метода
сравнения с мерой, в которой результирую-
щий эффект воздействия величин на прибор
сравнения доводят до нуля (например, изме-
рение электрического сопротивления с по-
мощью моста при полном его уравновеши-
вании). Нулевой метод реализуется при
использовании одноканальной регулируемой
меры и одного устройства сравнения. В при-
веденном примере такой мерой является ре-
гулируемое плечо моста.
5.	Метод замещения - метод сравнения
с мерой, в котором измеренную величину за-
мещают известной величиной, воспроизводи-
мой мерой. Метод замещения реализуется
при использовании регулируемой однока-
нальной меры, устройства сравнения и изме-
рительного преобразователя.
6.	Метод совпадений — метод сравнения
с мерой, в котором разность между измеряе-
мой величиной и величиной, воспроизводи-
мой мерой, измеряют, используя совпадение
отметок шкал или периодических сигналов
(измерение частоты вращения стробоско-
пом).
7.	Дифференциальный метод — метод срав-
нения с мерой, в котором на измерительный
прибор воздействуют разность измеряемой
величины и известной величины, воспроизво-
димой мерой. Дифференциальный метод ре-
ализуется при использовании меры, устрой-
ства сравнения и комплексного средства
измерения. Устройство сравнения служит
для создания разности между измеряемой
и известной величиной, а для измерения раз-
ности величин используется комплексное
средство измерения.
8.	Комбинированные методы синтезируют-
ся путем сочетания перечисленных методов
измерений.
3.	Погрешности средств измерений
Погрешности подразделяют на абсо-
лютные, относительные и приведенные [175].
Абсолютной погрешностью средства измере-
ний называют разность между его показа-
нием хп и истинным (действительным) значе-
нием измеряемой величины х:
Ах = х„ — х.
Относительной погрешностью средства
измерения называют выраженное в процен-
тах отношение его абсолютной погрешности
к истинному значению воспроизводимой им
величины:
Приведенной погрешностью средства из-
мерения называют выраженное в процентах
отношение абсолютной погрешности Ах
к нормирующему значению xN:
271
где хк — условно принятое значение, которое
может быть равным верхнему пределу изме-
рений, диапазону измерений, длине шкалы
и т. д.
По характеру изменения погрешности
средств измерений подразделяют на система-
тические и случайные [180].
Систематические погрешности в зависи-
мости от причины их возникновения объеди-
няются в следующие группы:
погрешности метода измерений;
инструментальные погрешности (погреш-
ности схемы, технологические погрешности);
погрешности, обусловленные неправиль-
ной установкой и взаимным расположением
средств измерений;
погрешности, возникающие вследствие
внешних влияний;
субъективные погрешности.
По режиму изменения параметра х по-
грешности подразделяют на статические
и динамические.
Статической погрешностью называют по-
грешность средства измерения, используемо-
го для измерения постоянной величины (х =
= const).
Динамической погрешностью называют
разность между погрешностью средства из-
мерения в динамическом режиме и его ста-
тической погрешностью соответствующей
величины в данный момент времени.
Абсолютное значение систематической
составляющей суммарной статической по-
грешности измерительного канала равно
полному приращению функции (при расчете
по точной методике):
Дусист =f[x> Оч + Д^1),  , (к„ + ДМ] -
-/(х, к19..., kJ,
где А/ср Д/с2,..., &кп — составляющие систе-
матической погрешности коэффициентов
преобразования звеньев.
Относительное значение систематической
составляющей суммарной статической по-
грешности измерительного канала (при рас-
чете по точной методике)
Дх, (ki+MJ, (fc, + Afc„)]-
- f(x, ки kJ
mCT~ f(x,kt,kJ
Абсолютное значение систематической
составляющей суммарной статической по-
грешности измерительного канала по при-
ближенной методике (при малых отклоне-
ниях коэффициентов преобразования от
номинальных значений) рассчитывают по
формуле
ду	ду
ДУприб = ~Т.	1 "Ь Д^2 + • • • +
дкг	^^2
+ У
дкп / J dki
а относительное значение погрешности — по
формуле
ду Д/q	ду &к2	ду &кп
$приб = ~Т.-----1-	--------1- • • • +	-----•
дк\ у	дк2 у	дкп у
В соответствии с ГОСТ 8.009-72 системати-
ческая составляющая погрешности Ас
средств измерений должна нормироваться
комплексом своих характеристик:
пределом Дс д допускаемой систематиче-
ской составляющей погрешности средства
измерения данного типа;
математическим ожиданием М [Дс];
систематической составляющей Ас;
средним квадратическим отклонением
о (Ас) систематической составляющей по-
грешности средства измерения данного типа.
Оценка систематической составляющей Дс
погрешности конкретного экземпляра изме-
рительного канала в точке 'х диапазона изме-
рения определяется формулами:
при отсутствии вариации
i = 1
при наличии вариации
д = Ам_+ Аб
с 2
где п — число опытов при определении Дс,
X д„(
Ам, Аб; Ам - —-------среднее значение по-
fl
грешности в точке х диапазона измерения,
полученное экспериментально jipii мед-
ленных измерениях информативного пара-
метра входного или выходного ^сигнала из-
мерительного канала со стороны мень-
ших значений до значения 1 х; Дб =
i де,
= —--------среднее значение погрешности
п
в точке х диапазона измерения, полученное
272
экспериментально при медленных измене-
ниях информативного параметра входного
или выходного сигнала измерительного ка-
нала со стороны больших значений до значе-
ния х; Ам/—i-й отсчет погрешности измерив
тельного канала при предварительном изме-
нении информативного параметра входного
или выходного сигнала со стороны меньших
значений дос значения х; i-й отсчет по-
грешности измерительного канала при пред-
варительном изменении информативного па-
раметра входного или выходного сигнала со
стороны больших значений до значения х.
Оценка математического ожидания
М [Ас] систематической составляющей по-
грешности Ас определяется формулой
т
М[ДС]= — Уас(,
т
i= 1
где т — число средств измерений, исполь-
зуемых при оценке М[АС] измерительного
канала.
Оценка среднего квадратического откло-
нения о(Ас) систематической составляющей
погрешности Ас определяется формулой
1/ f (Aci - М [Ас])2
Й(АС) =	.
Характеристики случайной составляющей
А погрешности средства измерения должны
выбираться из числа следующих:
предел Од (А) допускаемого значения сред-
него квадратического отклонения случайной
составляющей погрешности средства измере-
ния данного типа;
нормализованная автокорреляционная
функция Гд(Х) случайной составляющей по-
грешности средства измерения данного типа.
Оценка среднего квадратического откло-
нения а (А) случайной составляющей погреш-
ности конкретного экземпляра измеритель-
ного канала определяется формулами:
при отсутствии вариации
а (А) = —Ц-1/ £ (Aj - АУ; (XV.1)
п — 1	j = 1
при наличии вариации
1	1 / л	_	л	_
« (А) =	|/ Ё (Дм; - Дм)2 + Ё (Дб< - Дб)2-
Оценка нормализованной автокорреля-
ционной функции гд(Х) определяется форму-
лой
гд(Х)= -----------
(и - -Md(A)
\	1 о /
Д)(У + у--д\
\	1 о	/
где п — число отсчетов погрешности при
определении автокорреляционной функции;
То — интервал времени между двумя после-
довательными отсчетами;
л	л
J=1	J=1
А, — j-й отсчет погрешности.
Для средств измерений, допускающих
плавное изменение входной величины, от-
счеты А, берутся при подходе к данной точке
диапазона измерения только с одной (лю-
бой) стороны.
Оценка нормализованной взаимокорреля-
ционной функции для случайных погрешно-
стей двух измерительных каналов рассчиты-
вается по формуле
(кТ0) = ----------—--------Г- х
Ст! (А) ст2 (А) (и —
\	1 о /
где tj (J = 1, 2 ...) — интервалы времени, крат-
ные периоду То, т. е. tj = jTQ.
4.	Системы измерений в разработке
и функционировании АСУ ТП
При построении АСУ ТП на первом эта-
пе разработки создаются измерительные ин-
формационные системы, или, как их часто
называют, системы централизованного кон-
троля.
Измерительные информационные си-
стемы обеспечивают полный и своевре-
менный контроль режима работы агрегатов,
позволяют глубоко анализировать ход тех-
нологических процессов и ускорить решение
важнейших задач оптимального управления.
Функции систем централизованного кон-
троля сводятся к решению следующих задач:
определение текущих и прогнозируемых
значений величин;
273
определение показателей, зависящих от
ряда измеряемых величин;
обнаружение событий, являющихся нару-
шениями и неисправностями на производ-
стве.
Создание измерительных систем — это
сложный процесс, при котором учитывается
большое число факторов и принимаются
разнообразные решения.
Общая модель задачи при оценке теку-
щих значений измеряемых величин и вычис-
ляемых по ним технико-экономических пока-
зателей в системе централизованного кон-
троля может быть представлена следующим
образом. Задана совокупность величин и по-
казателей, которые необходимо определять
в объекте контроля. Указана требуемая точ-
ность их оценки. Имеется совокупность дат-
чиков, которые установлены или могут быть
установлены на автоматизируемом объекте.
Объект представляет собой в общем случае
ряд взаимосвязанных динамических звеньев.
Общая задача оценки значения отдельной
величины (показателя) формируется следую-
щим образом: для каждой отдельной вели-
чины требуется найти группу датчиков, ча-
стоту их опроса и алгоритм переработки
получаемых от них сигналов, в результате
которого значение этой величины опреде-
ляется с заданной точностью. Основные
этапы создания системы централизованного
контроля по методике, приведенной в работе
[177], включают: разработку ТЗ, составление
ориентировочной алгоритмической струк-
туры, экспериментальное определение харак-
теристик контролируемого объекта, оценку
алгоритмической структуры, выбор аппара-
турной структуры, входных и выходных
устройств, расчет ожидаемой экономической
эффективности, аппаратурную, алгоритмиче-
скую реализацию и внедрение системы на
объекте (см. также табл. XXIII. 1 и XXV. 3).
Системы измерений в условиях функцио-
нирования АСУ ТП должны обеспечивать
необходимую точность, быстродействие, чув-
ствительность и надежность в соответствии
с заданными метрологическими, эксплуата-
ционными и экономическими характеристи-
ками.
5.	Системы автоматического
регулирования (САР)
При создании САР возникают задачи
анализа и синтеза системы. Порядок рассмо-
трения САР в обоих случаях включает мате-
матическое описание системы, исследование
274
ее установившихся режимов и исследование
переходных режимов.
Для математического описания САР раз-
бивают на возможно более простые звенья
направленного действия (чтобы исключалось
влияние на предшествующее звено) и на базе
полученных математических описаний звень-
ев составляют структурную схему системы.
Каждое звено структурной схемы описывает-
ся либо аналитически в виде уравнений,
связывающих входные и выходные пара-
метры звена, либо графически в виде харак-
теристик.
Уравнения установившихся режимов про-
цесса регулирования называют уравнениями
статики, уравнения переходных режимов —
уравнениями динамики.
Динамика САР описывается дифферен-
циальными уравнениями, которые в случае
систем с распределенными параметрами по-
лучаются в частных производных.
Динамические функции являются крите-
рием количественной и качественной оценки
свойств звеньев и САР в процессе их работы.
Каждая из функций может быть получена
непосредственно из дифференциального
уравнения звена (системы). Определения
переходной, импульсной, частотной и пере-
даточной функций приведены в параграфе
2 гл. XII. Эти функции взаимосвязаны (табл.
XV. 1).
В данной главе символ р используется
и как символ дифференцирования и как ком-
плексная величина для записи уравнений
с изображениями функций времени по Ла-
пласу или Карсону — Хевисайду, в отличие
от гл. XII, где символ S используется только
как комплексная величина..
Динамические функции обычных звеньев
и некоторых типов особых звеньев приве-
дены в табл. XV.2.
В таблицах приняты следующие обозна-
чения: к — коэффициент преобразования;
Т — постоянная времени; £ — коэффициент
затухания; 1 (г) — единичный перепад (единич-
ная ступенчатая функция); 6(г) — единичный
импульс (дельта-функция).
К обычным динамическим звеньям отно-
сятся: усилительное (безынерционное, про-
порциональное), интегрирующее, устойчивое
колебательное, идеальное дифференцирую-
щее, дифференцирующее первого порядка
и дифференцирующее второго порядка
звенья.
К особым элементарным звеньям ли-
нейных САР относятся: неминимальнофа-
зовые звенья; неустойчивые звенья; с распре-
деленными параметрами; иррациональные,
трансцендентные.
Таблица XV. 1
Связь между динамическими функциями
Функ- ции	h{t)	k(t)	К (/•«))	K(p)
h(t)	-	J к (t) dt 0	F-.rK(»] L > J	
k(t)	dh (г) dt	-	F-‘ [K(»]	L-'[*(p)]
	^F[h(t)]	F[*(0]	-	*(P)IF=>
К(р)	pL[h(t)]	L[*(0]	^(/W)ly(D=/?	-
Примечание. L— прямое преобразование
Лапласа; L~l — обратное преобразование Лапласа,
.определяемое по формуле
о0+/ос
L-1 [/ (Р)] = /(0 = ~ j Др) е* dp.
а0-Jco
где ст0 ~ абсцисса абсолютной сходимости функ-
ции; F — прямое преобразование Фурье:
F [7 (0] = /О) = f / (0 е dt;
F 1 — обратное преобразование Фурье:
00
F~1 [/(»] = /(0 = f / (» е"0' Ju).
j
Условные изображения звеньев струк-
турных схем приведены на рис. XV. 2.
Основные формулы для преобразования
структурных схем определяются при из-
вестных передаточных функциях звеньев
[кх(р), к2(р), ...» Мр)] и представляют собой
передаточные функции групп звеньев:
при охвате звена обратной связью
(рис. XV.3)
.	Г(Р) ki(p)
Р	х(р)	1±Цр)Ыр)’	(XV’2)
где знак плюс соответствует отрицательной,
а знак минус — положительной обратной
связи;
при последовательном соединении звень-
ев
к(р) = ^-=ПШ
Х(Р) i=i
(XV.3)
при параллельном соединении звеньев
Рис. XV.2. Условные обозначения элементов струк-
турных схем
К(р)=Уы = ZкМ-
Х(Р) i=l
Следует иметь в виду, что задача по-
строения структурных схем может решаться
неоднозначно, т. е. можно получить несколь-
ко вариантов графического изображения, но
после соответствующих преобразований все
изображения оказываются эквивалентными.
Основные правила преобразования струк-
турных схем приведены в табл. XV.3.
В настоящее время одним из основных ме-
тодов анализа и синтеза САР является метод
логарифмических частотных характеристик.
Этот метод позволяет оценивать динамиче-
ские свойства замкнутых систем по их ча-
стотным характеристикам в разомкнутом со-
стоянии.
Проведя в формуле (XV.3) замену р = у®,
получим комплексную передаточную функ-
цию, или амплитудно-фазовую частотную
характеристику (АФЧХ):
K(jw)==T(^= п*хи
(/со) i = t
Представляя АФЧХ i-ro звена в виде
К.(/со) =	(XV.4)
где АДсо) и <р,(со) — соответственно амплитуд-
ная и фазовая частотные характеристики i-ro
звена, можно записать выражения для ам-
плитудной и фазовой частотных характери-
стик последовательного соединения звеньев:
Рис. XV.3. Охват звена обратном связью
275
Таблица XV .2
Передаточные, временные н частотные функции
Звено	Уравнение	Передаточная функция	Переходная функция А(г)	Импульсная функция *(0	Амплитудно- частотная функция *((D)	Передаточная функция ф((0)
Усили- тельное	У(‘) = kx(t)	к	*1(0	kS(t) при t = 0 при tф 0	к	0
Интегри- рующее	y(t) = = f kx (t) dt 0	к Р	kt	*1(0	s I	к 1 1
Апериоди- ческое: устойчи- вое неустой- чивое	dt = kx(t) dt = kx(t)	к 1 + pt к l-pt	*(l-e ’^) *(• ’^-1)	-Is-	~|t> 1	1 |b.	|ь	к |/1 +(»2T2 к ]/1 +<о2Т2	— arctgcoT — (л — arctgcoT)
Колеба- тельное: устойчи- вое	г^Я0 dt* ^^dy(t) + 2£7—— 4- dt 4- y(t) = kx(t) r^y(t)	к	Г е L 1			у	к e~^'	к	. 2tf»T — arctg—	 1-0)272
		14- 2^Тр + + Т2р2	/VI 1 '   	7 Л L /1-V /i/i-V	TV^X . /l^F	|/(1-<о2Т2)2+'_’	
неустой-		к	xsinl—T~t + |/'izlI\l 4-arctg —-—] 4' ,cFt e T	x sin	1 T I' k eT	+ 4^2<о2Т2 к	2£о)7 arctg—3	 1-0)272
чивое	dt2 -2^ + dt +X0 = M0 T2	-|_ dt2 + y(f) = kx(t)	1 4- 2$Тр 4- + Г2р2	K 1 /	x L i/i-e xsin 	r-x	1- \ T — arccos 5^] к (1 — cos ~ )	T|/izVX . l/i^F xsin	1 T к . t - sin - T T	|/(1-<о2Г2)2+"Т	
консерва- тивное		к			" +4§2о>2Т2 к	0 при ох
		1 + Т2р2			| 1-0)27212	
Диффе- ренциру- ющее: идеальное	xo=*^ dt	кр	8(0	dt	кои	п 2
276
Продолжение таблицы XV.2
Звено	Уравнение	Передаточная функция	Переходная функция МО	W Импульсная функция k{t)	Амплитудно- частотная функция АГ(со)	Передаточная функция <р(со)
первого порядка	И0 = * *(0 + + т—— dt J	МП- Тр)	£[73(0+1(0] 4^+ L dt + 2^73(0+1(о]	4т^+ L dt + 8(<)j L dt2 + 2^ + dt + 8(0]	к |/1 + о)2Т2	arctg со Г 2£соТ arctg —2	 1-0)272
второго порядка	Я/) = &Гх(/) + (ТЭД + 2£Т ——+ dt + Т2^1 J/2 J	к(\+2фр + + Т2р2)			к ]/(1 ~(й2Т2)2 + ~* + 4§2ш2Т2	
Запазды- вающее	y(t) = kx{t-x)	ке~Рх	к • 1 (z — т)	£8(z — т)	к	— сот
Таблица XV.3
Правила преобразования структурных схем
Назва-
ние
опера-
ции
Исходная схема
Перенос
узла
через
узел
Х(рП
Преобразованная схема	Назва- ние опера- ции	Исходная схема	Преобразованная схема	
	Пере-	j w Хг(р) Y(p)	Х,(р) +Л	Y(p)
ИДО /ДО 1	© Х(р) © 1 Х(рП	нос сумма- тора через узел		Y(p)\	
Перенос
сумма-
тора че-
рез сум-
матор
Пере-
нос
узла
через
звено
Перенос
узла
через
сумма-
тор
Пере-
нос
сумма-
тора
через
звено
277
Рис. XV.4. График отклонения точной Л АХ аперио-
дического звена от асимптотической
л(<о)= п Л(“);
i= 1
ф(<в)= £ ф,(“).
i = 1
Переходим к общепринятым обозначе-
ниям :
ЛАХ — логарифмическая амплитудно-частот-
ная характеристика;
ЛФХ — логарифмическая фазово-частотная
характеристика;
ЛЧХ — логарифмические амплитудно-ча-
стотные и фазово-частотные характеристики
(обобщенное сокращение).
Для разомкнутой САР ЛАХ определяется
по формуле
L(co) = 201g А (со) или Цсо) = £ Л(ю)>	(XV.5)
i = 1
а логарифмическая фазовая частотная харак-
теристика (ЛФХ)
ф(<0)= £ ф,(<о).
1 = 1
Построение графика ЛФХ выполняют
в полулогарифмическом масштабе на одном
бланке с ЛАХ.
Построение ЛАХ разомкнутой системы
по формуле (XV.5) упрощается, если ее пред-
ставить в виде ломаной, а затем в случае не-
обходимости ввести поправки для построе-
ния уточненной ЛАХ. Следует также иметь
в виду, что асимптотическую ЛАХ можно
строить непосредственно по виду и параме-
трам передаточной функции Х(р), минуя по-
строение ЛАХ отдельных звеньев.
Методика построения логарифмических
частотных характеристик (ЛЧХ) разомкну-
278
той одноконтурной САР, представленной
в виде цепи последовательно соединенных
типовых звеньев, при известной передаточ-
ной функции заключается в следующем:
1.	Определяют сопрягающие (опорные)
частоты звеньев (coj = 1/7\ < со2 = 1/Т2 <
< ... < сои = 1/Т„) и делают разметку их на
оси частот.
2.	Вычисляют при частоте со = 1 орди-
наты L(l) = 201g/c, где к - общий коэффи-
циент усиления разомкнутой САР. Через по-
лученную точку проводят низкочастотную
асимптоту ЛАХ, представляющую собой при
со < cOi прямую с наклоном — v20 дБ/дек, где
v — число интегрирующих звеньев.
3.	Изменяют наклон ЛАХ на сопря-
женных частотах со, по сравнению с тем на-
клоном, который она имела до рассматри-
ваемой частоты со,. При этом каждое аперио-
дическое и дифференцирующее звено перво-
го порядка, начиная с сопрягающей частоты,
изменяет наклон ЛАХ на — 1 или 4- 1 со-
ответственно, а колебательное и дифферен-
цирующее второго порядка звено - на — 2
или 4- 2 соответственно.
4.	Пользуясь кривыми поправок (рис.
XV.4 и XV.5), уточняют асимптотическую
ЛАХ. Поправки, полученные для характери-
стик звеньев, опорные частоты которых от-
личаются друг от друга менее чем на 2-3
октавы, складываются алгебраически.
На номограмме (рис. XV.5) по оси орди-
нат отложены значения соТ, соединяющиеся
прямыми с некоторой общей точкой, распо-
ложенной справа от чертежа (на рисунке не
показана). В криволинейных координатах на
номограмму нанесены линии равных значе-
ний &Ц дБ.
Значение поправки к асимптотической
ЛАХ определяется в точке пересечения за-
данных со Г и £ по кривым AL. Например, при
соТ= 0,35 и £ = 0,2 значение AL примерно
равно 4-1 дБ, при соТ = 2 и £ = 0,8AL»
« -0,75 дБ.
Фазовую частотную характеристику САР
можно определять с помощью номограмм
(рис. XV.6, XV.7).
По номограмме (рис. XV.7) определяется
значение ср на пересечении со Г и £ по линиям
равных ср. Так, например, для колебательно-
го звена с £ = 0,5 фазовые сдвиги на частотах
соТ=0,25 и соТ=1,67 будут соответственно
равны 15° и 138°.
При построении ЛАХ и ЛФХ значения
поправок AL и фазовых сдвигов ср удобно
сводить в таблицы.
На рис. XV.8 и в табл. XV.4 приведен
пример построения ЛЧХ разомкнутой САР
с передаточной функцией
Рис. XV.5. Номограмма для уточнения асимпто-
тических ЛАХ колебательных звеньев
Рис. XV.7. Homoi рамма для iiociроения ЛФХ ко
леба!ельных звеньев
к (р} =W + pTJ* =
р(1 + 24Т1Р+ТУ)(1+рТ3)
100(1+О,33р)2
- р(1 4-2 0,2р 4-р2)(1 4-О,ОЗЗр)
Построение ЛЧХ систем, замкнутых еди-
ничной отрицательной обратной связью
(рис. XV.9), наиболее удобно проводить с по-
мощью номограммы пересчета, приведенной
на рис. XV. 10.
В прямоугольных координатах номо-
граммы нанесены значения ЛЧХ разомкну-
той одноконтурной системы Цсо) и ср (со).
Значения ЛЧХ замкнутой системы Lo(co) и
сро(со) снимаются для заданных Цсо) и ср (со)
в криволинейных координатах. Правила
пользования номограммой для случая САР,
изображенной на рис. XV.9, следующие:
(р(ы), град
Рис. XV.8. Пример построения ЛЧХ разомкнутой
одноконтурной системы
279
Таблица XV.4
Пример построения ЛЧХ разомкнутой одноконтурной
системы
Звено	Пара- метр	Частота <о, с 1							
		0,1	0,5	1		2		3	
1 1 + 2-0у2р+р2	\L Ф	0 — 2,5	2,2 -15	8 -90		2,2 -165		0,8 -172	
100 Р	А£ Ф	0 -90	0 -90	0 -90		0 -90		0 -90	
(\+№>р¥	AL Ф	0 4	0,4 20	1,2 40		3,2 74		6 90	
1 1 +0,033р	AL Ф	0 0	0 0	0 -2		0 — 4		0 -6	
	ALZ Фе	0 -88,5	2,6 -85	9,2 -142		5,4 -185		6,8 -178	
Звено	Пара- метр	Частота со, с 1							
		5	10	20	30		50		200
1 1+20,2/?+р2	AL Ф	0,3 -176	0 -180	0 -180	0 -180		0 -180		0 -180
100 Р	AL Ф	0 -90	0 -90	0 -90	0 -90		0 -90		0 -90
(1+0,ЗЗр)2	AL Ф	3,2 120	0,8 150	0 164	0 168		0 174		0 180
1 1 +0,033р	АЛ Ф	-0,2 -9	-0,6 -20	-1,6 -37	-3 -45		-60		0 -82
К(р}	ALZ Фе	3,3 -155	0,2 -140	-1,6 -143	-3 -147		-1,6 -156		0 -172
1)	в необходимом диапазоне частот снять
значения L'(co) = L(co) и ф'(со) = <р (со) с по-
строенных ЛЧХ разомкнутой системы;
Рис. XV.9. Сис1ема, замкну 1ая единичной обратной
связью
280
Рис. XV. 10. Номограмма пересчета
2)	для каждого фиксированного значения
частоты <x>f нанести в прямоугольных
координатах точку пересечения L'(cof) и ф'(со,)
и снять в криволинейных координатах номо-
граммы значения Lo (ш,) и <р' (соо).
Например, если при со = cox L' (coj) = — 4 дБ
и ср' (coj = — 80°, то значения ^(cOi) и
Фо(со1) равны соответственно — 6дБ и — 50°;
3)	если ф'(со) меняется в пределах от 0 ° до
+ 180°, то ее значения надо откладывать не-
посредственно по оси абсцисс номограммы,
а при снятии отсчетов фо(со) учесть, что зна-
ки Фо(<о) и ф"(со) совпадают;
4)	если ф' (со) меняется в пределах от
±180° до ±360°, то по оси абсцисс но-
мограммы надо откладывать значения
360 — |ф'(со)|;
5)	если L'(co) > 30 дБ, то Lo(co) и фо(со) при-
близительно равны нулю; если L'(со)— 30 дБ,
то значения Lo(°>) и ф'М приблизительно
совпадают соответственно с L'(co) и ф'(со).
Номограмму пересчета можно использо-
вать и для построения ЛЧХ различных со-
единений звеньев, как показано в табл. XV.5,
где под 1н и фн подразумеваются значения
ЛАХ и ЛФХ, полученные при отсчете в кри-
волинейных координатах номограммы пере-
счета.
В случае сложных многоконтурных си-
стем можно строить ЛАЧХ с помощью но-
Правила построения ЛЧХ
№ по пор.	Схема	Передаточная функция	Отложить на номо- грамме	Результат	№ по пор..
	|.— »	К'(р)	£', ф'	^Н’ Фн	
1		\+К'(р)			6
2	к'(р> 1—г*	К'(Р)	L', 180 4- ф'	^Н’	
				180 4- фн	
					7
3	—7 - > К'(р) — 	 1	К'(р) + К"(р)	£' - L",	L — Ан,	—
	1——1		ф' - ф"	ф' - Фн	
					8
4	4-	I + К"(р)	— £", -ф"	~^Н’ — Фн	—
	—г—*> к'(р)				9
5	1		 1	К'(р) — К"(р)	L' - L",		
	|г»;|—»		180 4-	ф' - Фн	
			4- (ф' - ф")		
Таблица XV.5
Схема				Передаточная функция	Отложить на номо- грамме	Результат
—	К"(р)	+		1 -Х"(р)	— L", 180 - ср"	— ^Н’ ~ Фн
+О-*| к"<р) 1—				1 1+Х"(р)	-L", -ф"	^Н’ Фн
						
	К'(р)			К'(р)	- (£' + L"), ~(ф' + Ф")	^Н +	’ Фн + Ф
	\К"(р)			1+К'(р)К"(р)		
	к'(р)	—		К'(р)	-(Г + L"), 180- - (ф' + Ф')	+ L, Фн + Ф'
	К"(р)			\-К'(р)К"(р)		
Рис. XV. 11. Пример замены комбинированной си-
стемы эквивалентной следящей системой: а—ис-
ходная схема; 6 — эквивалентная
мограммы пересчета и правил, сведенных
в табл. XV.5. Для этого предварительно про-
водятся структурные преобразования (см.
табл. XV.3), приводящие исходную систему
к виду, удобному для использования правил
табл. XV.5.
Построение ЛЧХ систем с комбиниро-
ванным управлением основывается на за-
мене этой системы эквивалентной следящей
системой с управлением только по отклоне-
нию [187]. Передаточная функция последней
составляется в виде, удобном для использо-
вания номограммы пересчета и правил
табл. XV.5.
Пример такой системы приведен на
рис. XV. 11. Исходная система (рис. XV.И, а)
в замкнутом состоянии имеет передаточную
функцию
Мр) =
[Мр) + *з(р)1Мр)
1+ /С1(р)Мр)
Эквивалентная система (рис. XV. 11,6), ра-
ботающая только по отклонению, в разомк-
нутом состоянии должна иметь передаточ-
ную функцию
к , } = к>-х(р) = [fc|(p) + fc3(p)] Мр)
угР 1-кух(р) 1-Мр)Нр)
С учетом принятых на рис. XV. 11 обозна-
чений ЛЧХ разомкнутой системы опреде-
ляется формулами
L(co) = Lx|(<o) + Lx2(w); <р(«) =
= <pxl(w) + <px2(<o),
где слагаемые, входящие в правые части,
определяются по номограмме пересчета и по
правилам 3 и 9 табл. XV.5. Для нахождения
282
ЛАЧХ исходной системы по полученным
Цсо) и ср (со) определяются
М<й) = £о(“) и <pU“) = Фо (и).
6. Устойчивость САР
Определение устойчивости является пер-
воочередным шагом в общей оценке спроек-
тированной САР. Система является устойчи-
вой, если после прекращения внешнего воз-
действия она по истечении некоторого
времени возвращается к тому состоянию
равновесия или вынужденного движения,
в котором находилась до начала воздей-
ствия. Устойчивость системы определяется
устойчивостью свободного движения, т. е.
поведением системы под влиянием нену-
левых начальных условий. Если свободная
составляющая регулируемой величины си-
стемы с течением времени стремится к нулю,
то данную систему считают устойчивой. При
стремлении свободной составляющей к неко-
торому конечному значению либо к режиму
установившихся колебаний система рассма-
тривается как нейтральная. В случае, если
значение свободной составляющей регули-
руемой величины либо амплитуда ее колеба-
ний возрастают неограниченно, система
является неустойчивой.
Если движение системы описывается диф-
ференциальным уравнением
(аорп + а1р"~1 + ... + а„_ tp + а„)у =
= (bopm + hlpm~l + b2pm~2+ ... +bm..lp +
+ bm)g + (c0Pl + c1pl~‘ + ... +cl_,p + cl)f,
где у, g и f — регулируемая величина, задаю-
щее и возмущающее воздействия: а0, al9
ап»	С0» С‘1» с2’ --’
с{ — постоянные коэффициенты, то свобод-
ную составляющую движения системы мож-
но представить как решение соответствую-
щего однородного уравнения
(аор" + atp"~1 + ... + a„-tp + а„)у = О (XV.6)
при ненулевых начальных условиях по
координатам системы
dy(t) d2y(t) d"-'y(t)
yU’ dt ’ dt2 ’ 	'
Общее решение однородного уравнения
(XV.6) является суммой слагаемых, вид ко-
торых определяется значениями корней ха-
рактеристического уравнения системы:
a0Sn + axSn"1 4- ... + ап_ XS + = 0.	(XV.7)
Рис. XV. 12. Пример расположения корней характе-
ристического уравнения системы третьего порядка
на комплексной плоскости: а — устойчивая система;
б — нейтральная система; в — неустойчивая система
Re
Рис. XV.13. Зона устойчивости САР

Если уравнение (XV.7) не имеет кратных
корней, то решение уравнения (XV.6) пред-
ставляет сумму j слагаемых вида AjeV
и к слагаемых вида Cke Yfcl sin (0kt + (рк),
где OLj — значения вещественных корней урав-
нения (XV.7), ук и — значения комплексно
сопряженных корней уравнения (XV.7), Ар Ск,
Рк, \|/к — постоянные интегрирования, свя-
занные с начальными условиями.
Для устойчивости линейной системы не-
обходимо и достаточно, чтобы все корни ее
характеристического уравнения (XV.7) имели
отрицательные вещественные части:
«I < о, Y* < 0.
Таким образом, мнимая ось на комплекс-
ной плоскости корней является границей
устойчивости (рис. XV. 12). Для системы ней-
тральной, находящейся на границе устойчи-
вости, характерно наличие корней, располо-
женных на мнимой оси и, наконец, для
неустойчивой — наличие хотя бы одного кор-
ня справа от мнимой оси.
Системы первого и второго порядка
устойчивы, если все коэффициенты характе-
ристического уравнения больше нуля. Для
систем более высокого порядка данное усло-
вие является лишь необходимым, но еще
недостаточным.
Для упрощения процесса исследования
устойчивости систем автоматического регу-
лирования используют специально сформу-
лированные требования к коэффициентам ха-
рактеристического уравнения системы — кри-
терии устойчивости.
Так как уравнения, описывающие систе-
му, как правило, идеализированы, а ее
параметры определяются с некоторой по-
грешностью и изменяются под действием
различных факторов, то любая система авто-
матического регулирования для нормально-
го функционирования должна иметь запас
устойчивости.
О запасе устойчивости можно судить пре-
жде всего по расположению корней характе-
ристического уравнения относительно мни-
мой оси на комплексной плоскости корней.
В практике инженерных расчетов для
определения запаса устойчивости наиболее
широко наряду с другими применяют крите-
рий Найквиста. При этом оценивается
удаленность ЛФХ разомкнутой системы от
точки с координатами [ — 1; J 0], для че-
го используются следующие показатели
(рис. XV. 13): запас устойчивости по фазе (у)
и запас устойчивости по амплитуде (Н).
На комплексной плоскости образуется за-
претная область для ЛЧХ разомкнутой си-
стемы, размеры этой области определяются
выбранными значениями у и h (рис. XV. 14).
В случае абсолютно устойчивой системы
запасы устойчивости у и h обычно опреде-
ляют по логарифмическим частотным харак-
теристикам, как это показано на рис. XV. 14.
Необходимые значения запасов устойчи-
вости зависят от требований к качеству
регулирования, их приближенные значения:
у = 30 - 60°; /1 = 6-20 дБ.
Рис. XV. 14. Определение запаса устойчивости по
логарифмическим частотным характеристикам разо-
мкнутой системы
283
7. Нелинейные системы
автоматического регулирования
Многие технологические объекты (терми-
ческие печи, машины стекольного производ-
ства, аппараты периодического действия
в легкой промышленности и др.) обладают
существенной нелинейностью, что необходи-
мо учитывать при проектировании АСУ ТП.
К нелинейным системам относят все си-
стемы, которые не могут быть описаны ли-
нейными дифференциальными уравнениями.
Множество нелинейных систем настолько
широко и многообразно, что практически не-
льзя говорить о едином классе нелинейных
систем, противостоящих классу линейных си-
стем [183]. В данном параграфе рассматри-
вается значительно более узкий, хотя и ши-
роко распространенный класс нелинейных
систем, характеризуемый следующей особен-
ностью: систему можно представить в виде
соединения двух блоков (рис. XV. 15): линей-
Рис. XV. 15. Структурная схема одноконтурной не-
линейной системы автоматического регулирования
ной части (ЛЧ), описываемой линейными
обыкновенными дифференциальными урав-
нениями с постоянными коэффициентами,
и нелинейного элемента (НЭ). Нелинейный
элемент при этом является безынерционным,
т. е. нелинейность рассматриваемого класса
систем обусловлена нелинейностью статиче-
ской характеристики одного из ее элементов.
Если система содержит несколько нели-
нейных элементов, то в некоторых случаях
(например, при параллельном, последова-
тельном или встречно-параллельном соеди-
Таблица XV.6
Типовые нелинейные характеристики
Наиме- нование нелиней- ности	Вид нелинейности		Аналитическая связь «вход-вы ход»	Наиме- нование нелиней- ности	Вид нелинейности		Аналитическая связь «вход-выход»
Ограни- чение (на- сыщение)	у -а		у = b при х> а b у = — х при |х| < а а у = — b при х < — а	Реле с зоной не- чувстви- тельно- сти	~а	гр	у = — b при х < — а у =0 при |Х|< а
	1 у	а х				а х	
Зона не- чувстви- тельности	у, -а		у = к(х + а) при х < —а у = 0 при | х |	0 । у = к (х — а) при I х > а	Кубиче- ская па- рабола	У-		у = 1ху
		а				X	
Зона не- чувстви- тельности с ограни- чением	У> \J	а1а1 *	у=—Ь при х < — у = к(х + а,) при —а2 < х < —Л| у = 0 при |х| < а। у = к(х — й|) при Л| < х < а 2 у = b при х> а2	Люфт	У> -а у	fa х	у = к (х - а) при х > 0 у = к (х + а) при х < 0
Реле			у = —Ь при х < 0 у = b при х > 0	Реле с гистере- зисом	У		у = b при х > а, х > 0 у = — b при х < а, х > 0 у = Ь при х > — а, х <0 у — — b при х < — а, х <0
		X				I х	
284
нении нелинейных элементов) ее можно
свести к рассматриваемому классу, за-
менив нелинейные элементы результиру-
ющей статической характеристикой [183].
В табл. XV.6 приведены некоторые наиболее
распространенные типовые нелинейные ха-
рактеристики.
Основы анализа устойчивости и синтеза
нелинейных систем даны А. М. Ляпуновым.
Так как общие аналитические методы реше-
ния нелинейных дифференциальных уравне-
ний отсутствуют, то при исследовании нели-
нейных систем в основном используют при-
ближенные методы. Эти методы можно
разделить на две группы [182]:
1) методы, основанные на решении нели-
нейных дифференциальных уравнений;
2) методы, использующие линеаризацию
нелинейных характеристик с последующим
применением линейных методов анализа.
К первой группе можно отнести методы
«припасовывания», фазовых траекторий, то-
чечных преобразований (отображений), гра-
фоаналитические, частотный метод
В. М. Попова, численные методы и метод
моделирования.
Ко второй группе относят методы мало-
го параметра (возмущений), гармонического
баланса, статической линеаризации.
Статические коэффициенты элементов
при нормальном законе распределения вход-
ного сигнала приведены в работах [183, 185].
Глава XVI
КЛАССИФИКАЦИЯ
ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
Известны три вида процессов: процессы
обработки материи, энергии и информации.
Управление — информационный процесс, по-
этому технические средства, используемые
для управления, предназначены для работы
с информацией.
Виды работ, которые можно выполнять
с информацией, следующие: преобразование
информации (изменение формы представле-
ния данных, кода, языка, но без изменения
содержания); перемещение информации
в пространстве, передача данных; перемеще-
ние информации во времени (фиксация
данных, запоминание с выводом по запросу,
по необходимости и т. п.); обработка данных
(в том числе арифметические и логические
операции, сортировка, комбинирование
и т. п.); размножение данных (снятие копий,
выборочное копирование, печать и т. п.) и др.
(см. гл. VIII).
Технические средства, предназначенные
для автоматизации управления технологиче-
ским процессом, выполняют один или не-
сколько видов перечисленных выше работ.
Виды работ, выполняемых машиной с ин-
формацией, удобно использовать для класси-
фикации технических средств. Комплексы
технических средств в АСУ ТП в основном
комплектуются аппаратурой государствен-
ной системы промышленных приборов
и средств автоматизации (ГСП). Можно ис-
пользовать также аппаратуру, входящую
в системы медицинских, научных, сельскохо-
зяйственных, гидрометеорологических, спе-
циальных приборов, и внесистемную, в том
числе специально разработанную для кон-
кретной АСУ ТП.
Для совместного использования раз-
личных устройств необходима их совмести-
мость. Различают информационную, энерге-
тическую, конструктивную, метрологическую
и эксплуатационную совместимость. Отсут-
ствие совместимости еще не означает невоз-
можность совместного использования техни-
ческих средств, однако приводит к дополни-
тельным затратам на аппаратуру, обеспечи-
вающую эту совместимость. Например, при
отсутствии информационной совместимости
требуются дополнительные затраты на пере-
кодирование информации. Эксплуатационная
несовместимость технических средств приво-
дит к дополнительным затратам на эксплуа-
тацию оборудования.
Для автоматизации управления техноло-
гическим процессом применяют электриче-
ские устройства вычислительной техники,
а также пневматические и гидравлические
приборы. Государственная система приборов
и средств автоматики предусматривает для
этой цели систему унифицированных блоков,
приборов и устройств электрической, гидрав-
лической и пневматической ветвей автомати-
ки, имеющих стандартизированные пара-
метры входных и выходных сигналов, нор-
мализованные габариты, присоединительные
размеры, параметры питания.
К средствам вычислительной техники от-
носятся средства переработки информации
(см. п. 8 гл. XVII), преобразователи (см. п. 2
и 3 гл. XVII).
Под цифровой автоматикой понимается
применение цифровой техники в устройствах,
служащих для автоматического выполнения
контролируемых решений и действий [188].
285
Время
Время
Рис. XVI.2. Одновременная передача двух пере-
менных величин
Рис. XV 1.1. Квантование аналоговой кривой
Цифровая техника применима для управ-
ления последовательностью событий в сле-
дящих системах, системах преобразования
данных, в системах автоматического регули-
рования. С помощью цифровой техники
можно измерить многие параметры, уплот-
нить каналы связи для передачи этих
данных, преобразовать полученную инфор-
мацию в необходимую форму [188], обрабо-
тать информацию и вывести ее для управле-
ния.
Основой преобразования аналоговой
переменной величины в дискретную является
квантование величины по времени [188]
(рис. XVI. 1). Под квантованием понимается
периодическая оценка непрерывной вели-
чины и запись ее в цифровой форме. Чем
меньше период квантования, т. е. время ме-
жду оценками, тем точнее приближается по-
лучаемая величина к истинной. Паузы между
оценками можно использовать для уплотне-
ния каналов при передаче информации.
Пусть каждая оценка является импульсом
тока определенной амплитуды, соответ-
ствующей аналоговой кривой. Между этими
импульсами можно поместить импульсы
другой кривой или нескольких кривых и осу-
ществить их последовательную передачу
(рис. XVI.2). В месте приема информации им-
пульсы, соответствующие разным кривым,
разделяются. Цифровая техника позволяет
последовательно опрашивать не только два,
а тысячи различных датчиков, собирать
и обрабатывать информацию. Основное ус-
ловие при этом — получение необходимой
точности измерения и обеспечение достаточ-
но быстрого опроса всех датчиков.
Точность измерения зависит от точности
самого датчика и преобразователя, инер-
ционности системы, периода опроса (частоты
квантования) и других параметров измери-
тельных средств.
В цифровой технике используют десятич-
ную, двоичную, двоично-десятичную, восьме-
ричную и другие системы счисления.
286
Двоичная система счисления — самая эко-
номичная, естественная, натуральная, широ-
ко применяемая в технике.
Для перевода чисел из одной системы
счисления в другую можно использовать
таблицы или пересчетные формулы.
Все устройства цифровой вычислительной
техники компонуются из ограниченного на-
бора стандартных или нормализованных уз-
лов: триггеров, мультивибраторов, элек-
тронных ключей, схем формирования, пере-
счетных схем, схем фиксации уровня, генера-
торов, блокинг-генераторов, фантастронов,
усилителей, повторителей и др.
Для анализа и синтеза схем цифровых
устройств используется алгебра логики или
исчисление высказываний. Основные виды
сложных высказываний алгебры логики при-
ведены ниже.
1.	Отрицание
А = не А
0 = 1
1 =0
2.	Логическое умножение (коньюнкция)
А л В = А и В
0а0 = 0
0а1 =0
1л0=0
1 а1 = 1
3.	Логическое сложение (дизьюнкция)
A v В = А или В
0v0=0
Ovl = 1
1 v0 = l
Ivl = 1
4.	Операция
равнозначно В
0-0 = 1
0-1=0
1-0 = 0
1-1 = 1
равнозначности А — В = А
5.	Отрицание равнозначности А ~ В = А
неравнозначно В
0~0 = 0
Рис. XVI.3. Укрупненная структура ЭВМ
0~1 = 1
1~0=1
1~1=0
6.	Импликация А -* В = если А, то В
0-0=1
0-1 = 1
1-0 = 0
1-1 = 1
Любую универсальную электронную циф-
ровую вычислительную машину можно рас-
сматривать как состоящую из пяти частей
(рис. XVI. 3): арифметического устройства
для выполнения операций над числами и
командами; запоминающего устройства для
приема, хранения и выдачи чисел; устрой-
ства управления для координации работ
всей машины и автоматического управления
ее работой; устройства ввода данных;
устройств вывода данных (см. гл. XVII.3).
Цифровая автоматика включает также те-
лемеханическую аппаратуру дистанционного
контроля и управления (см. п. 3 гл. XVII), ап-
паратуру дистанционной обработки данных
(телеобработка), специальную аппаратуру
передачи данных (см. п. 6 гл. XVII).
Элементная база цифровой автоматики
в последние годы развивалась весьма интен-
сивно и прошла путь от реле и ламповых
схем до больших интегральных схем. Полу-
чены небольшие недорогие микропроцес-
соры, которые используются в АСУ ТП. Ис-
пользование таких микровычислителей по-
зволяет создавать вычислительную сеть, рас-
средотачивать, децентрализовывать вычисли-
тель. Принцип максимальной централизации
вычислений, который был результатом высо-
кой стоимости ЭВМ, сложности их обслужи-
вания и высокого быстродействия, в связи
с этим пересмотрен.
Наибольшее влияние элементная база
цифровой автоматики оказывает на ЭВМ.
Поколения ЭВМ — термин, характеризую-
щий степень совершенства в области элек-
тронной вычислительной техники. В основе
различия поколений машин лежит прежде
всего их элементная база, а также особенно-
сти структуры машин, системы математиче-
ского обеспечения и режимов работы.
Первое поколение машин строилось на
электронных лампах, второе — на полупро-
водниковых приборах, третье — на интег-
ральных схемах, четвертое — на больших ин-
тегральных схемах (БИС). Последним при-
надлежит ближайшее будущее цифровой вы-
числительной техники.
2.	Структура технических средств
Любое устройство состоит из струк-
турных составляющих и структурных бло-
ков, каждый из которых отражает самостоя-
тельный процесс, выполняемый с информа-
цией. Например, термометр сопротивления
можно представить как цепочку следующих
структурных блоков: устройство ввода ин-
формации — корпус датчика, воспринимаю-
щий тепло от измеряемого тела; чувстви-
тельный элемент (преобразователь информа-
ции) — медный провод, изменяющий свое
электрическое сопротивление в зависимости
от температуры, т. е. преобразующий темпе-
ратуру в электрическое сопротивление;
устройство вывода информации — проводни-
ки и клеммы для подключения в линии связи
или ко вторичному прибору.
Устройства ввода и вывода не всегда
можно четко определить. Иногда они совпа-
дают с чувствительным элементом — пре-
образователем информации или с выходным
преобразователем. Например, радиостанция
с антенной имеет устройство ввода, совпа-
дающее с антенной, которая является пре-
образователем электромагнитного поля
в электрическое напряжение. Значение струк-
287
турных блоков ввода и вывода вспомога-
тельное, поэтому далее будем рассматривать
их как формальные блоки, определяющие
границы отдельных устройств. Не следует
эти структурные блоки также путать
с устройствами ввода-вывода электронных
вычислительных машин.
Структурные блоки не соответствуют
конструктивным; блокам устройств. Это
укрупненные понятия, отражающие только
движение информации через устройства. Под
движением информации здесь понимаются
выделение и ввод информации, передача ее,
фиксация, преобразование, переработка и вы-
вод. Однако структурные блоки позволяют
лучше понять сущность технических средств
и облегчают их классификацию.
Классификацию технических средств, ис-
пользуемых для механизации и автоматиза-
ции управления производством, можно про-
водить по трем уровням:
1)	классификация структурных составляю-
щих технических средств (см. п. 3 гл. XVI);
2)	классификация технических средств
(см. п. 4 гл. XVI);
3)	классификация технических систем
управления (см. параграф 5 гл. XVI).
3.	Классификация
структурных составляющих
Укрупненные структурные составляющие,
выполняющие одну из операций над инфор-
мацией, можно использовать для анализа
как технических средств, так и самих эле-
ментов их структуры. Имеются следующие
виды структурных составляющих.
Чувствительный элемент-преобразователь
воспринимает вводимую в рассматриваемое
устройство информацию и преобразует ее
в необходимую форму.
Преобразователь — одна из основных
структурных составляющих технических
средств управления. Под преобразователем
понимают устройства, обеспечивающие
любые преобразования информации в другие
виды, в том числе преобразования, выпол-
няемые в ЭВМ с помощью арифметического
устройства и устройства управления. Обыч-
но преобразователи следуют один за другим,
причем первым является чувствительный
элемент.
Устройство поиска обеспечивает выбор
необходимого вводного или выводного
устройства и подключение к нему. Такие
устройства имеются во всех сложных систе-
мах, содержащих несколько датчиков или
устройств вывода (например, в АТС, комму-
288
таторах, машинах централизованного кон-
троля и т. д.).
Устройство сравнения предназначено для
сравнения информации, поступающей одно-
временно по двум каналам. Такими устрой-
ствами являются дифференциальные устрой-
ства — весы, дифманометры и др.
Накопитель — под этим элементом пони-
маются все виды памяти, от простейших
счетчиков в накопителях до оперативной па-
мяти ЭВМ. Накопитель предназначен для
ввода, хранения информации и вывода ее по
требованию. Накопители широко применяют
в технических средствах. Разновидности на-
копителей (различных видов «памяти») под-
робно описаны в литературе (см. также п. 7
гл. XVII).
Преобразователь положения — устройстве^,
обеспечивающее изменение расположения
ийформации, перемещение документов на
конвейерной ленте, по пневмопочте, а также
передачу данных в виде электрических, пнев-
матических и других сигналов, «транспорти-
руемых» по линиям связи.
Для автоматизации управления производ-
ством используют следующие основные пер-
вичные носители информации: электрический
ток (постоянный, импульсный, переменный,
высокочастотный, с частотной, фазовой, ам-
плитудной модуляцией и т. д.); электромаг-
нитное поле; магнитное поле; изображение
(световые лучи, документ, чертеж, рисунок,
движущаяся картина); газ, жидкость, твердое
тело (их температура, давление, расход, коле-
бание, качественный состав); перфорирован-
ное тело (жетон с перфорацией, перфокарты);
устройство с набором (жетон с магнитными
или поглощающими элементами, наборное
поле, коммутационная доска); информация,
упакованная в тару (в том числе в тару, несу-
щую на себе информацию); масса (мате-
риалы, полуфабрикаты, готовая продукция);
время.
Для выяснения информационной сути
технических средств необходимо изучать их
структурные составляющие. Классификация
структурных составляющих и изучение на их
основе структуры технических средств облег-
чают информационную классификацию этих
средств.
Изучение структуры технических средств
на базе структурных составляющих имеет
важное значение для разработчиков средств
и специалистов, занимающихся унификацией
этих средств.
Чувствительные элементы и преобразова-
тели, используемые в технических средствах,
можно условно классифицировать как пока-
зано в табл. XVI. 1.
Таблица XVI.l
Классификация преобразователей информации
Г руппа	Виды преобразователей	Подгруппа	Виды преобразователей
1	Преобразование электри- ческого сигнала в любые сигналы	1	Электрические колебания — колебания других носителей
		2	Электрическая энергия — перемещение (работа)
		3	Электрическая энергия — другие виды энергии
		4	Электрический кодированный сигнал — электри- ческий сигнал в другом коде
2	Преобразование переме- щения в любые сигналы	1	Механические колебания — колебания других но- сителей
		2	Механическая энергия — работа, фиксирующая информацию
		3	Перемещение — изменение других носителей
		4	Перемещение — кодированный сигнал
3	Преобразование любых сигналов, кроме перемещения и электрических, в электрический сигнал		
4	Преобразование любых сигналов, кроме перемещения и электрических, в перемещение		
5	Прочие виды преобразований		
Преобразователи обычно располагаются
в аппаратуре последовательно, причем не
всегда четко удается их различить. Напри-
мер, электромагнитное реле имеет преобра-
зователи электрического тока в электромаг-
нитное поле, электромагнитного поля — в
перемещение якоря, перемещение якоря — в
замыкание контактов реле. Укрупненно, не
меняя сути, можно рассматривать первые
три преобразователя как один. Тогда
в структуре реле будут два преобразователя:
электрический ток — перемещение якоря ре-
ле, перемещение якоря — замыкание контак-
тов реле. Наконец, всю систему можно
укрупненно рассматривать как один пре-
образователь: электрический ток — замыка-
ние контактов реле.
Устройство поиска (коммутаторы, опра-
шивающие устройства) различаются по ис-
пользуемой аппаратуре, характеру движения
контактной системы, принципу работы
схемы. Скорость работы устройства поиска
и срок их службы зависят от используемой
аппаратуры (табл. XVI.2).
По характеру движения контактной си-
стемы различают коммутаторы с опера-
ционным, старт-стопным и синхронным
перемещением. В синхронных коммутаторах
переключение выполняется непрерывно,
в операционных — непрерывно или шагами
до совмещения с нужным каналом, в старт-
стопных коммутаторах переключение на-
чинается по получении сигнального импуль-
са. Коммутаторы, состоящие из отдельных
элементов, строятся по схеме счета импуль-
сов или по схеме совпадения. Коммутатор
Таблица XVI.2
Зависимость характеристик устройств поиска от
используемых приборов
Приборы, на которых построена схема коммутатора	Скорость переклю- чения, Гц	Число срабаты- ваний
Механические коммутато-	До 10	107
ры, шаговые искатели		
Электромагнитные реле	» 200	107
Капсульные реле	» 300	2 107
Реле с ртутным заполне-	» 300	Ю‘о
нием		
Полупроводниковые прибо-	Св. 350	10”
ры		
10 п/р Смилянского Г. Л.
289
может выполнять последовательное или про-
граммное переключение каналов.
Устройства сравнения немногочисленны,
поэтому классификация, необходимая для
выделения отличительных черт и для облег-
чения запоминания, нецелесообразна.
4.	Классификация средств
механизации и автоматизации
управления
Классификация технических средств необ-
ходима для облегчения ориентации во мно-
жестве устройств, упрощения их выбора, уче-
та и планирования производства. Классифи-
кация должна быть «общим языком» для
разработчиков, изготовителей и потребите-
лей средств.
Технические средства можно группиро-
вать по эксплуатационным характеристикам,
функциям управления, информационным ха-
рактеристикам, конструктивному сходству
механизмов и узлов.
Классификация технических средств наи-
более удобна по их информационным харак-
теристикам, если рассматривать информа-
цию как основу процесса управления.
Поскольку современные технические
средства сочетают в одном приборе выпол-
нение нескольких функций, принадлежность
устройства к определенному классу опреде-
ляется по его основному назначению. Напри-
мер, в фототелеграфе, который на расстоя-
нии изготавливает копию документа, основ-
ной функцией является передача документов.
По этому признаку фототелеграф относится
к средствам передачи информации, хотя
в определенных условиях он может исполь-
зоваться для снятия копий документов.
Информационная классификация техниче-
ских средств предусматривает шесть классов
основных средств, непосредственно исполь-
зуемых для механизации и автоматизации
управления (см. также гл. XVII).
Технические средства, обеспечивающие
преобразование информации, дополнительно
классифицируются по признаку отношения
к создаваемой системе: они могут распола-
гаться на входе в систему, на выходе из си-
стемы и внутри системы. В соответствии
с этим различают входные преобразователи
(датчики), выходные преобразователи (сред-
ства вывода и управления) и внутриси-
стемные (табл. XVI.3).
Все технические средства разбиты на сле-
дующие классы:
0. Входные преобразователи, или сред-
ства выделения информации (датчики, реги-
290
страторы производства), обеспечивающие
преобразование входной информации в стан-
дартные сигналы и коды или в машинный
язык.
1.	Средства промежуточного преобразо-
вания информации, обеспечивающие взаи-
мосвязь между устройствами с разными сиг-
налами, различными «машинными языка-
ми», используемые внутри систем.
2.	Выходные преобразователи, средства
вывода информации и управления, преобра-
зующие машинную информацию в раз-
личные формы, необходимые для управления
технологическим процессом (непосредствен-
но или через человека).
3.	Средства передачи информации, обес-
печивающие передачу, перемещение инфор-
мации в пространстве.
4.	Средства фиксации информации, обес-
печивающие передачу, перемещение инфор-
мации во времени.
5.	Средства переработки информации.
Кроме того, в этой классификации пред-
усматриваются четыре класса вспомога-
тельных средств:
6.	Документационная техника, включаю-
щая средства создания и уничтожения доку-
ментов.
7.	Конторско-архивная техника.
8.	Вспомогательное оборудование.
9.	Материалы и инструмент.
Вспомогательные средства (классы 6 — 9)
обеспечивают выполнение второстепенных
процессов управления: копирование, печать,
размножение технической документации,
обработку корреспонденции, создание усло-
вий нормальной работы управленческого
персонала, поддержание технических средств
в исправном состоянии и их функционирова-
ние.
Каждый класс разбит на 10 типов. Сред-
ства внутри класса по типам располагаются
в порядке возрастания сложности.
Простейшие вспомогательные средства
относятся к типу 0. Тип 7 включает наи-
более сложные машины, характерные для
каждого класса. Тип 8 включает системы-
комплексы, объединяющие несколько отдель-
ных устройств, в том числе машин класса 7.
Тип 9 — резервный, во всех классах эти по-
зиции свободны.
Каждой группе средств присваивается
код, состоящий из номеров класса и типа.
Например, клавишные счетные машины
(шифр 51) относятся к классу 5, тип 1 [514, с.
230].
Дальнейшая классификация может про-
изводиться в каждой группе средств незави-
симо от других групп.
Таблица XVI.3
Сравнительная классификация технических средств
Функцио- нальные группы изделий ГСП (ГОСТ 12997-76)	Технические средства (примеры)		Группы технических средств, распределен- ных по видам работ, выполняемых с информа- цией	Функцио- нальные группы изделий ГСП (ГОСТ 12997-76)	Технические средства (примеры)		Группы технических средств, распределен- ных по видам работ, выполняемых с информа- цией
Устройства получения ин- формации о состоянии процесса	Первичные изме- рительные преобра- зователи		Средства выделения информа- ции — дат- чики (вход- ные преоб- разователи)	Аппарату- ра для пре- образования, хранения и обработки информации и формиро- вания команд управления	Функ- циональ- ный пре- образо- ватель	АВМ	Средства переработки информации
					Устройства ввода вспомогательной ин- формации		Средства выделения информа- ции — датчи- ки (входные преобразо- ватели)
	Нормирующие преобразователи		Средства преобразова- ния (внутри- системные преобразо- ватели)				
					Программный задат- чик		
				Средства приема, пре- образования и передачи информации по каналам связи (пере- дача команд управления)	Преобразователи (шифраторы команд уп- равления)		Средства передачи информации
Средства приема, пре- образования и передачи ин- формации по каналам свя- зи	Преобразователи (шифраторы)		Средства передачи ин- формации				
	Канал связи				Канал связи		
	Преобразователи (дешифраторы)				Преобразователи (дешифраторы команд управления)		
Аппаратура для преобра- зования, хра- нения и обра- ботки инфор- мации и фор- мирования команд уп- равления	Вто- ричный прибор	Регист- рирую- щее уст- ройство	Средства фиксации информации				
				Устройст- ва исполь- зования ко- мандной ин- формации в целях воз- действия на процесс и для связи с оператором	Усилители мощности		Средства вывода и уп- равления (вы- ходные пре- образовате- ли)
					Исполнительные ме- ханизмы		
		Уст- ройство памяти					
	Анали- затор	Анали- затор, функцио- нальный преобра- зователь, вычисли- тель, в том чис- ле СКМ, СПМ, ЭВМ,	Средства переработ- ки информа- ции				
	Вычи- слитель- ное уст- ройство						
	Регуля- тор						
10*
291
Классификация средств механизации и автоматизации управления
Виды работ, выполня- емых тех- ническими Средствами	Классы технических средств	Код клас- са	Группа	Методика выбора	Дополни- тельные данные
Преобра- зование ин- формации : входное	Датчики	0	Основ- ные средст- ва	См. п. 1 гл. XVII	См. приложение 5.1
проме- жуточ- ное	Преобразова- тели	1		См. п. 2 гл. XVII	См. приложение 5.2
выход- ное	Средства вы- вода и управ- ления	2		См. п. 3,4, 5 гл. XVII	См. приложения 5.3-5.5
Передача данных	Средства пе- редачи инфор- мации	3		См. п. 6 гл. XVII	См. приложение 5.6
Фиксация данных	Средства фиксации ин- формации	4		См. п. 7 гл. XVII	См. приложение 5.7
Обработ- ка данных	Средства пе- реработки ин- формации	5		См. п. 8 гл. XVII	См. приложение 5.8
Таблица XVL4
Виды работ, выполня- емых тех- ническими средствами	Классы технических средств	Код клас- са	Группа	Методика выбора	Дополни- тельные данные
Размно- жение до- кументов	Документа- ционная техни- ка	6	Вспо- мога- тельные средства	См. п. 9 гл. XVII	-
Хранение носителей информа- ции и обра- ботка кор- респон- денции	Конторско- архивная тех- ника	7			-
Обслужи- вание аппа- ратуры и со- здание ком- фортных ус- ловий пер- соналу	Вспомога- тельное обору- дование	8			См. приложе- ние 5.9
	Материалы и инструмен- ты	9		См. п. 10 гл. XVII	-
Для пояснения классификации приведена
табл. XVI.4.
Для сравнения классификации техниче-
ских средств с функциональными группами
изделий ГСП приведена табл. XVI.3.
5.	Классификация
технических
систем управления
Успешное решение задачи внедрения ав-
томатизированных систем управления техно-
логическими процессами в различных отрас-
лях народного хозяйства зависит от пра-
вильной классификации технических систем
управления.
АСУ ТП, как и АСУП, состоят из органи-
зационных систем и технических систем
(см. гл. III). Создание типовых АСУ ТП
в настоящее время невозможно из-за значи-
тельного расхождения организационных си-
стем управления предприятиями. Организа-
ционные системы управления необходимо
тщательно «привязывать» к объекту, учиты-
вать как можно полнее его специфические
особенности. Только такая привязка может
обеспечить эффективность функционирова-
ния АСУ ТП.
В этих условиях типизация организа-
ционных систем возможна на уровне от-
дельных задач, процедур, или, как это при-
нято в настоящее время называть, на уровне
«типовых проектных решений» (ТПР). Пред-
полагается комплектация всей организацион-
ной системы предприятия из таких ТПР, как
из отдельных кубиков.
Между тем технические средства не столь
подвержены влиянию специфики предприя-
тия. Это положение можно подтвердить хотя
бы тем, что ЭВМ М-6000 используется на
предприятиях разных отраслей промышлен-
ности, но программы ее работы различные
даже для решения одинаковых задач. Это
позволяет использовать на различных пред-
приятиях одинаковые наборы технических
средств — комплексы технических средств
(КТС).
Номенклатура типовых КТС АСУ ТП за-
висит от следующих основных характери-
стик производства:
отраслевой принадлежности (преоблада-
ние химических или механических процессов,
агрессивность сред, запыленность и т. п.
факторы);
характера производственного процесса
(прерывистый или непрерывный);
размеров производства (крупное, мелкое,
среднее);
масштабов производства однотипной
продукции (массовое, серийное, индивидуаль-
ное);
метода организации производственного
процесса (поток, групповая обработка, еди-
ничная);
степени механизации и автоматизации
производственного процесса (комплексно
и частично автоматизированные, комплексно
механизированные, частично механизиро-
ванные, с преобладанием ручного труда);
потоков производственной информации
(объемы информации, частота поступления,
сложность обработки и т. д.).
Значительно облегчается проектирование
АСУ ТП при использовании комплекса
технических средств вместо отдельных
устройств, из которых компонуется комплекс
готовых наборов, так называемых агрегати-
рованных комплексов технических средств.
Такие комплексы разработаны, выпускаются
(гл. XVIII) и продолжают разрабатываться.
Минприбор СССР предлагает потребите-
лям следующий перечень агрегатированных
комплексов:
Комплексы широкого назначения:
АСПИ — агрегатированный комплекс
средств сбора и первичной обработки алфа-
витно-цифровой информаций;
АСКР — агрегатированный комплекс
средств контроля и регулирования;
АСЭТ — агрегатированный	комплекс
средств электроизмерительной техники;
АССТ — агрегатированный	комплекс
средств систем телемеханики;
«НАРТ-67» — комплекс систем телеме-
ханики;
АСПУ — агрегатированный комплекс
средств программного управления;
КТС ЛИУС — комплекс технических
средств для локальных информационно-
управляющих систем;
АСВТ — агрегатированный комплекс
средств вычислительной техники;
Специализированные комплексы:
АС АТ — агрегатированный	комплекс
средств аналитической техники;
АСНК — агрегатированный	комплекс
средств неразрушающего контроля;
АСХТ — агрегатированный	комплекс
средств хронометрической техники;
АСИП — агрегатированный	комплекс
средств испытания материалов и конструк-
ций на прочность;
АСИМ — агрегатированный	комплекс
средств измерения и дозирования масс;
АСГТ — агрегатированный	комплекс
средств геофизической техники;
293
АСИ В — агрегатированный	комплекс
средств измерения вибраций;
АСОТ — агрегатированный	комплекс
средств организационной техники;
АКДН — агрегатированный комплекс до-
заторов непрерывного действия;
АКТУ — агрегатированный комплекс та-
хометрических устройств;
АПИР — агрегатированный комплекс пи-
рометров излучения;
Агрегатированный комплекс струйных
средств для построения систем пневмоавто-
матики;
ССРТ — система средств регистрирующей
техники;
Агрегатированный комплекс электриче-
ских исполнительных устройств.
Описание ряда комплексов приведено в
каталоге ГСП [11]. Часть аппаратуры от-
ражена в настоящем справочнике.
Классификацию технических систем авто-
матизированного управления можно прово-
дить по многим направлениям. В настоящее
время используются следующие направле-
ния:
по уровню автоматизации (автоматизиро-
ванные, автоматические);
по выполняемым функциям (местные,
централизованные, комплексные);
по наличию замкнутых цепей воздействия
в автоматизированных и автоматических си-
стемах (информационные, информационно-
управляющие, управляющие);
информационные системы с разомкнутой
цепью воздействий (справочные, советую-
щие, информационно-советующие);
по степени совершенства (не самоприспо-
сабливающиеся и самоприспосабливающие-
ся, в том числе самообучающиеся, самона-
страивающиеся) ;
по отраслям применения (в машинострое-
нии, металлургии, транспорте, связи и т. п.);
по характеру ввода информации (автома-
тизированные, автоматические, комбиниро-
ванные);
по обслуживающим объектам (на пред-
приятии, производстве, цехе, участке, агрега-
те и т. п.);
по числу датчиков, с которых отбирается
информация (АСУ ТП-100, АСУ ТП-1000);
по структуре системы (локальные, иерар-
хические).
Классификация АСУ ТП по выпол-
няемым функциям удобна для использова-
ния проектировщиками.
К местным (локальным) системам можно
отнести, например, комплекс из локальных
однопараметрических систем контроля, регу-
лирования и управления, каждой из которых
294
задается уставка, соответствующая необхо-
димой программе управления процессом
в целом. Такое построение системы оправда-
ло себя при автоматизации сравнительно
простых, устойчивых процессов с постоян-
ными условиями работы — сравнительно
малыми колебаниями свойств исходных ма-
териалов, источников энергии, параметров
процесса.
К централизованным системам относится,
например, комплекс локальных однопараме-
трических систем контроля, регулирования
и управления с автоматическими задатчика-
ми, настраивающимися с помощью ЭВМ,
которая получает информацию от автомати-
ческих датчиков, обрабатывает ее в соответ-
ствии с заданным (обычно оптимальным) ал-
горитмом управления всем технологическим
процессом и выдает команды на задатчики.
Это иерархические системы, обеспечивающие
выполнение одной-двух функций управления.
К комплексным системам можно отнести,
например, АСУ ТП, в которых данные о хо-
де технологического процесса и о результа-
тах регулирования процесса собираются
с датчиков с помощью ЭВМ и обрабаты-
ваются в соответствии с алгоритмами управ-
ления. В результате вырабатываются ко-
манды управления непосредственно для ис-
полнительных механизмов, советы операто-
рам и т. п.
Комплексы технических средств для
местных, централизованных и комплексных
систем изложены в гл. XVIII, а отдельные
средства — в гл. XVII.
6.	Требования
к техническим средствам АСУ ТП
От правильной постановки требований
к техническим средствам и от степени их
удовлетворения во многом зависит успех ав-
томатизации управления.
Постановка требований к техническим
средствам АСУ ТП требует знания, кроме
автоматизируемого процесса и оборудова-
ния, теории управления, теории автоматизи-
руемого управления, в том числе организа-
ции, информации, программирования и тех-
нологической автоматики. Необходимость
знаний в таком широком диапазоне обла-
стей науки и техники является основным
препятствием для специалиста, разрабаты-
вающего требования к техническим сред-
ствам АСУ ТП.
Сложность удовлетворения требований
к техническим средствам вызвана как отсут-
ствием аппаратуры с соответствующими ха-
рактеристиками, так и необходимостью ком-
поновки комплексов из отдельных средств
(см. гл. XVI, XVII, XVIII).
Технические средства АСУ ТП должны
соответствовать требованиям:
по устойчивости к внешним воздействиям
(ГОСТ 17786-72, ГОСТ 17785-72, ГОСТ
17167-71);
по параметрам питания (ГОСТ 721—77,
ГОСТ 13053-76);
по надежности аппаратуры (ГОСТ
13216-74);
по категории исполнения технических
средств (ГОСТ 20397-74, ГОСТ 12997-76,
ГОСТ 21552-76);
по уровню радиопомех («Общесоюзные
нормы допускаемых индустриальных радио-
помех» № 1 — 72 — 9 — 72).
Для удобства рассмотрения разбиваем
технические требования на пять групп: ин-
формационные, организационные, математи-
ческие, технические, экономические — в со-
ответствии с основами автоматизации управ-
ления производством промышленных пред-
приятий [192].
Все требования так или иначе направлены
на обеспечение совместимости объекта авто-
матизации (станка, цеха или предприятия
в целом), технических средств и людей. Сле-
дует выделить совместимость технических
средств с объектом, технических средств ме-
жду собой и технических средств с людьми.
Группы информационных и математиче-
ских требований направлены на обеспечение
совместимости между техническими сред-
ствами, а также техническими средствами
и персоналом.
Группы организационных и экономиче-
ских требований должны обеспечивать со-
вместимость комплекса технических средств
с объектом.
Группа технических требований направле-
на на удовлетворение всех трех видов совме-
стимости.
Информационные требования. К этой груп-
пе требований относится требование об ин-
формационной совместимости технических,
средств между собой и с обслуживающим
персоналом. Информационная совмести-
мость технических средств обеспечивается
полным или частичным (в выбранном диапа-
зоне) совпадением форм представления ин-;
формации, видов машинных носителей, язы-
ков, кодов (см. гл. VIII, IX).
Удобство общения человека с оборудова-
нием достигается информационной совме-
стимостью средств по вводу данных в обо-
рудование, по выводу данных для человека,
по выводу данных о состоянии оборудова-
ния, в том числе в процессе его ремонта.
Организационные требования. Структура
управления технологическим процессом, тех-
нология управления и технические средства
должны соответствовать друг другу, как
в момент внедрения АСУ ТП, так и в буду-
щем. Для этого необходимо:
соответствие структуры КТС -структуре
управления объектом и технологии управле-
ния им;
обеспечение автоматизированного выпол-
нения основных технологических функций
управления: выделения информации, переда-
чи ее, фиксации, обработки, вывода данных
на исполнительные механизмы, вывода
данных и передачи их персоналу;
обеспечение возможности изменения
и развития КТС;
предусмотрение возможности создания
организационных систем контроля работы
КТС, дополняющих системы обеспечения
надежности, имеющиеся в технических сред-
ствах;
возможность создания организационных
систем контроля персонала и обеспечения
юридической ответственности должностных
лиц за свои действия.
Требование соответствия структуры КТС
структуре и технологии управления процес-
сом приводит к разделению КТС на часть,
работающую в ритме автоматизируемого
процесса, и на часть, решающую задачи
координации по мере необходимости в более
длинных циклах управления.
Математические требования. Достаточно
быстрое решение основных задач АСУ ТП
(пропускная способность) достигается как
конструкцией аппаратуры, так и качеством
ее математического обеспечения. Общение
персонала с машиной обеспечивается также
не только формами представления информа-
ции, кодами и языками, но и диалогом с ма-
шиной, совершенством ее ответов, советов,
рекомендаций, способностью «понимания»
машиной человека.
Совместная работа машин не всегда воз-
можна из-за различных несоответствий в их
информационном обеспечении. Сглаживание
этих несоответствий может быть выполнено
с помощью математического обеспечения —
программ перекодирования, перевода, пере-
составления макетов и т. п. Это обусловли-
вает следующие требования к математиче-
скому обеспечению:
достаточно быстрое решение основных
задач АСУ ТП;
упрощение общения операторов и обслу-
живающего персонала с КТС за счет боль-
шей приспособленности КТС к общению;
295
возможность информационной «стыков-
ки» между собой различных технических
средств.
Технические требования. Эти требования
иногда разделяют на конструктивные и экс-
плуатационные, внешние и внутренние, ос-
новные и вспомогательные.
К основным техническим требованиям
следует отнести:
производительность, необходимую для
своевременного решения всех задач АСУ ТП
данного вида (значительное превышение
производительности над требуемой приво-
дит к излишнему расходу средств);
приспособленность к условиям окружаю-
щей среды на автоматизируемом предприя-
тии, что особенно важно для периферийных
технических средств (датчиков, устройств вы-
вода данных);
надежность, в том числе помехоустойчи-
вость, ремонтопригодность и т. п. (см.
гл. VI);
использование унифицированных блоков,
устройств, серийно выпускаемых промыш-
ленностью;
простота эксплуатации и обслуживания.
К вспомогательным техническим требова-
ниям относятся:
— техническая совместимость средств, ос-
нованная на общей элементной базе и об-
щей конструктивной базе;
— требования эргономики, технической
эстетики.
Использование новейшей элементной
базы в оборудовании АСУ ТП не является
обязательным требованием, так как обычно
это удорожает аппаратуру, ставит препят-
ствия на пути использования хорошо отра-
ботанных и оправдавших себя технических
средств, на первых порах может снизить на-
дежность КТС.
Экономические требования. Экономич-
ность является основным принципом авто-
матизации управления. Поэтому, говоря об
информационных требованиях, следует ста-
вить вопрос об экономичной информацион-
ной совместимости вообще, а говоря об ор-
ганизационных требованиях, следует иметь
в виду наиболее экономичную организацию
управления с помощью выбираемого КТС,
а не организацию управления вообще. Мате-
матические и технические требования об
обеспечении решения задач означают эконо-
мичное решение задач, а не обеспечение ре-
шения задач вообще. Следовательно, эконо-
мические требования необходимо учитывать
во всех остальных требованиях к техниче-
ским средствам.
296
Кроме того, могут быть сформированы
и чисто экономические требования к КТС:
минимальные капитальные вложения на
создание КТС;
минимальные эксплуатационные затраты,
простота эксплуатации;
минимальные производственные площади
для размещения КТС;
минимальные затраты на вспомогатель-
ное оборудование, обеспечивающее работу
технических средств.
Эти требования обычно противоречивы,
поэтому следует искать решение по миниму-
му приведенных затрат.
При проектировании КТС следует соблю-
дать также следующие требования, носящие
экономический характер:
основное направление действия КТС дол-
жно обеспечивать исключение массовых опе-
раций управления, выполняемых вручную;
это означает необходимость механизации
или автоматизации прежде всего массовых
ручных операций и подбор соответствующей
аппаратуры;
чем больше число людей, работающих
с каким-либо техническим средством, тем
выше должен быть уровень автоматизации,
обеспечиваемый этим устройством, уровень
надежности устройства и тем проще должна
быть технология работы с ним.
7.	Структура комплекса
технических средств АСУ ТП
Классы технических средств, перечис-
ленные и описанные в гл. XV — XVIII, позво-
ляют создавать сложные комплексы взаи-
моувязанных технических средств, обеспечи-
вающих решение задач АСУ ТП.
Укрупненно в общем виде технические
системы управления имеют структуру, при-
Рис. XVI.4. Укрупненная общая структура техни-
ческих систем управления
Рис. XVI.5. Типовые структуры иерархических
АСУ ТП с использованием пневматических средств
автоматизации типа «Центр-1» в составе локальных
систем: О — объекты контроля и управления; Л —
локальные системы; ЛТ—локальная информацион-
но-управляющая система централизованного контроля
с телемеханикой; УМ — управляющая машина;
ДП — диспетчерский пункт; ВЦ — вычислительной
центр
веденную на рис. XVI.4. Такая структура
обеспечивает ввод информации с помощью
датчиков 0, преобразование данных внутри
системы с помощью внутрисистемных пре-
образователей /, передачу данных с по-
мощью аппаратуры передачи данных 3, фик-
сацию информации в устройствах памяти 4,
обработку информации с помощью прибо-
ров или средств вычислительной техники 5
и вывод данных персоналу и на исполни-
тельные механизмы с помощью средств вы-
вода и управления 2 (используются коды
классов технических средств по табл. XVI.3).
Такова упрощенная структура локальных си-
стем управления.
Многообразие объектов приводит к тому,
что общая структура КТС оказывается более
сложной. Покажем это на примере структур
КТС, используемых для автоматизации не-
прерывных технологических процессов. На
рис. XVI.5 приведены структуры, рекомен-
дуемые для систем с пневматической авто-
матикой типа «ЦЕНТР — I». Применение
этих структур описано в [11]. Связь ло-
кальных информационно-управляющих си-
стем (сокращенно — ЛИУС) с диспетчерским
пунктом (ДП), центральным диспетчерским
пунктом (ЦДП), вычислительным центром
(ВЦ) осуществляется в этих системах с по-
мощью электронной аппаратуры, хотя вся
низовая автоматика — пневматическая. Более
подробно структура 2А и 2Б и каналы их
связей приведены в книге [11]. Цифра кода
структуры означает число уровней управле-
ния в системе, буква характеризует техноло-
гические связи (А — слабые, Б — сильные).
Глава XVII
ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ
СРЕДСТВ
1.	Датчики (входные преобразователи)
Определение и классификация. Устройства
для непрерывного или прерывистого пре-
образования параметров (например, избы-
точного, вакуумметрического и абсолютного
давления, расхода, уровня, температуры, ме-
ханических величин) в сигналы, которые мо-
гут быть использованы в технических сред-
ствах и системах, называют датчиками.
Датчики используют в комплекте со вто-
ричными приборами, регуляторами и други-
ми устройствами автоматики, машинами
централизованного контроля и системами
управления.
Классификация датчиков приведена на
рис. XVII. 1. Здесь же даны ссылки на та-
блицы, в которых указаны характеристики
датчиков.
Технические характеристики. В зависимо-
сти от конкретных условий применения дат-
чиков к ним предъявляют самые различные
требования. Основные характеристики дат-
чиков приведены в табл. XVII. 1.
Кроме того, иногда учитывают инерцион-
ность датчика, динамические характеристики,
удобство монтажа и обслуживания, напра-
вленность действия, характеризующую сте-
пень влияния нагрузки на выходе датчика на
режим входной цепи.
Примеры датчиков отечественного про-
изводства приведены в приложении 5.1.
297
Тип датчиков
Основание деления
Способ ввода инфор
мании
Вид измеряемых па-
раметров и вводимых
данных
См. табл, приложе-
ния 5.1
Рис. XVII. 1. Классификация датчиков
Кроме указанных в приложении датчи-
ков следует отметить отсчетные и дозирую-
щие устройства (мерная тара, баки, автома-
тические весы и т. п.), стандартные устрой-
ства с ручным вводом сигнала (тумблеры,
клавишные выключатели, кнопки и др.),
а также со смешанным (ручным и автомати-
ческим) вводом сигнала.
Методика выбора датчиков. При выборе
датчиков технологических параметров и дру-
гих средств выделения информации следует
учитывать ряд факторов метрологического
и режимного характера, наиболее суще-
ственные из которых следующие:
допустимая для АСУ ТП погрешность,
определяющая класс точности датчика;
инерционность датчика, характеризуемая
его постоянной времени;
пределы измерения с гарантированной
точностью;
влияние физических параметров контро-
лируемой и окружающей среды (темпера-
туры, давления, плотности, влажности) на
нормальную работу датчика;
разрушающее влияние на датчик контро-
лируемой и окружающей среды вследствие
абразивных свойств ее, химического воздей-
ствия и т. п.;
наличие в месте установки датчика недо-
пустимых для его нормального функциони-
298
рования вибраций, магнитных и электриче-
ских полей, радиоактивных излучений и др.;
возможность применения датчика с точки
зрения требований пожаро- и взрывобезопас-
ности;
расстояние, на которое может быть пере-
дана информация, выделяемая датчиком;
предельные значения измеряемой вели-
чины и других параметров среды.
Датчики выбирают, как правило, в два
этапа. На первом этапе задается разновид-
ность датчика (например, при измерении
температуры — манометрический термометр,
термометр сопротивления, термопара). На
втором этапе определяется типоразмер вы-
бранного датчика (например, термометр со-
противления медный, градуировки 23, типа
ТСМ-5071, головка водозащищенная).
Выбор датчиков уровня, концентрации,
состава и влажности газа, плотности, угла
поворота, перемещения, наличия силы, ско-
рости вращения и ускорения в основном сво-
дится к учету и подбору упомянутых выше
факторов и характеристик. При использова-
нии датчиков, реагирующих на радиоактив-
ность, необходимо постоянно контролиро-
вать влияние проникающей радиации
и соблюдать специальные санитарно-техни-
ческие правила и технику безопасности.
Для некоторых типов датчиков, таких как
кондуктометрические, емкостные и другие,
следует учитывать влияние на них темпера-
Таблица XVII.l
Характеристики датчиков
Характери- стики датчиков	Расчетные формулы	Примечания	Характери- стики датчиков	Расчетные формулы	Примечания
Погрешности измерения: абсолютная относитель- ная средняя арифмети- ческая (ма- тематиче- ское ожида- ние) средняя квадратиче- ская	к	I *	<	i	1 1	•Р'х!	т	3.	= f	31*' -3	11	Ji	11	См. п. 3 гл. XV хп — показание датчика, значе- ние выходного сигнала; х — ис- тинное значение измеряемой ве- личины на входе датчика п — число опы- тов при опреде- лении Дх,-	Статическая погрешность	Ахс = хп - х> где х = const	-
			Погрешность датчика в дина- мическом режи- ме	Лхд =	- X, х = vario	-
			Динамическая погрешность	Ф = Дхд - Дхс	-
			Зависимость выходного сиг- нала датчика от значения входного пара- метра	хп =АХ)	Функция f может иметь разный ха- рактер, например линейный: хп = = а + Ьх, квадра- тичный : хп = а + + Ьх2, и др.
			Стабильность характеристик датчика во вре- мени (относи- тельная	по- грешность дат- чика во време- ни)	xntl ~ xnt2 <Р =	X	хшЪ ^-пока- зания датчика в моменты време- ни q, t2, когда истинное значе- ние измеряемой величины на вхо- де датчика не из- меняется и рав- но X
Чувстви- тельность	И II * з* 1 1 if	хп~хп-\ - из- менение выход- ного сигнала датчика; х,- — — Xi-i — измене- ние измеряемо- го параметра на входе датчика			
			Устойчивость против механи- ческих, терми- ческих, электри- ческих и т. п. перегрузок (от- носительная по- грешность дат- чика под воз- действием од- ного вида пере- грузки)	а= *кр - ХП X	хкр — значение выходного сигна- ла датчика в ус- ловиях р-го вида перегрузок, когда без перегрузок оно равнялось хп
Степень од- нозначности зависимости выходной ве- личины от входной, от- сутствие ги- стерезиса	Y = Дм - Лб	Дм - среднее значение по- грешности, по- лученное экспе- риментально при изменении измеряемого па- раметра со сто- роны меньших значений до точ- ки х; Д5 — то же, но со стороны больших значе- ний к точке х			
туры и предусматривать компенсирующие
устройства.
Подробная информация об области и ус-
ловиях применения датчиков приводится
в инструкциях заводов-изготовителей.
Многие датчики концентрации состава
газа являются специализированными и мо-
гут применяться только в очень узкой обла-
сти.
Подробнее методика выбора различных
датчиков рассмотрена ниже.
Выбор датчиков температуры. Необходи-
мо учитывать предельные значения темпера-
тур, в диапазоне которых можно применять
299
различные датчики температуры, а также
вид выходного сигнала. Эти две характери-
стики являются основными, в значительной
степени определяющими выбор того или
иного датчика.
При выборе датчиков следует учитывать
среду, в которой они должны работать.
Термометры сопротивления и термопары
обеспечивают измерения с точностью 0,5%,
а контактные, и манометрические термо-
метры — не более 1,5 —2,5%.
В диапазоне температур от — 50 до
4- 500 °C, как правило, отдается предпочте-
ние термометрам сопротивления, менее под-
верженным действию электрических и маг-
нитных полей. Причем при измерениях
в диапазоне температур от — 50 до 4- 150 °C
следует применять медные, а не платиновые
термометры сопротивления, как более де-
шевые и лучше переносящие вибрацию.
Применение термопар особенно удобно
при необходимости измерения температуры
в трудно доступном или ограниченном раз-
мерами месте. Термопара обычно позволяет
определить «местную» температуру, в то
время как термометр сопротивления и мано-
метрический термометр измеряют среднюю
температуру тела или объема.
При необходимости получения пневмати-
ческого сигнала возможно применение как
манометрических термометров с пневмовы-
ходом, так и термопар с последующим пре-
образованием термо-ЭДС в пневмосигнал.
Выбор датчиков давления. Различают
приборы для измерения давления (атмосфер-
ного, избыточного и абсолютного) в преде-
лах от 0 до 16 • 107 Па, напора — до 5000 Па
(500 мм вод. ст.), разрежения — до 5000 Па
(500 мм вод. ст.) и вакуума — до 0,1 МПа
(760 мм рт. ст.), а также разности (перепада)
давления — до 0,13 МПа (1000 мм рт. ст.).
При выборе датчиков давления, кроме ос-
новных характеристик, которые были пере-
числены выше, следует учитывать:
характер изменения давления во времени,
если давление не изменяется или изменяется
плавно; датчик (особенно приборного типа)
должен быть подобран так, чтобы показание
измеряемого давления находилось в пре-
делах от 1/3 до 2/3 шкалы, при колеблющем-
ся давлении — в пределах от 1/3 до 1/2
шкалы датчика;
влияние контролируемой среды; для воз-
духа, азота и углекислого газа может быть
применен любой датчик давления; для аце-
тилена, аммиака, сернистого газа недопусти-
мо применение датчиков с деталями из
медных сплавов и других цветных металлов;
для кислородной среды необходимо принять
300
меры, предотвращающие попадание масла;
для агрессивных жидкостей и газов должны
быть предусмотрены разделительные сосуды
и другая защитная арматура; ’
допустимое статическое давление для
датчиков контроля перепада давления.
Допустим, что нам нужно измерить раз-
режение в аппарате, которое может меняться
в пределах от — 40 кПа до — 60 кПа. При
этом известно, что имеется электрический
вторичный прибор. По каталогам находим,
что датчик, удовлетворяющий указанным
требованиям, — вакуумметр, показывающий,
с электрическим выходным сигналом (тип
ВП4 — VI) предел измерения — 100 кПа —
0 кПа, выходной сигнал 0 — 5 мА (см. при-
ложение 5.1).
Выбор датчиков расхода. Расход жидко-
сти и газа на современных промышленных
предприятиях измеряют различными спосо-
бами, однако подавляющее большинство
промышленных установок оснащено для
этой цели дроссельными расходомерами.
Основными элементами дроссельных рас-
ходомеров являются сужающее устройство,
обеспечивающее перепад давления на участ-
ке трубопровода, дифференциальный мано-
метр, соединительные линии, а также упра-
вляющая, разделительная и защитная аппа-
ратура.
Наиболее трудоемкой является операция
выбора сужающего устройства, поскольку
в каждом отдельном случае необходимо вы-
полнение достаточно громоздкого расчета.
Стандартизованы сужающие устройства
трех видов: диафрагма (камерная и беска-
мерная), сопло и сопло Вентури. Выбор того
или иного сужающего устройства опреде-
ляется обычно следующими соображения-
ми: диафрагма значительно проще в изгото-
влении и устройстве, чем сопло, однако
сопло позволяет измерять больший расход
и в ряде случаев обеспечивает более высо-
кую точность, чем диафрагма, при одних
и тех же значениях перепада давления и мо-
дуля т = d2/D2, где Dud - внутренние диа-
метры трубопровода и сужающего устрой-
ства соответственно. Кроме того, для уста-
новки сопла требуются более короткие
прямые участки трубопровода.
Изменение или загрязнение входного
профиля сужающего устройства в процессе
эксплуатации при использовании диафрагмы
отражается на точности измерения расхода
в большей степени, чем при применении
сопла.
В установках с небольшим статическим
давлением, где ограничение потери давления
на сужающем устройстве имеет решающее
значение, предпочтение отдается соплу Вен-
тури.
Стандартные сужающие устройства мож-
но использовать, если диаметр трубопровода
не менее 50 мм, статическое давление не пре-
вышает 2 • 107 Па, а модуль находится
в пределах от 0,05 до 0,7 для диафрагмы
и от 0,05 до 0,6 для сопла Вентури.
Выбор дифманометра, работающего
в комплекте с сужающим устройством, в ос-
новном сводится к определению номиналь-
ного перепада давления согласно стандарт-
ной шкале перепадов. Если потеря давления
в сужающем устройстве не имеет значения,
перепад выбирают таким, чтобы модуль был
равен 0,2, так как большее уменьшение моду-
ля (а следовательно, повышение перепада да-
вления), как правило, нецелесообразно. Если
же задана допустимая потеря давления в су-
жающем устройстве, то принимают такое
наибольшее значение номинального перепа-
да давления дифманометра, при котором по-
теря давления еще остается меньше допусти-
мой.
Исходными данными для расчета сужаю-
щих устройств являются: внутренний диа-
метр трубопровода; статическое давление
среды; температура; максимальное, среднее
и минимальное значения расхода веществ;
допустимая потеря давления на сужающем
устройстве; материал сужающего устрой-
ства; выбранный тип дифманометра.
Сужающее устройство и дифманометр
(или разделительные сосуды) должны быть
выбраны с учетом контролируемой среды.
Кроме дроссельных расходомеров в про-
мышленных установках находят применение
ротаметры (расходомеры постоянного пере-
пада), индукционные расходомеры и др. Ро-
таметры позволяют измерять малые расходы
жидкости и газа при диаметре трубопровода,
меньшем 50 мм, когда дроссельные расходо-
меры не применимы, обеспечивают значи-
тельный диапазон измерения (отношение
максимального расхода к минимальному
расходу может достигать 10), имеют равно-
мерную шкалу, потери давления незначи-
тельные, позволяют измерять расход агрес-
сивных и стерильных веществ.
Индукционные расходомеры отличаются
малыми потерями давления вследствие от-
сутствия сужения потока и выступающих ча-
стей, возможностью измерения агрессивных
сред и веществ, характеризующихся абра-
зивными свойствами. Недостатком индук-
ционных расходомеров является трудно
устранимое явление поляризации (при по-
стоянном магнитном поле) и дрейф нуля
(при переменном поле).
Выбор датчиков технико-экономической
информации. В отличие от прочих датчики
технико-экономической информации суще-
ственно зависят от организации работы
и структуры всей АСУ ТП. Через них в ос-
новном передаются сложные сообщения,
включающие признаки и основания. При вы-
боре датчиков необходимо учитывать требо-
вания организационной системы управления,
а также стоимость и трудоемкость обслужи-
вания. Приведенные в приложении 5.1 раз-
личные типы датчиков технико-экономиче-
ской информации не исчерпывают их много-
образия.
Для выбора датчика необходимо проана-
лизировать передаваемые сообщения, выде-
лить постоянные и переменные части сооб-
щений и определить частоту их поступления
и передачи.
Для предварительной оценки целесоо-
бразности установки датчика рекомендуется
временной критерий, основанный на опреде-
лении экономических затрат на сбор инфор-
мации. Если сообщения будут поступать
с частотой не реже одного раза в час, датчик
целесообразно устанавливать. Если сообще-
ние поступает реже, чем один раз в неделю,
применение датчика нецелесообразно. Для
оценки целесообразности установки датчика
при поступлении информации с частотой
1 — 168 сообщений в семидневную неделю
необходима дополнительная оценка, завися-
щая от многих факторов (стоимости датчика
и линии связи, трудоемкости ручного транс-
портирования документов, потерь от за-
паздывания информации и т. п.).
Датчики технико-экономической инфор-
мации могут быть изготовлены и работать
с дистанционной передачей информации
в ритме технологического процесса.
2.	Промежуточные преобразователи
Определение и классификация. Промежу-
точные преобразователи являются внутриси-
стемными. Они предназначены для преобра-
зования сигнала одного вида в другой без
изменения количества информации. Их ис-
пользуют для согласования входных и вы-
ходных сигналов отдельных устройств, ком-
плексов технических средств.
В зависимости от назначения (преобразо-
вание сигнала датчика на входе в систему
или преобразование сигнала для подачи его
на средства вывода сигнала из системы) про-
межуточные преобразователи могут быть
разделены на входные и выходные.
Классификация входных промежуточных
преобразователей информации приведена на
301
Основание деления
Входные промежуточные преобразователи
Унификация вход-
ного сигнала
Неунифицированного сигнала
в унифицированный
Унифицированного сигнала
в унифицированный
Характер преобра-
зуемой информа-
ции
Аналоговые
Дискретно-
аналоговые
См. приложение
5.2
Вид носителей ин-
формации
Элект- розле- ктри- ческие		Меха- ноэле- ктри- ческие		Меха- но- пнев- мати- ческие		Элект- ро- ком- бини- рован- ные
Элект- роэле- ктри- ческие		Элект- ро пнев- мати- ческие		Пнев- мо- элект- риче- ские		Элект- роэле- ктри- ческие		Пнев- мо- элект- ри ве- ские		Элект- ро пнев- мати- ческие
I
Табл. 1, пп. 1-16	Табл. 1, пп. 17, 18	Табл. 1. п. 19	Табл. 1, п. 20	Табл. 2, п. 1	Табл. 2, п. 2	Табл. 2, п. 3	Табл. 2, п.п. 4-6, 11	Табл. 2 п.п. 7, 8	Табл. 2 п.п. 9, 10
Рис. XVII.2. Классификация входных промежуточ-
ных преобразователей
рис. XVII.2, а выходных на рис. XVII.3.
Технические характеристики и область
применения. Входные промежуточные пре-
образователи применяют для преобразова-
ния неунифицированного сигнала, поступаю-
щего от датчика, в унифицированный сигнал
или для преобразования унифицированного
Рис. XVII.3. Классификация выходных
промежуточных преобразователей
сигнала одного вида и способа представле-
ния в другой вид или способ представления.
Предприятия-изготовители некоторых типов
входных промежуточных преобразователей
приведены в табл. 1, 2 приложения 5.2.
Выходные промежуточные преобразова-
тели применяют для согласования выходных
сигналов вычислительных устройств с входа-
ми устройств вывода информации. Изгото-
вители некоторых типов выходных про-
межуточных преобразователей приведены
в табл. 3 приложения 5.2.
Основание деления
Характер преобразуе-
мой информации
Вид носителей
информации
См. табл. 3
приложение 5.2
302
Основание деления
Функции средств
вывода
Форма представ-
ления информации
См. приложение
5.3
Рис. XVI 1.4. Классификация средств вывода
информации
Методика выбора промежуточных пре-
образователей. Предварительно входные про-
межуточные преобразователи выбирают по
классификационным признакам (см. рис.
XVII.2), а затем, если преобразователи изго-
товляются серийно, по техническим характе-
ристикам окончательно выбирают тип пре-
образователя. При этом принимаются во
внимание необходимый класс точности пре-
образования и вероятность безотказной ра-
боты. Целесообразно, по возможности,
использовать приборы одного и того же
завода.
Например, необходимо выбрать преобра-
зователь со следующими техническими ха-
рактеристиками: входной сигнал — измене-
ние сопротивления термометра сопротивле-
ния градуировки 21, выходной сигнал 0 — 5
мА постоянного тока; согласно рис. XVII.2,
такой преобразователь классифицируется как
преобразователь неунифицированного сигна-
ла в унифицированный, аналоговый, элек-
троэлектрический. По этой классификации из
табл. 1 приложения 5.2 можно выбирать не-
обходимый преобразователь. Исходным
данным удовлетворяют преобразователи
поз. 4, 5, 6. По их отличительным особенно-
стям (классу точности, надежности, заводу
изготовителю, выходному сигналу) выби-
рается необходимый преобразователь.
Аналогичным образом подбирают не-
обходимый выходной преобразователь
по классификационным признакам (см.
рис. XVII.3) и по техническим характери-
стикам (см. табл. 3 приложения 5.2).
3.	Средства вывода информации
и управления
Определение и классификация. Рассматри-
ваемый класс технических средств предназ-
начен для вывода управляющей информации
из вычислительных устройств оператору или
непосредственно на исполнительные меха-
низмы. Устройства преобразуют машинные
сигналы и сигналы операторов в форму, ко-
торая воспринимается человеком и исполни-
тельным механизмом. Классификация
средств вывода информации приведена на
рис. XVII.4.
Выводные устройства можно также клас-
- сифицировать:
по назначению сигнализации (сигнализа-
ция положения, отклонения, предупреждаю-
щая, аварийная);
по времени контроля и сигнализации (не-
прерывные, периодические, по вызову).
Технические характеристики и область
применения. Основные технические характе-
ристики средств вывода информации приве-
дены в каталогах; см. также приложение 5.3.
Для лучшего восприятия оператором ин-
формация выводится в виде сигнализации,
контроля, регистрации, диалога. Форма
представления определяется технологией ра-
303
боты оператора с выводимой информацией,
ее важностью, значением.
Средства сигнализации применяются для
световой сигнализации положения управляю-
щего органа, для световой и звуковой сигна-
лизации нарушений нормального режима ра-
боты и для других целей.
Средства контроля предназначены для
измерения мгновенных значений контроли-
руемых параметров или для измерения кон-
тролируемого параметра по вызову.
Средства вывода информации на реги-
страцию служат для печати результатов из-
мерений, вычислений, сменных рапортов,
вторичных документов, графиков и т. п.
Средства вывода информации для диалога
оператора с машиной применяют при взаи-
модействии оператора с вычислительными
устройствами.
Методика выбора средств вывода инфор-
мации. Предварительно средства вывода ин-
формации выбирают по классификационным
признакам (рис. XVII.4), и если такие сред-
ства серийно изготавливаются (см. приложе-
ние 5.3), то по их техническим характеристи-
кам осуществляется окончательный выбор.
При этом учитывают следующие кон-
структивные и технические особенности
средств вывода информации.
Средства сигнализации. Если
имеются ограничения в площади размеще-
ния индикатора, а также отсутствует напря-
жение выше 220 В, то для сигнализации вы-
бирается индикатор электронно-световой
ИВ-15.
Если основное требование заключается
в том, чтобы вовремя заметить световой сиг-
нал, то применяют индикатор тлеющего раз-
ряда ИН-28. Особенностью этого индика-
тора является «память», т. е. сохранение
световой сигнализации при снятом напряже-
нии управляющего сигнала.
Электроакустические устройства выби-
рают в зависимости от значения и рода на-
пряжения цепей управления и сигнализации,
а также от необходимого расстояния слыши-
мости. При близких расстояниях применяют
звонки громкого боя МЗ-1 или МЗ-2, а для
больших расстояний используют сирены сиг-
нальные СС-1 или СС-2.
Средства контроля. Если необхо-
дим только контроль, то используют ва-
куумные люминесцентные индикаторы зна-
ковые ИВ-1, цифровые И В-12, знако-ци-
фровые ИВ-3, ИВ-ЗА, алфавитно-цифровые
ИВ-4. При необходимости индикации кроме
цифр и букв русского алфавита еще и букв
латинского алфавита применяют индика-
торы тлеющего разряда ИН-23. Индикаторы
304
типа Ф208 и Ф228 используют в тех случаях,
когда кроме индикации необходимо иметь
возможность суммирования, вычитания, за-
поминания, т. е. построения логических схем.
Средства контроля и реги-
страции. Средства вывода информации
этого вида выбирают по входному сигналу
с учетом габаритных размеров. Предпочте-
ние следует отдавать приборам заводов-из-
готовителей, аппаратура которых уже экс-
плуатируется.
Средства регистрации. Цифро-
вые и алфавитно-цифровые регистраторы
выбирают по быстродействию, ширине бу-
мажной ленты, числу печатающих символов.
Для вывода оперативной цифровой инфор-
мации используют механизм печатающий
МП 16-2 или устройство печатающее мало-
габаритное МПУ 16-2. Для вывода экономи-
ческой информации применяют устройства
печатающие алфавитно-цифровые типа
АЦПУ 128-2М, 128-ЗМ, СМ-6305 и др.
Средства диалога. Алфавитно-ци-
фровые устройства оперативного обмена ин-
формацией, построенные на электроннолу-
чевых трубках, выбирают по емкости экрана,
буферной памяти и типу сопряжения.
Средства управления предназна-
чены для воздействия на персонал и техниче-
ские средства. Для воздействия на людей мо-
гут использоваться средства вывода инфор-
мации и некоторые средства связи. Эти
средства выбирают по способу воздействия
(свет, изображение, звук), силе воздействия
(выходная мощность), дальности передачи
данных, стоимости.
Выбор технических средств, предназна-
ченных для воздействия на технические сред-
ства, описан в параграфе 5 настоящей главы.
4.	Вторичные приборы
Определение и классификация. В АСУ ТП
вторичные приборы (ВП) служат для пре-
образования контролируемых параметров
и представления их оператору. Кроме того,
ВП могут содержать устройства, позволяю-
щие вводить (ретранслировать) информацию
в другие элементы технических средств АСУ
ТП (устройства телемеханики, ЭВМ, анало-
говые САР), осуществлять непосредственно
управление технологическими объектами.
Ряд ВП используются в качестве средств вы-
вода информации из ЭВМ. Общая классифи-
кация вторичных приборов приведена на рис.
XVII.5.
Приборы для вывода количественной ин-
формации — это измерительные приборы,
Основание деления
Характер информа
ции
Характер сигнала
Способ представления
информации
Метод измерения
Выполняемые функ-
ции
Используемые допол-
нительные приспособ-
ления
Вид шкалы
Вид указателя
Рис. ХУПЛ. Классификация вторичных приборов
приборы для вывода качественной информа-
ции о состоянии технологического процес-
са — это средства отображения состояния
объекта или вспомогательной информации
о нем.
В самопишущих ВП используют раз-
личные физические принципы и технические
способы записи (табл. XVII.2).
Специальными ВП являются устройства
для счета количества штучной продук-
ции — электромеханические счетчики импуль-
сов (см. параграф 7 гл. XVII и приложение
5.7).
Для представления информации о состоя-
нии объекта в АСУ ТП находят применение
различные индикаторы (цифровые, оптиче-
ские, см. параграф 3 данной главы).
Аналоговые ВП для контроля технологи-
ческих процессов. Основой современной тех-
ники измерения технологических процессов
является Государственная система приборов
(ГСП). Общие технические требования к при-
борам ГСП регламентируются ГОСТ
12997-76.
305
Таблица XVII.2
Технические характеристики устройств регистрации информации
Методы регистрации	Механиче- ские усилия записыва- ющего уст- ройства, Н	Частотный диапазон регистри- руемых сигналов, ГЦ	Методы регистрации	Механиче- ские уси- лия записы- вающего устройст- ва. Н	Частотный диапазон регистри- руемых сигналов, гц
Нанесение слоя вещества с помощью грифеля, чернил,копировальной бумаги и т. п. струйным способом	0,1-1 0	0-100 До 10 103	Изменение состояния веще- ства термическим способом (в том числе лучом лазера) электромагнитным спосо- бом (на пленке с фер- ромагнитным покрытием, ленте, стальной проволо- ке)	0 0-0,1	До 100 До 1 • 106
Снятие слоя вещества резцом (алмазным, ме- таллическйм) со стек- ла, фотопленки и спе- циальных покрытий	0,4-1	До 100	фотографическим способом	0	До 1 • 106
плавлением	0	До Ю	электростатическим спосо- бом (снятие заряда с по- верхности диэлектрика)	0	До 1 • Ю6
Приборы ГСП применяют для контроля
температуры, давления и перепада давления,
расхода вещества, уровня, числа pH, ЭДС,
силы и напряжения постоянного тока и т. д.
Вторичные приборы ГСП работают с датчи-
ками (первичными измерительными преобра-
зователями) перечисленных технологических
параметров.
В комплекс, имеющий условное обозначе-
ние КС, входят автоматические электронные
потенциометры и мосты постоянного и пере-
менного тока, приборы с дифференциально-
трансформаторной схемой. Миллиампер-
метры и вольтметры комплекса КС предназ-
начены для работы с датчиками, имеющими
унифицированный выходной сигнал.
Кроме КС для контроля технологических
процессов применяют ВП ферро динамиче-
ской и частотной системы, также входящие
в государственную систему приборов. Типы
ВП и работающие в системе с ними датчики
представлены в табл. XVII.3. Мосты, потен-
циометры, приборы с дифференциально-
трансформаторной, ферродинамической схе-
мой являются компенсационными прибо-
рами.
Для контроля температуры, электриче-
ских параметров, кроме приборов компенса-
ционного метода измерения, применяют
приборы непосредственной оценки: пироме-
трические милливольтметры и логометры
306
(Л-64И). Типы ВП и их изготовители ука-
заны в приложении 5.4. Пирометрические
милливольтметры и логометры предста-
вляют собой приборы магнитоэлектрической
системы. Чтобы сопротивление соедини-
тельных проводов от датчика не влияло на
показания ВП, он заранее градуируется
с учетом определенного значения внешнего
сопротивления: 0,6; 5 и 15 Ом для милли-
вольтметров и 5; 15 Ом для логометров.
С помощью добавочного сопротивления Кд
сопротивление внешней линии подгоняют до
одного из указанных значений. Класс точно-
сти логометра 1,5, габаритные размеры
100 х 200 х 275 мм. Приборы годны для
установки на щитах систем автоматизации.
Схемы подключения приведены на рис.
XVII.6.
Электронные автоматические потенцио-
метры и мосты (рис. XVII.7) основаны на
компенсационном методе измерения, сущ-
ность которого состоит в том, что в измери-
тельной мостовой схеме прибора измеряе-
мая величина (ЭДС, сопротивление) компен-
сируется другой величиной (напряжением,
сопротивлением). Величина разбаланса изме-
рительного моста подается в электронный
усилитель X управляющий реверсивным дви-
гателем обратной связи М. Вал последнего
связан с движком переменного резистора Р.
Перемещение движка осуществляется до мо-
Таблица XVII.3
Вторичные приборы для контроля технологических параметров
Наименование вторич- ного прибора	Тип	Вид датчика	Наименование вторич- ного прибора	Тип	Вид датчика
Потенциометр автома- тический миниатюрный показывающий Потенциометр автома- тический миниатюрный самопишущий и показы- вающий Потенциометр автома- тический самопишущий и показывающий Потенциометр автома- тический показывающий с вращающимся циферб- латом Потенциометр автома- тический самопишущий и показывающий	КПП1 КСП1 КСПЗП КСП4 КВП1 КСП2	Термопа- ры, датчи- ки ЭДС	Милливольтметр и вольт- метр автоматический само- пишущий и показывающий Милливольтметр и вольт- метр автоматический пока- зывающий с вращающим- ся циферблатом Миллиамперметр и вольт- метр электронный автома- тический самопишущий и показывающий Миллиамперметр элект- ронный автоматический са- мопишущий и показываю- щий	КСУЗ КВУ1 КСУ2 КСУ4	ным вы- ходным сигналом (ток, на- пряжение)
			Логометр магнитоэлектри- ческий	Л-64И	Термопре- образовате- ли сопро- тивлений
Мост уравновешенный автоматический пере- менного тока, показы- вающий Мост уравновешенный переменного тока, само- пишущий и показываю- щий Мост уравновешенный автоматический, самопи- шущий и показывающий Мост уравновешенный автоматический, двена- дцатиточечный, показы- вающий и сигнализиру- ющий Мост уравновешенный автоматический пере- менного тока, самопи- шущий и показывающий Мост уравновешенный переменного тока по- казывающий с вращаю- щимся циферблатом Мост уравновешенный переменного тока авто- матический самопишу- щий и показывающий	КМП1 КСМ1 ксмз-п кмпз-мг КСМ4 КВМ1 КСМ2	Термомет- ры элект- рического сопротив- ления			
			Прибор с дифференциаль- но-трансформаторной схе- мой автоматический пока- зывающий Прибор с дифференциаль- но-трансформаторной схе- мой автоматический пока- зывающий и самопишущий Прибор вторичный с диф- ференциально-трансформа- торной схемой автомати- ческий показывающий Прибор с дифференциаль- но-трансформаторной схе- мой самопишущий показы- вающий Прибор с дифференциаль- но-трансформаторной схе- мой автоматический пока- зывающий с вращающимся циферблатом	КПД1 КСД1 ксдз КСД2 КВД1	Дифферен- циально- трансфор- маторные датчики
			Прибор тензометрический автоматический показыва- ющий и самопишущий	кстз	Тензоме- трические датчики
Милливольтметр и вольтметр электронный автоматический показы- вающий Милливольтметр и вольтметр автоматичес- кий показывающий и самопишущий	КПУ1 КСУ1	Датчики с унифици- рован-			
			Прибор ферродинамичес- кий автоматический мини- атюрный показывающий Прибор ферродинамичес- кий автоматический миниа- тюрный показывающий и самопишущий	ВФП-М ВФС-М	Ферроди- намичес- кие датчи- ки
307
Продолжение т а б л и цы XVII.3
Наименование вторич- ного прибора	Тип	Вид датчика	Наименование вторич- ного прибора	Тип	Вид датчика
Прибор автоматический с частотным компенса- тором миниатюрный по- казывающий и самопи- шущий Прибор автоматический с частотным компенса-	ВЧС вчп	Частотные датчики	тором миниатюрный по- казывающий Интегратор частотный ав- томатический миниатюр- ный самопишущий Интегратор частотный ми- ниатюрный показывающий	ИЧС ИЧП	Частотные датчики
мента компенсации. Автоматические потен-
циометры могут работать с одним датчиком
(одноточечный прибор) и с несколькими
(многоточечный прибор). У таких приборов
имеется встроенный переключатель.
ВП комплектуется рядом дополни-
тельных устройств в зависимости от моди-
фикации. На рис. XVII.8 приведены принци-
пиальные электрические схемы дополни-
тельных устройств автоматических потен-
циометров.
Электронные автоматические мосты
имеют дополнительные устройства, анало-
гичные потенциометру (рис. XVII.8).
ВП с дифференциально-трансформатор-
ной системой работают в комплекте с диф-
ференциально-трансформаторными датчика-
ми. Аналогичное устройство использовано
в измерительной схеме прибора. В датчике
сердечник помещен в воздушный зазор ме-
жду первичными и вторичными обмотками
трансформатора. Вторичная обмотка со-
стоит из двух одинаковых встречно вклю-
ченных секций. При несимметричном распо-
ложении сердечника на выходе датчика
возникает напряжение, которое вызывает
перемещение идентичного сердечника в при-
емном приборе. Напряжение разбаланса по-
дается в электронный усилитель, который
управляет реверсивным двигателем, свя-
занным с указателем (стрелкой) прибора
и через кулачок — с компенсирующим сер-
дечником. Профиль кулачка может иметь
линейную или квадратичную характеристику
в зависимости от модификации. Часть при-
боров имеет встроенное интегрирующее
устройство с шестиразрядным механическим
счетчиком, что позволяет измерять инте-
гральный расход.
Дифференциально-трансформаторные
приборы снабжаются дополнительными
устройствами, аналогичными устройствам
типа В, Г, Д и Е потенциометров.
Ферродинамические ВП, подобно диффе-
ренциально-трансформаторным, работают
с датчиком, преобразующим механическое
перемещение (поворот рамки датчика)
в электрический сигнал. По структуре си-
стемы подобны и применяются для измере-
ния одних и тех же технологических параме-
тров. Существенным преимуществом фер-
родинамических приборов по сравнению
с дифференциально-трансформаторными яв-
ляется возможность производить непос-
Рис. XVII.6. Схемы подключения приборов: а —
милливольтметров; б— логометров; ТП—термо-
пара; Rt—термометр сопротивления; Р — объект
регулирования; /?д — добавочное сопротивление;
Rn, R'n — подгоночные сопротивления (Rv — R'n)
308
Рис. XVII.7. Упрощенные принципиальные схемы:
а — автоматического электронного потенциометра;
б — моста; Р — резистор переменный; У — электрон-
ный усилитель; М— реверсивный двигатель; ТП —
термопара; Rt — термометр сопротивления
Рис. XVI 1.8. Принципиальные электрические схемы
дополнительных устройств потенциометров: В —
реостатное устройство для работы с программным
регулятором; Г — реостатный задатчик (зона про-
порциональности 100 %) для регулирующих уст-
ройств с П, ПИ, ПИД законами регулирования;
Д — реостатное устройство на выходе; Е — микро-
переключатели для позиционного регулирования или
сигнализации предельных значений; Ж— четырех-
контактное сигнализирующее устройство и сигна-
лизация обрыва сети датчика
родственно в системе сложение и вычитание
величин (например, суммирование расходов
по нескольким трубопроводам).
Для измерения температуры и ЭДС нахо-
дят применение приборы частотной системы
(см. табл. XVII.3).
Достоинством ВП этого типа является
наличие частотного сигнала, на который
длина соединительной линии не оказывает
влияния.
Двухкоординатные автоматические само-
пишущие приборы. Двухкоординатные авто-
матические самопишущие приборы приме-
няют в качестве устройств вывода информа-
ции в том случае, когда она может быть
представлена в виде графиков функциональ-
ной зависимости или диаграмм [193]. Выпу-
скаются одно- и двухканальные ВП, которые
подразделяются :
по принципу действия — на приборы с за-
писью на бумажной диаграмме, имеющей
возвратно-поступательное движение, и на не-
подвижной листовой диаграмме (план-
шетные приборы);
по числу следящих систем и каналов
одновременной записи — приборы с двумя
следящими системами по координатам X
и У и одноканальной записью и с тремя сле-
дящими системами по координатам X, и
У2 и двухканальной записью;
по виду диаграммной бумаги — на при-
боры с ленточной диаграммой, с барабанной
и с дисковой диаграммой.
ВП с неподвижной или возвратно-посту-
пательным перемещением диаграммы позво-
ляют получить записи с погрешностью от
0,1 до 0,25%. Планшетные приборы имеют
поле записи 180x250; 250x300; 250x400;
1000x 1500; 785x2000 мм; двухкоординат-
ные имеют габаритные размеры 480 х 480 х
х 150; 500x500x 160; 590x510x 180; 482 х
х 462 х 145 и 306 х 409 х 120 мм.
Унифицированный комплекс аналоговых
сигнализирующих контактных приборов обще-
промышленного применения (АСК). Комплекс
АСК предназначен для измерения, световой
сигнализации предельных значений и пози-
ционного управления внешними устройства-
ми. Конструктивно АСК представляет собой
узкопрофильные приборы для щитового
монтажа и занимают примерно в 5 раз мень-
ше места, чем приборы аналогичного назна-
чения, не входящие в комплекс. Благодаря
этому приборы удачно встраиваются в мне-
мосхемы, удобно располагаются на пультах
операторов.
Выпускаются приборы АСК трех габари-
тов:
среднего габарита с размерами налични-
ка 160 х 30 мм, глубиной 270 мм и длиной
шкалы 120 мм;
большого габарита с размером налични-
ка 240 х 30 мм, глубиной 295 мм и длиной
шкалы 200 мм;
малого габарита с размером наличника
100 х 30 мм, глубиной 226 мм и длиной
шкалы 65 мм.
Имеются модификации А — указываю-
щий прибор, С — сигнализирующий, К —
трехпозиционный контактный, КП — двух-
позиционный с правым контактом и КЛ —
с левым контактом.
Приборы модификации С снабжены дву-
мя — зеленым (слева) и красным (справа) —
светофильтрами. На крышке прибора распо-
лагаются регуляторы установки светофиль-
тров. При выходе измеряемой величины за
установленные пределы световой указатель
меняет цвет.
Контактные приборы оснащены фоторе-
зисторами, которые управляют внешним ре-
лейным устройством. Диаграмма работы
контактных приборов дана на рис. XVII.9.
Здесь горизонтальной оси соответствует
шкала прибора в процентах. В пределах за-
штрихованной части фоторезисторы осве-
щены, стрелки указывают положения уста-
вок. Области возможных перемещений све-
тофильтров и области регулирования приве-
дены в табл. XVII.4.
Минимальная зона регулирования трех-
позиционного прибора не превышает 2 мм.
Погрешность срабатывания контактных при-
боров в комплекте с блоками сигнализации
309
I_______________________	____________________________________I
0	20*1 40	60	80	100°/,
^.-Положение светофильтра (уставка)
Рис. XVII.9. Диаграмма работы контактных при-
боров АСК
и регулирования равна основной погрешно-
сти прибора, увеличенной на 0,5% для при-
боров большого и среднего габаритов и на
1,0% — для малогабаритных.
Приборы АСК предназначены для ра-
боты в схемах постоянного и переменного
тока. Они содержат следующие элементы:
узкопрофильные приборы постоянного
тока, в том числе вторичные приборы для
датчиков ГСП;
узкопрофильные приборы переменного
тока;
узкопрофильные пирометрические при-
боры для измерения температуры с по-
мощью датчиков различного типа;
многоканальные приборы постоянного
тока, в том числе вторичные приборы для
датчиков ГСП и приборы для измерения
температуры;
многошкальные приборы постоянного
тока;
вспомогательные устройства (блоки сиг-
нализации и регулирования, источники пита-
ния).
Многоканальные приборы выпускаются
на 3, 4 и 8 каналов. Их основой являются
одноканальные модули, принцип действия
которых не отличается от принципа работы
узкопрофильных приборов. В то же время
при контроле однотипных параметров
многоканальные приборы занимают вдвое
меньше места, чем такое же число узкопро-
фильных.
Для контроля с повышенной точностью
при измерении «по вызову» целесообразно
310
Таблица XVII.4
Области возможных перемещений светофильтров и
области регулирования приборов АСК
Модификация ВП	Г абаритные размеры, мм	Области перемещения свето- фильтра и регулирования, % от длины шкалы	
		левого (зеленого)	правого (красного)
С	100 х 30	10-80	15-85
	160 х 30	0-90	20-90
	240 х 30	0-90	25-90
К	100 х 30	10-80	15-85
	160 х 30	0-85	20-90
	240 х 30	0-75	25-90
КП	100 х 30	-	25-90
	160 х 30	-	10-95
	240 х 30	-	10-95
КЛ	100 х 30	0-75	-
	160 х 30	0-90	-
	240 х 30	0-90	-
применять входящие в АСК многошкальные
приборы. Они подобны многоканальным, но
в пределах одной конструктивной единицы
рассчитаны на измерение однотипного пара-
метра на шкалах, имеющих разные пределы
измерения (см. табл. XVII.5).
Приборы комплекса АСК пригодны для
установки с вертикально и горизонтально
расположенной шкалой, а также для крепле-
ния в наклонном положении (рис. XVII. 10).
Блоки сигнализации и регулирования
конструктивно представляют собой от-
дельные устройства с габаритными размера-
ми 94 х 102 х 145 мм и содержат трансфор-
матор питания, выпрямитель и транзи-
сторный усилитель. Фоторезистор прибора
АСК подключается к входу усилителя блока.
На выходе усилителя предусмотрено реле
с переключающим контактом. Трехпози-
ционный блок имеет два усилителя и два ре-
ле. Контакты рассчитаны на коммутацию це-
Рис. XVII. 10. Варианты размещения приборов:
/ - приборы вертикального исполнения; 2 — приборы
горизонтального исполнения
Рис. XVII.11. Схемы подключения узкопрофиль-
ных приборов: а—трехпозиционного прибора 1
с блоком сигнализации и регулирования 2; б—
Таблица XVI1.5
Пределы измерения и внутренние сопротивления
многошкальных приборов АСК
Тип прибора	Число шкал	Пределы измерения, мкА	Внутреннее сопротивле- ние, Ом, не более
Ml 632	1; 2	5-0-5 0-10	5000 5000
Ml 634	3; 4; 5	10-0-10 25-0-25 0-50 50-0-50 0-100	2500 700 700 260 260
М1633	1; 2	25-0-25 0-50 50-0-50	700 700 260
М1635	3; 4; 5	0-100	260
для групповой сигнализации десяти двухпозицион-
ных приборов 2 и одного трехпозиционного бло-
ка /; в — одного прибора
311
пей нагрузки при напряжении 220 В постоян-
ного тока с индуктивностью до 2 Гн,
мощностью до 40 Вт или цепей переменного
тока 220 В с мощностью нагрузки от 0,3 —0,4
до 500 ВА; длительно допустимый ток через
контакты 5 А; число срабатываний 10 106.
Добавочные блоки БУ-11, БУ-21 и БУ-31
содержат трансформатор, осветительную
лампу и катушки подгонки сопротивлений
измерительной цепи и внешних линий. Кро-
ме того, в БУ-11 входит устройство автома-
тической компенсации температуры КТ сво-
бодных концов термопары, в БУ-21 имеется
преобразователь сигнала термометра сопро-
тивления в напряжение постоянного тока,
а БУ-31 содержит схему настройки сигналов
телескопов радиационных пирометров. Габа-
ритные размеры устройств БУ — 75 х 75 х
х ПО мм.
Добавочные устройства БУ 1-13, -22, -23,
-32, -33 имеют контактные выходы, а БУ2-12,
-13, -22, -23, -32, -33 — бесконтактные. Они
оснащены регулирующими элементами
и сигнализацией обрыва цепи термопары
и перегорания осветительной лампы.
Выходной сигнал бесконтактного сигна-
лизирующего устройства 0,15 А при сопро-
тивлении нагрузки 80 Ом, габаритные раз-
меры этих добавочных устройств 160х80х
х250 мм.
Схема соединения трехпозиционного уз-
копрофильного прибора с блоком сигнализа-
ции и регулирования дана на рис. XVII.11,а;
схема групповой сигнализации на 10 узко-
профильных приборов приведена на рис.
XVII.11,6; схема подключения одного узко-
профильного прибора — на рис. XVII. 11, в.
Приборы АСК следует эксплуатировать
при температуре окружающего воздуха —
— 10 ч- + 50 °C и относительной влажности
при температуре + 30 °C до 90 %.
5.	Автоматические регуляторы
и исполнительные устройства
Основные определения автоматического
регулирования см. в. гл. XV. Ниже приведены
дополнительные определения, связанные
с техникой его реализации.
Равновесное состояние — установившееся
состояние системы автоматического регули-
рования, которое характеризуется тем, что
регулируемая величина сохраняет постоян-
ное значение, если возмущение отсутствует
и регулирующий орган не перемещается.
Заданное значение регулируемой вели-
чины — значение регулируемой величины, ко-
торое требуется поддерживать постоянным
312
Регулирующий
оргии
Регулируемая (выходная)
величина объекта
Рис. XVI 1.12. Структурная схема системы авто-
матического регулирования
или изменять во времени по заданному
закону.
Зона пропорциональности — диапазон из-
менения сигнала на входе какого-либо звена
регулятора, вызывающего максимальное из-
менение выходного сигнала.
Диапазон регулирования — диапазон изме-
нения заданного значения регулируемой ве-
личины, допускаемого регулятором.
Зона нечувствительности регулятора —
сумма максимальных абсолютных значений
положительного и отрицательного отклоне-
ний регулируемой величины, не вызывающих
действия регулятора.
Задатчик — устройство, посредством ко-
торого настраивается автоматический регу-
лятор на заданное значение регулируемой
величины.
Позиционер, позиционное реле — усилитель
с устройством жесткой обратной связи.
Исполнительный механизм, сервомотор —
механизм, управляющий перемещением ре-
гулирующего органа под воздействием упра-
вляющего устройства автоматического регу-
лятора.
Регулирующий орган — устройство, непос-
редственно изменяющее количество веществ
или энергии при регулировании.
Автоматический регулятор выполняет за-
дание, определяемое задающим элементом.
На основании сигналов задающего и чув-
ствительного элементов регулятор через ис-
полнительный механизм и регулирующий
орган действует на регулируемый объект
(рис. XVII. 12).
Классификация автоматических регулято-
ров приведена на рис. XVII. 13.
В регуляторах прямого действия пере-
мещение регулирующего органа осущест-
вляется за счет энергии, развиваемой чув-
ствительным элементом, которая обычно
пропорциональна отклонению параметра ре-
гулирования, или за счет энергии регулируе-
мой среды. Эти регуляторы применяют
в простейших объектах регулирования для
поддержания постоянными давления, уров-
Основание деления
См. табл. I
приложения 5.5.
По виду регулирую-
щего воздействия
По характеру регули-
рующего воздействия
По характеру измене-
ния регулируемой ве
личины
По способу регул и ро
вания
По виду потребля-
емой энергии
Рис. XVI 1.13. Классификация автоматических
регуляторов
ня и температуры. Они состоят только из
чувствительного элемента и исполнительно-
го механизма.
Регуляторами непрямого действия назы-
вают регуляторы, в которых перестановка
регулирующего органа осуществляется за
счет вспомогательной энергии, подводимой
от постороннего источника. Это сложные
динамические системы, состоящие из боль-
шого числа элементов; применяются для ав-
томатического регулирования сложных
объектов регулирования (табл. XVII.6).
Законы регулирования. Работа регулятора
определяется законом регулирования, т. е.
зависимостью между отклонением регули-
руемой величины от заданной (входная ве-
личина) и перемещением регулирующего ор-
гана (выходная величина).
Дифференциальные уравнения разных ав-
томатических регуляторов отличаются толь-
ко полиномом правой части, определяющим
закон регулирования. Дифференциальное
уравнение линейного регулятора может быть
записано в общем виде:
313
(1 + т1Р+Пр2+ ... +r"x)g =
— Ро/р + Ci + С2р + С3р2 + ...) ф,
где ц — выходная величина (регулирующее
воздействие); ф — входная величина (откло-
нение регулируемой величины); р =
= d/dt — символ дифференцирования (вво-
дится для упрощения), форма записи уравне-
ния при этом называется операторной;
С0/р — коэффициент, означающий введение
в закон регулирования интеграла от откло-
нения регулируемой величины; Сг — коэф-
фициент пропорциональности, означающий
Таблица XVII.6
Сравнительный анализ автоматических регуляторов
Класс регуля- тора	Преимущества	Недостатки
Прямо- го дейст- вия	Просты по уст- ройству и обслу- живанию, высо- кая надежность	Малая чувстви- тельность, инер- ционность, невысо- кое качество регу- лирования
Непря- мого дей- ствия: электри- ческие элект- ронные	Высокое качест- во регулирования, дальность дейст- вия, удобство об- служивания	Невозможность применения	во взрыво- и пожаро- опасных помеще- ниях
пневма- тические	Простота и на- дежность в работе, невысокая стои- мость, полная по- жаро- и взрывобе- зопасность	Инерционность, ограниченная даль- ность (300 м), жест- кие требования к качеству и надеж- ности воздухоснаб- жения
гидрав- лические	Простота и на- дежность, воз- можность реали- зации И-закона ре- гулирования без корректирующих устройств; значи- тельные усилия, развиваемые ис- полнительными механизмами, вы- сокие чувствитель- ность и быстро- действие, плавное регулирование	Ограниченная дальность (по го- ризонтали 150 м, по вертикали 50 м), зависимость от температуры, сре- ды, вязкости жид- кости, герметиза- ции
введение в закон регулирования пропор-
циональной составляющей от отклонения
регулируемой величины; С2, С3 — коэффи-
циенты, соответствующие введению в закон
регулирования первой и второй производных
(скорости и ускорения) отклонения регули-
руемой величины; Т19 ..., Т„ — постоянные
времени.
Полином левой части дифференциально-
го уравнения характеризует инерционность
регулятора. В зависимости от порядка левой
части регуляторы бывают безынерционные,
с инерционностью первого, второго и более
высоких порядков.
Полином правой части дифференциально-
го уравнения выражает закон регулирования.
Введем дополнительные обозначения:
Кр = Ci = 1/8р — коэффициент усиления
регулятора (8р—статизм регулятора); Ти =
— Сi/Cq — постоянная времени воздействия,
называемая временем изодрома или време-
нем удвоения; Тпр = С2/С1 — постоянная
времени воздействия скорости отклонения
параметра, называемая временем предваре-
ния.
Динамические характеристики регулято-
ров с использованием этих обозначений при-
ведены в табл. XVII.7.
Методика выбора автоматических регуля-
торов. При наличии исходных данных тип
регулятора выбирают по методике, изложен-
ной в книге Глинкова Г. М., Маковского В. Л.,
Лотмана С. Л. «Проектирование систем
контроля и автоматического регулирования
металлургических процессов», М.: Металлур-
гия, 1970 (табл. XVII.8).
При отсутствии перечисленных в
табл. XVII. 8 исходных данных порядок
выбора следующий: оценка возможности
выбора регулятора по расстоянию, на кото-
рое передается регулирующее воздействие;
по пожаро- и взрывобезопасности; по нали-
чию вибрации, магнитных и электрических
полей; по разрушающему влиянию среды;
оценка инерционности регулятора.
Исполнительные устройства. Устройства,
предназначенные для перемещения регули-
рующих органов в системах дистанционного
и автоматического управления и регулирова-
ния, называют исполнительными. К исполни-
тельным устройствам (ИУ) предъявляют
требования в части сопряжения их с новыми
техническими средствами вычислительной
техники. Выпускаемые в настоящее время ис-
полнительные устройства не полностью от-
вечают этим требованиям. Классификацию
ИУ см. на рис. XVII. 14. Примеры ИУ приве-
дены в табл. XVII.9 и приложении 5.5.
Методика выбора исполнительных
314
Таблица XVII.7
Динамические характеристики регуляторов
Тип регу- лято- ра	Дифферен- циальное уравнение	Передаточная функция	Амплитудно-фазовая характеристика	График переходной функции			
П	Р = Крф	^(р) = К	W (i<o) = кр	h(t)a fl			
					i		
		1 + 7\р + Т2р2 (один параметр настройки /Ср)	|/т2«>2+(1 — rfce2)2 Т 1(0 arctg _ , хе	2				
				и	t		
И	/Со	1Г(р) = 1 7иР(1 + Т\р + ~"+Т22р2) (один параметр настройки Тр — = r„/7Cp)	PV(iCO) = 1 = 	 X Тию|/т1а>2+(1-Т1<о2)2 хе J(’t/2 + arctg t-r2»,2)	h(i) 0	°		
					_TK |	rt		
ПИ	+ 1)<р	^(р) =	х гиР X	1 + 7иР Х1 + TlP + Т22р2 (два параметра настройки Кр, Т’и)	/Сп IV(iCO) = —X ти® l/T2<02 + l x —	— x	h(t) 0	0 1		
			|/т?о)2+(1-Т2<м2)2 -JR- arctg Гисо+ x e ' .	Teo \ + arC,gl-7>2)		/ /		
					Tu	t	
ПД	Р = = ^р(^прР + + 1)ф	иад = /ср х х 1 + 7npP 1 + Тгр + Т2р (два параметра настройки Кр, ^пр)	IT (ico) = — К	l/^np^2 +1 P ]/ri<o2+(l - Tira2)2 /arctg Tnpco—arctg ^^2) xev	2 7	h(t) 3“	_ Г, 1 r—-7	2	0	
					Jb. ‘‘ 7		
				0	'i			
ПИД	р = Кр х х( J-+1 + \Тир + Лфр) ф	х ТиР х * + 1 + ЛР+ х + ^и^прР2 + Т22р2 (три параметра настройки /Ср, т„, гпр)	Kn W'dto) = zA X Тисо |/тХН1-7и7пр<02)2 „ *	|/Т?<о2+(1-Т1<о2)2 . (n	7иш —J1 7 — arctg _ _	2 xe V	1 'и'пр® Лео \ + arc,g 1-T^2J	h(t) 0	i2 ,7<r 1		
					4*1'» J 1	1		
315
Таблица XVII.8
Перечень исходных данных для выбора автоматического регулятора
Наименование исходного параметра	Назначение исходного параметра	В каких материалах содержится *	Способ определения
Кривая разгона объекта	Определение параметров объекта: ^Об’ ^об’ тоб	с. 158	Экспериментальный
тоб/^об	Определение типа регуля- тора	с. 167	Расчетный (анали- тический)
Xi — максимально допусти- мое динамическое отклонение	Определение динамиче- ского коэффициента регу- лирования R = А^обАУВх об	е. 168	
ДУвх.об — максимальное воз- мущение			
Гр — допустимое время регу- лирования	Проверка правильности выбора регулятора	Рис. 52	Расчетный (графи- ческий)
Уст — допустимое остаточное отклонение		Рис. 68	
* По книге Глинкова Г. М., Маковского В. Л., Лотмана С. Л. «Проектирование систем контроля
и автоматического регулирования металлургических процессов».
Таблица XVII.9
Сравнительные характеристики исполнительных устройств
Энергия вспомога- тельного источника	Надеж- ность	Характер и предел регули- рования	Переста- новочное усилие	кпд	Ра- диус дей- ствия	Инер- цион- ность	Эксплуа- тация	Снабжение энергией	Условия применения
Г идрав- лическая	Наи- боль- шая	Плав- ный с большим диапазо- ном	Наи- боль- шее	Вы- со- кий	Огра- ни- чен- ный	По- вы- шен- ная	Простая	Специаль- ная насосная установка	Огнеопасна при использо- вании масла
Пневма- тическая	Высокая		Значи- тельное		Зави- сит от рас- сто- яния	Зави- сит от рас- сто- яния		Специальная компрессор- ная установ- ка	Допустима во взрывоопас- ных помеще- ниях
Электри- ческая	Незначи- тельная для кон- тактных и боль- шая для бескон- тактных	Неплав- ный с большим диапазо- ном	Незначи- тельное	Низ- кий	Без огра- ниче- ний	Без- инер- цион- ная	Квали- фициро- ванное обслужи- вание	Общезавод- ской источ- ник	Нормальные
316
Основание деления
По виду регулируемой
среды
Жидкая и газообраз-
ная
Сыпучая
Твердые тела
Потоки энергии сжа-
того воздуха, гидро-
энергии и электро-
энергии
Вид потребляемой
энергии
См. табл. 2
приложения 5.5.
Рис. XVII.14. Классификация исполнительных
устройств
устройств. Выбор исполнительных устройств
основан на удовлетворении исполнительным
устройством следующих требований:
соответствие принципа действия и кон-
струкции ИУ задаче автоматизации;
соответствие категории производственно-
го помещения;
соответствие свойствам и значениям регу-
лирующей среды;
обеспечение требуемой надежности ра-
боты и технического ресурса;
безотказная работа в окружающей атмос-
фере в предполагаемом месте его установки;
обеспечение необходимой скорости регу-
лирования;
линейность ходовой характеристики.
Вспомогательные устройства. Это блоки,
с помощью которых расширяется область
применения исполнительных механизмов
в различных системах управления и регули-
рования. К ним относятся: усилительные
устройства, защитные диодные устройства,
задатчики ручного управления, различного
вида преобразователи, блоки дистанционно-
го управления и указания положения, блоки
управления и магнитные пускатели, регуля-
торы расхода воздуха и блоки питания воз-
духом и др.
Примеры вспомогательных устройств
приведены в приложении 5.5.
6. Средства передачи информации
Средства передачи информации осущест-
вляют перемещение информации в простран-
стве. Предназначены для обмена информа-
цией между территориально рассредото-
ченными абонентами (диспетчерами, опера-
торами, производственным персоналом и
т. д.), а также между техническими средства-
ми (управляющими вычислительными комп-
лексами, специальными датчиками и т. д.) по
сетям связи различного назначения.
317
Основание деления
Вид линий связи
Место в сетях связи
Форма восприятия
передаваемой инфор
мации
Рис. XVII.15. Классификация средств связи и
сигнализации
Включают три основные группы техниче-
ских средств: средства связи и сигнализации;
средства передачи данных; средства переме-
щения данных.
Номенклатура основных технических
средств передачи информации приведена
в приложении 5.6.
Средства связи и сигнализации. Средства
этой группы предназначены для:
обмена речевой и документальной инфор-
мацией между производственным персона-
лом АСУ ТП, а также между персоналом
смежных и вышестоящих подразделений
промышленного предприятия;
централизованного визуального контроля
хода технологических процессов;
автоматизации процессов контроля за со-
стоянием среды, охраны материальных цен-
ностей и пожарной безопасности;
выдачи производственному персоналу ин-
формации о текущем времени и других сиг-
налов.
Классификация средств связи и сигнали-
зации приведена на рис. XVII. 15.
В технике связи принято разделять сред-
ства связи на следующие группы:
аппаратура производственной и учре-
жденческой телефонной связи;
аппаратура оперативной телефонной
связи;
оконечные устройства телефонной связи;
аппаратура громкоговорящей связи;
оконечные радиотехнические устройства;
аппаратура радиосвязи;
телеграфная и факсимильная аппаратура;
аппаратура сигнализации времени;
аппаратура сигнализации;
источники электропитания.
Аппаратура производственной и учре-
жденческой телефонной связи предназначена
для обеспечения двусторонней связи персо-
нала по принципу «каждый с каждым».
В АСУ ТП используют в основном автома-
тические телефонные станции малой и сред-
ней емкости.
Аппаратура оперативной телефонной свя-
зи представляет собой коммутаторные уста-
новки, предназначенные для обеспечения
прямой двусторонней связи руководителя,
диспетчера, оператора и т. д. с лицами, свя-
занными с ним административной подчинен-
ностью или единым технологическим про-
цессом.
Соединение во всех установках оператив-
ной связи осуществляется путем нажатия ру-
ководителем (оператором) ключа, кнопки
или клавиши на пульте, а у абонента — сня-
тием микротелефонной трубки.
Линии коммутаторных установок опера-
тивной связи, как правило, организуются по
кабелям комплексной сети промышленных
предприятий.
Оконечные устройства телефонной связи
разделяются на две группы: концентраторы
и автоматические устройства; телефонные
аппараты.
318
Аппаратура громкоговорящей связи ис-
пользуется в случаях, когда организация не-
посредственной связи между отдельными ра-
бочими местами или должностными лицами,
размещенными на больших площадях или
значительном отдалении друг от друга, с по-
мощью обычных средств проводной теле-
фонной связи невозможна или малоэффек-
тивна.
Аппаратура громкоговорящей связи со-
стоит из следующих групп: трансляционные
усилители; установки прямой двусторонней
громкоговорящей связи; коммутаторные
установки; системы производственной гром-
коговорящей связи.
Оконечные радиотехнические устройства
включают микрофоны, громкоговорители,
звуковые колонки и выносные акустические
системы, которые используются в комплекте
с аппаратурой усиления, звукозаписи и зву-
ковоспроизведения.
Аппаратура радиосвязи предназначена для
организации симплексной и дуплексной ра-
диотелефонной и радиотелеграфной связи на
предприятиях, в сельском хозяйстве и строи-
тельстве и подразделяется на радиостанции
центральные (диспетчерские) и абонентские.
В каждой радиосети может быть только од-
на центральная станция.
По условиям работы радиостанции под-
разделяются на следующие виды:
стационарные, предназначенные для ра-
боты на неподвижных объектах;
мобильные, предназначенные для уста-
новки на автомобилях, подвижных железно-
дорожных объектах, строительных, земле-
ройных машинах, подъемных кранах и т. д.;
носимые, имеющие собственный источник
питания и предназначенные для переноски
в рабочем состоянии;
переносные, имеющие собственный источ-
ник питания, но работающие только во вре-
мя остановок;
портативные — носимые — радиостанции
массой, как правило, до 1 кг.
По режиму работы радиостанции обеспе-
чивают следующие виды связи:
симплексную, при которой передатчик
и приемник работают попеременно на одной
или двух разных частотах;
дуплексную, при которой передатчик
и приемник работают на двух разных часто-
тах одновременно;
полудуплексную, при которой централь-
ная станция сети работает в дуплексном ре-
жиме, а абонентские — в режиме двухчастот-
ного симплекса.
Телеграфная и факсимильная аппаратура
используется для организации документаль-
ной связи на предприятиях в целях обмена
информацией между абонентскими установ-
ками.
Телеграфная аппаратура подразделяется
на оконечную и коммутационную. Оконеч-
ная аппаратура (ленточные и рулонные теле-
графные аппараты и различные приставки)
предназначена для передачи и приема теле-
графных сообщений. Коммутационная аппа-
ратура (станции абонентского телеграфа
и линейно-батарейные коммутаторы) служит
для соединения абонентов.
Факсимильная аппаратура предназначена
для воспроизведения полутоновых изображе-
ний. На промышленных предприятиях, в уч-
реждениях и на стройках факсимильная ап-
паратура используется для передачи раз-
личных чертежей, химических анализов, ре-
зультатов измерений и испытаний изделий,
а также всевозможных ведомостей, на-
кладных и других документов.
Промышленные телевизионные установки
нашли широкое применение в АСУ ТП как
средства, позволяющие централизованно
осуществлять визуальное наблюдение за
процессами, протекающими в опасных для
обслуживающего персонала условиях, за не-
доступными для человека объектами, а так-
же за ходом работ, одновременно выпол-
няющихся в разных местах.
Промышленные телевизионные установки
разделяются на следующие группы:
по назначению — общего назначения (для
наблюдения процессов, происходящих при
нормальном уровне освещенности); спе-
циальные (для наблюдения сварочных про-
цессов, процессов плавки, рентгеноскопии,
процессов, происходящих при пониженном
уровне освещенности и в темноте);
по категорийности производств — уста-
новки для эксплуатации во невзрывоопасных
помещениях, установки для эксплуатации во
взрывоопасных помещениях и взрыво-
опасных зонах наружных установок;
по числу приемо-передающих телеви-
зионных камер — однокамерные, многока-
мерные;
по числу видеоконтрольных устройств
(ВК) — с одним ВК, с несколькими ВК;
по способу передачи телевизионного сиг-
нала — на несущей частоте телевизионных
каналов (одного из первых пяти); на видео-
частоте.
Аппаратура сигнализации времени состоит
из следующих групп: системы единого вре-
мени, электрочасовые станции, подстанции
и щиты, электрочасы.
Системы единого времени принимают
сигналы времени от государственной службы
319
Рис. XVII.16. Классификация средств передачи
данных
времени по радио. Они используют в каче-
стве каналов для передачи импульсов си-
ловые, осветительные и радиотрансля-
ционные сети предприятий.
Электрочасовые станции, подстанции,
щиты и часы применяют для организации
локальных систем отсчета единого времени
с применением в качестве индикаторов вре-
мени вторичных электрочасов.
Аппаратура сигнализации разделяется на
аппаратуру пожаро-охранной сигнализации
и аппаратуру сигнализации различного на-
значения.
Аппаратура пожаро-охранной сигнализа-
ции включает приемные станции и око-
нечные сигнальные устройства; датчики (из-
вещатели) пожарной сигнализации (автома-
тические и ручные); датчики (извещатели)
охранной сигнализации (автоматические
и ручные).
В аппаратуре пожаро-охранной сигнали-
зации в качестве датчиков используют элек-
троконтактные автоматические или ручные
извещатели, работающие на замыкание, раз-
мыкание, а также бесконтактные извещатели,
работающие на изменение состояния цепи.
Приемными станциями являются уста-
новки и приборы, фиксирующие место, отку-
да был послан сигнал.
Извещатели, как правило, подключаются
к приемным станциям по линиям комплекс-
ной телефонной сети предприятия.
Аппаратура сигнализации различного на-
значения включает датчики, средства переда-
чи сигналов и средства вывода информации
персоналу (см. параграфы 1, 3 гл. XVII).
Источники электропитания включают
следующие группы:
аккумуляторы и аккумуляторные батареи
кислотные;
аккумуляторы и аккумуляторные батареи
щелочные;
выпрямительные устройства и электропи-
тающие установки;
вспомогательную аппаратуру.
Выпрямительные устройства и электропи-
тающие установки предназначены для элек-
тропитания установок связи и сигнализации
постоянным током как непосредственно от
сети Переменного тока, так и при работе их
совместно с аккумуляторными батареями
в различных режимах.
Вспомогательная аппаратура включает
устройства автоматики электропитающих
установок, монтажные элементы и преобра-
зователи напряжения постоянного тока в на-
пряжение переменного тока.
Средства передачи данных (СПД). Сово-
купность технических средств, осуществляю-
щих передачу данных с гарантированным
уровнем достоверности по каналам связи
различного вида, называют средствами пере-
дачи данных.
Уровень достоверности задается пользо-
вателем в соответствии со спецификой си-
стемы и, как правило, принимается не ниже
10’6.
По системотехническим возможностям
средства передачи данных можно условно
разбить на две основные группы: спе-
циальные СПД; универсальные СПД
(рис. XVII. 16).
Специальные СПД такие, как агрегатная
система сбора, регистрации и первичной
обработки информации (АСПИ), предста-
вляют собой замкнутые группы технических
средств, реализующих определенную конфи-
гурацию сети передачи данных (в большин-
стве случаев радиальную) и использующих
ограниченный набор каналов связи. Они, как
правило, ориентированы на работу с опреде-
ленными типами ЭВМ.
320
Универсальные СПД обеспечивают зна-
чительное разнообразие конфигурации сетей
передачи данных, каналов связи и исполь-
зуемых технических средств (включая и сред-
ства вычислительной техники).
Совместимость при этом обеспечивается
реализацией требований к параметрам элек-
трических сигналов и алгоритмам взаимо-
действия на сопряжениях с оконечными
устройствами (стык С2 по ГОСТ 18145 — 81
и СЗ по ГОСТ 18146 — 72) и каналами связи
(стык Cl по ОСТ 4.Г0.208.004).
В связи с тем, что применение спе-
циальных СПД в АСУ ТП нетипично (они
в основном ориентированы на работу
с большими ЭВМ), приведем описание толь-
ко универсальных СПД.
Универсальные СПД в зависимости от
назначения разделяются на следующие
группы:
оконечное оборудование данных;
устройства сопряжения;
аппаратура передачи данных;
телеконцентраторы информации.
Оконечное оборудование данных — это
средства, устанавливаемые в начальном
и конечном пунктах перемещения информа-
ции. Его разновидностями являются ЭВМ
и терминалы.
Возможны следующие варианты взаимо-.
действия оконечного оборудования данных:
терминал — ЭВМ;
терминал — терминал;
ЭВМ - ЭВМ.
В режиме передачи информации оконеч-
ное оборудование данных обеспечивает:
ручной или автоматический набор инфор-
мации с ее фиксацией и отображением;
запись информации на машиночитаемый
носитель информации;
предварительную обработку вводимой
информации;
автоматизированный ввод (с машиночи-
таемого носителя информации) постоянной
и условно-постоянной информации.
В режиме приема информации оконечное
оборудование данных обеспечивает:
регистрацию принимаемой информации
на машиночитаемый носитель информации
и (или) печатный документ, видеотерминаль-
ное устройство;
предварительную обработку принимае-
мой информации.
В качестве этого оборудования в систе-
мах передачи данных АСУ ТП используют
следующие терминальные устройства
и ЭВМ:
рулонные телеграфные аппараты (теле-
тайпы) (см. табл. 6 приложение 5.6);
И п/р Смилянского Г. Л.
дисплейные модули из набора СМ ЭВМ
(ДМ-2000; ДМ-500; «Видеотон-340»);
субкомплексы дисплейные, содержащие,
кроме дисплейного модуля, знакосинтези-
рующие устройства печати на базе механиз-
ма ДЗМ-180 и (или) модули внешней памяти
кассетные на базе механизма НК-1;
СМ ЭВМ (СМ-1; СМ-2; СМ-3; СМ-4);
УВК М-6000; М-7000; М-400 АСВТ-М.
Устройства сопряжения предназначены
для обеспечения электрического и логическо-
го сопряжения оконечного оборудования
данных с подключаемой к нему аппаратурой
передачи данных или каналами связи.
По виду подключаемого оконечного обо-
рудования устройства сопряжения разде-
ляются на две группы:
устройства сопряжения ЭВМ с АПД и ка-
налами связи;
устройства сопряжения терминалов
с АПД и каналами связи.
По виду подключаемого к устройству со-
пряжения оборудования сети передачи
данных устройства сопряжения разделяют на
сопрягаемые с АПД, с модемами, с теле-
графными каналами связи и комбиниро-
ванные.
Наиболее характерным для систем пере-
дачи данных в АСУ ТП является применение
в качестве устройств сопряжения модулей
СМ ЭВМ.
Аппаратура передачи данных (АПД)
включает как собственно АПД, так и устрой-
ства, выполняющие отдельные функции при
передаче данных: устройства преобразования
сигналов, устройства защиты от ошибок, мо-
демы, автоматические вызывные устройства
и т. д.
Аппаратура передачи данных выполняет
следующие функции:
а)	соединение (автоматическое или руч-
ное) двух абонентов сети передачи данных;
б)	преобразование дискретных электриче-
ских сигналов, поступающих от устройств
сопряжения оконечного оборудования
данных с АПД или оконечного оборудова-
ния данных в вид, пригодный для их переда-
чи по каналам связи, а также обратное пре-
образование сигналов, поступающих из кана-
лов связи в устройства сопряжения или
оконечное оборудование данных;
в)	обеспечение требуемой достоверности
данных.
В случае, когда не требуется обеспечения
достоверности информации на уровне АПД
(контроль достоверности и алгоритмы ее
обеспечения реализуются оконечным обору-
дованием данных), взаимодействие устройств
сопряжения и оконечного оборудования
321
данных с каналами связи осуществляют
устройства преобразования сигналов, выпол-
няющие функции б.
В зависимости от типов подключаемых
каналов связи устройства преобразования
сигналов подразделяют на три группы:
модемы (модуляторы-демодуляторы),
предназначенные для работы по телефонным
и широкополосным каналам связи;
устройства преобразования сигналов для
телеграфных каналов связи;
устройства преобразования сигналов для
работы по соединительным (физическим) ли-
ниям на сравнительно короткие расстояния.
Телеконцентраторы информации предназ-
начены для повышения эффективности ис-
пользования каналов связи путем использо-
вания различных способов уплотнения ин-
формации.
В сетях передачи данных АСУ ТП для
концентрации информации (по групповому
направлению) и распределения (по индиви-
дуальным направлениям) применяют концен-
тратор информации ТКИ.
Имеется тенденция слияния средств пере-
дачи данных и вычислительной техники, на-
пример аппаратные СПД заменяются спе-
циализированными или универсальными
ЭВМ (мини-ЭВМ), выполняющими анало-
гичные функции, посредством специального
математического обеспечения. ЭВМ могут
выполнять следующие функции связных про-
цессоров:
сопряжение центральной ЭВМ с АПД,
управление обменом данными ЭВМ с око-
нечными устройствами и во многих случаях
выполнение предварительной первичной
обработки принимаемых и передаваемых
данных;
дистанционное мультиплексирование
(уплотнение) или концентрация данных, где
связные процессоры используются для
уплотнения данных, поступающих из многих
низкоскоростных каналов или оконечных
устройств на один или несколько каналов
с высокой скоростью передачи данных;
коммутация или распределение сообще-
ний, где связные процессоры используются
для запоминания поступающих сообщений,
их контроля, анализа, некоторых видов обра-
ботки и последующей их передачи к одному
или нескольким адресатам;
уплотнение и управление на стороне око-
нечных устройств, где связной процессор мо-
жет использоваться для управления и коорди-
нации работы группы непосредственно под-
ключенных к нему оконечных устройств
(например, индикаторов на электроннолуче-
вой трубке) с целью разделения между ними
322
аппаратных средств управления, обеспечения
общего стыка с АПД и, как правило, для вы-
полнения ограниченной локальной обработ-
ки данных;
сетевая обработка и управление, где
связные процессоры могут осуществлять не-
которую комбинацию перечисленных выше
функций (хранение, коммутация, предвари-
тельная обработка данных и др.).
Программная или микропрограммная ре-
ализация перечисленных функций позволяет
снизить расходы на аппаратуру по сравне-
нию с аппаратными СПД, а также обеспе-
чить возможность изменять алгоритм ра-
боты при введении в систему новых видов
устройств в случае модернизации и развития
систем.
Средства перемещения данных. Эта груп-
па включает устройства перемещения в про-
странстве документов и других носителей
информации (транспортеры, подъемники,
пневмопочта).
Пневмопочта — комплекс устройств для
транспортирования по трубам патронов
(контейнеров) с документами (или посылка-
ми) под действием разрежения или давления
воздуха. Используется для пересылки раз-
нообразной документации между оператор-
скими пунктами, диспетчерскими пунктами,
вычислительным центром и т. д. для повы-
шения оперативности передачи документа-
ции и исключения ручной транспортировки.
Системы пневмопочты разделяют по на-
правлению движения контейнеров на нере-
версивные и реверсивные, которые по кон-
струкции промежуточных станций подразде-
ляются на системы с проходными станциями
(«Транзит») и системы с тупиковыми стан-
циями («Магистраль», «Дуплекс»).
Методика выбора средств передачи инфор-
мации. Выбор средств передачи информации
является одним из этапов проектирования
комплекса связи, сигнализации и передачи
данных АСУ ТП.
Последовательность проектирования,
этапы, объем и содержание проектных мате-
риалов на всех стадиях разработок проекта
системы производственной связи достаточно
полно описаны в литературе [206].
На этапе выбора технических средств
должны быть разработаны схема организа-
ции связи и передачи данных, а также прин-
ципиальные решения по конфигурации сетей
связи и передачи данных.
Эти материалы разрабатываются на ос-
новании функциональных требований АСУ
ТП (данных по технологии управления в ус-
ловиях АСУ ТП), особенностей рабочих мест
абонентов (стационарные, передвижные), ус-
ловий среды в местах размещения рабочих
мест абонентов, дальности передачи, требо-
ваний к представлению информации в ме-
стах передачи и приема, числа абонентов,
объема передаваемой информации, принятой
конфигурации сетей передачи информации.
Эти требования должны содержаться
в задании на проектирование комплекса свя-
зи, сигнализации и передачи данных АСУ
ТП, а также в материалах изыскательских
работ.
Задание на проектирование комплекса
связи, сигнализации и передачи данных раз-
рабатывается генпроектировщиком АСУ ТП
или заказчиком (с привлечением проектиров-
щиков).
Основным критерием выбора средств
передачи информации является минимальная
стоимость передачи информации при задан-
ной надежности и достоверности. В стои-
мость передачи информации входит стои-
мость амортизации и обслуживания аппара-
туры.
Рекомендуемая методика выбора техни-
ческих средств передачи информации в АСУ
ТП приведена на рис. XVII. 17.
Процесс выбора комплекса технических
средств (рис. XVII. 18) носит итеративный ци-
клический характер, т. е. существует взаимо-
связь предшествующих и последующих эта-
пов работ. Это значит, что не только
система управления определяет требуемый
Рис. XVII. 17. Методика выбора технических средств
передачи информации
11*
323
Рис. XVII. 18. Общий алгоритм
стемы передачи информации
проектирования си-
комплекс технических средств, но и особен-
ности отдельных средств оказывают влияние
на конечные характеристики системы.
При выборе технических средств необхо-
димо руководствоваться следующим:
предпочтение должно отдаваться сред-
ствам, позволяющим максимально совме-
щать оконечные устройства и линии связи,
а также многофункциональным установкам,
обеспечивающим максимальное удовлетво-
рение требований заказчика и технологи-
чность эксплуатации;
при выборе типа аппаратуры оператив-
ной телефонной связи следует учитывать,
что емкость установки должна превышать
требуемую на 20% для резерва на развитие
системы;
при выборе аппаратуры оперативной
громкоговорящей связи следует различать
выбор аппаратуры громкоговорящей перего-
ворной связи и аппаратуры распорядитель-
но-поисковой связи; особое внимание необ-
ходимо обратить на выбор мощности гром-
коговорителей, их расстановку в производ-
ственных помещениях и открытых простран-
ствах.
Тип радиотрансляционного узла выби-
рается на основании общей суммарной мощ-
ности громкоговорителей, включенных в
максимально нагруженный фидер при раз-
новременной (поочередной) передаче по раз-
ным фидерам, или суммарной мощности
всех громкоговорителей всей сети распоря-
дительной связи при одновременной пере-
даче.
Все радиотрансляционные узлы сетей
производственного вещания должны обору-
доваться усилителями соответствующей
мощности, устройствами выходной и вход-
ной коммутации, микрофонами, трансля-
ционным радиоприемником, звукозаписы-
вающим и звуковоспроизводящим оборудо-
ванием.
Выбор аппаратуры производственной те-
леграфной связи определяется числом и раз-
мещением телеграфных аппаратов по терри-
тории предприятия, проектируемой нагрузки,
а также требованиями по взаимодействию
сети телеграфной связи предприятия с внеш-
ними сетями телеграфной связи (ведом-
ственными, городскими и междугородными).
Следует также учитывать, что станции (под-
станции) абонентского телеграфа могут
быть: с постоянной структурной схемой, ну-
мерацией и заводской комплектацией обору-
дования (АТА-МК-2, АТК-20 и АТК-ПД) и
с изменяемой (АТ-ПС-ПД и подстанция
ПТСК).
Наряду с основным оборудованием, по-
ставляемым заводом-изготовителем, теле-
графные станции комплектуются контроль-
но-измерительной аппаратурой и приборами,
приведенными в НТП-45.325-71.
Выбор аппаратуры пожароохранной сиг-
нализации определяется числом, типом, тех-
ническими данными и условиями эксплуата-
ции выбранных извещателей и датчиков,
которые, в свою очередь, зависят от особен-
ностей охраняемых помещений и окружаю-
щей среды, наличием пожароопасных мате-
риалов и технологических процессов.
При выборе электрочасовой системы
и типа оборудования рекомендуется руко-
водствоваться данными, приведенными
в табл. XVII. 10.
Прикладные телевизионные установки
выбирают на основании задания на проекти-
рование; списка мест установки передающих
камер, выносных пультов управления и ви-
деоконтрольных устройств; схемы органи-
зации связи в целом по предприятию;
объема, площади, протяженности и конфи-
гурации обозреваемого объекта; освещен-
ности наблюдаемого объекта; предельной
скорости движения наблюдаемого объекта;
324
Таблица XVII.10
Рекомендуемые электрочасовые системы
Число ус- танавливае- мых электро- вторичных часов	Рекомендуемая система	Тип оборудования
До 60	Неавтоматизи- рованная	Первичные электро- часы с мощным реле
61-100		Электрочасовой щит
101-200		Электрочасовая станция
Более 200	Автоматизиро- ванная и неав- томатизирован- ная	Система «Сэвэна», электрочасовые стан- ции и подстанции
физико-климатических условий окружающей
среды; необходимости обеспечения защиты
от действия вибрации, механических ударов,
а также внешних электромагнитных полей;
технических данных выпускаемых установок
прикладного телевидения.
При этом следует учитывать, что для си-
стем с суперортиконными трубками ско-
рость движения наблюдаемого объекта не
ограничивается, однако эти трубки сложны
по устройству и дорогие, поэтому их приме-
нение целесообразно только в случае неэф-
фективности видиконной системы.
При выборе системы пневмопочты сле-
дует учесть, что система пневмопочты «Ду-
плекс» эффективна при двух абонентских
пунктах с интенсивным потоком документов.
При числе абонентов более двух применяют
системы типа «Транзит» и «Магистраль»,
причем при вертикальном размещении або-
нентов, когда линию связи можно организо-
вать в виде стояка, более приемлема система
«Транзит».
Средства передачи данных выбирают на
основании задания на проектирование сети
передачи данных, перечня абонентских пунк-
тов, объемов, вида и распределения во вре-
мени передаваемой информации, требуемой
достоверности передачи информации и на-
дежности сети передачи данных.
При этом надо стремиться применять
оборудование, позволяющее максимально
использовать сети связи предприятия, а так-
же учитывать неравномерность загрузки раз-
личных участков сети передачи данных, для
компенсации которой рекомендуется приме-
нять телеконцентраторы информации.
7. Средства фиксации информации
Определение и классификация. Под фикса-
цией информации понимается процесс за-
поминания сведений на какой-нибудь срок
с обязательной возможностью их считыва-
ния. Фиксацию данных можно рассматри-
вать как передачу информации во времени,
в отличие от передачи информации в про-
странстве, реализуемой средствами передачи
данных (см. п. 6 данной главы).
Средства фиксации информации назы-
вают также запоминающими устройствами,
памятью.
Устройства фиксации информации входят
в состав средств оргатехники, вычисли-
тельных машин, средств связи, однако неко-
торые устройства можно использовать само-
стоятельно.
Классификация средств фиксации инфор-
мации приведена на рис. XVII. 19.
К устройствам фиксации информации от-
носим не только чисто запоминающие
устройства, но и счетчики, счетные реле,
электрические часы, механизированные и ав-
томатизированные картотеки, информацион-
ные справочные машины.
Для повышения наглядности предназна-
чены простейшие устройства фиксации ин-
формации. Графики, диаграммы, магнитные
доски, контрольно-распределительные доски,
мнемосхемы отличаются по своим разме-
рам, объему фиксируемой информации
и формам представления. Для диспетчерских
пунктов изготовляют комплексные устрой-
ства фиксации и хранения информации, со-
ответствующие конкретным наборам аппа-
ратуры вывода данных.
Средства первичного счета включают
счетчики и счетные реле (см. табл. 1 прило-
жения 5.7). Они могут быть суммирующими,
вычитающими, дифференциальными, ко-
мандными и др. К этой группе средств мож-
но отнести также телефонные шаговые иска-
тели, счетчики электроэнергии с дистан-
ционным электрическим сигналом и др.
Средства фиксации времени — различные
часовые установки, комплектующиеся из
стандартных элементов (см. табл. 8 приложе-
ния 5.6).
Средства фиксации речи включают авто-
ответчики, автоизвещатели, магнитофоны,
диктофоны, секретари-автоматы (см. табл. 2,
приложения 5.7).
Средства фиксации кодированных сигна-
лов предназначены для запоминания таблиц,
325
Основание деления
Методика выбора
информации
Характер фиксируе-
мой информации
Связь устройств фик-
сации информации с
другими технически-
ми средствами и с
персоналом
Возможность непо-
средственного считы-
вания информации че-
ловеком
Организация ввода и
вывода информации
во времени
Средства фиксации информации
Рис. XVII.19. Классификация средств фиксации
информации (запоминающих устройств)
текста. По принципу действия они анало-
гичны средствам фиксации речи и исполь-
зуются в качестве внешней памяти ЭВМ (на-
копители на магнитной ленте, магнитном
барабане, магнитных дисках и т. п.). Стан-
дартные блоки машинной памяти (табл.
3 приложения 5.7), предназначенные для вво-
да, хранения и вывода информации, можно
использовать для комплектования нестан-
дартных систем.
Средства фиксации подвижных изображе-
ний включают видеомагнитофоны (табл.
5 приложения 5.7), кинотехнику.
Информационно-справочные машины при-
ведены в табл. 4 приложения 5.7. Они разли-
чаются по сложности, быстродействию,
объему памяти. Отдельные справочные
326
устройства могут агрегатироваться в боль-
шие информационно-справочные системы.
Принципиально возможно осуществлять
сбор фиксируемой информации от несколь-
ких источников (рис. XVII.20), выдачу храня-
щейся информации нескольким потребите-
лям или осуществлять и то и другое.
Методика выбора средств фиксации ин-
формации. Выбор осуществляется последова-
тельно в несколько этапов: вначале по ха-
рактеру фиксируемой информации, а затем
по количеству запоминаемой информации,
скорости ее поступления и методике исполь-
зования (см. рис. XVII. 18).
Для фиксации голоса используют магни-
тофоны, автоизвещатели, секретари-авто-
маты (см. табл. 2 приложения 5.7).
Для фиксации текстовых сообщений, за-
кодированных в виде электрических сигналов
(большие объемы информации со сложной
выборкой) используют ЭВМ. При малых
объемах информации с простой, часто по-
вторяющейся выборкой применяют механи-
зированные картотеки, справочные автоматы
(см. табл. 4 приложения 5.7). При малых
объемах информации и малой скорости ее
поступления фиксацию можно обеспечивать
электромеханическими устройствами, такими
как реле, шаговые искатели, счетчики (см.
табл. 1 приложения 5.7).
Для работы с автоматическими датчика-
ми импульсов при малом объеме фиксируе-
мой информации и малой скорости потока
импульсов используют электромеханические
счетчики, при большой скорости — элек-
тронные счетчики, при необходимости ав-
томатического считывания накопленных
сумм — электронные счетчики с возмож-
ностью автоматического считывания (узлы
ЭВМ).
Выбор средств по характеру фиксируемой
информации состоит в определении вида ин-
формации, которую необходимо фиксиро-
вать, и в выборе по этому виду необходимых
средств фиксации информации. Например,
сигнал о событии может представлять собой
электрический импульс, звуковой сигнал, све-
товой сигнал или изображение. Для фикса-
ции этих видов сигналов используется раз-
личная техника с разными характеристиками
и стоимостью.
Вид фиксируемой информации влияет на
затраты. Кроме того, характер фиксируемой
информации влияет на используемую аппа-
ратуру.
Если сигнал о событии получаем в виде
импульса, то дальнейший выбор ведем по
табл. 1 и 3 приложения 5.7.
Если сигнал о событии звуковой или све-
Рис. XVII.20. Структура средств фиксации инфор-
мации: а — с поступлением данных от нескольких
источников; 6 — с обслуживанием нескольких по-
требителей; в—с поступлением данных от несколь-
ких источников и выдачей нескольким потребите-
лям; ИИ - источники информации; Квх и Квых -
входной и выходной коммутаторы; ЗУ — запоминаю-
щее устройство; ПИ — потребители информации
товой, то выбор производим как для инфор-
мации, представленной в виде звуковых сиг-
налов и изображений.
Звуковые сигналы фиксирует аппаратура,
приведенная в табл. 2 приложения 5.7, а так-
же частично аппаратура, данная в табл. 4
и 5. Световые сигналы, в том числе непо-
движные изображения, фиксируются с по-
мощью средств фиксации изображения (табл.
5 приложения 5.7), информационно-спра-
вочных устройств (табл. 4) и блоков машин-
ной памяти (табл. 3), если этот сигнал удает-
ся разложить на элементы, например,
с помощью телевизионного автомата. Под-
вижные изображения фиксируются только
специальной аппаратурой (табл. 5).
Так, по характеру фиксируемой информа-
ции выбираются технические средства опре-
деленной группы. Дальнейший выбор внутри
группы производится по количеству фикси-
руемой информации, скорости ее поступле-
ния, методике использования, с учетом необ-
ходимости в автоматическом обмене данны-
ми с источниками и потребителями инфор-
мации.
8. Устройства обработки
технологической информации
Устройства обработки данных предназна-
чены для приема, редактирования, перера-
ботки информации и выдачи результатов
пользователю в удобной для него форме.
327
В отличие от преобразователей устрой-
ства обработки данных могут производить
сложные преобразования информации, со-
провождающиеся изменением ее количе-
ственных и качественных характеристик,
форм представления, извлечением законо-
мерностей, содержащихся в информации, но
недоступных для человека, не вооруженного
вычислительной техникой.
Устройства обработки данных с точки
зрения их мощности и применения могут
быть разделены на пять основных групп:
1)	клавишные вычислительные машины,
используемые для выполнения простых рас-
четов, контроля работы оборудования, под-
готовки оперативных решений;
2)	счетно-перфорационные вычислитель-
ные машины, предназначенные для выпол-
нения расчетов, включающих простые ариф-
метические действия и не требующих высо-
кого быстродействия;
3)	электронные вычислительные машины,
используемые для выполнения вычислений
произвольной сложности над информацией,
представленной в дискретной форме, с выда-
чей результатов в форме, удобной для поль-
зователя (таблицы, графики, чертежи, тексто-
вой материал и т. д.); для обеспечения
работы в диалоговом режиме, режиме разде-
ления времени, режиме реального времени
и т. д.;
4)	аналоговые вычислительные машины,
применяемые для выполнения вычислений
над информацией, представленной в анало--
говой форме;
5)	гибридные вычислительные машины,
используемые для вычислений над информа-
цией, представленной как в аналоговой, так
и в дискретной форме, и для получения ре-
зультата как в аналоговой, так и в дискрет-
ной форме.
Устройства обработки данных всех типов
могут применяться в АСУ ТП. Последние
три класса устройств обработки технологи-
ческой информации содержат характерный
для АСУ ТП элемент — устройства связи
с автоматизируемым объектом (УСО).
Устройство связи с объектом — это аппа-
ратура, обеспечивающая два потока инфор-
мации — от объекта к вычислителю и от вы-
числителя к объекту.
В СССР накоплен значительный опыт
разработки и внедрения АСУ ТП, содержа-
щих промышленные и исследовательские
УСО.
Анализ требований к УСО, работающих
в автоматизированных системах управления,
позволяет сделать вывод, что имеются
структурные и функциональные характери-
328
стики УСО, по которым рационально прово-
дить их классификацию, определяющую
классификацию самих устройств обработки
данных, участвующих в технологических
процессах.
К числу типовых интегральных характе-
ристик относятся: область применения, спо-
соб управления, характер агрегатирования,
разновидности подсистем, необходимость
управления рассредоточенными технологиче-
скими объектами, возможность дублирова-
ния основного измерительного тракта вызыв-
ной системой контроля.
Минприбор СССР разработал отрасле-
вой стандарт [912], определяющий логиче-
ские условия функционирования интерфейса
между УСО и ЭВМ и распространяющийся
на функциональные блоки систем АСПИ,
АССТ, КТС ЛИУС, АСКД, АСЭТ. Он уста-
навливает алгоритм и номенклатуру сигна-
лов при асинхронном обмене дискретны-
ми данными между функциональными бло-
ками параллельным и последовательным
кодом.
Классификация промышленных УСО
приведена на рис. XVII.21.
Технические характеристики и область
применения. Счетно-клавишные машины
(СКМ) широко применяют для механизации
небольших по объему вычислительных ра-
бот. Ввод исходной информации и управле-
ние их работой — ручные, с помощью кла-
виатуры.
Промышленность выпускает суммирую-
щие, вычислительные, бухгалтерские и фак-
турные счетно-клавишные машины (см. табл.
1 приложения 5.8). Номенклатура выпу-
скаемых машин быстро изменяется.
Суммирующие СКМ предназначены для
суммирования, вычитания, сальдирования.
Электронные клавишные Вычислительные
машины выполняют, наряду с обычными
арифметическими действиями, простейшие
программы (запоминание операндов, резуль-
татов промежуточного счета, последователь-
ное выполнение нескольких арифметических
действий и т. д.).
Бухгалтерские машины предназначены
для составления многографных документов
с суммируемыми и сальдируемыми показа-
телями, они имеют как текстовую, так и ци-
фровую клавиатуру (см. табл. 1 приложения
5.8).
Фактурные машины предназначены для
составления документов типа счетов-фактур,
содержащих алфавитно-цифровую информа-
цию, помимо арифметических действий,
определяют проценты, итоги (см. табл. 1
приложения 5.8).
Основание деления
Наличие системы
контроля
Наличие первичной
обработки
Сосредоточенность
объекта
Тип интерфейса
Способ управления
Специализация
интерфейса
Характер агрегатиро-
вания
Типизация блоков
ввода-вывода
Рис. XVI 1.21. Классификация промышленных УСО
329
Электронные вычислительные машины
(ЭВМ). Большинство ранее создававшихся
АСУ ТП выполнялись на базе агрегатиро-
ванных средств вычислительной техники
(АСВТ-М): УВК М-6000, М-70000, М-400,
М-4030. В настоящее время используются
УВК СМ ЭВМ (модификации СМ1 — СМ4),
микро-ЭВМ (см. приложение 5.8). УВК
М-6000 обеспечивает прием сигналов с тер-
моэлектрических термометров типа ПП1,
ХА, ХК; термометров сопротивления типов
ТСМ, ТСП; потенциометрических датчиков,
датчиков с унифицированным выходом. Си-
стема АСВТ-М представляет собой набор
аппаратных и программных модулей, из ко-
торых можно компоновать информационные
и вычислительные комплексы различной
производительности, конфигураций входов
и выходов.
Основная область применения — системы
реального времени (сбор и первичная перера-
ботка информации, централизованный кон-
троль, цифровое управление в АСУ ТП). При
этом обеспечивается сопряжение с ЕС ЭВМ,
КТС ЛИУС, АСПИ, АСКР, АССТ, выход на
стандартные телефонные и телеграфные ка-
налы связи.
В состав УВК входят агрегатные модули
связи с объектом.
Управляющий вычислительный комплекс
(УВК) М-400 используется в автономных си-
стемах контроля и управления на уровне тех-
нологических процессов в эксперимен-
тальных установках, интегрированных систе-
мах управления с использованием низовых
локальных систем (М-40, М-60), допускает
стыковку с М-6000, М-4030.
Управляющие вычислительные ком-
плексы СМ ЭВМ предназначены: для ис-
пользования на нижнем уровне в сложных
иерархических системах, для компоновки
простых одноуровневых АСУ ТП, для при-
менения в качестве устройства управления
в серийно выпускаемых приборах.
Комплексы СМ ЭВМ компонуются по
спецификации заказчика из агрегатных моду-
лей с использованием У СО номенклатуры
системы АСВТ-М.
В процессорах СМ-1П, СМ-2П, СМ-ЗП,
СМ-4П наряду с использованием новых
структурных и архитектурных решений со-
хранена полная преемственность по про-
граммному обеспечению и интерфейсу вво-
да-вывода с М-6000 (М-7000).
Технические характеристики управляю-
щих вычислительных комплексов СМ ЭВМ
и классы моделей второй очереди СМ ЭВМ
с указанием их возможностей приведены
в табл. 2 и 4 приложения 5.8.
На основе СМ ЭВМ (модификация СМ-2,
СМ-3, СМ-4) можно компоновать мульти-
процессорные вычислительные системы с об-
щим полем памяти.
По техническим параметрам и струк-
турным возможностям СМ ЭВМ (модифика-
ция СМ-1, СМ-2, СМ-3, СМ-4) полностью за-
меняют АСВТ-М (модификация М-6000,
М-7000, М-400 соответственно).
КТС ЛИУС обеспечивает ввод сигналов
с термоэлектрических термометров, термо-
метров сопротивления, дифференциально-
трансформаторных датчиков и ферродина-
мических преобразователей, пневматических
и непрерывных частотных сигналов 4 —
8 кГц.
Выходные сигналы обеспечивают им-
пульсное двух- и трехпозиционное непрерыв-
ное регулирование, могут подаваться на
вход изделий ГСП.
КТС ЛИУС используется в иерархиче-
ских системах управления в качестве низово-
го устройства, выход которого подключается
с помощью стандартного интерфейса
к М-6000, М-7000, М-400, СМ ЭВМ.
Система телеобработки «ЭКРАН-М»
предназначалась для организации взаимо-
действия большого числа удаленных абонен-
тов с М-4030 с использованием телефонных
и телеграфных каналов сети общего назначе-
ния.
«Электроника К-200» — универсальная
управляющая машина среднего класса, пред-
назначенная для работы в режиме разделе-
ния времени в системах управления техноло-
гическим процессом, а также в качестве
основы для построения автоматизированных
научно-исследовательских и контрольно-
испытательных комплексов.
Общ^е технические характеристики ма-
шины «Электроника-200»:
Быстродействие............50 000 операц/с
Емкость ОЗУ.................12-50	К 23-раз-
рядных слов;
Потребляемая мощность ...	0,2 кВА.
Аналоговые вычислительные устройства
(АВУ). Устройства данного класса предназ-
начены для обработки непрерывной инфор-
мации. В настоящее время промышлен-
ностью СССР выпускаются следующие ЭВМ
этого класса: МН-10М; МН-11; МН-14-1;
МН-14-2; МН-17.
Аналоговая вычислительная машина
МН-ЮМ выполняет интегрирование обыкно-
венных нелинейных дифференциальных урав-
нений, исследование реальных динамических
330
систем методом математического моделиро-
вания.
Аналоговая вычислительная машина
МН-И выполняет автоматизированное оты-
скание решения, удовлетворяющего заранее
заданным критериям.
Аналоговая вычислительная машина
МН-14 (МН-14-1, МН-14-2) выполняет
моделирование сложных динамических си-
стем нелинейных дифференциальных уравне-
ний с большим числом нелинейностей.
Аналоговая вычислительная машина
МН-17 выполняет моделирование сложных
динамических систем нелинейных дифферен-
циальных уравнений со сложной правой
частью.
Гибридные вычислительные и управляю-
щие машины. Гибридная вычислительная си-
стема ГВС-100 относится к классу сбаланси-
рованных гибридных вычислительных си-
стем средней мощности и предназначена для
моделирования в натуральном и ускоренном
масштабе времени сложных динамических
систем с реальной аппаратурой.
Состав ГВС-100:
а)	цифровая часть — центральный процес-
сор, периферийные устройства, внешние ЗУ
на магнитных дисках, длина слова 32
двоичных разряда, объем оперативной памя-
ти 8 — 64 К слов;
б)	аналоговая часть — 1 — 7 стоек анало-
говых устройств, пульт общего управления,
аналоговые периферийные устройства; стой-
ка аналоговой части содержит 20 интеграто-
ров, 20 сумматоров, 10 множительных
устройств, 2 логических функциональных
преобразователей, 6 тригонометрических
функциональных преобразователей, 8 уни-
версальных функциональных преобразовате-
лей;
в)	аналоговые периферийные устрой-
ства — восьмишлейфовый осциллограф, элек-
троннолучевой индикатор, двухкоорди-
натный построитель;
г)	устройство сопряжения — блок сопря-
жения цифровой ЭВМ с АВМ, аналого-ци-
фровой и цифро-аналоговый блоки преобра-
зования.
Устройства связи с объектом. Совре-
менные системы управления промышлен-
ными объектами относятся к классу
сложных больших систем, на которые со
стороны пользователя (объекта) наклады-
вается ряд требований, основными из ко-
торых являются качественные, количе-
ственные и временные параметры объекта.
Таким образом, элементами системы упра-
вления, удовлетворяющими этим требова-
ниям, являются соответствующие У СО.
Технические характеристики У СО совре-
менных систем управления, в том числе
и АСУ ТП, приведены ниже.
Тип входных сигналов ана- Ток, напряжение,
логовых....................термосопротивле-
ние, частота, ЭДС,
Тип входных сигналов диск-
ретных ....................
Тип выходных сигналов ана-
логовых ..................
Тип выходных сигналов
дискретных................
Число аналоговых входных
сигналов .................
Число аналоговых выходных
сигналов .................
Число дискретных входных
сигналов .................
Число дискретных выходных
сигналов .................
Допустимая погрешность из-
мерения, %................
Погрешность аналоговых
сигналов, поступающих в
УСО, %....................
Допустимая погрешность вы-
дачи сигналов аналогового
вывода, %.................
Частота опроса входных ана-
логовых сигналов, мин . . .
Время установления выход-
ных аналоговых сигналов,
мс........................
Скорость ввода дискретных
сигналов, числа/с.........
Время реакции дискретного
вывода, с.................
Коэффициент подавления по-
мех нормального вида . . .
Расстояние УСО от ЭВМ,
км........................
Число технологических ко-
манд .....................
Частота входных аналоговых
сигналов, кГц.............
Ток выходных сигналов, А
Амплитуда входных сигна-
лов, В....................
Относительная влажность, %
Температура окружающей
среды, °C.................
сопротивление и др.
Частотно-импульс-
ные, кодо-импульс-
ные, двухпозицион-
ные
Импульсные посто-
янного тока
Двухпозиционные,
кодо-импульсные
10-50
2-10
64-1020
2-32
1,5-4
±0,5 4- ±8
±1 - ±5
0,5-24
3-100
25-600
0,5-60
0,3-0,9
0,01-50
50-300
4-8
0,1-2,0
0,6-2,4
30-80
5-50
Развитие УСО позволяет осуществить
интегрированную обработку как автономно,
так и в составе системы управления. Это
расширяет диапазон применимости средств
УСО и обеспечивает увеличение протяженно-
сти магистралей интерфейса, повышение его
надежности; углубление принципа децентра-
лизации; развитие метрологического обеспе-
чения средств УСО; искробезопасность по
331
каналам аналогового и дискретного ввода;
разработку У СО с управлением на основе
микропроцессоров; развитие специального
программного обеспечения У СО.
Методика выбора устройства обработки
технологической информации. Качество ра-
боты вычислительной установки может быть
определено следующими основными обоб-
щенными показателями: средним временем
решения задач; достоверностью выдаваемых
данных; вероятностью решения задач в уста-
новленное время без отказов в работе ЭВМ.
Для выбора моделей и числа ЭВМ ис-
пользуют следующие исходные данные:
характеристики решаемых задач (объемы
входных и выходных данных, коэффициенты
сложности обработки входных данных);
требования ко времени решения и надеж-
ности работы ЭВМ;
перечень серийно выпускаемых моделей
ЭВМ, которые могут быть использованы;
технические и эксплуатационные характе-
ристики ЭВМ.
Перечень исходных данных приведен
в табл. XVII. 11.
В данной методике предусматривается
выбор ЭВМ на основе выполнения расчетов
по следующим шести этапам:
1.	Подготовка исходных данных для вы-
бора числа ЭВМ (табл. XVII.11);
2.	Подготовка исходных данных для вы-
бора устройств связи с объектом (табл.
XVII.12);
3.	Определение необходимого числа ЭВМ
(табл. XVII.13);
4.	Выбор устройств связи с объектом;
5.	Проверка требований надежности;
6.	Проверка эффективности ЭВМ
(табл. XVII. 14).
Частота появления к-й операции, %,
при решении задач обработки данных
приведена ниже:
Сложение, вычитание с фиксированной за-
пятой ................................. 6,1
Умножение с фиксированной запятой ...	0,6
Деление с фиксированной запятой ....	0,2
Сложение, вычитание с плавающей запя-
той ................................... 6,9
Умножение с плавающей запятой	....	3,8
Деление с плавающей запятой....... 1,5
Поиск, сравнение арифметическое	.	. . .	3,8
Извлечение и запись в оперативную па-
мять ................................. 31,2
Преобразование в оперативной	памяти	4,4
Логические операции............... 1,6
Индексные операции............... 18,0
Операция специальной арифметики	...	0,1
Операция управления.............. 16,5
Операции без записи в оперативную па-
мять .......................... 5,3
Итого.........................100,0
Определение необходимого числа ЭВМ.
На данном этапе определяются следую-
щие показатели:
число ЭВМ i-й модели.................
среднее время решения задач на одной
ЭВМ i-й модели.......................
время работы устройств ввода данных
время выполнения первичной обработ-
ки ..................................
время преобразования входных данных
в выходные...........................
время работы устройств вывода дан-
ных .................................
^ЭВМ/
ТЭВМ i
Твв i
Тпо i
Порядок расчета приведен в табл. XVII. 13.
Проверка удовлетворения требования на-
дежности.
Надежность работы ЭВМ определяется
проверкой выполнения условия
^зд(^зд) ^к^О/^зд)»
где Рзд(^зд) — допустимая вероятность реше-
ния задач без отказов в работе ЭВМ за вре-
мя Тзд; Ро»(^зд) — вероятность безотказной
работы ЭВМ i-й модели за время Тзд.
Значение Р(ц(ТЗД) определяется по форму-
ле
Ро,(^д) = е Ьвм/.
Проверка удовлетворения требований эф-
фективности ЭВМ. Экономическая эффек-
тивность выбранного варианта ЭВМ, удо-
влетворяющего всем заданным требованиям,
определяется капитальными затратами, свя-
занными с проектными работами, приобре-
тением, монтажом и отладкой работы ма-
шин i-й модели; годовыми расходами, свя-
занными с эксплуатацией машин. Указанные
обобщенные стоимостные показатели целе-
сообразно свести к критерию приведенных
годовых затрат. Порядок расчета приведен
в табл. XVII. 13.
Выбор варианта разнородных ЭВМ осно-
ван на замене Z'3BM/ на Z, а в остальном не
отличается от предыдущего случая.
Пример. XVII. 1. Выбрать ЭВМ, выполняющую
расчет числа готовых нефтепродуктов, хранящихся
в настоящий момент в емкостях.
Исходная информация поступает от восьми
датчиков уровня. Допустимая вероятность реше-
ния задач без отказов не менее 0,8, допустимые го-
332
Таблица XVII. 11
Исходные данные для расчета числа ЭВМ (см. также табл. XVII.15)
Исходный параметр	Обозна- чение	В каких материа- лах содер- жится	Зна- чение исход- ного пара- метра	Исходный параметр	Обозна- чение	В каких материа- лах содер- жится	Зна- чение исход- ного пара- метра
Среднее число ма- шинных операций для обработки од- ного входного пока- зателя	N /vanp	Отрасле- вые нор- мативы	100 — 200	Коэффициент уче- та производитель- ности устройств вывода j-ro типа при | использовании ЭВМ i-й модели	^выв/у	Отрасле- вые нор- мативы	0,8- 0,9
Коэффициент уве- личения числа ма- шинных операций за счет использования вспомогательных операций	^мн/		2 — 4				
				Заданное допусти- мое машинное вре- мя решения задачи	Т’зд	РП, «Рас- чет конт- рольного примера»	-
				Число машинных операций на один входной показатель при решении про- стейших задач	^пр	Норма- тивы про- ектной ор- ганизации	80 — 100
Коэффициент уве- личения числа ма- шинных операций за счет использования контроля		Норма- тивы про- ектной ор- ганизации	1,2- 2,2				
				Объем вводимых исходных данных с помощью устройств j-ro типа	(2вву	ТП, раз- дел «Ин- формацион- ное обеспе- чение»	—
Коэффициент уче- та увеличения ма- шинных операций за счет использования общесистемных средств автомати- зации	^тр/	Отрасле- вые норма- тивы, нор- мативы проектной организа- ции	1,2 — 2,4				
				Число устройств ввода j-ro типа в i-й модели ЭВМ	nij	ТП, раз- дел «Техни- ческое обес- печение»	-
Коэффициент по- нижения быстродей- ствия i-й модели ЭВМ за счет обме- на	информацией между ОЗУ и внеш- ними запоминающи- ми устройствами			1- 1,6				
				Техническая ско- рость устройств вво- да j-ro типа при использовании ЭВМ i-й модели	V •• BBJ/	Паспорт устройст- ва, техни- ческое описание	—
Средневзвешенный коэффициент совме- щения работы про- цессора с работой УВВ	и 3 И Й		0,4- 0,8	Число параллель- но работающих уст- ройств ввода дан- ных j-ro типа при использовании ЭВМ i-й модели	N 2’вву	ТП, раз- дел «Тех- ническое обеспече- ние»	—
Коэффициент уче- та производитель- ности устройства вво- да j-ro типа при ис- пользовании ЭВМ i-й модели при вводе: с канала связи с перфоленты с перфокарт	K-bbij		0,9 0,7 0,5				
				Число машинных операций, необхо- димых для первич- ной обработки од- ного входного по- казателя	Mio	Норма- тивы про- ектной ор- ганизации	60- 80
333
Продолжение т а б л и ц ы XVII.l 1
Исходный параметр	Обозна- чение	В каких материа- лах содер- жится	Зна- чение исход- ного пара- метра	Исходный параметр	Обозна- чение	В каких материа- лах содер- жится	Зна- чение исход- ного пара- метра
Коэффициент уче- та сложности вход- ных данных при пер- вичной обработке	Knoi	Норма- тивы про- ектной ор- ганизации	1—2	Стоимость ЭВМ i-й модели	Z3BMz	Прейску- рант средств вы- числитель- ной техни- ки	—
Длительность к-й машинной операции при использовании ЭВМ i-й модели		Техниче- ские усло- вия на ЭВМ i-й модели	—				
				Годовой фонд за- работной платы пер- сонала, выполняю- щего техническое обслуживание ЭВМ i-й модели	Z3HZ	ТП АСУ, раздел «Техниче- ское обес- печение»	—
Частота появления к-й операции при решении задач соот- ветствующих клас- сов, %	Р к	Стати- стические данные (см. выше)	0,1- 31,2				
				Коэффициент, учитывающий уве- личение персонала при обслуживании 2 ЭВМ i-й модели 3 ЭВМ 4 и более ЭВМ	^JICZ	Нормы проектной организа- ции	1,2 1,5 1,6
Число устройств вывода у-го типа в i-й модели ЭВМ	и/	ТП, раз- дел «Тех- ническое обеспече- ние»	—				
				Количество пер- сонала, обслужива- ющего одну ЭВМ i-й модели	^fncz	Техниче- ский про- ект АСУ, раздел «Техниче- ское обес- печение», проспект на ЭВМ	
Объем выводимых данных при исполь- зовании устройств у-го типа	Свыву	ТП, раз- дел «Ин- формаци- онное обеспече- ние»	—				
Техническая ско- рость устройства вы- вода у-го типа при использовании ЭВМ i-й модели	V г выв//	Паспорт устройст- ва, техни- ческое опи- сание	—				
				Коэффициент, учитывающий от- числения на соц- страх	^соц	Норма- тивы	0,05
Число параллель- но работающих уст- ройств вывода дан- ных у-го типа при использовании ЭВМ i-й модели	N iVBbIBjy	ТП, раз- дел «Тех- ническое обеспече- ние»	—				
				Коэффициент, учитывающий зат- раты на ремонт и амортизацию ЭВМ i-й модели	^рем/	Нормы Госплана СССР	0,12
Коэффициент го- товности ЭВМ i-й модели		Техниче- ские усло- вия ЭВМ	0,8 — 0,97	Коэффициент, учитывающий про- чие расходы	^прч/	Норма- тивы про- ектной ор- ганизации	0,1
Коэффициент уве- личения вероятности безотказной работы при комплексирова- нии i-x моделей	^KZ		1,2- 1,6				
334
Продолжение т а б л и ц ы XVII.l 1
Исходный параметр	Обозна- чение	В каких материа- лах содер- жится	Зна- чение исход- ного пара- метра	Исходный параметр	Обозна- чение	В каких материа- лах содер- жится	Зна- чение исход- ного пара- метра
Коэффициент, учи- тывающий примене- ние нестандартных устройств		Норма- тивы про- ектной ор- ганизации	1- 1,6	Коэффициент, учитывающий зат- раты на проекти- рование, монтаж и наладку ЭВМ	^прк/	Норма- тивы про- ектной ор- ганиза- ции	0,3
Таблица XVII.12
Исходные данные для выбора устройств связи с объектом
Виды требо- ваний к УСО	Количественное выражение требований		Виды требо- ваний к УСО	Количественное выражение требований	
	Общее число	Число по видам		Общее число	Число по видам
К уст- ройствам сбора ин- формации	Число авто- матических дат- чиков аналого- вых сигналов	Датчиков электри- ческого сопротивле- ния, ЭДС Датчиков унифи- цированных токовых электрических по- стоянного напряже- ния, электрических переменного напря- жения	К уст- ройствам вывода информа- ции	Число уст- ройств сигнали- зации	Устройств сигна- лизации позиционных отклонений
				Число пока- зывающих уст- ройств	Показывающих уст- ройств четырехзнач- ных цифровых «по вызову», аналого- вых
				Число сигна- лов управления	Устройств сигна- лизаций цифро-им- пульсных, аналого- вых, ^Ьухпозицион- ных
	Число авто- матических дат- чиков дискрет- ных сигналов	Датчиков позици- онных, частотных, число-импульсных, кодовых			
	Число и емкость датчиков эконо- мических сообщений (ручного ввода)				
				Число уст- ройств вывода на машинные носители	Устройств вывода на перфокарты, на перфоленты, на маг- нитные ленты, на магнитные диски
	Число цент- ральных уст- ройств ввода	Устройств ввода с перфокарт, с перфо- лент, с пульта			
			Общие требо- вания к УСО	Допустимая стоимость системы Допустимая наработка на отказ Организация каналов связи Необходимость работы в мультипро- цессорной системе	
	Общая емкость ввода в дв. разр.				
К уст- ройствам вывода информа- ции	Число уст- ройств регист- рации	Устройств вывода с алфавитно-цифро- вой печатью, с ана- логовой регистрацией			
	Возможность печати «по вызову»				
довые затраты до 40 тыс. р. У заказчика функцио-
нирует -одна ЭВМ М-6000, которая полностью
загружена.
Решение. Исходя из необходимого числа
датчиков и их типов, необходимости их сопряже-
ния с интерфейсом соответствующих ЭВМ
и учитывая наличие у заказчика ЭВМ М-6000, вы-
бираем ЭВМ типа АСВТ-М.
Исходные данные для расчета числа требуемых
ЭВМ приведены в табл. XVII. 15.
335
Таблица XVII.13
Порядок расчета необходимого количества ЭВМ
№ по пор.	Наименование расчетного показателя	Условное обозначение расчетного показателя	Расчетная формула	Примечание
1	Время работы устройств ввода данных	Т 1 BBI	"О’ V 	2вв/	 Zj ^ввji^-вв ji^BB ji	Последовательно-па- раллельный ввод
			max (	Qbb j	\ j \ ^bb ji^BB ij^BB ij /	Параллельный ввод
2	Среднее быстродейст- вие ЭВМ i-й модели	^ЭВМ/	1 IL Л^К/	-
3	Время выполнения пер- вичной обработки	Лю/	Свв/^по^по/ ^ЭВМ/	Арифметический и ло- гический контроль
4	Время вычисления и формирования выход- ных данных	Л1р/	CeBJ-^np-^Tpi K5oi ^ЭВМ/	-
5	Время работы уст- ройств вывода данных	^ВЫВ1	V' 	бвыв j	 ^выв ij К выв выв J=1	Последовательно-па- раллельный вывод
			max (	@вь1в/	\ j X выв ij^ выв i выв ij /	Параллельный вывод
6	Среднее время решения задач на одной ЭВМ i-й модели	Лэвм/	( Лв/ (1 — ^CBB/) + Tnoi + + -^пр/ + Твыв/О — — ^свыв/))/^г/	-
7	Число ЭВМ i-й модели	^5вм/	ГЭВМ/ Лд	-
Таблица XVII.14
Расчет приведенных годовых затрат на ЭВМ
Расчетный показатель	Условное обозначение	Расчетная формула
Годовой фонд заработной платы персо- нала, выполняющего техническое обслу- живание всех ЭВМ i-й модели	Z 	'о <=: с <=:
Стоимость всех однородных ЭВМ i-й мо- дели	Z3BM/	#3BMiZ3BMi
336
Продолжение таблицы XVII. 14
Расчетный показатель	Условное обозначение	Расчетная формула
Стоимость всех ЭВМ п типов (при раз- нородных ЭВМ)	Z3BM	Z ^эвм/'эвм/ i = 1
Коэффициент эффективности использова- ния ЭВМ i-й модели	^эф/		+ ГПр,	 — ^свв/) + ^выв/ 0 — ^свыв/)
Годовые расходы, связанные с эксплуата- цией ЭВМ i-й модели	Сэем/	(14- Ксоц 4- Крем/) Z3n/-
Коэффициент, учитывающий капитальные затраты на монтаж и отладку машин i-й модели	*ЭВМ/	1 + ^прк/
Приведенные годовые затраты (см. гл. V)	^эвм»	СЭВМ/ + £н^ЛэВМ/
Исходные данные для расчета необходимого числа ЭВМ
Таблица XVII.15
Условное обозна- чение параметра	Значение исходных параметров	Условное обозна- чение параметра	Значение исходных параметров	Условное обозна- чение параметра	Значение исходных параметров	Условное обозна- чение параметра	Значение исходных параметров
Мтр	150	i ^ПР	80	ПУ	2	^•лс/	1,2
^мн/	2			^выв/	104 символов	^лс/	12
		(2 в в/	104 строк (байт символов)				
				^выв//	150		
	1,3						
^тр/	1,8	па	3	N У¥выв//	2	^соц	0,05
				Kri	0,93		
						^рем/	0,07
^бд/	1,3		1500 строк/мин				
				^зд(Лд)	0,9		
^сввЛ ^свыв/	0,6						
						^прч/	0,1
				^к/	1,25		
			3				
				Z3BM/	80,0 тыс. р.		1,2
^вв//	0,7 (рвод с ПЛ)						
		^по	6,5				
					18 тыс. р.	^прк/	0,12
^выв//	0,8						
		*по.	1,5	Примечание. Z^nz=18,0 тыс. р. при усло- вии трехсменной работы и Млс/:= 12 человек.			
т 1 за	10 мин						
Расчет необходимого числа ЭВМ приведен
в табл. XVII. 16.
Проверка требований надежности приведена
в табл. XVII. 17.
Расчет варианта выбора нескольких одно-
родных ЭВМ (экономические показатели) приведен
в табл. XVII. 18.
9.	Вспомогательное оборудование
Необходимым условием успешного функ-
ционирования АСУ ТП является применение
достаточно эффективного набора средств ор-
ганизационной техники (оргатехники), ко-
337
Таблица XVII. 16
Расчет необходимого числа ЭВМ
Условное обозначение расчетного показателя	Расчетная формула	Значение расчетного показателя
	ту у	0^1	 J=1	V	Ю4 1500.0,7.3 * ‘° МИ" 7=1
КЭВМ/	1 S ?khi к	0,549 106 5 х 0,061 + 40 • 0,006 + 50 • 0,002 + 5 • 0,0016 + % 5 • 0,001 + 2,5 • 0,165 + 5 • 0,312 ~ «0,33-106 операц/с
^по/	бввМю-^noi ^ЭВВ1	106-65-1,5	_ 0,33 106 ~	с
^пр/	бвв/Мтр-^ир* ^бд/^ЭВМ/	106-80-1,8 1,3-ЮЬ *ШС
^выв/	2 у 104 Л 1500-0,8-2	10000 —	« 8,3 мин 1200
	(^ВВ/О — ^cbbz) + ^по/ + ^npz + + ^выв/О — ^свыв;))/^г/	10(1 - 0,6) + 4,8 + 1,8 + 8,3 (1 - 0,6)
ГЭВМ/		0,91 4 + 4,8 + 1,8 + 3,3	, „ „ = 	= 14,9 мин 0,93
n5bm«	?3BMz Лд	14,9 — «1,49, т. е. ^вм, = 2
Таблица XVII.17
Проверка требования надежности
Условное обозначение расчетного показателя	Расчетная формула	Значение расчетного показателя
Лм^эд)		1зд	 е t5bmi	_ л е 14,9 а 0,72
Рзд(^зд)	*Л(Лд)	1,25-0,72 «0,9
Условие надежности выполняется (0,9 > 0,8)
торые выбирают на основе организационных
проектов.
Реализация задач оргпроектов проводит-
ся средствами оргатехники, которые по об-
щесоюзному классификатору делятся на
семь групп:
1)	средства составления текстовой доку-
ментации (рис. XVII.22);
2)	средства размножения и копирования
документов (рис. XVII.23);
3)	средства обработки документов
(рис. XVII.24);
338
Таблица XVII.18
Проверка экономической эффективности
Условное обозначение расчетного показателя	Расчетная формула	Значение расчетного показателя
7 ^ЗП/	^шАлсг^мп	1,2 18,0 = 21,6 тыс. р.
Z9BM/	^ЭВМ^ЭВМ/	2 • 80 = 160,0 тыс. р.
^эф/		Лю< + Tnpf	 ^BBi (I ~ ХСВВ|) 4- ТВЫВ|- (1 — KCBBJ)	4#^«о.87 4 4- 3,3
СЭВМ/	(1 + Л^соц 4- ^роМ)Х,п/-	(1 + 0,05 + 0,07) • 21,6 = 24,19 тыс. р.
*эвм/	1 + ХПрК/-	1+0,3= 1,3
^ЭВМ/	Сэвм/ + ^эЛн^ЭВМ/ х Z3BM	24,19 + 0,12 • 1,2 • 1,3 • 160 = 29,9 тыс. Р-
Требования экономической эффективности удовлетворяется (29,9 < 40)
Рис. XVII.22. Классификация средств составления
документации
4)	средства хранения, поиска и транспор-
тировки документов (см. также п. 6 гл. XVII);
5)	средства для чертежных работ
и счетных операций;
6)	средства сигнализации (см. п. 6. гл.
XVII);
7)	мебель и оборудование для служебных
помещений.
В связи с многообразием АСУ ТП, разли-
чающихся между собой по выполняемым
функциям, структуре, объему обрабатывае-
мой информации и т. д., средства оргатехни-
ки в каждом отдельном случае следует выби-
рать с учетом требований системы и техни-
ческих характеристик применяемых средств.
Рис. XVII. 23. Способы оперативного размножения
документов
339
Рис. XVII. 24. Классификация средств обработки
документов
Требования системы могут быть определены
при проведении обследования, предшествую-
щего разработке и внедрению оргпроекта.
Количество единиц средств оргатехники
по определенным видам механизируемых ра-
бот может быть подсчитано по формуле
Ф^см^и^п
где О — объем перерабатываемой информа-
ции (лист, копия, чертеж и т. д.); Ф — пла-
новый фонд рабочего времени (месяц, год);
/ссм — коэффициент сменности; кн — коэффи-
циент использования планового времени;
Нп — плановая норма выработки.
Коэффициент сменности работы оборудо-
вания
ксм = mo/Mg.
где niQ— число станко-смен; количество
единиц оборудования, работающего в наи-
большую смену.
Пример XVII.2. Рассчитать необходимое коли-
чество единиц плоскостной электрографической ап-
паратуры при следующих условиях: О = 10000 до-
кум., Ф = 2077 ч, ксм = 1 (работы выполняются
в одну смену), ки = 0,8, Нп = 10 докум./ч.
Решение:
10000
М =-------------% 0,6.
2077-1 0,8 10
Принимаем, что необходим один аппарат.
Организация технологического процесса
управления обеспечивается оргпроектирова-
нием. Определяются оптимальные техноло-
гические схемы, на основе которых с по-
мощью каталога Минприбора СССР выби-
рается комплекс средств оргатехники.
Технология работ может быть предста-
влена в описательной (табличной) форме,
оперограммами, а также схемами алгорит-
мов технологических процессов.
340
10.	Машинные носители информации
Носители информации — технические
и биологические объекты, специально пред-
назначенные для более или менее длитель-
ной фиксации информации, обеспечивающие
возможность последующего ее воспроизведе-
ния (считывания).
Применяемые в технических средствах
носители информации называются машинны-
ми.
Материальной основой создания носите-
лей информации является свойство отраже-
ния, присущее всей материи. Степень отра-
жения от разных веществ различна, поэтому
для практических целей отобраны мате-
риалы и методы, которые облегчают запись,
хранение и считывание информации. Для ее
фиксации на однородном фоне вещества со-
здаются неоднородности, соответствующие
заранее заданным комбинациям.
Способы создания неоднородностей раз-
личные: добавлением вещества (типограф-
ская печать, запись чернилами, карандашом
и т. п.); удалением части вещества (перфора-
ция); деформацией вещества (выдавливание
знаков, сгущение и разряжение электромаг-
нитного поля); изменением структуры или
состояния вещества (коммутация, намагничи-
вание, биологическое возбуждение и тормо-
жение).
Ниже рассмотрены основные машинные
носители информации, используемые в вы-
числительной технике для «внешней памя-
ти».
Перфоленты. Изготавливаются из бумаги,
в которой не должно быть механических
примесей, отверстий, грязных пятен, пучков
волокон, нерасщепленных волокон, рыхлых
мест, бумажной пыли, абразивных частиц,
просвечивающих участков и других дефек-
тов, влияющих на качество перфорации
и считывания информации. Каждый рулон
перфоленты должен иметь маркерный знак.
Краска его не должна быть липкой, абразив-
ной и токсичной.
Выпускаются ленты следующих марок:
А (среднепрочная) — для УВВ систем
Таблица XVIL19
Размеры перфоленты для восьмидорожечной записи
Параметры	Номи- наль- ный раз- мер, мм	Допуск, мм
Ширина неперфорированной ленты	25,4	±0,08
Толщина неперфорирован- ной ленты	0,1	±0,01
Внутренний диаметр шпули ленты	50,8	±1,6
Внешний диаметр рулона ленты	203	-3
Длина маркерного знака на ленте	-600	—
Диаметр транспортного от- верстия	1,17	+0,050 -0,025
Диаметр кодового отверстия	1,83	±0,050
Расстояние между транс- портными отверстиями	2,54	±0,05
Расстояние между тран- спортным и кодовым отвер- стием	2,54	±0,05
Расстояние между кодовы- ми отверстиями Число проходов ленты до появления отказа:	2,54	±0,05
при механическом счи- тывании	50	—
при фотоэлектрическом считывании	100	—
обработки информации, систем управления,
телеграфных аппаратов;
Б (промасленная) — для телеграфных ап-
паратов;
В (высокопрочная) — для многократного
использования в УВВ систем обработки ин-
формации, систем управления, аппаратуре
передачи данных. •
Информация на перфоленту наносится
пробивкой круглых отверстий. Края отвер-
стий должны быть ровными, без заусенцев
и выступающих волокон, видимых невоору-
женным глазом.
Размеры перфолент приведены
в табл. XVII. 19.
Для пятидорожечной записи выпускают
ленты шириной 17,5 мм, для восьмидорожеч-
ной — 25,4 мм.
Перфокарты. Их изготавливают из спе-
циальной перфокарточной бумаги неокра-
шенной или окрашенной в светлые тона. На
картах не должно быть задиров, надрывов,
проколов, вмятин, заваленных краев, за-
мятых или забитых кромок, посторонних
включений, складок, морщин и просвечиваю-
щих мест.
Выпускаются 45-колонные и 80-колонные
карты (размер одинаковый). Типы 80-ко-
лонных карт следующие:
ПК-80 — с полной цифровой сеткой;
ПК-80 Н — с неполной цифровой сеткой;
ПГ-80/27 — с зонами для графических от-
меток на лицевой стороне (односторонние);
ПГ-80/54 — с зонами для графических от-
меток на лицевой и оборотной стороне (дву-
сторонние).
Информацию на перфокарты наносят ти-
пографским способом, перфорацией отвер-
стий, печатью с помощью красящей ленты,
карандашными графическими отметками.
Типографским способом наносится обыч-
но цифровая сетка, обозначающая позиции
перфокарты (различают 12 позиций) и номе-
ра колонок, а также другие обозначения.
Печать с помощью красящей ленты при-
меняют для расшифровки на перфокартах
отперфорированных отверстий (обычно во
время перфорации или после нее). Каран-
дашные графические отметки наносятся
вручную, а считываются специальными
устройствами автоматически.
Размеры перфокарт приведены в
табл. XVII.20.
Магнитные ленты. Их изготавливают из
синтетической ленты с тонким намагничи-
вающимся слоем. Различают магнитные
ленты с помощью кода следующей струк-
туры:
X X
Буквенный ин-
декс назначе-
ния ленты
X XX XX
Численное значе-
ние номинальной
ширины магнит-
ной ленты, мм
Цифровой ин-
декс материа-
ла основы
Индекс толщины
ленты
Технологическая
разработка
Значения буквенного индекса следующие:
А — звукозапись, Т — видеозапись, В — вы-
числительна^ техника, И — точная магнитная
запись.
Индекс материала основы: 2 — диацетил-
целлюлоза, 3 — триацетилцеллюлоза, 4 — по-
лиэтилентерефталатная смола (лавсан).
Индекс толщины ленты:
Цифровой ин-
декс .... О 1	2	3	4
341
Общая тол-
щина ленты,
мкм .... До 10 10-15 15-20 20-30 40-50
Цифровой индекс 5	7	8	9
Общая толщина
ленты, мкм . . . 50—60 60—75 75 — 100 >100
Таблица XVII.20
Размеры перфокарт
Параметр	Номи- нальный размер, мм	Допуск, мм
		+ 0,13
Длина карты	187,32	-0,12
Ширина карты	82,5	±0,18
Толщина карты (по ГОСТ 7362-78)	178 мкм	± 10 мкм
Отклонение от прямолиней- ности сторон	—	0,1
Отклонение от перпендику- лярности сторон	—	0,12
Высота отверстия пробивки при 80 колонках	3,2	—
Ширина отверстия пробивки при 80 колонках	1,42	—
Смещение центра отверстия пробивки от оси позиции или оси колонки	—	0,2
Расстояние между соседни- ми пробивками по колонке	2,21	—
Например: магнитная лента В 2 5 07 — 12 озна-
чает ленту для вычислительной техники (В), у кото-
рой материал основы — диацетилцеллюлоза (2),
толщина 58 мкм (5), технологическая разработ-
ка -07, а ширина 12,7 (12).
Размеры магнитных лент приведены
в табл. XVII.21.
Таблица XVII.21
Размеры магнитных лент
Параметр	Номи- нальный размер,	Допуск
Ширина ленты, мм	12,7	-0,1
	6,25	-0,1
	3,81	-0,1
Толщина ленты, мм	0,048	±0,008
Длина ленты, м	742	±10
	370	±5
	180	±5
	90	±5
Число дорожек на ленте,	9	—
в том числе контрольных	1	
Число проходов ленты с однократной записью до по- явления отказа	50000	-
Глава XVIII.
СИСТЕМНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
I.	Технические средства,
выпускаемые комплектно
Технические средства выпускают в виде
отдельных приборов и устройств, реализую-
щих один вид работ с информацией (пре-
образование, передача, фиксация, обработка
и др.), или в виде систем, т. е. комплексов,
осуществляющих ряд функций, несколько ви-
дов работ с информацией (см. гл. VIII, XVI).
Блочно-модульные изделия комплексов
позволяют строить разнообразные системы
автоматизации технологических процессов
методом агрегатирования.
Комплектный выпуск оборудования обес-
печивает специализацию технических
средств, определенную узкую направлен-
ность. Эта направленность может быть двух
видов: создание комплексов для выполнения
определенного вида функции (как правило,
работ с информацией), например машин цен-
трализованного контроля (МЦК), средств те-
лемеханики, аппаратуры «Каскад-2», ко-
торые могут использоваться во многих
отраслях и системах (иногда их называют
комплексами широкого назначения), и созда-
ние специализированных комплексов для уз-
кого применения в определенных отраслях
и при определенных видах деятельности, на-
пример для неразрушающего контроля, из-
мерения и дозирования масс и др. (см.
гл. XVI).
Описание технических средств, выпу-
скаемых в виде отдельных приборов, приве-
дено в гл. XVII и приложениях 5.1 — 5.8. Не-
которые из этих средств изготовители назы-
вают системами, однако приведенная нами
трактовка относит их к приборам, от-
дельным техническим средствам.
Описание систем, т. е. комплектно выпу-
скаемого оборудования, дано в настоящей
главе. Технические комплексы ГСП, предназ-
наченные для управления технологическими
процессами, приведены в табл. XVIII. 1.
В таблице указана возможность исполь-
зования комплексов в локальных (непреры-
вных и дискретных), централизованных
и комплексных системах (см. п. 5 гл. XVI).
Технические средства агрегатных ком-
плексов выбирают в несколько этапов:
1)	выбор типа комплекса и его модифика-
ции в зависимости от статических и динами-
342
Таблица XVIII.l
Технические комплексы для автоматизации управления технологическими процессами
Наименование оборудования	Тип	Возможность ис- пользования в системах				Изготовитель
		ЛН	лд	ц	к	
Комплекс технических средств локаль- ных информационно-управляющих си-	КТС ЛИУС	X				
стем						
Комплекс централизованного контроля	КМ1101-1	X				Завод «КИП»
и регулирования	КМ1101-2	X				(г. Харьков)
Комплекс цифрового регулирования	КМ1201-1	X				
Автоматическая система контроля и	АСКР	X				
и управления Автоматическая система контроля и	АСКР-ЭЦ	X				НПО «Лентеплоприбор»
и регулирования дискретными процес- сами						(г. Ленинград)
Комплекс автоматических средств конт- роля и автоматической диспетчериза-	«Каскад»	X				«МЗТА» (г. Москва)
ции						
Агрегатированный комплекс электри-	АКЭСР	X				Приборостроительный за-
ческих средств регулирования						вод (г. Ивано-Франковск)
Система пневматических автоматиче-	«Старт»	X				«Тизприбор» (г. Москва)
ских регуляторов Электрогидравлические комплексы	эгк	X				Опытный завод ОКБ «Теп- лоавтомат» (г. Харьков)
Электронно-гидравлическая система ав- томатического регулирования	«Кристалл»	X				«МЗТА» (г. Москва)
Комплекс программного и логического	КМ2401		X			По «Электронмаш» (г. Чер-
управления						новцы)
Числовое программное управление	ЧПУ		X			ПО «Ленинградский элект-
для металлообрабатывающих станков						ромеханический завод» (г. Ленинград)
Пневматическая агрегатно-модульная система средств циклической авто-	«Цикл»		X			«Тизприбор» (г. Москва)
матики						
Комплекс централизованного контро-	КМ2101			X		ПО «Электронмаш» (г. Чер-
ля, первичной обработки информации и регулирования Комплекс связи КМ2101 с М-6000	КМ2302			X		новцы)
Комплекс программного и логическо- го управления сложными объектами	КМ2411			X		
Машины централизованного контроля и управления Комплекс агрегатных систем контроля	мцк			X		Опытный завод «Энергопри- бор» (г. Москва) ПО «Точэлектроприбор» (г. Киев)
	«Каскад-2»			X		Северодонецкий филиал
и автоматической диспетчеризации						ОКБА
Комплекс средств централизованного	М-40			X		Опытный завод «Энерго-
контроля						прибор» (г. Москва)
Агрегатная пневматическая система	«Центр»			X		Завод приборов (г. Усть-
централизованного контроля и управ- ления Комплекс пневматических средств	«Центр- Логика»					Каменогорск)
Пневматическая установка автоматиче- ского программного управления	«Пуск»			х		
Комплекс связи КМ2101 с М-6000 Система управления переменной струк-	КМ2301				X	ПО «Электронмаш» (г. Чер- новцы)
	СУПС	X			X	ПО «Точэлектроприбор»
туры						(г. Киев)
343
Продолжение таблицы XVIII. 1
Автоматические самонастраивающиеся	АРС	X			X	«Тизприбор»'(г. Москва)
регуляторы (оптимизаторы)						
Комплекс телемеханических систем	ТМ-НАРТ-67				X	Завод телемеханической ап- паратуры (г. Нальчик) Завод «Промавтоматика» (г. Житомир)
Агрегатированная система средств те- лемеханики	АССТ				X	Опытный завод им. М. И. Калинина НИПИ нефтехимавтомат (г. Баку) НПО «Промавтоматика» (г. Грозный)
Примечание ЛН — локальные непрерывные системы, ЛД — локальные дискретные, Ц — цент-
рализованные, К — комплексные.
ческих характеристик объектов автоматиза-
ции и задач автоматизации;
2)	выбор конкретных приборов, входящих
в комплекс, в зависимости от характера
переработки информации и назначения мо-
дулей и блоков внутри комплекса;
3)	выбор типоразмера аппаратуры в со-
ответствии с технологическими пара-
метрами.
При выборе аппаратуры необходимо
учитывать внешнюю среду, источники пита-
ния, требования к надежности и пр.
2.	Аппаратура
для локальных систем управления
Локальные (местные) системы управления
технологическим оборудованием и процесса-
ми предназначены для контроля и управле-
ния отдельными, не связанными между со-
бой объектами и в иерархической системе
управления образуют нижний уровень. Эти
системы одноконтурные и однофакторные,
степень автоматизации — частичная.
Локальные системы управления выпол-
няют следующие функции: автоматический
контроль, учет, защиту, блокировку и логи-
ческое управление.
При непрерывном характере производ-
ства основной задачей автоматизации
является автоматическое регулирование па-
раметров, при дискретном производстве —
программно-логическое управление. Для ло-
кальных непрерывных систем управления
рекомендуются (см. табл. XVIII. 1) электриче-
ские комплексы (Л ИУС, АСКР, АКЭСР
и КАСКАД), пневматические комплексы
(«Старт») и электрогидравлические ком-
плексы (ЭГК и «Кристалл»). Для локальных
дискретных систем — электрические ком-
плексы [КМ2401 (ЛИУС), ЧПУ] и пневмати-
ческий комплекс («Цикл»).
Комплекс технических средств локальных
информационных и управляющих систем (КТС
ЛИУС). КТС ЛИУС входит в состав ГСП
и предназначен для построения автоматиче-
ских систем управления отдельными агрега-
тами, установками и технологическими про-
цессами на предприятиях с непрерывным
или дискретно-непрерывным характером
производства. Структура комплекса блочная,
что позволяет проектировать из ограничен-
ного набора изделий автоматические си-
стемы, различные по структуре, функцио-
нальному назначению и техническим харак-
теристикам.
Применение КТС ЛИУС позволяет авто-
матизировать системы управления, не тре-
бующие использования УВМ. В более
мощных системах средства КТС ЛИУС ис-
пользуют как периферийные устройства
и локальные системы управления, обмени-
вающиеся информацией с центральной УВМ.
КТС ЛИУС выполняет следующие опера-
ции: опрос датчиков и восприятие параме-
тров; оперативный контроль отклонений,
включая сигнализацию и регистрацию; опе-
ративный контроль параметров по вызову;
регистрацию текущих значений параметров;
управление технологическими процессами по
различным законам регулирования; управле-
ние устройствами защиты и блокировки; по-
лучение отчетной информации (учет произво-
дительности оборудования, времени работы
или простоя его и т. п.); первичную обработ-
ку информации; связь с управляющими вы-
числительными машинами.
В составе КТС ЛИУС предусмотрены
технические средства для преобразования
сигналов (5 видов блоков), ввода и коммута-
ции (10 видов), обработки, хранения и обме-
на информации (12 видов), вывода информа-
ции (12 видов) и ее использования — воздей-
344
ствия на исполнительные механизмы
(3 вида).
Для обмена информацией между изде-
лиями применяются электрические и пневма-
тические сигналы.
В качестве элементной базы изделий ис-
пользованы интегральные микросхемы. Си-
стемные комплексы КМ1101, КМ1202 и дру-
гие выполнены на дискретных компонентах
среднечастотного (до 250 кГц) комплекса
субблоков.
Внутри КТС ЛИУС предусмотрены три
типовые алгоритмические структуры центра-
лизованной обработки сигналов, охваченные
интерфейсными связями.
В КТС ЛИУС входят также системные
комплексы централизованного контроля
и управления, предназначенные для решения
типовых задач преобразования, хранения,
обработки и использования информации,
приема и выдачи сигналов в каналы связи
и сопряжения с другими системными ком-
плексами, входящими в ГСП. Системные
комплексы представляют собой совокуп-
ность функциональных блоков, приборов
и устройств, объединенных электрическими
и другими связями с целью выполнения
определенных законченных задач автомати-
зации процессов управления (табл. XVIII.2).
Комплекс агрегатных средств контроля
и регулирования АСКР-ЭЦ. Комплекс пред-
назначен для построения систем контроля
и регулирования непрерывными технологи-
ческими процессами, а также для управления
последними.
Средства комплекса позволяют создать
простые высоконадежные автономные си-
стемы контроля и управления на небольшое
число параметров для автоматизации от-
дельных агрегатов и процессов и разрабо-
тать комплексные системы автоматизации,
передающие информацию для оперативного
контроля на центральный пульт управления
объектом и на средства вычислительной тех-
ники для выполнения необходимой матема-
тической и логической обработки.
Системы, построенные на базе комплекса
АСКР-ЭЦ, дают возможность реализовать
Системные комплексы КТС ЛИУС
Таблица XVIII.2
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
Комплекс цент- рализованного контроля	КМ1101-1	Сбор данных от частотных датчи- ков, ирдикация и регистрация циф- ропечатающей ма- шинкой	Комплекс цент- рализованного контроля, пер- вичной обработ- ки информации и регулирования	КМ2101	Централизованный сбор информации, автоматический контроль, управле- ние и регулирова- ние агрегатов и технологических процессов
	КМ1101-2				
	КМ1101-15	То же, для мно- гоканальной ин- дикации и регист- рации	Централизован- ный комплекс программного и логического уп- равления	КМ2411	Программно-ло- гическое управле- ние сложными тех- нологическими процессами и хра- нение информации
Комплекс цент- рализованного регулирования	КМ1201-1	То же, дополни- тельно вычисля- ются отклонения от уставок, выра- ботка управляю- щих воздействий для ПИ-регулиро- вания			
			Комплекс пере- дачи информа- ции	КМ2301	Связь рассредото- ченных объектов, удаленных на рас- стояние до 3 км, с комплексом КМ2101 или ЭВМ М-6000
Комплекс про- граммного и ло- гического управ- ления	КМ2401	Сбор информа- ции, программное и логическое уп- равление агрега- тами и техноло- гическими процес- сами			
				КМ2302	То же, но удален- ных на расстояние до 30 км
345
следующие функции: непрерывное изменение
текущих значений параметров с помощью
одно-, двух- и трехканальных регистрирую-
щих приборов; циклический сбор, измерение
и кодирование информации; непрерывная
и циклическая сигнализация отклонения па-
раметров через фиксированные интервалы
времени и в момент их отклонений от
нормы; косвенные измерения; многоточеч-
ное регулирование; выдача нормированной
информации в цифровой форме на унифици-
рованный ранг связи для дальнейшей обра-
ботки средствами вычислительной техники.
Конструктивной базой комплекса
являются унифицированные типовые кон-
струкции (УТК) в щитовом, стоечном и на-
стольном исполнениях; элементной базой —
микросхемы средней степени интеграции
широкого применения.
Унифицированные средства комплекса
включают набор функционально и конструк-
тивно законченных модулей получения ин-
формации (26 модулей), ее преобразования
(17 модулей) и использования (4 модуля),
а также специальные устройства (4 модуля).
Имеются типовые структуры систем ав-
томатизации технологических процессов, по-
строенных на средствах АСКР-ЭЦ.
Комплекс автоматических средств контро-
ля и автоматической диспетчеризации — аппа-
ратура автоматического регулирования «Ка-
скад» предназначена для применения в систе-
мах автоматического регулирования процес-
сов в различных отраслях промышленности.
Система рассчитана на работу с выпу-
скаемыми отечественной промышленностью
измерительными приборами с универ-
сальным выходным сигналом постоянного
тока 0 — 5, 0 — 20 мА и однооборотными ис-
полнительными механизмами. Система
имеет блочно-модульное исполнение и по-
зволяет применять аппаратуру в АСУ ТП
совместно с системами централизованного
контроля.
Систему «Каскад» образуют функцио-
нальные группы измерительных, алгебраиче-
ских, логических, нелинейных и регулирую-
щих блоков, динамических преобразовате-
лей, задающих, усилительных и вспомога-
тельных устройств. В систему входят также
блоки управления, пусковые и усилительные
устройства, блок указателей и исполни-
тельные механизмы.
Агрегатный комплекс электрических ана-
логовых средств регулирования (АКЭСР). Ис-
пользуется в составе иерархических систем
управления технологическими процессами
в различных отраслях народного хозяйства
в нижнем уровне иерархии. На приборах
346
АКЭСР может быть построена всережимная
система управления нестационарными объек-
тами, свойства которых зависят от нагрузки
или какого-либо другого параметра. Эта
возможность реализуется с помощью регу-
лирующих блоков с дистанционно-пере-
страиваемыми динамическими характеристи-
ками, а также с помощью интегратора
с «бесконечной» памятью.
Комплекс АКЭСР включает широкую
гамму технических средств, функциями ко-
торых являются хранение и обработка ин-
формации, а также формирование ко-
мандных сигналов по различным законам
регулирования и алгоритмам управления.
В АКЭСР входят следующие группы
устройств:
а)	ввода-вывода информации (6 блоков);
их назначение — гальваническое разделение
цепей с преобразованием всех разновидно-
стей токовых сигналов (0 — 5, 0 — 20 мА)
в сигнал напряжения 0 — 10 В; эти блоки осу-
ществляют преобразование сигналов, алге-
браическое суммирование, двухпредельную
сигнализацию и подавление помех, наве-
денных во внешних линиях связи;
б)	функциональных устройств (12 блоков),
•предназначенных для сигнализации, вычис-
лительных операций, селектирования и дина-
мических преобразований;
в)	регулирующих устройств (8 блоков),
состоящих из трех типов регулирующих
устройств, формирующих П и ПИ законы
регулирования (табл. XVIII.3).
Основные технические характеристики
приведены в [69, т. 4, вып. 3].
Система автоматического регулирования
«Старт». Построена на универсальных эле-
ментах промышленной пневмоавтоматики
(У СЭПП А), применяется в различных отрас-
лях промышленности. В систему «Старт»
входят регулирующие и вычислительные
устройства, а также вторичные приборы.
Принцип действия большинства приборов
«Старт» основан на компенсации усилий при
малых механических перемещениях под-
вижных деталей (мембран) в отдельных эле-
ментах.
Электрогидравлические комплексы (ЭГК).
Предназначены для автоматического регули-
рования технологических параметров, про-
граммно-логического и функционального
управления технологическими процессами.
Обеспечивают децентрализованную и цен-
трализованную обработку информации на
базе электронных микропроцессоров. Упра-
вляющее воздействие через электрогидравли-
ческие усилители подается на поршневые ги-
дравлические исполнительные механизмы.
Таблица XVIII.3
Регулирующие блоки системы АКЭСР
Тип регули- рующего устрой- ства	Закон регули- ровки	Назначение
Р21		Автоматическое регули- рование технологических параметров в больших
	Позицион-	производственных ком-
	ный	плексах
Р23		Регулирование парамет- ров на объектах с пере- менными динамически- ми свойствами
РЮ		Регулирование парамет- ров в локальных си- стемах
Р12		То же, для применения в больших системах
Р13	П, ПИ, ПИД	То же, но с дистан-
		ционным изменением времени регулирования
Р132		Высокоточное регули- рование температуры с электронагревателями
Таблица XVIII.4
Системы числового программного управления
Тип уст- ройства	Тип управляе- мого станка	Вид работ
Н55-2 Н55-1	Токарные, фре- зерные, коорди- натно-расточ- ные «Обрабатываю- щий центр»	Все виды металло- обработки
НЗЗ-2М	Фрезерный с ра-	Фрезерование по
НЗЗ-1М	ботами средней сложности	трем координатам
Н22-1М	Токарный	Прямоугольная, ко- нусная, фасонная обработка, нарезка резьбы
2ПТ-71-3	Фрезерный	Фрезерование по трем координатам
2ПТ-71-2	Токарный	Точение
2П-68	Токарные и фре- зерные	Точение и фрезеро- вание по трем коор- динатам
2П-67	Электроэрози- онный вырез- ной	Вырезание фигурно- го профиля из листа
Усилие на штоке достигает 130 кН. Элект-
рогидравлические комплексы выпускает
Опытный завод ОКБ «Теплоавтомат»
(г. Харьков).
Электронно-гидравлические системы авто-
матического регулирования «Кристалл». Эта
система представляет собой комплекс прибо-
ров и устройств, с помощью которых могут
быть построены регуляторы различной
структуры. Система предназначена для авто-
матизации технологических процессов ко-
тельных малой и средней мощности.
В комплекте с электронно-гидравличе-
ским регулятором применяют первичные
приборы: дифференциальные тягомеры, диф-
ференциальные манометры, а также термо-
резисторы и гидравлические исполнительные
механизмы без обратной связи, с изодром-
ной обратной связью, с изодромной и жест-
кой обратной связью.
Система «Кристалл» предусматривает
возможность выполнения одно- и двухим-
пульсных регуляторов: астатических, стати-
ческих, с упругой обратной связью, а также
осуществление жесткой обратной связи ме-
жду регуляторами и введение динамической
связи между ними.
Числовое программное управление станка-
ми (ЧПУ). В машиностроении и других от-
раслях для программного управления метал-
лообрабатывающими станками используют
систему ЧПУ. Программы заносятся на пер-
фоленты и выполняются станками с ЧПУ
в автоматическом режиме. Это обеспечивает
повышение производительности труда в 3 — 4
раза (табл. XVIII.4).
Пневматическая агрегатно-модульная си-
стема средств автоматики «Цикл». Система
обеспечивает выполнение логических функ-
ций, функций памяти и циклическое про-
граммное управление.
Система «Цикл» состоит из семи ти-
повых субблоков: командно-циклического
обегания, матрицы, субблока отсчета време-
ни, дешифратора, универсальной логики, суб-
блока функциональных усилителей и усили-
телей вспомогательного назначения. Воз-
можно инвертирование сигнала по любому
из 16 пневматических каналов.
Элементной базой пневматической агре-
гатно-модульной системы «Цикл» являются
логические струйные модули и мембранные
элементы.
347
3.	Аппаратура
для централизованных систем
управления
Централизованные системы (см. гл. XVI)
осуществляют контроль, взаимосвязанное
автоматическое управление и регулирование
сложными многофакторными и многоем-
костными объектами автоматизации.
Системы управления, как правило, много-
контурные. При проектировании таких си-
стем требуются расчет и координация уста-
вок регуляторов. Для оперативного управле-
ния производством организуются опера-
тивные или диспетчерские пункты, осна-
щенные автоматизированными техническими
средствами. При этом возможна высокая
степень автоматизации.
Для централизованного управления реко-
мендуется использовать электрические ком-
плексы (ЛИУС, МЦКУ, в том числе «Ка-
скад-2», М-40) и пневматические комплексы
(«Центр», «Центр — Логика», «Пуск»).
Машины централизованного контроля
и управления (МЦК). Назначение МЦК:
опрос и восприятие параметров; опера-
тивный контроль отклонений, сигнализация
и регистрация; оперативный контроль пара-
метров по вызову; регистрация текущих зна-
чений параметров; управление технологиче-
скими процессами по различным законам
регулирования; управление устройствами за-
щиты и блокировки; получение отчетной ин-
формации. Некоторые типы МЦК допол-
няются вычислительными устройствами для
первичной обработки информации.
Машины централизованного контроля,
регулирования и управления предназначены
для выполнения следующих функций:
«АМУР-80» — централизованное пози-
ционное регулирование температуры в хими-
ческой, металлургической, пищевой и других
областях промышленности; может приме-
няться для контроля сигналов от датчиков
экономической информации (ДЭИ);
«АМУР-К» — централизованный кон-
троль и позиционное регулирование темпе-
ратуры пластификаторов крутильно-вы-
тяжных машин; может применяться для
контроля сигналов от ДЭИ;
«МАРС-200р» — автоматический центра-
лизованный контроль и позиционное регули-
рование температуры, может применяться
для контроля сигналов от ДЭИ;
«МАРС-1500» — автоматический центра-
лизованный контроль температуры зерна
в силосных башнях элеваторов на складах;
может применяться для контроля сигналов
от ДЭИ;
348
«СОКОЛ-1М» — сбор данных о ходе тех-
нологического процесса и воздействие на не-
го; исследование объектов с большим чис-
лом параметров;
«СИГНАЛ» — сбор и регистрация данных
о работе и состоянии оборудования, количе-
стве изготовленной продукции;
М-40 — сбор, регистрация и первичная
обработка данных, собираемых от анало-
говых и дискретных датчиков, представление
данных оператору, работа с ЭВМ.
Ниже описаны сложные МЦК («Ка-
скад-2» и М-40).
Комплекс агрегатных систем контроля
и автоматической диспетчеризации «Ка-
скад-2». Комплекс представляет собой набор
технических средств, предназначенных для
преобразования, сбора, передачи, первичной
обработки, а также для связи электронных
вычислительных и управляющих машин
с объектами и выдачи информации диспетче-
ру или оператору.
В зависимости от выбранного комплекса
средств возможно построение информа-
ционных систем различного характера и на-
значения, выполняющих следующие ос-
новные функции:
преобразование технологических парамет-
ров в унифицированные электрические ча-
стотные сигналы;
кодирование состояния технологического
оборудования и элементов автоматики;
кодирование числовой информации, вво-
димой вручную;
сбор и передача информации и обеспе-
чение ее циркуляции между любыми задан-
ными участками информационной сети, охва-
тывающей предприятие;
первичная обработка информации (нор-
мирование сигналов, преобразование кодов,
введение поправок, логическая обработка
и т. д.).
Информация отображается в виде цифро-
вой индикации, цифровой и алфавитно-ци-
фровой регистрации. Обмен информацией
между аппаратурой «Каскад-2» и ЭВМ авто-
матический.
Информационные системы, построенные
на базе аппаратуры «Каскад-2» [514], можно
применять в АСУ ТП для автоматизации
сбора информации и ввода ее в вычисли-
тельные управляющие машины, для обеспе-
чения информационной связи оператора или
диспетчера с объектом и управляющей ма-
шиной в системе, требующей многоканаль-
ного контроля, для дистанционного не-
прерывного и позиционного управления,
а также в системах дистанционного контро-
ля производства и отдельных процессов.
Технические характеристики комплекса
«Каскад-2»
Число частотно-импульсных сигналов . . . 1022
Число кодо-импульсных сигналов ....	512
Число двухпозиционных сигналов .... 4096
Класс точности преобразователя, % . . .	1,5
Время ввода сигнала, мс...................14,6
Длительность ввода информации в систему,
с......................................... 15
Число каналов передачи информации ...	2
Напряжение питания, В.....................220
Машина цифрового контроля М-40. Пред-
назначена для сбора и обработки информа-
ции о ходе технологического процесса, полу-
чаемой от аналоговых и дискретных датчи-
ков; выдачи исполнительных воздействий на
объекты регулирования и информации опе-
ративному персоналу; автоматического сбо-
ра и обработки информации для научных
исследований.
Система состоит из набора устройств
и блоков.
Комплекс выполняется в восьми модифи-
кациях.
Агрегатный пневматический комплекс цен-
трализованного контроля и управления
«Центр». Система предназначена для центра-
лизованного контроля, автоматического
и дистанционного управления технологиче-
скими процессами в химической, нефтяной,
газовой, металлургической и других отрас-
лях промышленности.
Она обеспечивает выполнение следующих
функций: выдача электрических и пневмати-
ческих сигналов выхода параметров за нор-
му отклонения; сигнализация отклонения па-
раметров; оперативный контроль параме-
тров; двухпозиционное регулирование; авто-
матическая регистрация параметров перио-
дически и по вызову оператора; стабилиза-
ция регулируемых параметров.
Система «Центр» построена по агрегат-
ному принципу и состоит из функцио-
нальных блоков.
Блоки регулирующих устройств типа БР
предназначены для получения управляющих
воздействий, посылаемых к исполнительным
механизмам. БР-П-10 обозначает П-закон
преобразования и 10 каналов регулирования.
Возможно создание ПИ-закона преобразова-
ния для 10, 15 и 20 каналов регулирования.
Комплекс пневматических средств
«Центр — Логика». Предназначен для упра-
вления периодическими технологическими
процессами в химической, нефтехимической,
металлургической, пищевой и других отрас-
лях промышленности.
Система состоит из .комплекса блоков:
блока операций для формирования команд
на проведение технических операций, команд
управления исполнительными механизмами
и аварийных сигналов; блока контроля зна-
чений аналоговых параметров процесса; бло-
ка контроля значений дискретных параме-
тров процесса; блока памяти дискретных
сигналов; блока режима; блока преобразова-
ния пневматических дискретных сигналов
в электрические и наоборот; пульта контро-
ля и управления технологическими процесса-
ми; блока контроля регулируемых сигналов;
блока сигнализации на мнемоническом из-
ображении; блока местного управления
двухпозиционными пневматическими испол-
нительными механизмами.
Система «Пуск-3». Пневматическое
устройство «Пуск-3» предназначено для ав-
томатического программного управления
и централизованного контроля при термо-
влажностной обработке железобетонных из-
делий. Имеется возможность ручного упра-
вления регулирующими органами. Закон ре-
гулирования двухпозиционный. Для каждого
канала имеется свой программный задатчик
с профильным диском задания. Устройство
позволяет контролировать по вызову значе-
ние параметра, значение сигнала на исполни-
тельном механизме, а также регистрировать
по вызову два из выше упомянутых параме-
тров одного из контуров регулирования.
Имеется сигнализация контроля отклонений,
окончания цикла, включения контура уста-
новки.
Установка «Пуск-3П» отличается от уста-
новки «Пуск-ЗС» возможностью автоматиче-
ского управления эжекторами водяных за-
творов и групповыми вентиляторами.
«Пуск-ЗП» оснащен дополнительной сигна-
лизацией включения эжектора и вентилято-
ра.
Конструктивно установка «Пуск-3» со-
стоит из станции централизованного контро-
ля и управления (СЦКУ), дилатометрических
преобразователей температуры в давление
воздуха (типа ПТПД) и исполнительных ме-
ханизмов Ду-50 типа 25ч32нж ВО и механиз-
мов Ду-20 (только для «Пуск-ЗП»).
4.	Аппаратура для комплексных
систем управления
Кроме функций, выполняемых локальны-
ми и централизованными системами, ком-
плексные системы предусматривают опти-
мальное управление в том или ином смысле,
адаптивное управление, расчет ТЭП, опера-
тивное планирование и учет, решение инфор-
мационных задач для специалистов.
349
В качестве комплексных систем рекомен-
дуется использовать: электрический адап-
тивный комплекс (СУПС), телемеханические
системы (НАРТ-67, АССТ) и комплекс сопря-
жения с УВМ (КМ2301); аппаратуру «Ка-
скад-2», пневматические экстремальные регу-
ляторы (АРС).
Универсальная унифицированная система
управления переменной структуры (СУПС).
Предназначена для автоматизации ло-
кальных объектов управления технологиче-
скими процессами различных производств.
В систему заложено 38 функциональных мо-
дулей, объединенных в несколько групп.
В системе используются интегральные
схемы. СУПС способна работать в комплек-
се с УВМ.
Адаптивный регулятор с переменной
структурой при фиксированном значении
коэффициента усиления регулятора реали-
зует ПИД-закон регулирования. Идея адап-
тации состоит в том, что коэффициент усиле-
ния регулятора автоматически изменяется
одновременно с коэффициентом усиления
в передаточной функции объекта. Последний
характеризует динамические свойства объек-
та. Так, при увеличении коэффициента усиле-
ния объекта система становится более бы-
строй и уменьшается коэффициент усиления
регулятора. В результате контур компенси-
рует влияние коэффициента усиления объек-
та на коэффициент усиления системы. Про-
цесс адаптации выполняется с использова-
нием информации только о выходной вели-
чине управляемого объекта.
В регуляторе предусмотрен также задат-
чик качества процесса регулирования.
Автоматические самонастраивающиеся ре-
гуляторы (АРС). Это оптимизаторы, ко-
торые учитывают возможные непредви-
денные изменения свойств объекта регулиро-
вания и анализируют их, автоматически
перестраивают свою работу, поддерживая
наивыгоднейший режим технологического
процесса.
Предусмотрена возможность переключе-
ния процесса с экстремального регулирова-
ния на ручное управление, а также выдача
импульса при достижении какими-либо пара-
метрами процесса значений выше или ниже
допустимой величины. Последнее бывает не-
обходимо в тех случаях, когда по пути сле-
дования регулируемого параметра к экстре-
муму некоторые другие параметры процесса
могут достигнуть нежелательного значения.
Автоматический самонастраивающийся
регулятор АРС-2-0 работает по принципу за-
поминания экстремума и предназначен для
поддержания оптимального режима работы
350
малоинерционного технологического процес-
са. Поиск экстремума осуществляется не-
прерывно путем принудительного изменения
регулятором входного параметра процесса.
Давление на выходе регулятора, возрастая
или убывая с постоянной скоростью, воздей-
ствует на исполнительный механизм. Это
вызывает перемещение регулирующего орга-
на и изменение входного параметра процес-
са, пропорционального выходному давле-
нию. При изменении входного параметра
меняется выходной параметр, который изме-
няется и преобразуется пневмодатчиком
в пропорциональное ему давление воздуха,
поступающее на вход экстремального регу-
лятора.
Автоматический самонастраивающийся ре-
гулятор АРС-2-04. Предназначен для под-
держания оптимального режима работы тех-
нологического процесса, обладающего зна-
чительной инерционностью. Он работает по
принципу шагового поиска максимума или
минимума регулируемого параметра в зави-
симости от характера процесса. Поиск эк-
стремума осуществляется скачками путем
принудительного изменения регулятором
входного параметра технологического про-
цесса.
Автоматический самонастраивающийся
регулятор с недоходом до максимума
АРС-1-ОН работает по принципу шагового
поиска максимума регулируемого параметра
и предназначен для поддержания оптималь-
ного режима работы инерционных техноло-
гических процессов, которые имеют характе-
ристику со слабо выраженным максимумом
или в виде монотонной кривой с убываю-
щим темпом возрастания.
Агрегатная система средств телемеханики.
Системы телемеханики находят широкое
применение как средства сбора и передачи
оперативно-технической и производственно-
статистической информации, в диспетчер-
ском контроле и управлении, а также в авто-
матизированных системах управления рас-
средоточенными объектами. Устройства те-
лемеханики выполняют следующие функции:
телесигнализация состояния двухпози-
ционных объектов; телеизмерение текущих
значений параметров; телеизмерение инте-
гральных значений параметров; передача ци-
фробуквенной информации; телеуправление
двухпозиционными объектами; телерегули-
рование путем изменения уставок локальных
регуляторов; обработка информации перед
выдачей ее на устройства воспроизведения
или при вводе в ЭВМ.
Устройства телемеханики различают по
структурам линии связи между пунктом
управления и контролируемым пунктом;
имеются структуры: радиальная, цепочечная,
или магистральная, и древовидная.
Используются каналы связи: выделенная
проводная цепь; некоммутируемые каналы
временного и частотного уплотнения; ком-
мутируемые телефонные каналы.
Широкое распространение получили теле-
механические устройства комплекса
«Нарт-67» на основе единой элементной
и конструктивной базы.
Дальнейшим развитием этого комплекса
является агрегатная система средств телеме-
ханики (АССТ) с использованием унифици-
рованных функциональных блоков, по-
строенных на интегральных микросхемах
МОП-структуры и биполярных схемах. На-
значение телемеханических устройств приве-
дено в табл. XVIII.5.
Телемеханическая аппаратура
Таблица XVIII.5
Комплекс	Тип	Назначение	Комплекс	Тип	Назначение
«НАРТ-67»	ТМ-100 ТМ-200 ТМ-201 ТМ-211 ТМ-300 ТМ-500 «МИКРО» ТМ-600М ТМ-700 ТМ-120-1	Телемеханизация цент- рального диспетчерского управления трубопрово- дами, сосредоточенными объектами, нефтегазо- промыслами, энергосетя- ми,	промышленными объектами Телемеханизация управ- ления трубопроводами, объектами ирригацион- ных систем, коммуналь- ного хозяйства и дру- гими рассредоточенными объектами Телемеханизация рассре- доточенными объектами Контроль загазованно- сти коллекторов Телемеханизация сосре- доточенных объектов промышленных пред- приятий Передача информации в системах диспетчерского управления энергосисте- мами Телемеханизация нефтя- ных скважин и передача информации о дебитах жидкостей и газов Телемеханизация нефте- баз и нефтескладов Телемеханизация маги- стральных трубопрово- дов	АССТ	ТМ-120-2 ТМ-130 ТМ-310 ТМ-320 ТМ-511 и ТМ-512 ТА-100 ТМ-620 ТМ-800А ТМ-800В ТМ-900	Ретрансляция сообщений между устройствами ТМ- -120-1 Телемеханизация иррига- ционных систем в составе АСУ или систем диспет- черского управления Телемеханизация различ- ных предприятий при ав- томатизации управления технологическим процес- сом Диспетчеризация про- мышленных предприятий, объектов коммунального хозяйства и энергоснабже- ния городов Передача информации при диспетчерском управ- лении энергосистемами Программно-управляю- щий комплекс для логи- ческой обработки инфор- мации Телемеханизация объек- тов нефтедобывающих предприятий Передача и ретрансляция информации при диспет- черском управлении энер- госистемами и энерго- объединениями Телемеханизация про- мышленных предприятий Телемеханизация уголь- ных и рудных шахт
АССТ					
6
ЧАСТЬ
ЧЕЛОВЕК В АСУ ТП
1.	Состав обслуживающего персонала 352
2.	Определение численности персонала 353
3.	Условия работы обслуживающего персонала 354
4.	Основы безопасности труда 356
5.	Законодательные документы и документация по
технике безопасности 356
6.	Техника безопасности в проектах АСУ ТП 360
Глава XX. Диспетчерская служба
1.	Функции и задачи диспетчерской службы 361
2.	Диспетчерская служба в АСУ ТП 364
3.	Технология работы диспетчерской службы 365
4.	Организационная структура диспетчерской служ-
бы в АСУ ТП 367
5.	Состав диспетчерской службы в АСУ ТП 369
6.	Операторы в АСУ ТП 369
7.	Рабочее место оператора 372
Глава XXI. Помещения для АСУ ТП
1.	Требования к помещениям АСУ ТП 375
2.	Аппаратные 377
3.	Пункты диспетчеров и операторов 379
4.	Размещение аппаратуры в общих производ-
ственных помещениях 380
5.	Зал и кабины операторов. Взаимное расположе-
ние рабочих мест 382
6.	Технические задания на создание помещений
аппаратных и пультов операторов 383
Глава XXII. Инженерная психология в АСУ ТП
1.	Основная терминология 387
2.	Задачи инженерной психологии в АСУ ТП 388
3.	Характеристики человека 389
4.	Человек-оператор как звено системы человек —
машина 396
5.	Методы изучения деятельности человека
в АСУ 399
6.	Инженерно-психологическое проектирование 399
АСУ ТП мои^ет работать в автоматиче-
ском режиме. Несмотря на это роль челове-
ка в ней остается значительной (см. гл. XIX).
Определенную сложность представляет взаи-
мосвязь АСУ ТП с диспетчерской службой.
Это вызвано тем, что и АСУ ТП и диспет-
черская служба на конкретных предприятиях
могут иметь разную подчиненность (см. гл.
XX). Условия работы человека в АСУ ТП
ввиду важности их проработки рассмотрены
с позиций техники безопасности в гл. XIX,
с позиций инженерной психологии — в гл.
XXII, с позиций проектировщика помещений
АСУ ТП - в гл. XXI.
Глава XIX
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
ЧЕЛОВЕКА В АСУ ТП
1. Состав обслуживающего персонала
Внедрение и эксплуатация АСУ ТП на про
мышленном предприятии требуют организа-
ции в рамках структуры предприятия про-
изводственного подразделения, осущест-
вляющего ремонт и эксплуатацию системы
во взаимодействии с основными и вспомога-
тельными службами предприятия [223].
Подразделение АСУ ТП должно быть реали-
зовано в виде специальной службы (группы,
участка, лаборатории, цеха) и формироваться
поэтапно в зависимости от числа систем
и сложности их функциональной структуры,
стадий создания и объемов внедрения. Это
подразделение должно быть самостоя-
тельным и подчиняться непосредственно
главному инженеру предприятия или его за-
местителю по АСУ и КИПиА.
При небольшом объеме работ по внедре-
нию АСУ ТП на предприятии подразделение
АСУ ТП может быть организовано в виде
самостоятельного участка (лаборатории) це-
ха КИПиА или службы АСУП (ИВЦ), подчи-
352
няясь при этом соответственно начальнику
цеха КИПиА или начальнику службы АСУ
ТП (ИВЦ).
Производственный персонал подразделе-
ния АСУ ТП включает персонал управления
(сменный технолог) и персонал по ремонту
и эксплуатации системы, к которой обычно
относят следующие группы КТС:
аппаратура объекта — датчики, преобра-
зователи, вторичные приборы и т. чд.;
управляющий вычислительный комплекс;
средства оргатехники и аппаратура опера-
тивной связи и промышленного телевидения
(см. приложение 5).
Количественный состав персонала упра-
вления руководству предприятия устанавли-
вает на основании объема и сложности ра-
бот, а конкретные штаты ремонтного
и эксплуатационного персонала системы — на
основании количества, и надежности обслу-
живаемых комплексов технических средств
и конкретных систем с учетом трудозатрат
на ремонт измерительных и исполнительных
средств и ЭВМ [206, 224] (см. также п. 5
гл. XX).
2. Определение численности
персонала
Для примера использован расчет потреб-
ного персонала для АСУ ТП завода отопи-
тельного оборудования. Система состоит из
двухпроцессорного вычислительного ком-
плекса, построенного из агрегатных модулей
АСВТ-М на базе типовых комплексов
М-6000 № 2 и № 4 и датчиков.
Расчет, приведенный в табл. XIX. 1, сделан
на основании методики проектирования
служб ремонта и обслуживания КИПиА
предприятий [224]. Списочная численность
рабочих службы КИПиА определяется по
формуле
100СК1К2
С =—^-^- + 4,
I эф
где С = OjKT 1 + сг2^т2 4-... 4- ^п^тп ~ сум-
марное число приборов в условных при-
бороединицах; <т2, • ••,	— число при-
боров i-й группы; Кт1, Кт2, ..., Ктп —
коэффициент трудоемкости обслуживания
приборов i-й группы; q — число рабочих
в подразделениях службы КИПиА, занимаю-
щихся совершенствованием действующих
схем автоматики и внедрением новой техни-
ки; Тэф— средний эффективный фонд рабоче-
го времени; К\ = 1,0 ч- 1,3 — коэффициент,
учитывающий производственно-эксплуата-
ционные условия; К2 — коэффициент, учиты-
12 п/р Смилянского Г. Л.
Таблица XIX.1
Расчет числа приборов в условных прибороеда-
ницах
5 &
s S
Наименование
приборов
1	Термоконтакторы
2	Пневмоэлектрические
преобразователи
3	То же
4	Измерительные преоб-
разователи
5	Амплитудно-частотные
преобразователи
6	Датчики для снятия
межэлектродного на-
пряжения
7	Датчики для измерения
толщины полосы
8	Манометры показыва-
ющие, сигнализирую-
щие
9	Манометры электро-
контактные
10	Датчики ручного ввода
11	Реле контроля протека-
ния жидкости
Итого
ES ’S
О
5 «
s ..
У b
0,104	114
0,13	28
0,13	28
0,13	14
1,04	20
0,4	84
0,4	2
0,1	84
0,1	3
0,4	2
0,16	164
11,856
3,64
3,64
1,82
20,8
33,6
0,8
8,4
0,3
0,8
26,24
111,896
вающий обслуживание неучтенного оборудо-
вания, определяемый значением £ &iKTi = С:
С................До	1000 1000 - 2500	2500 - 4000
К2............ 1,2	1,15-1,2	1,1-1,5
Принимаем — 1,0, К2 = 1,2.
В данном расчете q = 0, так как указанная
служба есть на производстве.
Результаты расчета эффективного фонда
рабочего времени рабочих служб КИПиА
с учетом восьмичасового рабочего дня и де-
вяти дополнительных дней отпуска приве-
дены в табл. XIX.2.
Из таблицы получаем: 7^ = 2100 ч
в год. Если принять С = 111,9, то
100-111,9-1,0-1,2
Округляя, получим 2 = 7 человек.
Таким образом, существующую на заводе
службу для ремонта и обслуживания КИПиА
необходимо увеличить на 7 электрослесарей.
Персонал управления. Вновь создаваемый
штатной единицей является сменный техно-
лог, который осуществляет оперативное
353
Таблица XIX.2
Расчет эффективного фонда рабочего времени
Показатели	Фонд рабочего времени	
	Дни	Часы
Календарный фонд времени	365	—
Выходные и праздничные дни	60	—
Номинальный фонд времени Сокращение часов в пред- праздничные и предвыходные	305	2440
дни	—	60
Очередные отпуска	12	96
Дополнительные отпуска	9	72
Невыход (5 %) Итого	= 2102 « 2100	—	ПО
управление технологическим процессом все-
го производства.
Общее число сменных технологов при
трехсменной работе составляет 1x3 = 3 че-
ловека.
Группа обслуживания и эксплуатации
УВК. Штаты обслуживающего и эксплуата-
ционного персонала УВК:
Начальник УВК..............................1
Дежурный инженер-электронщик (в смене)... 3
Дежурный техник-электромеханик (в смене) 3
Оператор УВК (в смене).....................3
Инженер-математик..........................1
Техник-Электромеханик......................1
Техник-электрик............................1
Монтажник радиоаппаратуры..................1
Итого 14 человек
Обслуживающий персонал аппаратуры дис-
петчерской связи и телевидения. Выбор штата
для обслуживания аппаратуры диспетчер-
ской связи и телевидения основан на нормах
обслуживания оборудования связи в челове-
ко-часах на месяц (табл. XIX.3).
В связи с небольшим объемом работы по
обслуживанию аппаратуры телефонной связи
(12 человеко-часов в месяц) указанные ра-
боты должна выполнять существующая на
заводе служба связи.
Для обслуживания промышленной теле-
визионной установки заводская служба связи
должна быть дополнена одним электромеха-
ником.
Общая численность персонала, необходи-
мого для эксплуатации и обслуживания всей
АСУ ТП:
Сменный персонал управления................3
Группа обслуживания и эксплуатации УВК 14
Электромеханик по связи................... 1
Электрослесари по КИПиА....................7
Итого 25
Таблица XIX.3
Персонал для обслуживания средств связи
Наименова-
ние устрой-
ства
Установка
оперативной
телефонной
связи на 20
номеров
Промышлен-
ная телеви-
зионная уста-
новка (много-
камерная)
	CQ		)держа- >еко-ча-	6 * SJ
Тип	о н о	н	о О Я _ П К Л о Q	о о и S
	( Число у	о я я «=: о ГЗ	сЗ _ S S ® а о g g X я S	Всего чс часов в
«Псков-2»	1	Мон-	12	12
		тер		
ПТУ-31	1	Элек-	25x6	150
		тро- меха-		
		ник		
3.	Условия работы
обслуживающего персонала
Условия обитаемости. В производ-
ственных помещениях небольшого объема,
где человек выступает в качестве субъекта,
активно формирующего окружающую среду,
важное значение приобретают микроклимат
и газовый состав воздушной среды помеще-
ний (температура, влажность и скорость дви-
жения окружающего воздуха на рабочих ме-
стах операторов, содержание кислорода,
углекислоты и т. д.). На микроклимат опера-
торских помещений влияют тепловыделения
аппаратуры и наружные метеорологические
условия.
При проектировании рабочих мест учет
и нормирование физических и химических
факторов обитаемости абсолютно необхо-
димы, так как они при одиночном или ком-
плексном воздействии на человека могут вы-
звать нежелательные функциональные сдви-
ги в организме, снизить эффективность ра-
боты, оказать отрицательное влияние на
здоровье оператора.
Оптимальные и допустимые метеороло-
гические условия для рабочей зоны помеще-
ний установлены санитарными нормами СН
245-71. Значение параметров метеорологиче-
ских условий различны и зависят от времени
года, категории работы по тяжести и харак-
теристики помещения по теплоизбыткам.
Для нормальной жизнедеятельности ор-
ганизма большое значение имеет чистота,
воздуха. На производстве воздух меняет
свой естественный состав из-за выделений
в воздух вредных веществ в виде паров, га-
354
зов, пыли. Влияние на человека вредных ве-
ществ зависит от их физического и химиче-
ского состава, количества и времени воздей-
ствия на организм человека. Санитарными
нормами СН 245-71 установлены предельно
допустимые концентрации вредных веществ
в рабочей зоне.
Другим необходимым фактором для че-
ловека является освещение, особенно солнеч-
ное. Низкая естественная освещенность ком-
пенсируется системами искусственного осве-
щения, которые имеют существенные недо-
статки. Общие требования к системам искус-
ственного освещения изложены в строи-
тельных нормах и правилах СНиП П-А.9-71
«Искусственное освещение. Нормы проекти-
рования».
Механические колебания окружающей
среды (шумы, вибрация, сотрясения) также
оказывают вредное влияние на человека. Па-
раметры шума и вибрации нормируются СН
245-71.
Профессиональный отбор. Он оказывает
большую помощь в повышении эффективно-
сти труда. Рабочие, получившие профессио-
нальную специализацию с учетом их лич-
ностных особенностей, испытывают большое
моральное удовлетворение от процесса и ре-
зультатов своей трудовой деятельности. Все
это благоприятно сказывается на увеличении
производительности труда, снижении текуче-
сти, повышении трудовой дисциплины,
уменьшении несчастных случаев.
Задача профессионального отбора сложна
и ответственна, так как решается профессио-
нальное определение человека. Помимо
большой эрудиции и опыта она требует от
решающих ее лиц высокой осторожности
и такта [222].
Основная задача и вместе с тем основная
трудность профессионального отбора со-
стоит в4 том, что он должен предвидеть воз-
можности успешной профессиональной спе-
циализации в деятельности, которой человек
ранее не занимался.
В последнее время все большее внимание
уделяется идее пролонгированного (длитель-
ного) отбора. Длительное динамическое из-
учение личности получает все большее рас-
пространение в профессиональной ориента-
ции школьников. Но вместе с тем такое
изучение не исключает кратковременных
испытаний с помощью тестов, особенно
в части специальных способностей.
Для испытания специальных способно-
стей нужно стремиться предъявить кандида-
ту задание или серию заданий, по результа-
там выполнения которых можно было бы
дать прогноз о степени успешности его ра-
боты в данной профессии. Эти задания дол-
жны требовать минимального времени для
усвоения правил и приемов их выполнения
и предлагать кандидату деятельность, вопло-
щающую психологическое содержание про-
фессиональной деятельности.
Создавая тестовое задание, следует стре-
миться не к внешнему его подобию реальной
деятельности, а к внутреннему сходству. За-
дание должно иметь такое же психологиче-
ское содержание, как и реальная трудовая
деятельность, оно должно не имитировать,
а моделировать реальную деятельность. При
испытании специальных способностей канди-
дату предлагают, таким образом, задание,
представляющее собой психологическую мо-
дель профессиональной деятельности. Чем
больше удалось в модели передать внутрен-
нее, психологическое содержание деятельно-
сти, тем выше значимость испытаний.
Начиная практическое применение теста,
нужно быть уверенным в том, что резуль-
таты выполнения кандидатом данного зада-
ния сегодня и завтра или через несколько
дней окажутся тождественными или очень
близкими. С этой целью определяется наде-
жность теста. Проводится двойное тестиро-
вание одних и тех же лиц через некоторый
интервал времени и вычисляется корреляция
полученных результатов. Тест обычно счи-
тают надежным при коэффициенте корреля-
ции (здесь коэффициент временной стабиль-
ности) не ниже 0,80—0,90.
И, наконец, необходимо определить про-
гностическую эффективность, валидность те-
ста. Это важнейший показатель, который
является решающим при вынесении сужде-
ния о практической пригодности теста.
Профессиональное обучение. Обучение ра-
циональным приемам труда, формирование
профессиональных навыков и умения, воспи-
тание серьезного отношения к требованиям
техники безопасности — очень важный шаг
повышения эффективности труда рабочего.
При формировании профессиональных
навыков и умения решающее значение
имеют упражнения. Успешность упражнения
может зависеть от целого ряда факторов
и прежде всего от личности обучающего. Но
вместе с тем процесс формирования навыков
и умения обладает закономерностями.
В общем случае можно говорить о трех
основных этапах обучения: первоначальное
овладение действиями, уточнение и объеди-
нение действий, их закрепление и автомати-
зация [225]. Знание закономерностей этих
этапов является одной из важнейших пред-
посылок организации целенаправленного
управления. Здесь скрыты большие психоло-
12*
355
гические резервы повышения эффективности
профессионального обучения.
Многочисленные исследования специфики
профессионального обучения позволили
установить условия успешности процесса
формирования навыков и умения. Наиболее
важные из них следующие:
наличие достаточной учебной мотивации;
активный характер деятельности уча-
щихся;
наличие у обучающихся необходимых
знаний;
определенность задачи, понимание цели
и способов ее достижения;
обучение общим принципам;
соответствие методов обучения особенно-
стям умения и навыков;
эффективность инструктажа;
постепенность усложнения задачи;
достаточное число упражнений;
разнообразие условий обучения;
своевременность и объективность оценок
деятельности обучающихся и знание ими ре-
зультатов упражнения;
применение специальных технических
средств обучения.
Профессиональное обучение включает
две тесно связанные между собой части: тео-
ретическое изучение специальной технологии
и производственное обучени^, которое про-
изводится в учебно-производственных ма-
стерских и на производстве [225]. Ведущая
роль принадлежит производственному обу-
чению. Оно является самостоятельным ис-
точником для получения профессиональных
умений и навыков, а также практических зна-
ний, которых не дают теоретическое обуче-
ние и учебная литература.
4.	Основы безопасности труда
В процессе производства материальных
благ или оказания услуг человек находится
в определенных условиях труда
(ГОСТ 19605-74).
Безопасность труда — состояние условий
труда, при котором отсутствует производ-
ственная опасность.
Производственная опасность — возмож-
ность воздействия на работающих опасных
и вредных факторов.
Опасный производственный фактор — .фак-
тор, воздействие которого на работающего
приводит к травме.
Вредный производственный фактор — фак-
тор, воздействие которого приводит к заболе-
ванию. Опасные и вредные производ-
ственные факторы подразделяются на еле-
356
дующие группы: физические, химические,
биологические, психофизиологические.
Техника безопасности — система организа-
ционных и технических мероприятий
и средств, предотвращающих воздействие на
работающих опасных производственных
факторов.
Производственная санитария — система
организационных, гигиенических и санитар-
но-технических мероприятий и средств, пред-
отвращающих воздействие на работающих
вредных производственных факторов.
Охрана труда — система законодательных
актов и соответствующих им социально-эко-
номических, технических и организационных
мероприятий, обеспечивающих безопасность
и сохранение работоспособности человека
в процессе труда.
Безопасность производственного оборудо-
вания — свойство оборудования сохранять
безопасное состояние при выполнении за-
данных функций в определенных условиях
в течение установленного времени.
Безопасность производственного процес-
са — свойство процесса при протекании со-
хранять безопасное состояние в заданных па-
раметрах в течение установленного времени.
Средства защиты работающих — средства,
используемые для предотвращения или
уменьшения воздействия на работающих
опасных и вредных производственных факто-
ров. Средства защиты подразделяют на
средства коллективной и индивидуальной за-
щиты.
Несоблюдение требований безопасности
труда и воздействие на работающего вред-
ных факторов, вредных условий труда могут
приводить к производственному травматизму
и профессиональной заболеваемости.
Имеются общие требования безопасно-
сти, предъявляемые как к самим технологи-
ческим процессам, так и к составляющим
производства (табл. XIX.4).
5.	Законодательные документы
и документация
по технике безопасности
В 1972 г. ВЦСПС и Госстандарт СССР
приняли решение о разработке Системы
стандартов безопасности труда (ССБТ) как
части государственной системы стандартиза-
ции. ССБТ имеет следующие классифика-
ционные группировки:
основополагающие ГОСТы;
ГОСТы общих требований и вредных
производственных факторов;
Таблица XIX.4
Требования безопасности к производственным процессам (ГОСТ 12.3.002 — 75)
Направление обеспечения безопасности	Общие требования безопасности	Направление обеспечения безопасности	Общие требования безопасности
Технологические процессы (выбор применяемых про- цессов, приемов, режимов работы, порядка обслужи- вания; описание требова- ний безопасности процесса в техно- логической и тех- нической докумен- тации)	Устранение непосредствен- ного контакта работающих с элементами производства, ока- зывающими вредное воздейст- вие (исходные материалы, по- лу фабри каты, отходы и т. д.) Выбор процессов, у кото- рых нет или есть минималь- ные опасные и вредные про- изводственные факторы При- наличии опасных и вредных производственных факторов применение автома- тизации, дистанционного уп- равления процессами и опера- циями; герметизация оборудо- вания, использование средств коллективной защиты рабо- тающих Рациональная организация труда и отдыха для профи- лактики монотонности и гипо- динамии, а также ограничения тяжести труда Своевременное информиро- вание о возникновении опас- ных и вредных факторов Наличие системы контроля и управления технологическим процессом, обеспечивающей за- щиту работающих и аварий- ное отключение оборудования. Своевременное удаление и обезвреживание опасных отхо- дов производства	Производствен- ное оборудование	Соответствие ГОСТ 12.2.003-74 (СТ/СЭВ 1085-78) Распределение функций между человеком и оборудованием в целях ограничения тяжести труда
		Размещение производственно- го оборудования и организация рабо- чих мест	Безопасное для персонала раз- мещение всех элементов про- цесса в помещениях и на рабочих местах (оборудования, сырья, материалов, готовой продук- ции, отходов и т. п.) Соблюдение норм на разме- щение оборудования и комму- никаций, которые являются ис- точниками опасных и вредных производственных факторов Соблюдение норм на расстоя- ния между оборудованием, обо- рудованием и стенами, на раз- меры проходов Соблюдение уровней и норм освещенности рабочих мест
		Хранение и транспортирова- ние исходных ма- териалов, готовой продукции и от- ходов производст- ва	Применение способов хране- ния, исключающих возникно- вение опасных и вредных фак- торов Использование для хранения безопасных устройств Механизация и автоматизация погрузки и разгрузки Использование безопасных транспортных коммуникаций Использование для транс- портирования безопасных уст- ройств Механизация и автоматизация транспортирования
Производствен- ные помещения	Соответствие требованиям действующих СНиПов. Ограничение уровней опас- ных и вредных производствен- ных факторов в помещениях и на рабочих местах в пре- делах установленных норм		
		Профессиональ- ный отбор и обу- чение работаю- щих	Соответствие физиологиче- ских, психофизиологических, психологических, в отдельных случаях антропометрических особенностей работников харак- теру выполняемой работы Первоначальная и периоди- ческая проверка состояния здо- ровья работающих Наличие профессиональной подготовленности, в том числе по безопасности труда, соот- ветствующей характеру работы Первоначальная и периоди- ческая проверка знаний рабо- тающих по технике безопасно- сти
Производствен- ные площадки	Соответствие требованиям действующих СНиПов Соответствие правилам, ут- вержденным органами Госу- дарственного надзора		
Исходные мате- риалы, заготовки, полуфабрикаты	Отсутствие вредного дейст- вия на работающих При необходимости исполь- зования вредных материалов применение соответствующих средств защиты работающих		
357
Продолжение таблицы XIX.4
Направление обеспечения безопасности	Общие требования безопасности
Применение средств защиты ра- ботающих	Удаление опасных и вредных веществ и материалов из ра- бочей зоны. Снижение уровня вредных факторов до уровней ниже норм Защита работающих от дейст- вия опасных и вредных про- изводственных факторов, со- путствующих технологическим условиям работы Защита работающих от фак- торов, возникающих при нару- шениях процесса
ГОСТы общих требований безопасности
к производственному оборудованию;
ГОСТы общих требований к производ-
ственным процессам;
ГОСТы требований к средствам защиты
работающих.
В настоящее время действуют основопо-
лагающие стандарты ССБТ:
ГОСТ 12.0.001-74 (СТ СЭВ 829-77)
«Система стандартов безопасности труда.
Основные положения»;
ГОСТ 12.0.002-80 (СТ СЭВ 1084-78)
«Система стандартов безопасности труда.
Основные понятия. Термины и определения»;
ГОСТ 12.0.003-74 (СТ СЭВ 790-77)
«Система стандартов безопасности труда.
Опасные и вредные производственные фак-
торы. Классификация»; ГОСТ 12.0.004 — 79;
ГОСТ 12.2.003-74 (СТ СЭВ 1085-78)
«Система стандартов безопасности труда.
Оборудование производственное. Общие
требования безопасности»;
ГОСТ 12.3.002-75 (СТ СЭВ 1728-79)
«Система стандартов безопасности труда.
Процессы производственные. Общие требова-
ния безопасности»;
ГОСТ 12.4.011-75 (СТ СЭВ 1086-78)
«Система стандартов безопасности труда.
Средства защиты работающих. Классифика-
ция».
Эти стандарты в целом определяют
структуру ССБТ, устанавливают требования
к оборудованию, производственным процес-
сам и средствам защиты, порядок и особен-
ности разработки, утверждения и согласова-
ния стандартов ССБТ.
Требования безопасности к АСУ ТП
в общем виде определены п. 3 ГОСТ
17195 — 76 (табл. XIX.5). В проектной доку-
ментации они должны конкретизироваться
Таблица XIX.5
Требование безопасности в АСУ ТП (ГОСТ 17195 — 76 п. 3)
№ по -пор.	Направления обеспечения безопасности	Требования безопасности	| № по 1 пор.	Направления обеспечения безопасности	Требования безопасности
1	Технологи- ческий про- цесс	В инструкции по эксплуа- тации системы должен быть раздел, устанавли- вающий требования безо- пасности по эксплуатации АСУ ТП	4	* Размещение оборудования и организа- ция рабочих мест	Безопасный доступ опе- ративному персоналу к сред- ствам приема и передачи данных
			5	Профессио- нальный от- бор и обуче- ние работаю- щих	См. табл. XIX.6
2	Производ- ственные по- мещения	Ограничение уровня шу- ма в местах расположения производственного персо- нала до уровня ниже 75 дБ. Применение сигнальных цветов			
			6	Применение средств защи- ты работаю- щих	Снижение шума до уров- ня ниже 75 дБ, измерен- ного по ГОСТ 20445-75. Установка знаков безопас- ности. Применение сигнальных цветов
3	Производ- ственное обо- рудование	Соответствие требовани- ям ГОСТ 12.0.003-74 и ГОСТ 12.3.002.-75. Защита от случайного прикасания ко всем внеш- ним элементам, находя- щимся под напряжением. Защитное заземление в со- ответствии с ПУЭ [970]			
358
Мероприятия по обеспечению техники безопасности в условиях АСУ ТП
Таблица XIX.6
Возмож- ные источ- ники по- ражения персона- ла	Категории персонала, подвергаю- щегося опас- ности пора- жения	Возможные источники поражения		Возможные причины поражения	Мероприятия по обеспе- чению техники безопасности
		Обору- дова- ние процес- са	Обору- дова- ние АСУ ТП		
Элек- трический ток	Операто- ры, ремонт- ники, обход- чики		+	Короткое замыкание, утечка тока в технических средствах	Обеспечение надежного за- земления, подключение к за- землению всего оборудования; контроль оборудования; ис- пользование электроизолиро- ванного пола, ковриков
Тепло- вое воз- действие	Ремонт- ники, обход- чики		+	Нагрев воздуха в поме- щениях	Вентиляция и кондициониро- вание воздуха
Меха- ническое воздейст- вие	Операторы, ремонтники, обходчики	+	+	Неосторожное обраще- ние с электромеханически- ми устройствами (печати, НМЛ, НМД, УВЛ, УВК И др.)	Запрещение работы оборудо- вания без защитных элемен- тов (крышек, стенок и т. п.)
Газ	Операто- ры, ремонт- ники		+	Случайное включение га- зового пожаротушения при наличии людей в помеще- нии	Исключение возможности случайного включения газового пожаротушения, особенно при наличии людей в защищаемых помещениях
Взрыв	Обходчики	+	+	Неисправность или воз- действие на баллоны уста- новки газового пожароту- шения	Ограничение посещения по- мещения установки газового пожаротушения. Исключение случайных воздействий на бал- лоны с газом. Подготовка инструкции пользователю
Пожар	Операто- ры, ремонт- ники, обход- чики		+	Замыкание и утечка в аппаратуре и средствах вы- числительной техники АСУ ТП	Включение в проект средств обнаружения пожара и пожа- ротушения. Вывод персонала из помещений. Отключение электроэнергии, кондициониро- вания, вентиляции. Включение пожаротушения
Произ- водствен- ный шум	Операторы		+	Электромеханические уст- ройства АСУ ТП (клавиш- ные и перфорационные ма- шины, телетайпы, ЭВМ)	Обшивка стен и потолка зву- коизоляционными плитами. Ис- пользование звукопоглощаю- щих подкладок под машины
Стрессы (испуг, по- трясения, психоло- гическая нагрузка)	Операто- ры		+	Высокое напряжение ра- боты операторов, аварий- ные ситуации	Профессиональный отбор, обучение, обеспечение надеж- ности работы АСУ ТП; сни- жение числа аварийных ситуа- ций; тренировка персонала, ме- дицинский контроль
359
Продолжение таблицы XIX.6
Физичес- кие уси- лия	Ремонт- ники, обход- чики	+	+	Тяжелые грузы (рулоны бумаги, пачки, машинные носители). Тяжелое обору- дование и т. п.	Использование средств малой механизации для разгрузки, транспортировки, складирова- ния, доставки, порезки бумаги, для облегчения ремонта обору- дования, его передвижки
и каждое требование должно быть выполне-
но в виде конкретных мер.
В табл. XIX.6 в качестве примерй рассмо-
трены мероприятия по обеспечению безопас-
ности в условиях АСУ ТП.
6.	Техника безопасности
в проектах АСУ ТП
Разделом «Техника безопасности» проек-
та АСУ ТП должны быть освещены следую-
щие вопросы:
мероприятия по технике безопасности,
обоснование их необходимости и достаточ-
ности; нормативные материалы и правила,
предусматривающие эти мероприятия;
требования безопасности процесса; меро-
приятия для обеспечения безопасных усло-
вий работы и обслуживания приборов,
средств вычислительной техники и перифе-
рийных устройств;
перечень устройств КИП и автоматики,
принятых в проекте для обеспечения безо-
пасности эксплуатации системы и улучшения
условий труда;
указания о заземлении установок, прибо-
ров, средств ВТ, щитов и пр.;
факторы, на которые обращается особое
внимание эксплуатационного персонала си-
стемы. '
Требования по технике безопасности дол-
жны содержаться в соответствующих зада-
ниях на проектирование смежных и сопря-
женных частей проекта (строительной, сани-
тарно-технической, электротехнической).
Соображения безопасности влияют на
выбор места установки оборудования АСУ
ТП, применяемых строительных материалов,
противопожарного оборудования, систем
вентиляции и кондиционирования воздуха
и системы электропитания.
Пожарная профилактика. Основное обо-
рудование АСУ ТП следует размещать в ог-
нестойком здании или помещении. При не-
обходимости размещения его вблизи зон
хранения или переработки огнеопасных или
взрывоопасных материалов следует принять
360
меры, сводящие к минимуму опасность по-
жара или взрыва. Наиболее приемлемый
способ — герметизация машинного зала
и поддержание в нем повышенного давления
с поддувом чистого воздуха. Стены, пере-
крытия помещений УВК, а также подвесные
потолки (при их наличии) необходимо вы-
полнять из огнестойких материалов.
К мерам пожарной профилактики поме-
щения АСУ ТП относятся:
оборудование помещений соответствую-
щим числом портативных огнетушителей
с неувлажняющим огнегасящим веществом
(например, двуокисью углерода);
применение автоматической установки
пожаротушения с использованием инертных
газов в качестве огнегасящего вещества и ав-
томатической подачей его на оборудование
и в кабельные каналы или фальшпол.
Автоматическая установка пожаротуше-
ния должна обеспечивать автоматическое от-
ключение систем питания, вентиляции и кон-
диционирования при возникновении пожара,
а также немедленное оповещение персонала
АСУ ТП и соответствующих служб пред-
приятия.
Системы вентиляции и кондиционирования
воздуха. Вопрос о применении вентиляции
или кондиционирования воздуха в помеще-
ниях АСУ ТП должен решаться в каждом
конкретном случае на основании требований,
налагаемых местом расположения оборудо-
вания АСУ ТП (загрязненность среды, сосед-
ство с категорийным производственным по-
мещением и т. п.), а также требований
к климатическим условиям, предъявляемым
к выбранному управляющему вычислитель-
ному комплексу.
Существенным является требование не-
прерывного контроля состояния воздушной
среды в помещении УВК. Контролировать
необходимо температуру, влажность и да-
вление (при применении системы поддува
воздуха в помещении). Система контроля
должна обеспечивать своевременное пред-
упреждение персонала о ненормальных усло-
виях в контролируемых помещениях. Си-
стемы кондиционирования воздуха должны
иметь устройства дистанционного управле-
ния в машинном зале УВК (у двери) и вне
его, в главных проходах помещений АСУ
ТП. Воздуховоды, идущие через машинный
зал, должны быть снабжены противопо-
жарными заслонками у каждой стены.
Система электрооборудования. При проек-
тировании электрораспределительных сетей
АСУ ТП для обеспечения безопасности
и предупреждения пожаров необходимо
учитывать следующее:
в качестве главных линейных выключате-
лей питания вычислительного комплекса не-
обходимо применять дистанционные выклю-
чатели; устройства аварийного отключения
следует устанавливать вблизи основного
пункта оператора и у выхода из машинного
зала;
при использовании резервного источника
питания необходимо предусматривать систе-
му автоматического включения резерва
(АВР) с сигнализацией ее срабатывания;
необходимо предусматривать систему
аварийного освещения и аварийного питания
системы пожаротушения.
Безопасность персонала. Доступ к обслу-
живанию оборудования АСУ ТП должны
иметь только специально подготовленные
люди, прошедшие инструктаж по технике
безопасности. Необходимо обеспечить при-
менение запирающихся дверей, защитных
ограждений и предупредительных надписей
и знаков. Особое внимание этому вопросу
следует уделить при обслуживании дат-
чиков, преобразователей и периферийных
устройств, расположенных вне помещений
АСУ ТП, в цехах и на производственных
участках. При подготовке персонала необхо-
димо обращать особое внимание на потен-
циальную опасность электрических цепей
и знакомить его с основными методами ока-
зания первой помощи пострадавшим от
электрического тока.
Глава XX.
ДИСПЕТЧЕРСКАЯ СЛУЖБА
1.	Функции и задачи
диспетчерской службы
Диспетчерская служба находится «на сты-
ке» управления технологическим процессом
и управления производством. Вопросы отне-
сения диспетчерской службы к АСУП или.
АСУ ТП часто являются предметом споров
специалистов. Решение этой проблемы носит
не только теоретический, но и глубоко прак-
тический характер.
Основная функция диспетчерской
службы — оперативное управление персона-
лом [514]. С этой позиции диспетчер — со-
ставная часть управленческого персонала,
и выполняемая им работа — часть процесса
управления производством. В условиях авто-
матизации управления он получает информа-
цию от АСУП.
Однако в некоторых случаях в обязанно-
сти диспетчера включают элементы управле-
ния технологическим процессом. В этом слу-
чае в одном лице совмещаются функции
диспетчера и оператора. Например, диспет-
чер угольной шахты может дистанционно
включать вентиляцию, подачу электрической
энергии. Эта работа — часть управления тех-
нологическим процессом и в условиях авто-
матизации управления ее обеспечивает АСУ
ТП.
Вопрос отнесения работы диспетчера
к управлению производством или технологи-
ческим процессом решается по основной
доле его работ: если это управление людь-
ми, то диспетчер управляет производством,
если это управление «вещами», то диспетчер
управляет технологическим процессом.
Имеется еще одно решение этой проб-
лемы.
Оперативное управление производством
иногда отторгают от управления производ-
ством и объединяют с управлением техноло-
гическим процессом. Это особенно эффек-
тивно для тех производств, где диспетчер-
ская служба ярко выражена и связи ее
с управлением технологическим процессом
достаточно велики. Автоматизированная си-
стема управления, охватывающая управление
технологическим процессом и оперативное
управление производством, называется АСУ
ОТ (автоматизированная система управ-
ления организационно-технологического
типа).
Диспетчерская служба может входить
в АСУП, АСУ ТП и АСУ ОТ в зависимости
от конкретных условий производства, от вы-
полняемых диспетчером работ, от вида со-
здаваемой АСУ.
Операторские и диспетчерские пункты
АСУ являются человеко-машинным звеном
системы управления, обеспечивающим раз-
умное и экономичное объединение способно-
стей оперативного персонала и возможно-
стей современных технических средств.
В организационных структурах оператив-
ного управления промышленными предприя-
тиями получили распространение следующие
виды пунктов оперативного управления:
361
местные посты управления;
операторские пункты;
диспетчерские пункты (ДП);
центральные диспетчерские пункты
(ЦДП).
Местные посты управления отдельными
механизмами и технологическими агрегата-
ми, как правило, обслуживаются мастерами,
бригадами, аппаратчиками или обходчиками.
Операторские пункты при отсутствии
местных постов управления являются ниж-
ней ступенью системы сбора и передачи про-
изводственно-технологической информации
и управления объектом. Их обычно органи-
зуют на участках, в отделениях, цехах. Опе^
раторские пункты решают задачи поддержа-
ния (стабилизации) заданного технологиче-
ского режима, а в некоторых случаях опти-
мизации технологических процессов ^и обес-
печения ритмичности работы оборудования,
устранения отклонений и нарушений про-
изводственного процесса, предупреждения
и ликвидации аварийных состояний.
Информация на операторские пункты по-
ступает от датчиков, установленных на агре-
гатах, или от местных постов управления и
в полном объеме воспроизводится на этих
пунктах. Определенная часть ее при необхо-
димости передается вышестоящим диспет-
черским пунктам и смежным операторским
пунктам.
На операторский пункт поступает также
плановая, нормативная и директивная ин-
формация (плановые задания, технико-эконо-
мические показатели, «советы», команды
управления и т. д.) из вышестоящих ступеней
управления.
Операторы входят в штат отделений
(участков, цехов) и поэтому административ-
но подчинены мастеру отделения (участка,
цеха). В оперативном отношении операторы
подчинены диспетчеру цеха (завода). Опера-
торы выполняют следующие функции:
непосредственное управление технологи-
ческим процессом и оборудованием на выде-
ленном ему участке; пуск, переключение ре-
жимов работы, останов оборудования;
поддержание заданного технологического
режима;
обеспечение выполнения сменного зада-
ния;
обеспечение ритмичной работы оборудо-
вания;
устранение отклонений, нарушений про-
изводственного процесса, предупреждение
и ликвидация аварийных состояний;
контроль за наличием нормативных запа-
сов сырья, материалов;
прием и выполнение распоряжений выше-
362
стоящего диспетчера;
контроль за работой обходчиков (если
это необходимо), за выполнением ими распо-
ряжений диспетчера и т. п.
Сменные операторы поддерживают тес-
ную связь с диспетчером цеха, информируя
его обо всех нарушениях и изменениях в тех-
нологии и принятых мерах по их устране-
нию.
Диспетчерские пункты — основное место
сбора производственно-статистической ин-
формации, необходимой для определения
технико-экономических показателей процес-
са, а также характеризующей состояние ос-
новного процесса, возможность оптимизации
процесса в зависимости от качества посту-
пающего сырья и его запасов, энергетиче-
ских ресурсов, потребности в конечном про-
дукте и т. д.
Диспетчерские пункты решают задачи
оперативного контроля, учета, технико-эко-
номического анализа и управления процесса-
ми в масштабе участка, цеха, производства.
Число ДП обычно соответствует числу
основных цехов, производств, служб.
Основная задача управления на этой сту-
пени — распределение и координация мате-
риальных и энергетических потоков данного
цеха или производства для получения макси-
мальной возможной эффективности всего
производственного комплекса. Цеховой дис-
петчерский персонал входит в штат своего
цеха. Непосредственным административным
начальником диспетчера цеха является тех-
нический руководитель цеха.
В оперативном отношении диспетчеры
цехов (производств) подчинены диспетчеру
завода (комбината).
Диспетчер цеха имеет право отдавать
распоряжения от имени руководства цеха (на
основании имеющихся планов, приказов, ре-
шений оперативных совещаний). Эти распо-
ряжения обязательны к исполнению всеми
работниками цеха. Диспетчер цеха (про-
изводств) обязан выполнять указания и
команды диспетчера завода (комбината).
В некоторых случаях диспетчер цеха со-
гласует с техническим руководителем или
начальником цеха свои действия. Сюда отно-
сятся указания по пуску и останову основно-
го оборудования, изменения технологическо-
го режима, осуществление изменения техно-
логического режима, существенное измене-
ние планового задания, вывод оборудования
на ремонт и т. д.
В аварийных ситуациях при отсутствии
вышестоящих руководителей вся полнота
власти переходит к диспетчеру завода (ком-
бината).
Функции сменных диспетчеров цеха (про-
изводства):
обеспечение выполнения сменных заданий
по номенклатуре и объему;
осуществление оперативного управления
технологическими процессами в отделениях
и на участках в соответствии с инструкциями
и заданиями диспетчера завода с использо-
ванием имеющихся технических средств;
координация работы отделений и участ-
ков цеха;
дистанционное управление механизмами
и поточно-транспортными системами;
контроль за выполнением распоряжений
диспетчера завода;
контроль за работой оперативного персо-
нала (операторов, обходчиков, ремонтников,
транспортников и др.).
Центральный диспетчерский пункт пред-
приятия (завода, комбината) предназначен
для решения следующих задач:
обеспечение выполнения оперативных
планов;
непрерывный контроль и оперативное
управление ходом выполнения сменных и су-
точных плановых заданий цехами и пред-
приятием в целом;
сбор и предварительная обработка ин-
формации о состоянии технологических про-
цессов предприятия с фиксацией отклонений
хода выполнения заданий от плановых пока-
зателей;
координация работы цехов и отдельных
служб предприятия;
формирование достоверной оперативной
отчетной информации о ходе выполнения
плановых заданий, состоянии технологиче-
ского процесса, оборудования, запасов сырья
и материалов.
Решение указанных задач обеспечивается
выполнением ряда функций:
сбор, передача и прием информационных
массивов, их первичная обработка и приведе-
ние к виду, удобному для оперативного кон-
троля и учета;
контроль работы основного оборудова-
ния; контроль за выполнением сменных и су-
точных планов цехов;
устранение аварийных и предаварийных
ситуаций;
контроль за временем и причинами про-
стоев основного оборудования;
учет основных и важнейших вспомога-
тельных материалов, топлива и расхода
энергоносителей;
координация производственной деятель-
ности цехов, вспомогательных и ремонтных
служб предприятия;
контроль за выполнением оперативных
указаний руководства предприятия.
Все вопросы технологического регулиро-
вания и экономического управления про-
изводством решаются взаимосвязано, исходя
из требований оптимального решения зада-
чи, поставленной перед всем комплексом,
и обеспечения наивыгоднейшего взаимодей-
ствия всех подразделений предприятия. *
Диспетчер предприятия (завода, комбина-
та) подчинен главному инженеру или началь-
нику производственного отдела предприятия.
Диспетчеру предприятия, в свою очередь,
оперативно подчинены все диспетчера цехов
и служб.
Создание ЦДП наиболее целесообразно
для сложных производств с цеховой структу-
рой управления и территориально рассредо-
точенным расположением основных объек-
тов управления.
Благодаря техническим средствам (вклю-
чая и вычислительную технику) резко уско-
ряется поступление данных оперативному
персоналу и руководству цеха (завода), необ-
ходимых для управления в условиях АСУ
и позволяющих анализировать работу цеха
(завода) и принимать необходимые решения
по управлению технологическим процессом.
Механизированная и автоматизированная
обработка и соответствующее представление
технологической и частично технико-эконо-
мической и отчетной информации может
осуществляться в специальных вычисли-
тельных центрах, бюро или непосредственно
на ДП и ЦДП.
При этом система управления работает
в информационном, советующем и упра-
вляющем режимах.
В информационном режиме осущест-
вляется:
централизованный контроль технологиче-
ских параметров путем опроса параметров
по заданной программе;
сбор, переработка и представление ин-
формации в форме, максимально облегчаю-
щей оперативное управление технологиче-
скими процессами;
сигнализация и регистрация отклонений
заданных параметров и различных наруше-
ний технологических процессов;
расчет ряда технико-экономических и от-
четных показателей;
печать единых документов (сменных ра-
портов) для оперативного учета и отчет-
ности, а также для расчета различных пока-
зателей.
В советующем режиме система до-
полнительно анализирует сложившуюся си-
туацию и выдает качественные и количе-
ственные управляющие рекомендации. Эти
363
рекомендации реализует оперативный техно-
логический персонал.
В управляющем режиме осуществляется
автоматическое управление технологически-
ми процессами путем непосредственного
воздействия на местные регулирующие си-
стемы. При этом на долю операторов
остаются функции контроля, наблюдения,
прогнозирования ситуаций, наладки, пере-
стройки режимов, ремонта.
2.	Диспетчерская служба в АСУ ТП
Двойственность диспетчерской службы,
проявляющаяся в расположении ее на стыке
управления производством и управления тех-
нологическим процессом, в отнесении ее
к АСУП, АСУ ТП и АСУ ОТ, приводит
к некоторым трудностям в определении
функций и задач этой службы в АСУ ТП.
В табл. XX. 1 приведено сравнение ос-
новных функций управления, используемых
в различных видах управления. Виды управ-
ления расположены в порядке длительности
используемых циклов управления: самые ко-
роткие циклы в управлении технологическим
процессом, затем следуют оперативно-дис-
петчерское управление и управление про-
изводством.
Как правило, диспетчерская служба пред-
приятия создается путем организации цен-
трального диспетчерского пункта предприя-
тия и диспетчерских пунктов отдельных
цехов или служб, оснащенных оперативно-
диспетчерским оборудованием.
Оперативно-диспетчерское оборудование
должно обеспечивать возможность диспетче-
Таблица XX.1
Основные функции в различных видах управления
Вид управления	Основные функции			
Управление технологи- ческим про- цессом	Учет	Кон- троль	Плани- рование	Оператив- ное управ- ление
Оперативно- диспетчерское управление	Опе- ратив- ный учет	Кон- троль	Опера- тивное планиро- вание	Оператив'- ное управ- ление
Управление производст- вом (управле- ние обобщен- ное)	-	Кон- троль	-	Оператив- ное управ- ление
ру вести эффективный контроль за ходом
производственного процесса, координиро-
вать рабрту всех участков и служб производ-
ства, обрабатывать и отображать все потоки
информации, предназначенные для принятия
диспетчером различных управленческих ре-
шений, формировать и передавать требова-
ния или сигналы управления исполни-
тельным устройствам и службам предприя-
тия.
В настоящее время в диспетчерских систе-
мах ЭВМ работают обычно в режиме «Со-
ветчик». При этом ЭВМ выполняет необхо-
димый анализ поступающих данных о про-
изводственном процессе и выдает соответ-
ствующие рекомендации по оптимальному
управлению этим процессом. На диспетчера
возлагают функции оценки предложенных
рекомендаций и принятия решений относи-
тельно возможности их использования, т. е.
функции контрольного и исполнительного
органа системы.
На оперативно-диспетчерское оборудова-
ние поступает предварительно обработанная
и сконцентрированная по функциональным
группам информация о значениях основных
технологических параметров и технико-эко-
номических показателях процесса производ-
ства, о состоянии основного технологическо-
го оборудования (нормальный режим, при-
знаки аварийных ситуаций и др.), содержа-
щая рекомендации по устранению неполадок
и оптимальному управлению процессом.
При этом основные распоряжения диспетче-
ра и руководства предприятия, проходящие
черед ЦДП, как правило, фиксируются спе-
циальными средствами регистрации.
В условиях АСУ часть задач решает пер-
сонал, часть — технические средства. Необхо-
димо стремиться к увеличению доли задач,
решаемых техникой. Эти задачи иногда на-
зывают расчетными. Выбор расчетных задач
влияет на результативность всей АСУ ТП.
В свйзи с этим в качестве примера укажем
перечень расчетных задач оперативно-дис-
петчерского управления технологическими
процессами основного производства пред-
приятия химической промышленности, при-
веденный в рекомендуемых проектных реше-
ниях института «Тяжпромавтоматика»
РПР-07-1 (Харьков, 1976 г.).
Задачи оперативного учета:
выработка продукции за час, смену, сут-
ки;
отгрузка продукции по видам и сортам за
периоды (час, смену, сутки);
остатки выработанной продукции;
количество нарушений технологических
режимов за периоды;
364
время прослоев основного технологиче-
ского оборудования по причинам за пе-
риоды;
время работы основного технологическо-
го оборудования за периоды;
суммарное количество остановов основ-
ного оборудования с начала межремонтного
периода;
потребление (расход) полуфабрикатов за
периоды;
потребление сырья, материалов, полуфа-
брикатов, энергоресурсов (баланс) за пе-
риоды.
Задачи оперативного анализа (раздел опе-
ративного учета):.
анализ выполнения плана производства
(обнаружение помех);
оценка предаварийных ситуаций (ана-
лиз тенденций, обнаружение ситуаций);
определение тенденций изменения рит-
мичности выпуска продукции;
определение тенденций изменения состоя-
ния воздуха и сточных вод;
анализ состояния оборудования и причин
простоя;
выявление «узких» мест и резервов;
анализ тенденций изменений ТЭП;
анализ тенденций изменения запасов сы-
рья, полуфабрикатов, тары, транспортных
средств;
определение наличия энергоресурсов;
контроль выработки, отгрузки и остатков
готовой продукции;
анализ выполнения плана выпуска про-
дукции (с расчетом отклонений);
анализ технологических параметров, ха-
рактеризующих качество выпускаемой про-
дукции;
предвидение и оценка отклонений техно-
логических параметров продукции от регла-
ментированных значений;
анализ фактических значений режимных
технологических параметров;
анализ отклонений режимных технологи-
ческих параметров;
определение санитарного состояния воз-
духа, окружающей среды, производственных
помещений и сточных вод с точки зрения со-
держания в них токсичных и взрывоопасных
веществ;
выявление отклонений санитарного со-
стояния воздуха и сточных вод;
анализ работы и видов простоя основно-
го технологического оборудования;
выявление отклонений от норм потребле-
ния сырья, полуфабрикатов и энергоресур-
сов;
анализ технологических параметров сы-
рья, полуфабрикатов и энергоресурсов, опре-
деляющих их качество;
определение отклонений технологических
параметров сырья, полуфабрикатов и энерго-
ресурсов от заданных значений;
определение запасов сырья и полуфабри-
катов, наличия тары, транспортных средств
и т. п.;
анализ технико-экономических показате-
лей (КПД, выход продукции, коэффициент
ритмичности выпуска, удельные расходы,
технологические себестоимости за час, смену
и т. п.);
выявление отклонений ТЭП от нормати-
вов.
Задачи оперативного планирования:
выработка продукции за периоды;
элементы производства (сырья, материа-
лов, транспортных средств, оборудования
и др.) за периоды;
выработка продукции и расхода элемен-
тов производства с учетом фактического со-
стояния дел (корректировка).
Задачи оперативного прогнозирования (раз-
дел оперативного планирования):
выработка продукции за период;
предвидение аварийных ситуаций;
расчет технико-экономических параме-
тров (удельных расходов, технологической
составляющей себестоимости и др.).
Задачи оперативного управления:
координация (перераспределение нагрузок
между исполнителями, оборудованием,
транспортом; перераспределение сырья,
энергии, объединение усилий и т. п.);
предотвращение аварийных ситуаций;
корректировка графиков ремонтов обору-
дования;
изменение режимов работы оборудования
(например, по состоянию воздуха, сточных
вод и др.).
3.	Технология работы
диспетчерской службы
Работа диспетчера — оперативная, тре-
бующая высокой скорости принятия опти-
мальных решений. Для обеспечения этого не-
обходимо заранее подготовить набор ос-
новных, наиболее часто встречающихся
в работе ситуаций и наилучших решений для
каждой ситуации.
Ситуации следует определять на основе
не менее двух разновременных состояний
процесса, что позволяет учесть его динамику.
Из двух состояний одно должно быть теку-
щим. Ситуация определяется параметрами
процесса, событиями, происходящими в со-
ответствующий момент времени.
365
Необходимо учитывать, что число воз-
можных ситуаций, как правило, превышает
число возможных решений.
Для ответственных, объемных про-
изводств целесообразно разработать техно-
логический процесс работы каждого диспет-
чера. Разработка технологического процесса
ввиду сложности работы выполняется в не-
сколько этапов.
На первом этапе определяются Основные
функции и задачи, которые должен выпол-
нять диспетчер, и составляется укрупненная
технология работы диспетчера. Пример вы-
бора основных задач для диспетчерской
службы водоснабжения города, входящей
в состав АСУ ТП водоснабжения, приведен
в правой графе табл. ХХ.2. АСУ ТП водо-
снабжения должна обеспечить оперативное
управление процессами водозабора, водорас-
пределения, прогнозирование стока и плани-
рование водопользования. Выбранные зада-
чи соответствуют обобщенным задачам,
приведенным в графе,
На основании такой укрупненной техно-
логии разрабатывают подробные технологи-
ческие карты управления. Для этого каждая
строка табл. ХХ.2 разворачивается в отдель-
ную технологическую карту. Задачи, приве-
денные в таблице (строки таблицы), для кон-
Таблица ХХ.2
Укрупненная технология работы диспетчера (подсистема оперативного управления)
№ по пор.	Функции (задачи)	Необходимые сведения	Что надо рас- считывать для диспетчера	Решения, при- нимаемые дис- петчером и их адресаты	Задачи диспет- черской службы АСУ ТП водо- снабжения го- рода (пример)
1	Обеспечение сырьем, полуфабрикатами, ма- териалами, энергией, транспортом и т. д. в пределах смены. Обес- печение выполнения гра- фика выпуска готовой продукции	Данные о всех входящих ком- понентах произ- водственного процесса (отк- лонения)	। Обеспечен- ность на время t (дефициты, сверхнормативы, суммарные рас- ходы)	Команды от- делу снабжения, транспортному отделу и другим отделам о том, что приобрести, когда, для кого	Контроль обес- печения суточ- ных, декадных и месячных балан- сов воды в си- стеме
2	Координация работы агрегатов, цехов, участ- ков в соответствии с графиком выпуска го- товой продукции	Данные по каждому цеху, влияющие на другие цеха; то же, по основным агрегатам	Уставки, гра- фики, выделение отклонений	Команды це- хам, отделам о запуске агрега- тов, останове, изменении ре- жимов, дистан- ционном управ- лении	Поддержива- ние технологиче- ского режима транспорта воды
3	Корректировка гра- фика выпуска готовой продукции	Данные о сда- че готовой про- дукции, о сдаче продукции по переходам	Данные о вы- полнении графи- ка, данные для корректировки графика	Указания об изменении пла- на работы, ус- тавок, сменного задания	Контроль вы- полнения плана транспортировки воды. Разработ- ка оперативных планов транс- порта воды
4	Принятие мер по уст- ранению затруднений и ликвидации аварийного состояния	Предупреди- тельные аварий- ные сигналы, сведения о мес- тонахождении дежурного пер- сонала	Обобщенные аварийные сиг- налы, советы	Команды и указания цехам, отделам, служ- бам. Вызов ава- рийных (пожар- ных и др.) служб	Предупрежде- ние аварий и кон- троль за их уст- ранением
					
366
Рис. XX. 1. Структурная схема оперативно-
диспетчерского управления крупным химическим
комбинатом в условиях АСУ
кретного производства окажутся неравно-
ценными и потребуют уточнения.
Для обеспечения работы диспетчерской
службы, кроме оперативной информации, по-
ступающей от аппаратуры сбора, первичной
переработки и вывода информации, необхо-
димы данные, которые можно получить в ре-
зультате решения задач на информационно-
вычислительном центре. Результаты реше-
ния этих задач оперативно поступают на
диспетчерские пункты (рис. XX. 1).
Оперативные задачи решаются по подси-
стемам управления основным производ-
ством, управления вспомогательным про-
изводством (ремонтно-механическое хозяй-
ство, энергетическое хозяйство, транспорт),
управления снабжением, сбытом и качеством
продукции.
4.	Организационная структура
диспетчерской службы в АСУ ТП
Структура диспетчерского управления
предприятием определяется, с одной сто-
роны, организационной структурой самого
предприятия, а с другой — допустимой для
данного конкретного производства степенью
централизации управления.
При централизованной системе управле-
ния в отделениях (цехах) организуется ряд
операторских пунктов, позволяющих каждо-
му оператору управлять вверенным ему от-
делением (цехом) в соответствии с указания-
ми, полученными от руководства предприя-
тия. При этом диспетчер выполняет простей-
шие организационно-административные
функции, пользуясь для связи с объектами
телефонной связью.
На предприятиях с централизованной
одноступенчатой системой управления опе-
раторские пункты обычно отсутствуют,
и подавляющая часть средств централизо-
ванного контроля, управления и регулирова-
ния сосредоточена в ДП цеха (производства).
При такой структуре вся оперативная инфор-
мация о технологических процессах и состоя-
нии оборудования, поступающая на ДП цеха
(производства), используется диспетчером
цеха для контроля и оперативного управле-
ния всем технологическим процессом цеха
(производства). В более сложных системах
управления, когда одноступенчатая структу-
ра может оказаться громоздкой и трудно
выполнимой (например, когда многочис-
ленные объекты рассредоточены на большой
площади и потоки информации на объект
и обратно значительны), целесообразно
иметь систему управления с двумя и боль-
шим числом ступеней управления.
При двухступенчатой системе управления
помимо ДП, рассредоточенных в отделениях
(цехах), предусматривается ЦДП завода.
В этом случае оперативное управление тех-
нологическими процессами отделений (цехов)
сосредоточено у операторов (диспетчеров),
получающих всю оперативную информацию
367
Рис. ХХ.2. Структурная схема диспетчерского
управления водохозяйственным объектом в условиях
АСУ ТП
о протекающем технологическом процессе.
ЦДП служит для координации работы
операторских (диспетчерских) пунктов, опти-
мизадии работы предприятия в целом. Для
этих целей в ЦДП направляется вся необхо-
димая оперативная и отчетная информация.
Центральный диспетчер при отсутствии
сбоев и нарушений не вмешивается в опера-
тивное управление отделениями (цехами).
С помощью технических средств он получает
данные об эффективности работы цехов
и подчиненных ему диспетчеров и предприя-
тия в целом, на основании которых дает ре-
комендации о соответствующих изменениях
в ведении технологического процесса и
в планировании оперативной работы..
Для предприятий с непрерывным харак-
тером производства обычно принимается од-
на из исходных структур предприятия:
агрегат — цех (производство) — завод
(комбинат);
агрегат — отделение — цех (производ-
ство) — завод (комбинат);
агрегат — отделение — цех (производ-
ство) — завод — комбинат.
Этим производственным структурам со-
ответствует трех-, четырех- и пятиступенча-
тая структура системы управления. Число
ступеней управления зависит от глубины
проработки информации на каждой ступени,
368
которое определяется сжатием информации
(отношением количества информации, посту-
пающей в орган управления «снизу», к коли-
честву информации, передаваемой этим ор-
ганом в вышестоящие органы). В условиях
автоматизации управления появляется воз-
можность снижения числа ступеней опера-
тивного управления.
Многоступенчатые системы оперативного
управления рекомендуется обеспечивать ин-
формацией централизованно, т. е. собирать
информацию от датчиков с учетом нужд всех
уровней управления, обрабатывать ее и вы-
водить на разные ступени управления. Такой
подход снижает затраты на оборудование,
повышает степень согласованности действий
оперативного персонала и снижает объемы
информации между оперативным персона-
лом разных уровней [514, с. 60].
Структура управления крупным объектом
приведена на рис. XX. 1, структура управле-
ния сравнительно небольшим объектом — на
рис. ХХ.2.
В литературе приводились структуры
диспетчерской службы в различных отрас-
лях, в том числе в машиностроении в усло-
виях АСУП [514, с. 59]. Приведенная струк-
тура диспетчерской службы включала три
уровня управления: 1) ЦДП, 2) ДП подготов-
ки производства, ДП транспорта, снабжения
и сбыта, пункт главного экономиста и пункт
помощника директора по кадрам и быту;
3) ДП цеха (семь ДП основных цехов
и три — вспомогательных).
Структура диспетчерского управления не-
большим объектом. Анализ функций управле-
ния технологическим процессом водохозяй-
ственного объекта (рис. ХХ.2) показывает,
что не все звенья создаваемой АСУ ТП рав-
нозначны по назначению и по мере ответ-
ственности за работу системы в целом. Для
управления транспортом воды используется
двухуровневая организационная структура
АСУ ТП, обладающая следующими призна-
ками организации: наличием взаимосвя-
занных подсистем, имеющих право прини-
мать решения в пределах своей компетенции,
и иерархией этих подсистем.
Нижний уровень управления ответствен
за непосредственное управление основным
и вспомогательным оборудованием автома-
тизируемых гидросооружений, верхний — за
правильность действий элементов нижнего
уровня и их координацию. Структура обра-
зована в результате выделения отдельных
групп функций, передачи их специализиро-
ванным звеньям и координации этих звеньев
в рамках всей системы. Специализированны-
ми звеньями нижнего уровня водохозяй-
ственного объекта являются операторские
пункты гидросооружений. Операторские
пункты подчинены центральному органу
управления АСУ ТП, которым является дис-
петчерский пункт. Верхний и нижний уровни
снабжаются средствами сбора и автоматиче-
ской обработки информации.
Структура представленной АСУ ТП соче-
тает централизацию и децентрализацию
управления. Децентрализация управления
обеспечивает функционирование системы
в нормальном режиме и сводит к минимуму
последствия выхода из строя отдельных эле-
ментов организационной структуры как ниж-
него, так и верхнего уровней. Структура
АСУ ТП является гибкой; при выходе из
строя средств обработки информации дис-
петчерского пункта обеспечивается синхро-
низация действий операторских пунктов гид-
росооружений силами операторов диспетчер-
ского пункта.
Структура диспетчерского управления
объединением. В настоящее время наиболее
прогрессивной организационной системой
является двухуровневая: предприятие — цех.
Однако для крупных производственных
объединений (например, в химической и не-
фтехимической промышленности) характер-
ной является трехуровневая система органи-
зации: производственное объединение — за-
вод — цех.
Структура оперативного управления, по-
вторяя структуру организации, охватывает
все звенья управления вплоть до технологи-
ческих агрегатов, включая и функционирую-
щие АСУ ТП. Примеры структур оператив-
ного управления:
диспетчер производственного объедине-
ния — диспетчер производства (завода) —
диспетчер (начальник смены) цеха — началь-
ник смены отделения, установки, агрегата.
Возможен вариант, когда оперативное упра-
вление на уровне производства (завода) не
существует, и тогда этот уровень выпадает
из структуры оперативного управления. Воз-
можны также смешанные варианты, когда
одни производства (заводы) имеют диспет-
черские службы, а другие не имеют.
Диспетчер объединения осуществляет
оперативное управление работой входящих
в объединение подразделений в соответствии
с их функциями и задачами. Его целью
является обеспечение максимальной прибы-
ли при заданных ограничениях по плану, ас-
сортименту и качеству продукции.
Диспетчер предприятия входит в диспет-
черскую группу производственного отдела
не оперативно, подчиняясь оперативно ру-
ководству предприятия. Он поддерживает
контакты с внешними организациями желез-
нодорожного, автодорожного, газового, не-
фтяного транспорта и т. п.
Диспетчеру предприятия в оперативном
отношении подчиняются диспетчеры про-
изводств (заводов), если они имеются, дис-
петчеры (начальники смен) цехов, а также
диспетчеры вспомогательных производств:
электроснабжения, водоснабжения, энерго-
снабжения.
Организационная структура диспетчер-
ской службы и АСУ ТП таким образом ор-
ганически стыкуется на уровне АСУ ТП це-
ха, отделения, установки или агрегата.
5.	Состав диспетчерской службы
в АСУ ТП
В крупных организациях (например,
в производственных объединениях химиче-
ской промышленности) диспетчерская служ-
ба входит в состав производственного отде-
ла. Во главе службы стоит главный диспет-
чер.
Диспетчеров цехов целесообразно вклю-
чать в состав персонала соответствующих
цехов.
При трехсменной работе число сменных
диспетчеров должно быть не менее четырех
на один пункт.
Персонал, обслуживающий технические
средства, не входит в состав диспетчерской
службы и относится к ВЦ, цеху КИПиА
и т. п. (см. гл. XIX). К диспетчерской службе
можно условно относить операторов.
В составе АСУ ТП управление технологи-
ческим объектом осуществляет технолог-опе-
ратор автоматизированного технологическо-
го комплекса. Если АСУ ТП охватывает цех,
отделение, установку, то роль технолога-опе-
ратора выполняет начальник смены цеха, от-
деления, установки. Если в отделении или
цехе нет начальника смены, то технологом-
оператором является старший аппаратчик.
Таким образом, технологи-операторы поми-
мо управления оборудованием должны руко-
водить подчиненным персоналом. В этом
случае деятельность технолога-оператора
' приближается к работе диспетчера. С учетом
связей технолога-оператора с диспетчером
его можно отнести к диспетчерской службе,
однако это отношение формальное. Техно-
лог-оператор — производственный работник
цеха или отделения.
6.	Операторы в АСУ ТП
Технологи-операторы автоматизирован-
ного технологического комплекса осущест-
369
к
1
7
Рис. ХХ.З. Сопряжение оператора с машиной: / —
поступление информации оператору (воздействие на
зрение и слух); 2 — поступление информации в ма-
шину (воздействие на органы управления и пульты
ввода данных)
вляют управление технологическим объек-
том управления в составе АСУ ТП.
В соответствии с ГОСТ 16084 — 75 опера-
торы работают в контуре или вне контура
управления. В контуре управления оператор
выполняет все или часть функций управле-
ния, используя рекомендации по рациональ-
ному управлению, выработанные комплек-
сом технических средств. Вне контура упра-
вления оператор задает системе режимы
работы, контролирует работу системы и при
необходимости (в аварийных ситуациях, при
отказе средств вычислительной техники,
в случаях неавтоматизированного пуска — -
останова технологического объекта управле-
ния и т. п.) принимает на себя управление
технологическим объектом.
Оператор в АСУ ТП работает в особом
режиме, который характеризуется наличием
сложной техники управления, большими по-
токами информации, ограниченным време-
нем для принятия решений.
Система человек — машина предъявляет
определенные требования к обеим своим со-
ставляющим. Оператор должен обладать
требуемой квалификацией, опытом, знания-
ми и иметь необходимый стаж работы. Он
обязательно должен знать ТОУ, пользовать-
ся средствами автоматики и вычислительной
техники, представлять и использовать взаи-
мосвязи между ТОУ и обслуживающими
подразделениями.
Часть системы, понимаемая под поня-
тием «машина», должна соответствовать эр-
гономическим требованиям, обеспечиваю-
щим эффективное функционирование челове-
370
ка. Эргономические требования должны со-
ответствовать ряду ГОСТов «Система чело-
век — машина».
Эргономические требования выполняют-
ся при реализации следующих условий:
рациональное (даже оптимальное) распре-
деление функций между оператором и техни-
ческими средствами автоматизации («маши-
ной»);
оптимизация объемов информации и вы-
бор системы представления информации;
рациональное конструирование и разме-
щение органов управления и средств комму-
никации;
создание оптимальных санитарно-гигие-
нических условий труда операторов и обес-
печение эстетической организации пунктов
управления.
Рассматривая роль оператора в АСУ ТП,
необходимо выделить два основных напра-
вления сопряжения человека с машиной.
Первое направление — передача информации
от машины к человеку и второе — передача
информации от человека к машине (воздей-
ствие на технические средства). Оба напра-
вления показаны на рис. ХХ.З.
Совершенство органов чувств позволяет
человеку быть высоконадежным приемником
информации, но диапазон функционирования
человека лежит в сравнительно узких преде-
лах. Будучи включенным в АСУ ТП, человек
может выполнять операции, недоступные вы-
числительным машинам, что и делает его не-
обходимым участником высокоорганизован-
ной системы управления. Распределение
функций между человеком-оператором и ма-
шиной оказывает непосредственное влияние
на эффективность функционирования АСУ
ТП.
Приведем пример. В условиях водохозяй-
ственного объекта, характеризующегося
большой неопределенностью процесса водо-
распределения и влиянием внешних факто-
ров (климатических, энергетических и др.),
оператор выполняет следующие функции:
индуктивное суждение о состоянии объек-
та на основании отдельных показателей
(уровней и расходов воды, скорости течения,
напоров и др.);
творческое мышление, способность нахо-
дить приемлемые решения проблем управле-
ния;
быстрое обучение;
выработка решений в непредвиденных си-
туациях, особенно при авариях;
распознавание информации в условиях
помех в линиях связи.
Машина по сравнению с человеком имеет
следующие преимущества:
более высокое быстродействие в сложных
вычислениях при решении дедуктивных за-
дач;
более быстрая реакция на информа-
ционные сигналы;
возможность точного выполнения одно-
образных операций;
меньшие требования к внешним усло-
виям;
возможность хранения и высокооператив-
ного использования больших объемов ин-
формации за короткое время.
Сложность работы оператора в АСУ ТП
определяется необходимостью тщательного
изучения оператором технологии управляе-
мого процесса, большим числом контроль-
но-измерительных приборов и органов упра-
вления, размещенных на приборном щите
и пульте управления, значительной психоло-
гической нагрузкой.
При управлении технологическим объек-
том оператор обеспечивает:
закрепление общих технических знаний
по данному участку, в том числе по схемам
и конструкции оборудования, технологиче-
ским режимам, связи с другими участками,
расположению и объемам приборов контро-
ля, управления, защиты, блокировки и сигна-
лизации;
слежение за ходом технологического про-
цесса в нормальных и аварийных ситуациях;
оценку качества работы автоматики
и стабилизации регулируемых параметров,
характер внешних возмущений, частоту пере-
мещений регулирующих органов, необходи-
мость корректировки настройки регуляторов
и работу с ними;
дистанционное управление в различных
ситуациях, точную и экономичную работу по
регулированию параметров в условиях реше-
ния поточных задач и по минимизации числа
приборов: одновременное управление не-
сколькими взаимосвязанными гидросооруже-
ниями;
проведение определенной последователь-
ности действий по включению и отключе-
нию вспомогательного оборудования;
формулирование сообщений старшему,
сменному и младшему оперативному персо-
налу;
диагностирование разных неисправностей
и устранение их;
быстрое считывание показаний приборов,
быструю ориентацию в данных, получаемых
от мнемосхемы и измерительных приборов.
В настоящее время в АСУ ТП все боль-
шее применение находят дисплеи, позволяю-
щие организовать диалог оператор — ЭВМ
в наиболее удобной для человека форме. Для
эффективного управления водохозяй-
ственным объектом, характеризуемым боль-
шим числом взаимосвязанных показателей,
оператору необходимы следующие сведения:
обобщенная картина состояния транспорта
и распределения воды, значения ряда показа-
телей и параметров в цифровой форме (уров-
ни, напоры, расходы воды и электроэнергии
и др.), знание тенденций изменения этих ве-
личин (в графической форме); текстовой
и графический материал в виде рекоменда-
ций, поступающих от ЭВМ.
Кроме того, оператор должен иметь воз-
можность воздействовать на регулирующие
органы основного и вспомогательного обо-
рудования гидросооружений.
В этих условиях оператор АСУ ТП водо-
хозяйственного объекта может обеспечить
выполнение плановых заданий водопотре-
бления в необходимые сроки с макси-
мальным экономическим эффектом.
В зависимости от характера деятельности
человека в АСУ можно выделить четыре ти-
па операторской деятельности.
1.	Оператор-технолог, непосредственно
участвующий в технологическом процессе
и работающий в режиме немедленного обс-
луживания. Объектом управления является
технологический процесс, автоматическая ли-
ния и пр. Оператор управляет, руковод-
ствуясь инструкциями, правилами.
2.	Оператор-наблюдатель, работающий
в режиме отсроченного обслуживания. Для
данного типа деятельности характерно боль-
шое число информационных и концеп-
туальных моделей. Оператор обладает до-
статочным числом приемов решения, реду-
цированными навыками управления.
3.	Оператор-исследователь, работающий
в различных исследовательских системах. Он
в большей степени использует концеп-
371
туальные модели (интеллектуальные дей-
ствия и опыт). Основную роль играют ин-
формационные модели, а не органы управле-
ния.
4.	Оператор-руководитель — это руководи-
тели, лица, принимающие ответственные ре-
шения, обладающие знанием, опытом, ин-
туицией (например, транспортный, горный
диспетчер), для которых механизмы интел-
лектуальной деятельности играют главен-
ствующую роль.
Одной из самых простых функций, вы-
полняемых человеком-оператором в автома-
тизированных системах управления, является
роль приемника и ретранслятора информа-
ции, поступающей с ЭВМ.
Однако в большинстве случаев на челове-
ка-оператора возлагаются более сложные за-
дачи: анализ приходящей информации
с принятием решения для подачи команд
ЭВМ, средствам телемеханики, исполни-
тельным механизмам. Деятельность челове-
ка-оператора в процессе решения поставлен-
ной перед ним сложной задачи может быть
разбита на три этапа:
1)	ознакомление с обстановкой;
2)	решение задачи и принятие решения;
3)	выдача команды в соответствии с
принятым решением.
На первом этапе оператор выбирает из
совокупности входных сигналов только те,
которые соответствуют заданным ему крите-
риям принадлежности к определенному клас-
су сигналов, т. е. производит селекцию.
На втором этапе оператор на основании
принятой информации определяет совокуп-
ность воздействий в отношении регули-
руемых параметров.
На третьем этапе оператор выдает коман-
ды в соответствии с принятым решением
и координирует свои воздействия относи-
тельно регулируемого объекта с другими
операторами системы.
В АСУ ТП с высоким уровнем автомати-
зации человек осуществляет функции наблю-
дения и контроля, анализа ситуаций и оцен-
ки результатов работы машинных звеньев
системы.
В системах с меньшим уровнем автома-
тизации человек также осуществляет и ру-
тинные операции (кодирование, ввод инфор-
мации).
Для многих систем наиболее эффектив-
ной формой деятельности является диалог
человек — машина (ЭВМ), при котором бо-
лее полно реализуются возможности челове-
ка и машины.
По своим возможностям человек и ма-
шина взаимно дополняют друг друга. При
372
распределении функций между ними возмо-
жен выбор одного из двух вариантов:
человек контролирует машинный процесс
решения задачи и утверждает решения;
процесс решения осуществляется последо-
вательно с участием машины и человека.
Следует учитывать и такие факторы, как
отказ машины и проблема ответственности.
Если отказ машины может привести
к опасным последствиям, человек вручную
должен оказать «помощь» машине. Хотя при
этом качество управления может быть ухуд-
шено. На машину нельзя возлагать ответ-
ственность за решения задач управления пер-
соналом, так как это выполняет человек.
7. Рабочее место оператора
Рабочее место человека-оператора — это
место в системе человек — машина, оснащен-
ное средствами отображения информации,
органами управления и вспомогательным
оборудованием, на котором осуществляется
трудовая деятельность оператора (ГОСТ
21034-75).
Рабочие места могут быть индиви-
дуальными и коллективными, предназна-
ченными для одновременной работы двух
или более операторов.
Основные элементы рабочего места:
пульт управления, средства отображения ин-
формации, органы управления, кресла, вспо-
могательное оборудование.
Пульт управления — элемент рабочего ме-
ста, на котором размещены органы управ-
ления и средства отображения инфор-
мации.
Средство отображения информации — эле-
мент рабочего места, предназначенный для
формирования информационной модели (см.
также мнемосхема, индикатор, сигнализа-
тор).
Орган управления — элемент рабочего ме-
ста, предназначенный для передачи упра-
вляющих воздействий от оператора к маши-
не.
Кресло оператора — устройство для удоб-
ного расположения оператора в сидячей по-
зе, разработанное с учетом антропометриче-
ских показателей и специфики деятельности
оператора.
Взаимное расположение элементов рабо-
чего места человека-оператора имеет важное
значение для успешного функционирования
АСУ ТП, поэтому к расположению элемен-
тов предъявляется ряд требований.
Общие требования. При размещении эле-
ментов рабочего места необходимо учиты-
вать рабочую позу оператора; пространство,
требуемое для размещения оператора; воз-
можность обзора элементов рабочего места и
пространства за пределами рабочего места;
возможность ведения записей, размеще-
ния документации и материалов, исполь-
зуемых оператором; возможность осущест-
вления всех необходимых движений и пере-
мещений для эксплуатации технического
оборудования, с учетом спецодежды и снаря-
жения оператора; необходимость зри-
тельных и звуковых связей между операто-
ром и оборудованием, а также между опера-
торами.
При необходимости следует предусмо-
треть средства защиты оператора от воздей-
ствия опасных и вредных факторов [ГОСТ
12.0.003-74 (СТ СЭВ 790-77)], условия для
экстренного ухода оператора с рабочего ме-
ста.
Взаимное расположение элементов рабо-
чего места должно способствовать опти-
мальному режиму труда и отдыха, сниже-
нию утомления оператора, предупреждению
появления ошибочных действий. При этом
необходимо учитывать антропометрические
показатели, структуру деятельности, психо-
физиологические и биомеханические характе-
ристики оператора.
Требования к размещению органов упра-
вления. При размещении органов управления
необходимо выполнять следующие требова-
ния: органы управления должны распола-
гаться в зоне досягаемости моторного поля;
наиболее важные и часто используемые ор-
ганы управления следует располагать в зоне
легкой досягаемости моторного поля; ор-
ганы управления, связанные с определенной
последовательностью действий оператора,
должны группироваться так, чтобы действия
оператора осуществлялись слева направо
и сверху вниз; функционально идентичные
органы управления необходимо располагать
единообразно на всех панелях рабочего ме-
ста; расположение должно обеспечивать рав-
номерность нагрузки обеих рук и ног опера-
тора; органы управления и функционально
связанные с ними индикаторы следует распо-
лагать вблизи друг от друга функциональны-
ми группами так, чтобы орган управления
или рука оператора при манипуляциях с ни-
ми не закрывали индикатора, при этом ор-
ганы управления располагаются в соответ-
ствии с последовательностью действий, вы-
полняемых оператором; органы управления,
применяемые только для технического обс-
луживания и регулировки, должны разме-
щаться отдельно от остальных органов или
быть изолированными от человека-операто-
ра на период выполнения им основной ра-
боты.
Моторное поле рабочего места — про-
странство с размещенными органами упра-
вления, в котором осуществляются двига-*
тельные действия оператора по управлению
системой человек — машина.
Зона досягаемости моторного поля —
часть моторного поля рабочего места опера-
тора, ограниченная дугами, описываемыми
максимально вытянутыми руками при дви-
жении их в плечевом суставе. Определяется
для различных рабочих поз: стоя, сидя и т. д.
Зона легкой досягаемости моторного по-
ля — часть моторного поля, ограниченная
дугами, описываемыми расслабленными ру-
ками при движении их в плечевом суставе.
Требования к размещению средств отобра-
жения информации. Средства отображения
необходимо группировать и располагать
в группы друг относительно друга в соответ-
ствии с последовательностью их использова-
ния или с функциональными связями элемен-
тов систем, которые они представляют.
В пределах групп средства отображения не-
обходимо размещать так, чтобы последова-
тельность их использования осуществлялась
слева направо или сверху вниз. Лицевые по-
верхности индикаторов следует располагать
в оптимальной зоне информационного поля
в плоскости, перпендикулярной нормальной
линии взора оператора, находящегося в ра-
бочей зоне (допускаемое отклонение от этой
плоскости не более 45%, допускаемый угол
отклонения линии взора от нормальной — не
более 25 ° для стрелочных индикаторов и 30 °
для индикаторов с плоским изображением).
Мнемосхема — средство отображения ин-
формации, условно показывающее структуру
и динамику управляемого объекта и алго-
ритма управления.
Индикатор — средство отображения ин-
формации, предназначенное для постоянного
предъявления оператору сведений об от-
дельных характеристиках и комплексах ха-
рактеристик состояния предмета труда, си-
стемы человек — машина, внешней среды
и способов воздействия на них.
Сигнализатор — индикатор, предназна-
ченный для предъявления оператору сведе-
ний в случаях, когда требуется специальное
привлечение его внимания.
Требования к мнемосхеме. Мнемосхема
должна наглядно отображать функциональ-
ную техническую схему управляемого объек-
та и информацию о его состоянии в объеме,
необходимом для выполнения оператором
возложенных на него функций; отображать
связи и характер воздействия управляемого
373
Рис. ХХ.4. Угол обзора мнемосхемы в вертикаль-
ной плоскости
Рис. ХХ.5. Угол обзора мнемосхемы в горизон-
тальной плоскости
Рис. ХХ.6. Определение угловых размеров мнемо-
знака
объекта с другими объектами и внешней сре-
дой; сигнализировать обо всех существенных
нарушениях в работе объекта; обеспечивать
быстрое выявление возможности локализа-
ции и ликвидации неисправности; содержать
только те элементы, которые необходимы
оператору для контроля и управления объек-
том; выделять размерами, формой, цветом
или другими способами наиболее суще-
ственные для контроля и управления объек-
том элементы; обеспечивать пространствен-
ное соответствие между расположением эле-
ментов на мнемосхеме и расположением
органов управления на пульте оператора
(при расположении на поле мнемосхемы
приборов контроля и органов управления
они не должны закрывать от оператора дру-
гих элементов); учитывать привычные ассо-
циации с представлениями, возникшими
у оператора в результате прошлого опыта;
обеспечивать оператору однозначное зри-
тельное восприятие всех необходимых ему
информационных материалов; иметь макси-
мально упрощенную структуру соедини-
тельных линий минимальной длины с на-
именьшим числом пересечений.
Предельными углами обзора фронталь-
ной плоскости мнемосхемы должны быть:
по горизонтали 90 ° — по 45 ° в каждую сто-
рону от нормали к плоскости мнемосхемы
(рис. ХХ.5); по вертикали — 90 ° (рис. ХХ.4).
Если мнемосхема выходит за пределы
зоны, ограничиваемой предельными углами
обзора, она должна иметь дугообразную
форму или состоять из нескольких плоско-
стей, повернутых к оператору, состыко-
ванных между собой или пространственно
разнесенных.
Требования к мнемознакам и сигнальным
элементам мнемосхемы (см. также гл. IX —
конструирование кодовых знаков при коди-
374
ровании). Комплекс мнемознаков на одной
мнемосхеме разрабатывается как единый ал-
фавит, который должен быть максимально
коротким с четкими различительными при-
знаками мнемознаков. Форма мнемознаков
должна соответствовать основным функцио-
нальным, технологическим или конструк-
тивным признакам отображаемого объекта,
или должна соответствовать его обозначе-
нию, принятому в литературе или в докумен-
тации. Сигналы об изменении состояния
объекта (включен-отключен, открыт-закрыт)
должны различаться особенно четко цветом,
формой или другими признаками. Спе-
циальные сигналы (предупредительные, ава-
рийные, неплановой смены состояний и т. п.)
должны отличаться большей интенсив-
ностью (на 30 — 40%) по сравнению с сигна-
лами нормального режима или быть преры-
вистыми с частотой мигания 3 — 5 Гц
и длительностью сигнала не менее 0,05 с (до-
пускается совместное применение обоих спо-
собов). Размеры мнемознаков должны обес-
печивать оператору однозначное зрительное
восприятие.
Угловые размеры мнемознака простой
конфигурации должны быть не менее 20',
сложного мнемознака — не менее 35', а на-
именьшей детали сложного знака — не менее
6'. Яркостный контраст между знаком и фо-
ном мнемосхемы должен быть не менее
65%.
Угловые размеры мнемознака опреде-
ляются по формуле
tga/2 = s/2/,
где а — угловой размер мнемознака; s — ли-
нейный размер мнемознака; I — расстояние
до мнемознака по линии взора (рис. ХХ.6).
Значение яркостного контраста К вычис-
ляют по формулам:
при прямом контрасте (мнемознак темнее
фона)
Ba — Bq
К = —-----—100%;
при обратном контрасте (мнемознак свет-
лее фона)
К = в0-8ф 100%,
где Во—яркость мнемознака; Вф—яркость
фона мнемосхемы.
Требования к креслу человека-оператора
(ГОСТ 21889 — 76). Кресло должно обеспечи-
вать человеку физиологически рациональную
рабочую позу, соответствующую характеру
и условиям труда, и длительное поддержа-
ние основной рабочей позы в процессе тру-
довой деятельности. При невозможности по-
кинуть рабочее место длительное время
конструкция должна обеспечивать условия
для отдыха в кресле. Кресло не должно за-
труднять рабочих движений, допускать регу-
лировку высоты поверхности сидения и угла
наклона спинки, а при необходимости также
высоты спинки, высоты подлокотников, под-
головника, подставки для ног и углов накло-
на подлокотников и подставки для ног. В за-
висимости от необходимости кресло должно
быть подвижным или фиксированным. Кон-
струкция кресла должна способствовать ос-
лаблению вибрационных и ударных воздей-
ствий, учитывать требования безопасности.
Имеются требования и к конструктивным
и отделочным материалам кресла.
Организация рабочих мест и их обслужива-
ние. Рациональная планировка, оснащение
рабочего места, система его обслуживания,
соответствующая работам, выполняемым
диспетчером и оператором, обеспечение
безопасности и создание нормальной трудо-
вой обстановки на рабочем месте — необхо-
димые предпосылки успеха .АСУ ТП.
Рациональная организация рабочего ме-
ста оказывает заметное влияние на повыше-
ние производительности труда, не вызывая
при этом сколько-нибудь значительных ма-
териальных затрат.
На рабочем месте диспетчера проверяют-
ся качество и слаженность работы всех ча-
стей управляемого производства, влияющих
на уровень производительности труда.
Продуманная планировка рабочего места
и технология работы должны обеспечить ис-
ключение излишних движений, потери рабо-
чего времени на лишние операции, на поиски
документов, справок, решений, адресов. На
рабочем месте в каждый данный момент
должно находиться все необходимое для не-
прерывной работы, однако не должно быть
ничего лишнего. Каждый предмет должен
иметь свое постоянное место, чтобы диспет-
чер или оператор мог взять его без затраты
сил и времени на поиски. При планировке
рабочих мест надо размещать предметы на-
иболее частого пользования по возможности
ближе к оператору. То, что берется правой
рукой, должно находиться справа от опера-
тора, то, что левой, — слева от него.
Планировка рабочего места должна обес-
печивать удобные высокопроизводительные
и безопасные условия работы. Оснащение
рабочего места определяется техническим
назначением, степенью специализации рабо-
чего места, уровнем автоматизации и меха-
низации выполняемых на нем работ, а также
количеством средств труда, применяемых
в процессе работы. К оснащению рабочего
места относятся необходимые вспомога-
тельные устройства, способствующие наибо-
лее целесообразному размещению, хранению
и использованию оснастки.
Самый высокий уровень автоматизации
управления не должен служить причиной от-
каза от оснащения диспетчера или оператора
средствами малой механизации — автомати-
ческими картотеками, клавишной вычисли-
тельной машинкой, автоматическим напоми-
нателем, средствами сигнализации и др.
Важным элементом рациональной орга-
низации труда диспетчера и оператора
является систематическое проведение ин-
структажа, профилактики и ремонта обору-
дования, уборки, обеспечение документацией,
материалами и т. п.
Глава XXI
ПОМЕЩЕНИЯ ДЛЯ АСУ ТП
1.	Требования к помещениям АСУ ТП
Рабочая среда рабочего места человека
(оператора) — совокупность факторов внеш-
ней среды, под которыми понимаются физи-
ческие, химические, биологические, информа-
ционные, социально-психологические и эсте-
тические свойства внешней среды, воздей-
ствующие на оператора. Рабочая среда мо-
жет быть различной (табл. XXL 1). Средства
жизнеобеспечения на рабочем месте (техни-
ческие, физико-химические и медико-биоло-
гические) создают условия для заданной ра-
ботоспособности оператора и защищают его
от воздействия неблагоприятных факторов.
Требования к помещениям. Для создания
условий эффективной деятельности персона-
ла и надежной работы технических средств
помещение диспетчера следует проектиро-
375
Рабочая среда на рабочем месте человека-оператора
Таблица XXI.1
Рабочая среда	Действие средьг	Значение фактора внешней среды на рабочем месте
Комфортная	Обеспечение оптимальной работоспособности опе- ратора, хорошего самочувствия, сохранения здоровья	Оптимальное
Относительно диском- фортная	При воздействии в течение определенного интер- вала времени обеспечивает заданную работоспо- собность и сохранение здоровья, но вызывает у человека неприятные субъективные ощущения и функциональные изменения, не выходящие за пре- делы нормы	Предельно допусти- мое
Экстремальная	Снижение работоспособности человека-оператора, функциональные изменения, выходящие за пределы нормы, но не ведущие к патологическим нару- шениям	Предельно переноси- мое
Сверхэкстремальная	Возникновение в организме человека патологи- ческих изменений и (или) невозможности выпол- нения работы	Недопустимое
вать светлым, чистым, звуко- и виброизоли-
рованным. Потолки и стены желательно
облицовывать звукопоглощающими плитка-
ми. В рабочей зоне диспетчерского помеще-
ния (пространство между панелями инфор-
мации и рабочим местом дежурного персо-
нала) не следует располагать колонны. На
потолке помещения не должно быть высту-
пающих форм. Если же они есть, необходи-
мо сделать подвесной потолок или подшив-
ной потолок со встройкой ламп освещения.
Через помещение диспетчера не разре-
шается прокладывать транзитные технологи-
ческие и другие коммуникации.
Высота в свету должна быть не менее 3,4
м.
Потолки и стены рекомендуется окраши-
вать в светлые тона.
Для прокладки кабелей пол в помещении
диспетчера выполняется двойным. Для ввода
кабелей под типовые стойки и щиты предус-
матриваются проемы. Высота двойного пола
не менее 200 мм.
Плиты двойного пола и перекрытий про-
емов изготовляют из материалов, исклю-
чающих накапливание статического электри-
чества.
Допустимая нагрузка на пол не менее
6 кПа.
Аппаратные размещаются в сухих ота-
пливаемых помещениях. Требования по на-
грузке на пол, к высоте двойного пола и по-
крытию пола те же, что и для диспетчерско-
го помещения.
376
Диспетчерское помещение и аппаратные
должны обеспечивать следующие условия:
Огнестойкость.............I и II ступени по
пожарным требо-
ваниям
Допустимый уровень звуковых
давлений.................. 71—42 дБ
Допустимые значения вибра-
ции:
частота................... 25 Гц
амплитуда ............ 0,1 мм
Содержание пыли в воздухе Не более 2 мг/м3
Температура............... 18 —25 °C
Относительная влажность 40 — 60%
Освещенность.................Не	менее 200 лк
Аварийное освещение ....	20 лк.
Освещенность панелей представления ин-
формации и рабочего стола (пульта) диспет-
чера должна быть равномерной, без бликов
и теней.
Освещение всего помещения должно
быть с минимальными контрастами.
Система освещения комбинирован-
ная — освещение общее и локализованное.
Все подразделения АСУ ТП размещают-
ся согласно технологическому процессу про-
хождения и обработки информации.
Основными помещениями являются: по-
мещение диспетчеров, операторов; ма-
шинный зал; аппаратная системы сбора
и вывода информации; помещение для под-
готовки технических носителей информации.
К вспомогательным помещениям отно-
сятся: кладовые для запасных частей, носите-
лей, комната подготовки бумаги, админи-
стративные помещения, помещение для сер-
висного оборудования, мастерская для ре-
монта и наладки блоков УВК; помещение
для обслуживающего персонала; помещение
для отдыха дежурного персонала; архив.
Требования к помещениям средств теле-
механики и управляющих вычислительных
машин идентичны. Отличительной особен-
ностью являются машинные залы, в которых
располагаются магнитные носители инфор-
мации (накопители на лентах и дисках). Для
этих помещений устанавливаются более
жесткие требования:
оптимальная температура 21—22 °C; оп-
тимальная влажность 45 — 55%; концентра-
ция пыли не должна превышать 0,2 мг/м3
при максимальных размерах частиц не более
3 мкм. Для поддержания таких условий сле-
дует предусмотреть кондиционирование воз-
духа в помещениях.
Исходя из условий работы ВЦ рекомен-
дуется в машинном зале, в зале подготовки
данных, в архивах бумажных и магнитных
носителей поддерживать одинаковое или не-
значительно отличающиеся температурно-
влажностные параметры воздушной среды
в течение всего года. В зонах отдыха
предусматривается интерьер, снимающий ус-
талость дежурного персонала.
2.	Аппаратные
Аппаратные служат для размещения
в них средств вычислительной техники. Тех-
нические условия ее эксплуатации в основ-
ном и определяют требования к этим поме-
щениям.
При выборе места расположения аппа-
ратных исходят из необходимости размеще-
ния их вместе с пунктами диспетчеров (опе-
раторов) вблизи от объекта управления,
удобства организации каналов связи с ним,
возможности использования для организа-
ции связи существующих трасс и каналов,
возможности создания оптимальных условий
работы для обслуживающего персонала
и оборудования.
При планировании размещения аппа-
ратных необходимо учитывать их ориента-
цию относительно стран света. Учтя широту
и климатические условия местности, легче
обеспечить в помещении требуемые освещен-
ность и температуру воздуха. Рекомендуемое
размещение — выход помещений на север-
ную и северо-восточную сторону зданий.
Во избежание увеличения протяженности
кабельных связей, удорожания строительной
части помещений АСУ ТП, предрасположе-
ния к повышенным вибрациям не рекомен-
дуется размещать аппаратные в верхних эта-
жах производственных и административных
зданий.
В помещениях аппаратных размещают
устройства внешней памяти ЭВМ, устрой-
ства связи с объектом, шкафы и панели с ап-
паратурой телемеханики, стойки связи и др.
Оборудование в аппаратных располагают
в соответствии с требованиями инструкции
по его размещению и условиям эксплуата-
ции. При расстановке необходимо учиты-
вать, чтобы проход между двумя рядами
шкафов, панелей или стоек был не менее
1 м; расстояние от стен до устанавливаемого
оборудования не должно быть менее 0,8 м.
Помещения аппаратных должны быть не
ниже II степени огнестойкости. Они должны
изолироваться от других подразделений
предприятия, если предусматривается со-
вместное размещение аппаратных и этих
подразделений в одном здании. Класс поме-
щений по взрывоопасности по правилам
устройства электроустановок (ПУЭ) [970]
нормальный.
Не допускается размещение аппаратных
в подвальных помещениях.
Высота аппаратных должна быть не ме-
нее 3 м; она определяется просветом (не
менее 250 мм) между потолком помещения
и устанавливаемым оборудованием.
Конструкции пола помещений и путей
доставки в них оборудования должны быть
определены исходя из его массы и занимае-
мой площади — обычно они рассчитываются
на 5 — 10 кПа.
Аппаратные должны иметь двойной пол,
т. е. иметь еще так называемый технологиче-
ский пол; образуемое межпольное простран-
ство используют для разводки горизон-
тальных коммуникаций, размещения возду-
ховодов охлаждения оборудования конди-
ционированным воздухом и трубопроводов
подачи огнегасительной смеси в подпольное
пространство. Отметка технологического по-
ла должна соответствовать отметкам пола
коридоров и холлов; если это выполнить не-
возможно, то устраивается пандус с уклоном
не менее 1:6.
В помещении делается подвесной пото-
лок. В межпотолочном пространстве про-
кладывают воздуховоды забора воздуха из
помещения, электропроводку осветительной
сети и подводку огнегасительной смеси.
Аппаратные должны быть отделены от
помещений другого назначения несгораемы-
ми стенками с пределом огнестойкости не
менее 0,75 ч.
377
Габаритные размеры дверных проемов
должны обеспечить возможность транспор-
тировки оборудования шириной до 1500 мм
и высотой до 2500 мм.
Не допускается непосредственное сообще-
ние аппаратных с другими помещениями,
кроме помещений пунктов диспетчеров (опе-
раторов),
В аппаратных запыленность воздуха не
должна превышать 0,75 мг/м3; в герме-
тичных зонах для устройств внешней памяти
ЭВМ, запыленность не должна быть более
0,2 мг/м3. С этой целью в аппаратных под-
держивается избыточное давление в 10—15
Па по отношению к атмосферному давле-
нию; в герметичных зонах избыточное да-
вление должно превышать давление в аппа-
ратных на 25 — 30 %. Такие условия обеспе-
чивают сохранность воздуха по чистоте.
Стены и потолки помещения должны
быть оборудованы звукопоглощающим по-
крытием, обеспечивающим снижение шума.
Вибрация от внешних воздействий и ра-
боты оборудования в помещении с частотой
25 Гц не должна превышать амплитуды
0,1 мм.
Максимально допустимые значения на-
пряженности электрического поля в помеще-
нии 400 В/м, напряженности магнитного по-
ля 400 А/м.
Для покрытия пола рекомендуется при-
менять материалы, имеющие гладкую и не-
скользкую поверхность с малой истирае-
мостью и высокими электроизоляционными
свойствами.
Под полом помещений запрещается про-
кладка каких-либо трудопроводов (за исклю-
чением трубопроводов с огнегасительной
жидкостью).
Температура воздуха в аппаратных, вне
зависимости от периода года, должна под-
держиваться в пределах 19 — 21 °C с точ-
ностью + 1 °C при относительной влажности
40 — 60 % с отклонением ± (5 — 7) % и скоро-
сти движения воздуха для холодного и пере-
ходного периодов 0,2 м/с, для теплого 0,2 —
— 0,5 м/с.
Обмен воздуха в аппаратных должен
быть не менее двухкратного в течение часа.
Система вентиляции на случай возгора-
ния в помещении должна быть сблокирована
с работой устройств противопожарной авто-
матики.
Для аппаратных возможно применение
следующих систем отопления:
воздушной, совмещенной с вентиляцией;
панельной с замоноличенными стояками
и нагревательными элементами;
центрального водяного отопления с «уто-
378
пленными» радиаторами.
Запорную и регулирующую аппаратуру
следует устанавливать вне помещений; тем-
пература по поверхности нагревательных
элементов не должна превышать 95 °C.
В связи с круглосуточной работой обору-
дования система кондиционирования аппа-
ратной должна обладать повышенной на-
дежностью. Работа систем кондициониро-
вания должна блокироваться с рабо-
той устройств противопожарной автома-
тики.
Регламент работы и устанавливаемые
в аппаратных средства вычислительной тех-
ники определяют отнесение этих помещений
по ПУЭ [970] к потребителям электроэнер-
гии I категории.
Качество электроэнергии, вводимой в эти
помещения, должно удовлетворять ГОСТ
13109 — 67. В помещении вводится трехфазное
напряжение переменного тока 380 — 220В (3 фа-
зы и ноль) частотой 50 Гц. Допустимы
колебания напряжения 10—15% от номи-
нального; не допустимы импульсные .изме-
нения напряжения.
Кабели подвода электропитания к обору-
дованию аппаратных должны быть проло-
жены в скрытом виде: в кабельных каналах,
шахтах, межстенных полостях. Через поме-
щения не допускается прокладка транзитных
кабелей.
Для защиты обслуживающего персонала
от поражения током в помещениях должно
быть защитное заземление, соединяемое
с нейтралью трансформатора, питающего
эти помещения.
В аппаратных предусматривается также
схемное заземление, которое прокладывается
параллельно защитному, но изолируется от
последнего. Защитное и схемное заземления
выполняются в соответствии с требованиями
ПУЭ [970]. Наружные контуры заземлений
соединяются между собой и с линией мест-
ного заземления.
Сопротивление заземления между корпу-
сом любого устройства вычислительной тех-
ники и землей не должно превышать 4 Ом
в любое время года.
Помещения аппаратных должны быть за-
щищены от прямых ударов молний устрой-
ствами молниезащиты 3-й категории.
Система электропитания аппаратных дол-
жна быть сблокирована с работой устройств
противопожарной автоматики.
Для подвода электроэнергии к оборудо-
ванию аппаратных не допускается примене-
ние проводов и кабелей с изоляцией из вул-
канизированной резины или других серосо-
держащих материалов.
3.	Пункты диспетчеров
и операторов
Пункты диспетчеров и операторов пред-
назначены, как правило, для несения кругло-
суточного дежурства. Каждая смена диспет-
черов (операторов) проводит в помещениях
пунктов полный рабочий день, который про-
ходит в условиях большого напряжения.
В ограниченный интервал времени, опреде-
ляемый параметрами системы, диспетчер
(оператор) должен воспринять и оценить по-
ступающую информацию, выработать пра-
вильное решение и осуществить его путем
соответствующих воздействий на элементы
системы управления или передачей распоря-
жений.
Эффективность деятельности диспетчера
(оператора) зависит как от уровня эргономи-
ческого обеспечения АСУ ТП (от правильно-
сти организации труда диспетчера, включен-
ного в систему, от возложенных на него
обязанностей, от принятых способов контро-
ля и управления), от технических характери-
стик и надежности установленной аппара-
туры, от личных качеств, обученности
и опыта диспетчера, так и от условий, обес-
печивающих для него нормальную работо-
способность.
Пункты диспетчеров (операторов) осна-
щаются щитом, пультом, отдельными при-
борными панелями или приставками к пуль-
ту, устройствами обработки информации,
вычислительными устройствами и устрой-
ствами воспроизведения информации, аппа-
ратурой связи (коммутатор, селектор, теле-
тайп) и т. п.
На щите может быть изображена мне-
мосхема управляемого объекта, содержащая
сигнальные командо-квитирующие элементы
и приборы. Последние могут воспроизво-
дить информацию от автоматических и теле-
механических устройств или представлять
собой «слепую» упрощенную схему управ-
ляемого объекта. «Слепая» мнемосхема мо-
жет быть расположена прямо на стене (без:
щитовых панелей). Наличие на мнемосхеме'
приборов и сигнальных элементов задает
расстояние между щитом и пультом диспет-
чера (оператора). Это расстояние опреде-
ляется также необходимостью восприятия
мнемосимволов, применяемых на диспетчер-
ских щитах серийного изготовления.
Рекомендуемое расстояние между щитом
и пультом диспетчера (оператора) 3,5 м, ми-
нимальное 2,5 м, максимальное 5 м.
При больших размерах диспетчерского
(операторского) щита панели щита следует
устанавливать по дуге либо с разворотом
двух (четырех) боковых панелей по отноше-
нию к фронту щита под углом 135—155°C.
Разворот щита на указанные углы обеспечи-
вается конструкцией щитов серийного про-
изводства. Угол разворота выбирается та-
ким, чтобы было выдержано примерно оди-
наковое расстояние от центральных и бо-
ковых панелей щита до рабочего места
дежурного и чтобы все панели находились,
по возможности, в зоне, удобно обозревае-
мой диспетчером (оператором).
Щит с мнемосхемой не рекомендуется
устанавливать напротив окон. Рекомендуе-
мое расстояние от стен до щита должно
быть 1 м, минимальное 0,8 м.
При установке приборов на отдельно
стоящей от пульта приборной приставке или
панели расстояние от них до рабочего места
диспетчера (оператора) не должно превы-
шать 2 м.
Диспетчерские (операторские) пульты на
два и более рабочих мест можно устанавли-
вать с разворотом отдельных секций пульта
под углом для обеспечения оптимального
обзора той части щита, с которой работает
данный диспетчер (например, при использо-
вании одного щита для разных диспетчер-
ских служб). Для этой же цели возможна
установка нескольких диспетчерских пультов,
ориентированных на разные участки диспет-
черского щита.
Пункты диспетчеров (операторов) распо-
лагают, как правило, смежно с аппаратными.
Размещаемое в этих пунктах оборудова-
ние предъявляет к помещениям такие же тре-
бования, как и оборудование аппаратных
к своим помещениям. Поэтому все изложен-
ное в части требований к помещениям аппа-
ратных (см. п. 2 гл. XXI) в полной мере отно-
сится и к помещениям пунктов диспетчеров
(операторов).
В связи с тем, что в помещениях пунктов
диспетчеров (операторов) круглосуточно ра-
ботает дежурный персонал, к этим помеще-
ниям предъявляются следующие дополни-
тельные требования.
1.	Помещения пунктов диспетчеров (опе-
раторов) должны быть квадратными или
с соотношением сторон от 2:3 до 3:4; высота
помещений — в пределах 3,0 —4,8 м.
2.	Уровень шума в помещениях не дол-
жен превышать 45 дБ. Снижение шума обес-
печивается правильным выбором местополо-
жения диспетчерского (операторского) зала,
применением звукоизоляции и звукопогло-
щающих конструкций и материалов (напри-
мер, все устройства обработки, воспроизве-
дения и передачи информации должны рас-
полагаться под звукоизолирующими колпа-
379
ками); при наличии нескольких операторских
мест нежелательно применение громкогово-
рящих устройств.
3.	Входы в помещения пунктов диспетче-
ров (операторов) должны быть расположены
в легко обозреваемой диспетчером зоне.
4.	Помещения пунктов диспетчеров (опе-
раторов) должны иметь естественное, жела-
тельно двустороннее, освещение.
Отношение площади световых проемов
к площади пола в диспетчерском (опера-
торском) зале должно быть в пределах
1 :6—1 : 8.
В помещениях должна предусматриваться
возможность регулирования естественного
освещения в дневное время с помощью жа-
люзи или портьер.
5.	Качество искусственного освещения
должно удовлетворять следующим требова-
ниям: равномерное освещение рабочих по-
верхностей оборудования, рабочих мест
и помещения в целом; отсутствие прямой
и обратной блесткости; отсутствие пульсаций
светового потока; отсутствие теней; постоян-
ство освещенности во времени; обеспечение
спектральных характеристик света, близких
к спектру дневного света; минимальная кон-
трастность освещаемых поверхностей; обес-
печение требуемого запаса освещенности.
При создании искусственной освещенно-
сти необходимо обеспечить освещенность
щитов, мнемосхем в пределах 200 лк, щитов
(мнемосхем световых) — 100 лк, пультов (ра-
бочего места) — 300 — 400 лк, свободного за
щитом пространства — 100 лк.
Для удовлетворения этих требований ис-
пользуют специальные светильники для ос-
вещения вертикальных поверхностей;
устройства экранирования света и регули-
ровки подвески светильников; особую отдел-
ку поверхностей; комбинированное освеще-
ние, сочетающее общее, при котором све-
тильники размещаются в верху помещений
равномерно без учета расположения рабочих
мест, и местного, концентрирующего свето-
вой поток непосредственно на рабочее место.
Выбранные светильники должны соответ-
ствовать общему интерьеру помещений.
6.	При проектировании интерьера пунк-
тов диспетчеров (операторов) необходимо
добиваться максимальной функциональной
целесообразности. Композиционное построе-
ние, цветовое и фактурное решения всех эле-
ментов пункта должны соответствовать
своему назначению, создавать оптимальную
рабочую обстановку и выполняться с учетом
климатических и производственных особен-
ностей. Цветовое решение архитектурной ча-
сти интерьера должно гармонировать с цве-
том оборудования; отправным элементом
для создания цветовой схемы интерьера
выбирают цвета панелей.
7.	При архитектурной отделке пунктов
рекомендуется применять:
для подвесных потолков — плитки алме-
нит или другие акустические плитки;
для стен и выгородок — алюминиевые
профили, поливинилхлоридные пленки с тек-
стурой‘под дерево, поливинилацетатные кра-
сители;
для полов — синтетические ворсовые по-
крытия (например, типа «ворсолин»).
4,	Размещение аппаратуры
в общих производственных помещениях
В общих производственных помещениях
размещают местные технические средства
систем локальной автоматики АСУ ТП (пер-
вичные устройства, преобразователи, вто-
ричные приборы, регулирующие органы, ис-
полнительные механизмы, кроссовые шкафы,
различного назначения щиты и т. п.).
Первичные устройства, воспринимающие
воздействие измеряемых или регулируемых
величин, запорные и регулирующие органы
устанавливают непосредственно на техноло-
гическом оборудовании и трубопроводах
объекта управления.
Исполнительные механизмы и приборы
измерения параметров технологического
процесса размещают как на стенах, между-
этажных перекрытиях, колоннах зданий и со-
оружений, так и на специальных конструк-
циях, создаваемых для них в производ-
ственных помещениях.
Для размещения щитов в производ-
ственных помещениях выделяют места для
их установки, а в отдельных случаях строят
щитовые.
На рассредоточенных объектах (водопро-
воды, газопроводы и др.) для размещения
локальной аппаратуры автоматики АСУ ТП
предусматривают специальные павильоны.
Места установки аппаратуры и способы
ее монтажа выбирают с учетом требований
заводских инструкций и с таким расчетом,
чтобы обеспечить надлежащую точность из-
мерений и преобразований, сводный доступ
к приборам и аппаратуре управления, хоро-
шую видимость и освещенность шкал прибо-
ров, а также удобство их обслуживания.
Обычно для установки датчиков, испол-
нительных механизмов, регулирующих орга-
нов и отборных устройств подбирают ти-
повые чертежи установки, а при их отсут-
ствии такие чертежи разрабатывают.
380
На размещение регулирующих органов,
служащих для обеспечения заданной зависи-
мости между их перемещением и отклоне-
нием регулируемого параметра и являющих-
ся, как правило, частью технологического
оборудования управляемого объекта, на-
кладывают требования сочленяемые с ними
исполнительные механизмы. Правильная
установка регулирующих органов и исполни-
тельных механизмов определяет надежность
их работы и обеспечивает заданный режим
регулирования.
Исполнительные механизмы устанавли-
вают в местах, не подверженных вибрациям
(на полу, на специальных подставках или на
кронштейнах, закрепляемых на стенах зда-
ний, металлических колоннах, конструкциях
и т. п.). Прочность крепления исполни-
тельных механизмов определяется с учетом
их массы и развиваемых ими усилий при ра-
боте. Температура окружающего воздуха
и относительная влажность в местах разме-
щения исполнительных механизмов должны
быть в пределах, оговариваемых в инструк-
циях заводов-изготовителей.
Для аппаратуры, устанавливаемой в ме-
стах, труднодоступных для монтажа и обслу-
живания, предусматривают лестницы, пло-
щадки, колодцы и т. п.
Для группового размещения датчиков,
преобразователей и вторичных приборов ис-
пользуют щиты. Щиты служат также для
размещения отдельных датчиков и приборов
в помещениях, где выделяется значительное
количество пыли, газов, влаги, паров и кис-
лот.
В чистых и сухих (нормальных) помеще-
ниях (например, в машинном зале турбогене-
раторов, в компрессорном зале газоперека-
чивающей станции) для размещения аппара-
туры автоматики используют открытые па-
нельные щиты.
В помещениях сырых, особо сырых, жар-
ких, пыльных, с химически активной средой
для размещения аппаратуры применяют
шкафные щиты защищенного исполнения
с уплотнением или шкафные щиты специаль-
ного исполнения, рассчитанные на использо-
вание в условиях повышенной влажности,
высоких или низких температур, воздействия
агрессивных сред и т. п.
В случае необходимости установки
шкафных щитов на открытом воздухе или
в холодных помещениях их изготавливают
утепленными. Шкаф и дверь щита имеют
стенки, пространство между которыми (34 —
— 40 мм) заполняется минеральной ватой.
Для обогрева шкафа в холодное время года
используют или водяное (паровое) отопление
или электрическое. При водяном отоплении
по периметру шкафа прокладывают змеевик
из металлических труб, через который про-
пускается горячая вода. Для отвода тепла
в жаркое время года шкаф оборудуется
вентиляторами.
Шкафы изготавливают различных разме-
ров в зависимости от числа устанавли-
ваемых в них приборов.
Панельные щиты, а также щиты, которые
по условиям эксплуатации аппаратуры не
могут быть расположены в производ-
ственных помещениях, выносят в щитовые
помещения.
При размещении щитов необходимо: ис-
ключать возможность попадания на них во-
ды, пара, газов, кислот, горюче-смазочных
материалов; обеспечивать безопасность в от-
ношении пожара; защищать от механических
повреждений, грызунов и биологических вре-
дителей.
В щитах с электрическими проводками
пол должен быть неэлектропроводным.
В помещениях с повышенной опасностью
и особо опасных, а также на наружных уста-
новках все щиты, к которым подводится
переменный ток с номинальным напряже-
нием более 42 В или постоянный ток напря-
жением более 110 В, должны быть зазе-
млены. Во взрывоопасных помещениях дол-
жны быть заземлены все щиты, к которым
подведен переменный или постоянный ток
независимо от его напряжения.
При размещении панельных щитов в щи-
товых помещениях необходимо соблюдать
следующие требования;
расстояние от наиболее выступающих от-
крытых токоведущих частей аппаратов
и приборов, расположенных на противопо-
ложных рядах щитов, должно быть не менее
1500 мм, причем ширина прохода в свету ме-
жду двумя рядами щитов должна быть не
менее 800 мм;
расстояние от наиболее выступающих от-
крытых токоведущих частей аппаратов
и приборов, установленных на внутренних
стенках щита, до расположенной сзади стены
помещения, должно быть не менее 1000 мм
при ширине прохода в свету не менее 800
мм; допускается сужение прохода в от-
дельных его местах (например, в местах рас-
положения строительных конструкций) до
600 мм;
ширина прохода обслуживания перед щи-
том должна быть не менее 800 мм;
проходы обслуживания между щитами
при длине щита 7 м должны иметь два
выхода.
В каждом конкретном случае размещение
381
аппаратуры регламентируется документа-
цией, разрабатываемой на соответствующих
стадиях создания АСУ ТП.
При необходимости создания для этих
целей щитовых помещений, приборных па-
вильонов и других помещений, фундаментов
под аппаратуру и щиты автоматики, а также
при необходимости устройства проемов
и каналов разрабатывают технические зада-
ния на проектирование строительной, энерге-
тической, санитарно-технической и других
частей проекта автоматизации, связанных
с созданием АСУ ТП (см. п. 6, приложение 6.4).
Состав требований к перечисленным ча-
стям этих помещений аналогичен их составу
к помещениям аппаратных (см. гл. XXI п. 6).
Для аппаратуры, размещаемой на техно-
логическом оборудовании, на строительных
конструкциях и в отдельно стоящих в про-
изводственных помещениях щитах, в рабочей
документации на системы локальной авто-
матики определяются места и разрабаты-
ваются чертежи конструкций их установки,
а также оговариваются условия их монтажа
и эксплуатации.
5.	Зал и кабины операторов.
Взаимное расположение
рабочих мест
В АСУ ТП управление может осущест-
влять один или несколько операторов. Если
необходимо разместить рабочие места для
нескольких операторов с коллективными
средствами отображения информации, пред-
назначенными для одновременной работы
двух или более операторов, то к взаимному
расположению рабочих мест операторов
и коллективных средств отображения инфор-
мации, а также к взаимному расположению
операторов предъявляется ряд требований.
Общие требования. К общим требованиям
можно отнести: обеспечение функцио-
нальных связей между операторами, макси-
мального обзора информационного поля,
средств отображения, свободного простран-
ства для перемещения операторов и эксплуа-
тации оборудования.
Требования к расположению рабочих мест
операторов. Основные требования — располо-
жение рабочих мест в зоне наилучшего виде-
ния информационного поля и обеспечение
однозначного восприятия знаковой инфор-
мации.
Требования к расположению операторов.
Необходимо обеспечить рациональную рабо-
чую позу оператора по отношению к сред-
ствам отображения информации. Допустим
поворот головы в горизонтальной плоскости
Рис. XX 1.1. Пос। роение зоны наилучшего видения
для одного знака: А, В, С, D — точки предель-
ной различимости знака
не более 45 °, а в вертикальной — не более
30° от горизонтальной линии взора.
Зона наилучшего видения — геометриче-
ское место точек различимости знаков, пред-
ставляющее собой сферу, ограниченную точ-
ками предельной различимости знака.
Граница зоны наилучшего видения одно-
го знака 5 вычисляется по формуле
S = Н cos а,
где Н — наибольшее расстояние различимо-
сти знака с погрешностью не более 1 %;
а — угол наблюдения знака в градусах
Рис. WI.2. Построение зоны наилучшего видения
в плане: /—рабочее место оператора; 2 — гра-
ницы зоны наилучшего видения для плоского эк-
рана; 3 — границы зоны наилучшего видения для
экрана с поворотом боковых секций под углом 15°;
4 — границы зоны наилучшего видения для экрана
с поворотом боковых секций под углом 30 °
382
Рис. ХХ1.3. Построение зоны наилучшего ви детая
в разрезе: 1—границы зоны наилучшего видешя
для плоского экрана; 2 — рабочие места операторов
(рис. XXI. 1). Значение Н определяют исходя
из разрешающей способности систем индика-
ции, сложности конфигурации знака, харак-
теристик условий восприятия — освещенно-
сти, яркости, контрастности.
Границу зоны наилучшего видения ин-
формационного поля находят пересечением
сфер зон наилучшего видения отдельных
знаков, расположенных на границе информа-
ционного поля.
На рис. XXI.2 приведено построение зоны
наилучшего видения в плане для коллек-
тивных средств отображения информации
в виде плоского экрана и экрана с повер-
нутыми боковыми секциями.
На рис. XXI.3 построена зона в верти-
кальном разрезе операторского зала.
6.	Технические задания
на создание помещений
аппаратных и пультов операторов
Как установлено практикой, технически-
ми заданиями на создание помещений АСУ
ТП регламентируются вопросы:
рационального размещения оборудования
и служб исходя из обеспечения оптимально-
го функционирования АСУ ТП;
обеспечения требуемых условий для ра-
боты электронно-вычислительной техники
и другого вычислительного и вспомогатель-
ного оборудования;
обеспечения нормальных условий работы
персонала, участвующего в управлении тех-
нологическим процессом;
обеспечения правил техники безопасно-
сти, противопожарных требований и техни-
ческой эстетики.
Для функционирования АСУ ТП должна
располагать следующими помещениями:
диспетчерским (операторским) залом;
аппаратным залом;
помещениями (местами) в производ-
ственных помещениях для размещения пери-
ферийной аппаратуры;
помещениями для отдыха оперативного
персонала и приема пищи;
лабораториями и мастерскими;
производственными комнатами служб
диспетчерской части;
кабинетами и другими помещениями.
Все помещения должны обеспечивать на-
иболее благоприятные условия для успешной
деятельности персонала АСУ ТП, отвечать
не только техническим нормам, но и психо-
физиологическим характеристикам человека
и эстетическим требованиям.
Если не представляется возможным при-
вязать помещения АСУ ТП к конкретному
зданию, следует оговорить необходимость
обязательного размещения помещений пунк-
тов диспетчеров (операторов) и аппаратных
на территории управляемого объекта — аг-
регата, участка, цеха, завода, и, по возмож-
ности, в одном здании и на одном этаже.
Помещения для отдыха и приема пищи
должны соседствовать с диспетчерским (опе-
раторским) пунктом. При невозможности
самостоятельного выделения этих помеще-
ний должны предусматриваться зоны отдыха
в помещениях диспетчерских (операторских)
пунктов. В связи с этим размеры последних
увеличиваются.
При определении необходимой площади
помещений исходят из назначения и функций
АСУ ТП. Исходными данными для такого
расчета служат:
тип, количество и конфигурация устана-
вливаемой в помещениях электронно-вычис-
лительной аппаратуры;
технологический процесс функционирова-
ния АСУ ТП;
организационная структура и численность
персонала;
состав обеспечивающего оборудования.
Практикой установлено, что в зависимо-
сти от назначения АСУ ТП отношение пло-
щадей под аппаратные и пункты диспетчеров
(операторов) к остальным площадям АСУ
ТП находится в пределах 1:3—1:6.
Взаимное расположение помещений опре-
деляется функциональными связями между
службами.
383
Состав помещений, размер их площадей,
а также их компоновка в техническом зада-
нии по АСУ ТП формализуются планами
расположения помещений АСУ ТП с экспли-
кацией помещений и планами расположения
оборудования в помещениях АСУ ТП с пере-
чнем устанавливаемого в них оборудования.
Под принятую регламентацию состава,
размера и компоновки помещений соста-
вляются технические требования на строи-
тельную часть помещений, их санитарно-тех-
ническую часть, электроснабжение, искус-
ственное освещение помещений, внутреннюю
связь, противопожарную автоматику.
Эти требования увязываются с исходны-
ми данными для проектирования соответ-
ствующих частей помещений АСУ ТП.
Строительная часть. Помещения АСУ ТП
должны строиться согласно указаниям
строительных норм и правил на основании
характеристик используемого в системе обо-
рудования и условий работы персонала.
Для каждого из помещений в соответ-
ствии с табл. 4 гл. П-М СНиП 3-68 должны
быть заданы группы производственных про-
цессов.
В зависимости от массы устанавливаемо-
го оборудования задается несущая способ-
ность перекрытий помещений и сооружений
(лестниц и коридоров), через которые транс-
портируется оборудование; при этом необхо-
димо учитывать, что прогибы несущих на-
стилов от воздействия статической и дина-
мической нагрузок оборудования не должны
быть более 1/400 от длины пролёта настила.
Исходя из требований, которые предъя-
вляет к помещениям устанавливаемое обору-
дование, задается высота каждого из поме-
щений в свету, оговариваются габаритные
размеры дверных проемов, направление от-
крытия дверей, необходимость их уплотне-
ния.
Регламентируются требования по огне-
стойкости помещений, перегородок между
ними и дверей, требования к автоматической
блокировке дверей в случае возгорания.
Для каждого из помещений задают:
места расположения и требования к ис-
полнению проемов для кабельных и трубных
вводов; эти требования сопровождаются ре-
комендуемой конструкцией исполнения про-
емов (эскизами рекомендуемых конструкций
проемов с экспликацией закладных деталей);
требования к конструкциям установки
щитов, пультов и другой аппаратуры, а так-
же к трассировке и исполнению кабельных
каналов; составной частью этих требований
являются рекомендуемые конструкции их ис-
полнения (эскизы конструкций установки
384
аппаратуры и прокладки проводов и кабелей
с экспликацией закладных частей).
Исходя из назначения помещений огова-
ривают требования по выполнению их есте-
ственного и искусственного освещения.
В соответствии q требованиями табл. 15
СН 245-71 применительно к техническим ус-
ловиям эксплуатации средств ВТ и требова-
ниям промышленной санитарии задается
ограничение по максимально допустимым
значениям вибраций от внешних воздействий
и работы оборудования, устанавливаемого
в помещениях.
Задаются условия электромагнитной за-
щиты помещений, если расчетные магнитные
и электрические поля в помещениях аппа-
ратных и пунктов диспетчеров (операторов)
превышают максимально допустимые значе-
ния.
Регламентируется прокладка кабельных
линий между оборудованием аппаратных
и пунктов диспетчеров (операторов); при не-
обходимости применения фальшпола (техно-
логического пола), оговариваются условия
его создания и доступа к кабелям, несущая
способность фальшпола, размер в свету, тре-
бования по разбивке полости технологиче-
ского пола на отсеки из условий повышения
пожароустойчивости помещения. Регламен-
тация этих вопросов сопровождается эскиза-
ми возможного исполнения фальшпола
и трассировки кабельной разводки.
Задаются требования к материалам по-
крытия полов.
Регламентируются вопросы прокладки
осветительных проводов, шин заземления,
проводов радиотрансляции и др.
Для обеспечения нормальной работы
в помещениях оговариваются требования по
снижению звукового давления от внешних
шумов и от шума оборудования, устанавли-
ваемого в помещениях. Звуковое давление
в помещениях не должно превышать сани-
тарных норм, определяемых табл. 8 СН
245-71.
Для подъема людей й груза на верхние
этажи здания АСУ ТП задаются требования
к лифтам (их грузоподъемности, параметрам
дверей).
Если по условиям эксплуатации оборудо-
вания возникает необходимость создания
в помещениях герметичных зон, то оговари-
вают условия их создания и эксплуатации.
Для обеспечения внутреннего комфорта
помещений оговаривают вопросы их цвето-
вой отделки (условия по цветовой отделке
должны соответствовать требованиям техно-
логии, эстетики, санитарии и инженерной
психологии). .
В дополнение к изложенному для проек-
тирования строительной части на каждое по-
мещение АСУ ТП представляется сводка ос-
новных исходных данных, составляемых по
форме, представленной в табл. XXI.2. В каче-
стве примера в таблице приведены исходные
данные по строительной части некоторых
помещений АСУ ТП водоснабжения
г. Харькова.
Санитарно-техническая часть. Для обеспе-
чения нормального производственного про-
цесса задается температурный режим в по-
мещениях АСУ ТП в соответствии с требо-
ваниями ГОСТ 16325 — 76.
Устанавливаются требования к запылен-
ности в аппаратных, в помещениях пунктов
диспетчеров (операторов), в герметичцых зо-
нах, устраиваемых в этих помещениях, а так-
же требования по недопущению запыленно-
сти других помещений.
Регламентируются требования по испол-
нению отопления помещений, систем венти-
ляции и кондиционирования воздуха. Эти
требования должны соответствовать СНиП
11-33-75.
Для аппаратных и пунктов диспетчеров
(операторов) определяются условия блоки-
ровки работы систем отопления, вентиляции
и кондиционирования по сигналам устройств
противопожарной автоматики.
Оговариваются необходимость и требо-
вания к регулированию подачи воздуха в по-
мещения; задаются требования к охлажде-
нию технических средств в помещениях;
оговаривается возможность использования
для этих целей централизованной или авто-
номной систем вентиляции.
Указываются нормы потребности поме-
щений в кондиционированном воздухе, ко-
торые зависят от мощности, рассеиваемой
оборудованием, а также от условий выполне-
ния работ людьми, находящимися в помеще-
ниях. В табл. 1 приложения 6.4 в качестве
примера показаны нормы подачи кондицио-
нированного воздуха в систему «Центр»
и ряд приборов.
Определяются требования по обеспече-
нию запаса производительности систем кон-
диционирования. Запас должен быть не ме-
нее 25%.
Задаются места установки электроприво-
дов вентиляторов и систем кондиционирова-
ния. В связи с тем, что эти устройства со-
здают шумы, вибрации и электромагнитные
поля, места их установки должны быть уда-
лены от электронной аппаратуры.
Для помещений, в которых образуются
абразивно-металлическая и бумажная пыль,
пары эмульсии, клея, масла, растворителей
и припоя, задаются требования к созданию
местных отсосов.
Оговариваются требования к вытяжным
системам удаления пожарогасительных га-
зов из помещений, защищаемых установка-
ми автоматического газового пожаротуше-
ния.
Производительность таких систем дол-
жна обеспечивать очистку помещения за
1,5 ч.
Регламентируются требования по вводу
в бытовые помещения АСУ ТП питьевой
и горячей воды для гигиенических служб.
К изложенным выше требованиям на
проектирование санитарно-технической части
на каждое помещение АСУ ТП предста-
вляется сводка основных исходных данных,
включающая требуемые значения по темпе-
ратуре, влажности воздуха, минимальной
скорости его движения и сведения по мощ-
ности устанавливаемых потребителей элек-
троэнергии, числу постоянных рабочих мест,
числу местных отсосов.
Электроснабжение. Электроснабжение по-
мещений аппаратных, пунктов диспетчеров
(операторов) и других, кроме бытовых, дол-
жно удовлетворять требованиям ПУЭ для
пожароопасных помещений и установок
класса II-Па [970].
В требованиях на электроснабжение по-
мещений АСУ ТП регламентируются:
категорийность потребителей каждого из
помещений; потребляемая мощность; пара-
метры вводимого напряжения; вопросы вво-
да электроэнергии, ее разводки по помеще-
ниям и внутри помещений по потребителям;
требования к кабелям и проводам, про-
кладываемым в помещениях;
вопросы исполнения защитного и схемно-
го заземления, устройств молниезащиты.
Требования сопровождаются сводкой ос-
новных исходных данных для проектирова-
ния электроснабжения каждого из помеще-
ний АСУ ТП, которая включает:
технические данные силовых токоприем-
ников: время работы в сутки, коэффициент
использования установленной мощности, ка-
тегорию электроснабжения, вид токоприем-
ника (электронные устройства, электродвига-
тели и т. д.), напряжение питания токоприем-
ника;
число устанавливаемых розеток на 220 В
и 36 В.
Искусственное освещение. Искусственное
освещение помещений АСУ ТП должно со-
ответствовать нормам СНиП П-А.9-71 и тре-
бованиям ПУЭ [970]. Для каждого из поме-
щений оговариваются требования по органи-
зации освещения, размещению светильников,
13 п/р Смилянского Г. Л.
385
LU
00
Таблица XXI.2
Исходные данные для проектирования строительной части помещений АСУ ТП водоснабжения г. Харькова (пример)
Номера помещений по плану взаимного расположения помещений АСУ ТП (чертеж 4332-1)	Наимено- вание помещений	Груп- па про- извод- ствен - ного про- цесса	Номер черте- жа-за- дания	Пло- щадь, м2	Высо- та в свету, м, не менее	На- груз- ка на пол, кПа	По- кры- тие пола	Номер чертежа строи- тельных конст- рукций и прокладки трасс	Отделка стен	Раз- меры дверей (высо- та и шири- на), м, не менее	Коэффициент естественной освещенности		Шум		Допустимые значения вибраций		При- меча- ния
											При боко- вом осве- щении	При верхнем и комби- нирован- ном ос- вещении	Зву- ковая час- тота, Гц	Допусти- мый предел звукового давления, дБ	Час- тота, Гц	Ам- пли- туда, мм	
1	Диспетчер- ский пункт	1а	4332 — 404 — 3, лист 8	270	4,2	6	Лино- леум	4332 — 404-3, лист 9	Серо- голубой цвет	2,7 х х 1,8	1,5	5	62 — 2000	71-42	25	0,1	
2	Комната техников- диспетчеров			24	3,0		Пар- кет			2,4 х х 1,5							
3	Комната старшего диспетчера			36	3,2				Зелено- голубой цвет								
																	
нормам освещенности; исполнению комби-
нированного освещения, соответствию све-
тильников интерьеру помещений и др.
Требования сопровождаются сводкой ос-
новных исходных данных для проектирова-
ния искусственного освещения помещений
АСУ ТП. Она включает:
вид системы освещения (общую или ком-
бинированную);
плоскость нормирования освещенности
(вертикальную или горизонтальную), высоту
нормирования освещенности;
требования к рабочей освещенности при
применении люминесцентных ламп и ламп
накаливания для общей и комбинированной
систем освещения;
требования к аварийному освещению.
Внутренняя связь. Требования на внутрен-
нюю связь помещений АСУ ТП регламенти-
руют вопросы создания следующих видов
связи:
оперативной диспетчерской;
административно-хозяйственной внутрен-
ней телефонной связи;
телефонной связи с выходом в АТС Ми-
нистерства связи, а также вопросы радиофи-
кации и часофикации помещений.
К требованиям должны прикладываться
основные исходные данные по размещению
в помещениях АСУ ТП абонентских точек
телефонной сети оперативной диспетчерской
связи, административно-хозяйственной вну-
тренней телефонной связи, административно-
хозяйственной телефонной связи с выходом
на АТС Министерства связи; абонентских
точек оперативного переговорного устрой-
ства; абонентских точек радиотрансля-
ционной сети; вторичных электрических
часов.
Прошвопожарная автоматика. В решении
вопросов противопожарной защиты помеще-
ний АСУ ТП большая роль отводится осна-
щению этих помещений устройствами сигна-
лизации и автоматического пожаротушения.
Для каждого из помещений АСУ ТП
оговариваются:
требования по их оборудованию устрой-
ствами пожарной сигнализации;
места установки датчиков противопожар-
ной автоматики;
места установки, применяемые химиче-
ские средства и условия использования си-
стем автоматического пожаротушения;
рекомендации по сбросу избыточного да-
вления при возгорании помещений;
требования к блокировке электропитания,
систем вентиляции и кондиционирования
при возгорании помещений;
места, оснащаемые устройствами звуко-
вой и световой сигнализации при возникно-
вении пожара.
К требованиям по противопожарной ав-
томатике помещений АСУ ТП приклады-
ваются основные исходные данные по их
проектированию, которые определяют места
установки датчиков противопожарной авто-
матики, световой и звуковой сигнализации
о возгорании, автоматических устройств хи-
мического пожаротушения; необходимость
блокировок (в случае возгорания) электропи-
тания основного оборудования, систем вен-
тиляции и кондиционирования, воздухово-
дов; ориентировочную массу горючих мате-
риалов в каждом помещении.
Глава XXII
ИНЖЕНЕРНАЯ ПСИХОЛОГИЯ
В АСУ ТП
1.	Основная терминология
Эргономика — научная дисциплина, изу-
чающая функциональные возможности чело-
века в трудовых процессах, выявляющая воз-
можности и закономерности создания опти-
мальных условий для высокопроизводитель-
ного труда и обеспечения необходимых
удобств, содействующих развитию способно-
стей работника. Эргономика использует
данные технических наук, инженерной психо-
логии, физиологии, антропометрии, гигиены
труда, а также социологии.
Инженерная психология — наука о взаимо-
действии человека с техническими средства-
ми в процессе труда; часть эргономики, со-
ставляющая основу технической эстетики
и художественного конструирования.
Объект инженерной психологии — психоло-
гические факторы синтеза систем человек —
машина. Оптимальный синтез систем упра-
вления, включающих в себя человека-опера-
тора и автоматические управляющие устрой-
ства, невозможен без использования методов
инженерной психологии и ее данных о скоро-
сти и надежности восприятия и переработки
информации человеком, способах кодирова-
ния информации, характеристиках пультов
управления, мнемосхем, устройств отображе-
ния информации и т. д.
Цель инженерной психологии — разработка
методов оптимизации взаимодействия чело-
века с техническими средствами путем при-
способления техники к психофизиологиче-
ским характеристикам человека, чтобы сде-
13*
387
лать труд человека более производительным,
легким и творческим.
Автоматизированный технологический
комплекс (АТК) относится к комплексным
системам, в которых переработка материи,
энергии и информации осуществляются со-
вместно человеком и техническими средства-
ми. Эти системы получили название «чело-
век — машина». АСУ ТП также относятся
к этому классу систем.
Критерий оптимальности создания си-
стемы человек — машина (показатель степе-
ни достижения цели разработчиками си-
стемы) должен учитывать социальные, эрго-
номические, технические, эстетические и эко-
номические факторы. Общий оптимум обыч-
но не совпадает с частными оптимумами по
указанным отдельным факторам, но при
всех обстоятельствах он должен быть как
можно ближе к частному оптимуму, опреде-
ляющему степень соответствия технических
средств психофизиологическим характери-
стикам человека. Это прежде всего относит-
ся к проектированию оборудования и дета-
лей окружения технолога-оператора или дис-
петчера АСУ ТП, находящихся в напря-
женных условиях и выполняющих ответ-
ственную и сложную работу.
Слежение, или непрерывное (аналоговое)
регулирование, — действие оператора, напра-
вленное на устранение рассогласования ме-
жду действительным и заданным значением
параметра, изменяющимся непрерывно. Ре-
гулирование может осуществляться по поло-
жению или по скорости.
Методы регулирования подразделяют на
компенсационный (компенсация отклонения),
слежение (погоня за изменяющимся пара-
метром), регулирование со вспомогательной
настройкой (изменение регулируемого эле-
мента с одновременным изменением второго
элемента, например направления и скорости).
2.	Задачи инженерной психологии
в АСУ ТП
В инженерной психологии выделяют сле-
дующие направления:
исследование особенностей восприятия
информации человеком (так называемый
«сенсорный вход»);
анализ структуры и характеристик упра-
вляющих действий человека («моторный вы-
ход»);
изучение факторов, определяющих надеж-
ность и эффективность действий оператора
(экстремальные условия, высокая ответствен-
ность, дефицит времени, необычная обста-
новка и т. п.);
разработка методов отбора и профессио-
нальной подготовленности операторов с уче-
том структуры конкретного вида деятельно-
сти и связанных с ней требований к психиче-
ским процессам;
исследование взаимодействия человека
с техническими, в частности автоматически-
ми управляющими устройствами, для опти-
мального синтеза системы человек — ма-
шина.
Инженерную психологию можно рассма-
тривать как научную основу проектирования
и конструирования, как «философию» инже-
неров, разрабатывающих вопросы «стыков-
ки» человека-оператора с техническими сред-
ствами.
Все конструируется для людей [567]. Это
должно быть основой концепции учета пси-
хофизиологических характеристик человека
при проектировании и конструировании.
Слишком часто проектировщик полагает,
что он является типичным представителем
всех людей, которые будут пользоваться его
проектом и работать в разрабатываемых им
системах. В результате появляются слишком
высокие или низкие столы и стулья, не-
удобный инструмент и т. п.
Проектировщик, заинтересованный в пра-
вильном учете характеристик человека
в своих проектах, должен осознать, насколь-
ко мало он знает о том, как человек видит,
слышит, реагирует, думает, каковы размеры
его тела, мускульная сила. Эти данные инже-
нерная психология получает из следующих
теоретических и прикладных наук: психоло-
гии, медицины, физиологии, антропологии,
биологии, нейрофизиологии, акустики, опти-
ки, химии, физики, психиатрии, светотехники,
биомеханики, педагогики. Кроме того, ис-
пользуются математика, исследование опера-
ций, вычислительная техника, электроника,
термодинамика, техническая эстетика, при-
кладная механика, химическая технология,
кибернетика, промышленная гигиена.
Проблемы человеческого фактора не сво-
дятся к вопросу «стыковки» техники и персо-
нала, а включают также подготовку кадров,
испытания разрабатываемых систем на со-
ответствие операторам, типичным для авто-
матизируемого производства, разработку
методов и планов обучения персонала, раз-
работку учебно-тренировочного оборудова-
ния, подготовку документации для обучения
пользования новым оборудованием, испыта-
ния и аттестации персонала для обеспечения
эффективной работы системы при заплани-
рованном количестве и качестве персонала.
Распределение функций между операто-
ром и машиной вызывает иногда затрудне-
388
ния. Некоторые рекомендации могут помочь
обоснованно распределять функции во мно-
гих случаях. Эти рекомендации основаны на
том, что человек и машина могут удачно до-
полнять друг друга.
Необходимо распределять функции с уче-
том следующих показателей.
Показатели, по которым человек превос-
ходит машину:
обнаружение полезных сигналов с низким
энергетическим уровнем;
чувствительность к широкому диапазону
стимулов;
опознавание образцов и их обобщение;
обнаружение сигналов при высоких уров-
нях шумов;
способность хранить большие количества
информации в течение длительного времени
и вспоминать полезные сведения в нужный
момент;
способность судить о событиях при не-
полной информации;
нахождение и использование эвристиче-
ских методов решения;
способность реагировать на непредви-
денные маловероятные события;
проявление оригинальности в решении
проблем;
способность учитывать прошлый опыт
и менять способ действия;
способность выполнять тонкие операции,
особенно в непредвиденных ситуациях;
способность продолжать действия в усло-
виях перегрузки.
Показатели, по которым машина превос-
ходит человека:
предостережение (как человека, так и ма-
шины);
выполнение однообразных точных опера-
ций;
способность быстро реагировать на упра-
вляющие сигналы;
плавное и точное приложение больших
усилий;
хранение и использование больших коли-
честв информации в течение кратковре-
менных периодов;
выполнение сложных вычислений с боль-
шой скоростью и точностью;
чувствительность к стимулам, лежащим
за пределами чувствительности человека (ин-
фракрасное излучение, высокая температура
и т. д.);
одновременное выполнение разно-
образных действий;
дедуктивные процессы;
нечувствительность ко многим посторон-
ним факторам;
способность в течение длительного пе-
риода быстро и точно повторять одно-
образные операции;
действие в условиях вредных или вообще
невыносимых для человека.
3.	Характеристики человека
Зрительный анализатор. О зрительном
восприятии судят по критерию видимости,
т. е. обнаружения и опознания зрительных
сигналов на фоне помех. Задача сводится
к установлению контраста между объектом
и фоном и определению того, превышают ли
найденные значения контраста и угловых
размеров порог различения.
Восприятие интенсивности. Ощущение, ха-
рактеризующее световую энергию, излучае-
мую поверхностью, называют видимой яр-
костью. Исходным показателем восприятия
яркости является значение порога световой
чувствительности. При очень больших ярко-
стях возникает эффект ослепления, который
зависит не только от абсолютной интенсив-
ности светового потока, но и от уровня чув-
ствительности глаза, т. е. фона, к которому
адаптирован глаз.
Восприятие светового контраста. Под кон-
трастом понимают степень воспринимаемо-
го различия между двумя яркостями, разде-
ленными в пространстве или времени. Кон-
трастная чувствительность становится выше,
если угловые размеры объекта велики. На
контрастную чувствительность большое
влияние оказывают посторонние источники
яркости. Их действие аналогично наложению
снижающей контраст яркости, значение ко-
торой пропорционально освещенности, со-
здаваемой этим источником в глазу наблю-
дателя.
Восприятие пространственных характери-
стик. Острота зрения — минимальный угол,
под которым две точки видны раздельно.
Острота зрения зависит от освещенности,
контрастности и формы объекта. Для источ-
ников света видимость не зависит * от
угловых размеров, а определяется освещен-
ностью и яркостью фона. Порог различения
колеблется между 20 — 30". Острота зрения
изменяется в зависимости от места проекции
изображения на сетчатке.
Восприятие спектральных характеристик.
Для дневного света максимальная чувстви-
тельность лежит в пределах области желто-
зеленого цвета. В условиях темновой адапта-
ции она сдвигается в сторону синего. Цвето-
вая чувствительность характеризует длину
волны от 400 до 760 нм. Гамма переходов от
белого цвета к черному образует ахромати-
389
ческий ряд. Каждый член этого ряда характе-
ризуется большей или меньшей близостью
к белому цвету. Такое качество цвета назы-
вают светлотой. Светлота характеризует
и хроматический ряд: желтый светлее крас-
ного, красный светлее синего. Восприятие
цвета зависит от яркости. По мере увеличе-
ния яркости воспринимаемый оттенок цвета
сдвигается в сторону желтого или голубого.
Цвета, одинаковые по светлоте и цветовому
тону, отличаются по насыщенности, т. е. ка-
честву, отражающему долю чистого цвета
в данном оттенке. Наиболее контрастным
является сочетание желтого цвета на черном
фоне. Наибольшая цветовая чувствитель-
ность оказывается при размещении синих
объектов на белом фоне, а черных — на
желтом. Затем в порядке убывания зе-
леный — на белом, черный — на белом, зе-
леный — на красном, красный — на желтом,
красный — на белом, оранжевый — на чер-
ном, черный — на пурпурном, оранжевый —
на белом, красный — на зеленом.
Восприятие пространства. Бинокулярное
поле зрения (при наблюдении двумя глаза-
ми) охватывает в горизонтальном направле-
нии 120—160°, по вертикали 55 — 60° вверх
и 65 — 72° вниз. При восприятии цвета раз-
меры поля зрения сужаются. Зона оптималь-
ной видимости ограничена полем: вверх 25°,
вниз 35°, вправо и влево по 32°.
Восприятие пространства основано на
сложном глазодвигательном акте и поэтому
характеризуется большим скрытым перио-
дом (0,6 —1,0 с).
Слуховой анализатор. С помощью звука
человек получает до 10% информации. Зву-
ковые колебания характеризуются интенсив-
ностью, частотой и формой.
Восприятие интенсивности звука. Интен-
сивность звуковых колебаний (16 — 20000 Гц)
воспринимается как громкость звука. Мини-
мальный порог восприятия зависит от ча-
стоты и достигает минимума при 2000 Гц.
Минимальный порог слышимости опре-
деляет нижнюю границу слухового поля.
Верхней границей является порог болевого
ощущения, который меньше зависит от ча-
стоты. Воспринимаемая громкость звука за-
висит от частоты колебаний.
Восприятие частотных характеристик. Ча-
стотные характеристики звука восприни-
маются в виде ощущенйя высоты звука.
Ощущение высоты звука зависит от его
громкости. Низкие тона при увеличении
громкости кажутся более низкими, а высо-
кие — более высокими.
Форма звуковых колебаний восприни-
мается человеком как тембр звука.
390
Восприятие пространственных характери-
стик звука. В основе пространственного вос-
приятия лежат различия в уровне громкости
звука, приходящего в одно и другое ухо, или
различия в фазе. Звуки с частотой ниже 100
Гц локализуются в основном по различию
фаз или времени прихода звука в одно
и другое ухо, звуки с частотой выше 4000
Гц — по различию в интенсивности. Для зву-
ков, лежащих между 1000 — 4000 Гц, суще-
ствует смешанный механизм.
Точность локализации связана с гром-
костью. Очень слабые или очень сильные
звуки локализуются плохо.
Временные характеристики слуха. Очень
короткие звуки, продолжающиеся в течение
миллисекунд, ощущаются как менее громкие
по сравнению с длительными звуками той
же интенсивности.
Громкость очень длительных звуков в ре-
зультате процесса адаптации также несколь-
ко снижается.
Очень высока чувствительность звуково-
го анализатора к восприятию перерывов ме-
жду звуками. Слуховой анализатор разли-
чает интервалы между звуками до 0,5 мс.
Изменение длительности самого звука вос-
принимается так же хорошо.
Сравнительные оценки анализаторов че-
ловека приведены в табл. XXII. 1, XXII.2.
Тактильный и двигательный анализаторы.
Они используют чувствительность кожи
и мышц. Эти каналы менее подвержены
помехам.
Восприятие интенсивности стимула. Поро-
ги ощущения в тактильном анализаторе
(чувство прикосновения или давления) не
являются постоянными. Они зависят от ха-
рактеристики рецептора и его состояния. По-
рог ощущения для пальцев рук 300 Па, на
передней части предплечья — 800 Па, на
тыльной стороне кисти - 1200 Па. Чувстви-
тельность может меняться от очень высокой
до очень низкой. Это обусловлено явлением
«мерцания рецепторов», которые спонтанно
меняют свои пороги.
Частотные характеристики. Ощущение ви-
брации возникает при частоте 5 — 20 Гц. На-
ибольшая чувствительность к вибрации
имеется при частоте 200 — 300 Гц, где воспри-
нимается амплитуда в 0,1 мкм.
Силовые характеристики двигательного
акта. Сила сокращения мышц человека — ве-
личина непостоянная и зависит, прежде
всего, от характера выполняемой работы
и уровня координации двигательного акта.
Как правило, то или иное движение может
обеспечиваться сокращением двух-трех дви-
гательных единиц или же в него может во-
Таблица XXIL1
Выбор воспринимающего канала
Каналы восприятия	Основание для выбора	Каналы восприятия	Основание для выбора
Прием количественной информации		Слуховой	Обеспечивает высокую точность определения направления на источ- ник звука. При кодировании частоты сигнала или тона точность оказыва- ется ниже зрительного и кожного каналов
Зрительный	Обеспечивает наибольшую точ- ность восприятия кодов, шкал, ука- зателей. Анализирует одновременно несколько признаков. Наименьшую точность имеет при кодировании яркости		
			Восприятие времени
Слуховой	Конкурирует со зрительным по точности только при речевых сооб- щениях. Различает до 20 градаций сигналов по частоте и громкости	Слуховой	Обеспечивает наибольшую точ- ность в оценке длительности, темпа. Ошибка 1-4%
		Кинеста- тический	В пределах 5 —9 с. Ошибка 6—16%
Кожный	Различает до 10 градаций частоты . вибросигналов		
		Зритель- ный	Наименьшая точность. В пределах 3—10 с. Ошибка 13—18%
Прием многомерных сигналов			
		Прием сигналов об аварийных ситуациях	
Зрительный	Хорошо выражены аналитические свойства. Информация может быть закодирована одновременно с по- мощью интенсивности, цвета, фор- мы, площади, пространства. Вос- принимает большой объем инфор- мации		
		Слуховой	Обладает выраженной способно- стью к экстренной мобилизации. Воспринимается независимо от ме- стоположения источника по отно- шению к оператору. Длительные сигналы действуют отрицательно
Слуховой	Позволяет использовать интен- сивность, частоту, тембр и ритм сигналов. Число сигналов меньше, чем для зрительного. Два и более источника воспринимаются плохо	Зритель- ный	Достаточно эффективный. Источ- ник информации должен распола- гаться в поле зрения
		Кожный	Не применяется
Кожный	Обладает малыми возможностя- ми. Конкретных рекомендаций нет		
		Прием информации в режиме слежения за объектом	
Прием информации о положении объектов в пространстве			
		Зритель- ный	Используется во всех режимах.сле- жения, так как требует анализа большого объема информации, запо- минания сигналов, повторного об- ращения к сигналам
Зрительный	Дает самую полную информа- цию		
Кожный канал	Обеспечивает определение поло- жения объекта по двум коорди- натам при непосредственном со- прикосновении и дистанционное определение положения за счет искусственных кодовых признаков		
		Слуховой	Удобен при наличии помех
		Кожный	Уступает зрительному и слухово- му. Требуется длительная трениров- ка. Применение ограничено из-за влияния адаптации и сложности за- поминания сигналов
391
Таблица XXII.2
Максимальная скорость восприятия информации
человеком
Сигнал	Параметры сигнала	Ско- рость, би т/с
Простые одномерные сигналы		
Зрительный	Длина линии	3,25
	Площадь	2,7
	Направление линии	3,3
	Кривизна линии	2,2
	Цвет	3,1
	Яркость	з,з
Слуховой	Громкость	2,3
	Высота	2,5
Вкусовой	Соленость	1,3
Тактильный	Интенсивность	2,0
	Продолжительность	2,3
	Расположение на теле	2,8
Обонятельный	Интенсивность	1,53
Простые многомерные сигналы
Зрительный	Точка в квадрате Размер, яркость и цвет (все соотнесено)	4,4 4,1
Слуховой	Высота и громкость Высота, громкость, час- тота прерывания, отно- сительное время вклю- чения, продолжитель- ность, пространствен- ное расположение	3,1 7,2
Вкусовой	Соленость и сладкость	2,3
Сложные многомерные сигналы		
Зрительный, слу- ховой	Изображение, речь че- ловека	3-50
влекаться большая мышечная масса, обеспе-
чивая тем самым сотни градаций силы
сокращения. При производственных движе-
ниях большее значение имеет не абсолютная
максимальная сила, а та, которую можно
поддерживать в течение заданного времени,
т. е. оптимальные мышечные усилия.
Точностные характеристики двигательного
анализатора. Точность пространственных
перемещений зависит не только от двига-
392
тельного анализатора, но и от зрительного
контроля. Включение зрительного контроля
снижает ошибку точности на 4 — 6%. Это
влияние зрительного анализатора сказывается
и на том факте, что точность зависит от уда-
ления объекта движения от медиальной точ-
ки тела. Наиболее высока она в зоне 15 — 35
см от этой точки. Отсюда следует, что дви-
жения, осуществляемые вытянутой рукой,
менее точны, чем полусогнутой. Точность
движения возрастает с увеличением усилия
более 4 Н, но при усилиях 150—180 Н падает
из-за быстрого утомления. При темпе 1 — 5
нажимов точность не зависит от усилия
в диапазоне 1,25 — 3 Н. Изучена зависимость
точности от характера движения. Разгиба-
тельное движение точнее, чем сгибательное.
Скоростные характеристики. Диапазон
скоростей, развиваемых при движении рук
человека, очень широк: от 0,01 см/с до 8000
см/с. Наиболее часто используются скорости
5 — 800 см/с. Максимальная точность дости-
гается при скоростях 20 — 25 см/с. Скорость
зависит от направления движения. Движение
к себе совершается быстрее, чем от себя.
Вертикальные движения рукой осущест-
вляются быстрее, чем горизонтальные. Вра-
щательные движения быстрее поступа-
тельных.
Для выбора воспринимающего канала
в зависимости от вида принимаемой инфор-
мации следует воспользоваться таблицей
XXIII.
Память человека. Главное в большой за-
поминающей системе — ее способность оты-
скивать в ответ на поставленный вопрос
определенные сведения, основанные на хра-
нящейся в ней информации. В этом смысле
память человека весьма совершенна. Мозг
представляет собой невероятно сложный ор-
ган, многие части которого функционально
взаимозаменяемы [221].
Известны три различных вида памяти
человека:
«непосредственный отпечаток» сенсорной
информации;
кратковременная память;
долговременная память.
Каждая из них несет особую функцию,
хранит особую форму информации, обладает
своими пределами емкости, действует на
основе нескольких различных принципов
(табл. ХХП.З).
Структура памяти. Способы представления
понятий и событий. Предполагается, что па-
мять человека состоит из двух частей: пер-
вая из них — информационная база или банк
данных — часть запоминающей системы, где
реально хранится запасенная ею информа-
Таблица ХХП.З
Виды памяти человека
Характери- стики памяти	Виды памяти		
	Непосредст- венный от- печаток	Кратко- времен- ная	Долго- времен- ная
Длительность хранения дан- ных	0,1-0,5 с	Несколь- ко минут	Годы
Объем хране- ния информа- ции	Одна кар- тина мира, воспринима- емая орга- нами чувств (1 млн. бит)	5 —6 еди- ниц ин- форма- ции (на- пример, слов)	Неогра- ниченный
Возможность продления времени хра- нения данных	Нет	Есть	Есть
Характер хра- нимой инфор- мации	Полное ото- бражение со- бытий	Интер- претация событий	Понятия, события, связи
Поиск инфор- мации	-	-	Есть
ция. Информационная база обеспечивает
запись и хранение понятий и сведений о
событиях, а также всей сложной сети вза-
имных связей между ними. Основные типы
связей — есть, имеет, есть некоторый.
Вторая часть памяти — механизм интер-
претации данных — система, оперирующая
с данными, хранимыми в информационной
базе. От нее зависит оценка приходящих со-
общений, запоминание новых данных, от-
веты на вопросы и поиск информации, необ-
ходимый для решения задач, мышления, раз-
говора и руководства повседневной деятель-
ностью.
Огромное количество разнообразных по-
нятий, хранящихся в памяти человека, он мо-
жет обеспечивать и использовать произволь-
но. Определение понятий со временем изме-
няется, дополняется в результате получения
нового опыта. Строгой и систематической
логики в нашем опыте и языке нет.
Система памяти есть определенным обра-
зом организованная совокупность путей,
определяющая движение информации в ин-
формационной базе. Отыскание информации
в такой запоминающей системе напоминает
поиск пути в лабиринте. От каждого узла
можно двигаться разными путями. Выбор
одного из них открывает дорогу к ряду пере-
крестков, а с каждого перекрестка можно по-
пасть к различным понятиям. Можно начать
движение (поиск данных) с любой точки ин-
формационной базы и затем, выбрав нуж-
ную последовательность поворотов в лаби-
ринте, закончить путь в любой заданной
точке. Между всеми узлами информацион-
ной базы существует универсальная связь.
События фиксируются в памяти как
«узлы», в которых выделен набор основных
отношений, характеризующих основные ком-
поненты события.
Механизмы памяти. В изложенной струк-
туре памяти человека происходят познава-
тельные процессы. К ним относятся меха-
низмы ввода и вывода данных, поиск инфор-
мации в памяти, преобразование структуры
мыслей, сканирование информационной
базы, запоминание, переработка информа-
ции.
Механизмы ввода и вывода данных. Они
обеспечивают общение запоминающей си-
стемы с окружающим миром. Необходимо
принять сообщения, перекодировать их
в форму, удобную для хранения в памяти,
ответить на вопросы. Имеются две основные
проблемы: как записать новое сообщение
в информационную базу и как преобразо-
вать информацию, хранимую в информа-
ционной базе, в связную последовательность
сообщений для выдачи на выход системы
[221, с. 386].
Поиск информации. В памяти человека
поиск информации осуществляется ассоциа-
тивно. Каждое понятие, содержащееся в во-
просе, к которому надо найти ответ, прове-
ряется. Чем больше понятий, тем длиннее
время поиска. Каждый лишний уровень по-
иска добавляет примерно 0,1 с к времени
ожидания ответа. Ответ, как правило, не хра-
нится в памяти в готовом виде. Его надо вы-
следить, извлечь из места хранения, сложить
из отдельных частей.
Память редко выступает как хранилище
событий; скорее это хранилище событий, ко-
торые надо переработать для восстановле-
ния искомого образа. Для ответа на во-
просы, обращенные к памяти, в равной мере
нужны механизмы поиска информации и де-
дуктивная логика.
Преобразование структуры мыслей. Ин-
формация, хранящаяся в информационной
базе, структурирована. Понятия упорядо-
чены и обобщены. Уровень обобщения зави-
сит от опыта человека, поэтому время от
времени информация в памяти подвергается
реорганизации. Общие понятия образуются
393
на основе анализа информации, полученной
в прошлом опыте. Со временем непосред-
ственно с данным понятием в памяти
остаются связанными только признаки, спе-
цифичные для него, или особо важные,
а остальные признаки, общие некоторым по-
нятиям, стремятся переместиться вверх,
связываясь с более общими понятиями.
Исправление ошибок. Делая обобщения,
запоминающая система использует только
наличную у нее информацию, а это приводит
к ошибкам. По мере увеличения количества
данных система памяти исправляет чересчур
широкие обобщения, сделанные ранее.
Сканирование информационной базы.
Одновременно в поле зрения процесса ин-
терпретации может находиться лишь ограни-
ченное количество данных, что связано
с ограниченностью любой кратковременной
памяти. Поэтому применяется сканирова-
ние — последовательный просмотр участков
долговременной памяти.
Возможно, что в информационной базе
имеются вторичные узлы, содержащие ин-
формацию обобщенную, но без деталей,
и узлы, описывающие детально конкретные
участки событий. При рассмотрении этих уз-
лов детали соседних узлов перестают быть
видны.
Запоминание. В запоминающей системе
фиксируется не материал нашего опыта,
а смысл этого материала. Люди стараются
не столько запомнить, сколько понять. Па-
мять записывает и хранит смысл, поэтому
мы узнаем предложения тем охотнее, чем
полнее они совпадают со смыслом, храня-
щемся в нашей памяти.
Переработка информации. Человек обу-
чается в результате активного взаимодей-
ствия со средой. По мере накопления данных
о мире понимание мира запоминающей си-
стемой углубляется и совершенствуется.
В качестве побочного продукта этого изме-
нения структуры памяти непрерывно изме-
няется и наше знание. Это оказывает влия-
ние на то, каким образом приобретается
новая информация. Способность справляться
с разнообразнейшими ситуациями с по-
мощью небольшого набора стандартных ме-
ханизмов является мощным приспособи-
тельным средством запоминающей системы
человека. С возрастом гибкость в обращении
с новой информацией теряется. Человек
склонен уже не переосмысливать систему
своих убеждений.
Надежность человека. Человек как суще-
ство чрезвычайно надежен, живуч. Он выдер-
живает перегрузки, травмы, болезни. Имеет
резервные элементы, которые принимают на
394
себя нагрузки при выходе из строя основных
элементов.
Однако надежность человека как испол-
нителя работ намного ниже. Человек часто
допускает ошибки в своей работе. Ошибки
эти и их количество зависят от рода деятель-
ности человека, от характера задач, от обста-
новки, в которой выполняется работа.
Ограничение времени, температура, коле-
бания, вибрация, недостаточное освещение,
ограничение подвижности, увеличение на-
грузки, «шумы», психическое или физическое
напряжение, изоляция, страх, тревога, ску-
ка — все это снижает надежность работы
оператора.
Вероятность ошибок оператора увеличи-
вается с ростом сложности решаемых им за-
дач (табл. XXII.4).
Совместное действие ряда нагрузок мо-
жет значительно ухудшить деятельность опе-
ратора, хотя любой из них в отдельности он
в состоянии противостоять.
Задача проектировщика состоит в макси-
мальном уменьшении вероятности ошибок
оператора путем правильного распределения
задач между оператором и машиной, на-
ибольшего учета так называемого «человече-
ского фактора», создания условий для ра-
боты оператора, приспособления «машин»
к человеку.
Оценка качества деятельности человека-
оператора. Наибольшим постоянством отли-
чаются закономерности изменения показате-
лей качества на фазе врабатываемости. Бы-
строе улучшение качества в течение 5 — 15
мин, равномерное улучшение качества в те-
чение всей фазы (50 — 70 мин), резкое улучше-
ние качества в конце фазы врабатываемости.
В профессиональной деятельности воз-
можны ошибки, обусловленные ошибками
исполнения рабочих команд, особенно на фа-
зе утомления.
В настоящее время известно несколько
методов, позволяющих априорно оценить
деятельность человека-оператора:
структурный метод;
метод статистического эталона;
операционно-психологический метод;
метод с использованием теории массово-
го обслуживания;
метод, основанный на формализации дея-
тельности оператора с помощью переда-
точных функций.
В качестве примера приведем струк-
турный метод. Показателем качества берется
вероятность выполнения алгоритма Ра, кото-
рая определяется как произведение вероятно-
сти безошибочного и своевременного его
выполнения:
Таблица XXII 4
Характеристики поставленных задач и вероятность
безошибочных действий человека
Характеристики, определяющие сложность задач оператора			Вероят- ность ошибки человека
Характер поступа- ющего сигнала	Работа оператора	Характер реакций оператора	
Одиноч- ный дис- кретный сигнал	Опознание сигнала	Простая дискретная реакция	Наимень- шая
Последо- ватель- ность одиноч- ных сиг- налов	Декодирова- ние	Простая, но меняющаяся реакция	Малая
Много- значные сигналы	Декодиро- вание, вы- бор, оценка и принятие решения	Одиночная дискретная реакция	Средняя
		Последова- тельные не- зависимые	Выше средней
Сигналы, изменяю- щиеся слу- чайным образом	Экстраполя- ция, истол- I кование и принятие ре- шения	Связные ре- акции	Большая
Сложные сигналы	Декодирова- ние, согласо- вание с дей- ствиями дру- гого опера- тора	Комплекс- ная реакция	Наи- большая
Ра. ~ Р§Рс-
Антропометрические данные. Для правиль-
ного размещения аппаратуры на пультах,
щитах и мнемосхемах необходимо учиты-
вать размеры тела человека. Антропометри-
ческие данные приведены по результатам ис-
следования населения Москвы в 1966 г.,
проведенного С. И. Успенским и С. В. Ерма-
ковой. Возраст исследуемых 20 — 59 лет.
Каждый антропологический признак
является случайной величиной и распределен
по нормальному закону. По среднему значе-
нию признака М и среднему квадратическо-
19 29
Рис. ХХП.1. Размеры мужского тела
му отклонению о можно определить
П — процент людей, у которых значение ан-
тропологического признака укладывается
в заданный интервал И:
И П	М ± Зег 99,7		М± 2с 95		М ± 1,65с 90	
И П	М ± 1,15с 75	М± 1,0с 68		М ± 0,67с 50		М ± 0,32с 25
19 29
Рис. XXI 1.2. Размеры женского тела
395
Таблица XXII.5
Размеры тела
№ по пор	Измеряемый параметр	Размеры, мм							
		Средний М		Среднее квад- ратическое отклонение		Наименьший (включая 5 % снизу)		Наибольший (включая 5 % сверху)	
		у муж- чин	у жен- щин	у муж- чин	у жен- щин	у муж- чин	у жен- щин	у муж- чин	у жен- щин
1	Рост	1680	1567	58	57	1585	1470	1775	1660
2	Зона вертикальной досягае- мости	2140	1981	84	76	2000	1860	2280	2110
3	Длина руки, вытянутой в сторону	723	661	33	30	670	510	777	711
4	Зона боковой досягаемости (от плечевой точки)	622	568	30	26	572	525	672	610
5	Длина ноги	900	835	43	41	830	765	971	900
6	Ширина колен	230	226	18	18	200	200	260	265
7	Ширина плеч	380	349	18	16	350	323	410	375
8	Длина плеча	327	302	17	16	300	276	355	330
9	Ширина расстановки ног	830	726	72	72	710	600	950	846
10	Высота глаз	1560	1458	58	55	1465	1348	1655	1548
И	Высота плечевой точки	1370	1281	55	52	1280	1200	1460	1365
12	Высота пальцевой точки	620	584	33	36	565	524	675	644
13	Длина руки	754	697	35	31	696	646	812	748
14	Высота верхнегрудинной точки	1360	1271	52	50	1275	1190	1445	1350
15	Высота сосковой части	1210	—	51	—	1125	—	1305	—
16	Высота линии талии	1035	976	47	43	955	906	1110	1046
17	Длина руки, вытянутой вперед	743	686	33	31	688	635	800	737
18	Наибольший сагиттальный диаметр	300	300	—	—	—	—	—	—
19	Рост сидя П	1310	1211	43	45	1240	1136	1400	1286
20	Высота глаз (сидя)	1180	1100	43	42	1110	1030	1250	1170
21	Локтевая ширина	448	452	32	44	395	380	500	525
22	Наибольший диаметр бедер	344	388	21	31	310	337	380	439
23	Высота сиденья	422	370	22	22	386	334	458	406
24	Рост сидя	887	841	31	30	836	790	938	890
25	Высота глаз над сиденьем	770	725	30	28	720	680	820	770
26	Высота плеча над полом	1010	930	42	41	940	863	1080	1010
27	Высота локтя над полом	654	605	33	35	600	550	710	663
28	Высота лопаток над си- деньем	435	426	27	23	390	384	478	464
29	Высота плеча над сиденьем	586	560	27	27	543	515	629	605
30	Высота локтя над сиденьем	232	235	25	25	190	195	273	276
31	Высота колена	506	467	24	24	466	427	546	507
32	Длина предплечья и кисти	465	427	20	18	432	395	500	457
33	Длина бедра редуцирован- ная	490	472	22	22	455	436	525	508
34	Длина бедра	590	568	27	28	545	522	635	614
35	Длина ноги	1040	983	48	47	960	905	1120	1060
36	Диаметр бедра	135	143	12	13	115	122	155	164
37	Поясничный диаметр	230	255	28	40	184	188	276	332
По этим данным определяется процент
людей, размерам которых будет удовлетво-
рять проект рабочего места оператора или
диспетчера.
Размеры мужского и женского тела при-
ведены на рис. XXII. 1, XXII.2 и в табл.
XXII.5.
4.	Человек-опера тор как звено
системы человек — машина
Прием информации. Органы чувств чело-
века обеспечивают высоконадежный прием
информации. Постоянная времени 25 — 150
м/с. Диапазон чувствительности 16 — 20000
396
Гц в звуковой области, 4000 — 7000 А в обла-
сти электромагнитного спектра. Способность
воспринимать последовательность сигна-
лов — до 10 сигналов в секунду. Пропускная
способность человека легко исчерпывается.
Прием-передача информации. Человек мо-
жет работать в режиме приема-передачи,
т. е. воспринимать сигналы от другого чело-
века или оборудования и передавать их дру-
гим людям или машинам. Все выходы чело-
века представляют собой сравнительно мед-
ленные и маломощные моторные реакции.
Максимальная скорость информации до 40
бит в секунду. Средняя скорость выполнения
простых операций 2 бита в секунду.
Обработка информации. Сравнение чело-
века с ЭВМ имеет достаточно оснований.
Человек может принимать решения при не-
достатке данных, решения, основанные на
прошлом опыте, на характере зрительных
или слуховых сигналов. Может решать про-
блемы методом логической индукции, чего
пока не могут ЭВМ. Скорость обработки ин-
формации (пропускная способность головно-
го мозга) 3 — 50 бит в секунду. В условиях на-
пряжения, дефицита времени человек теряет
в определенной мере способность к расче-
там. Ни одна вычислительная машина не
может сравниться с человеком в выполнении
качественных нечисловых расчетов, в восста-
новлении в памяти обобщенных образов
прошлого опыта для решения возникших
проблем. Человек может воспринимать по-
токи информации, значительно превышаю-
щие его возможности по ее переработке,
и отбирать из нее главную, основную дня се-
бя в данный момент информацию и обра-
батывать именно ее.
Управление. Передаточная функция чело-
века в системе управления зависит от харак-
тера стоящей перед ним задачи. Человек
в состоянии решать поразительной сложно-
сти управленческие операции. Например, при
управлении вертолетом — для удержания
этой машины в неподвижном состоянии
ЭВМ должна была бы решать совместно си-
стему из девяти дифференциальных уравне-
ний.
Моторный выход человека имеет перио-
дичность 0,5—1 Гц и полосу пропускания
около 10 Гц.
Для управления в системе человек —
машина используются: команда, отданная
голосом, нажим кнопок, поворот рукояток,
рычагов, нажим педалей, указание пальцем,
рукой, письменное изложение.
Чувствительность. Чувствительность че-
ловека (зрение и слух) близка к теоретиче-
ским возможностям физической системы.
Минимальная мощность звука, вызывающая
реакцию человека, составляет 1-10“17 Вт.
Это лишь немного превышает энергию, ос-
вобождающуюся от столкновения молекул
воздуха при их хаотическом броуновском
движении. Самый громкий звук, который че-
ловек может воспринимать без вреда для се-
бя, несет энергию в 1О10 раз большую.
Глаз реагирует на такие малые количе-
ства энергии, как 4 — 5 квантов, а наиболь-
шая воспринимаемая интенсивность света
больше в 108 раз.
Информационный поиск. В зависимости от
задачи оператор может выполнять следую-
щие действия:
пересчет сигналов в информационном по-
ле;
поиск и выделение информации по задан-
ному эталону;
обнаружение изменений в информацион-
ном поле;
установление объектов в очередь для об-
служивания.
Процесс информационного поиска можно
представить в виде многократного просмо-
тра поля изображения полупрозрачной ма-
ской с прорезанным в ней окном, последова-
тельного перебора всех элементов. При
устойчивой тактике поиска время поиска
т является функцией общего объема отобра-
жения N, числа критических элементов Л/,
длительности фиксации Тф и объема опера-
тивного поля зрения п:
z=f(N, М, Тф, и).
Для п > 1
N
— + 1
Особым видом информационного поиска
является поочередный выбор среди всего
множества объектов сначала объектов, отно-
сящихся к первому классу, потом ко второму
и т. д. Решение такой задачи требует по-
вторных сканирований информационного по-
ля. При этом возможно сокращение объема
сканирования на каждом последующем шаге
вследствие запоминания местоположения ча-
сти сигналов.
Информационная подготовка. Этот вид
деятельности человека включает:
поиск проблемной ситуации;
построение оперативной образно-концеп-
туальной модели (ОКМ);
выбор оценочных критериев и мер, ко-
торые определяют характер и направление
преобразования исходной информации;
397
Рис. XX11.3. Структура системы человек — машина
преобразование ОКМ, направленное на
приведение ее к виду, пригодному для при-
нятия решения.
Большой удельный вес в этом процес-
се занимают зрительно-пространственные
трансформации и манипуляции элементами
исходной ситуации в целом, изменение
формы объекта, группировки, извлечение
и придание смысла, перекодирование. Такое
оперирование исходными данными осущест-
вляется либо в виде целенаправленных дей-
ствий, либо в виде неосознаваемых автома-
тизированных операций. Его результатом
может быть порождение новых образцов, не-
сущих определенную смысловую нагрузку
и делающих значение видимым.
Структура системы человек — машина
приведена на рис. ХХП.З.
Передаточная функция человека. В самом
человеке и его действиях содержатся ли-
нейные и нестационарные элементы, поэтому
построение модели поведения человека-опе-
ратора вызывает большие трудности.
Выход
C(s)
Рис. XX 11.4. Схема регулирования в системе че-
ловек-машина: R — вход системы; Е — воздейст-
вие на человека или параметр ошибки; Сч -
воздействие человека на систему; С — выход си-
стемы
Делались попытки представить человека-
оператора в качестве звена в системе регули-
рования (рис. XXII.4). Это непрерывные ли-
нейные модели, описываемые линейными
дифференциальными уравнениями, коэффи-
циенты которых зависят от ширины полосы
входного сигнала и динамики используемого
управляемого элемента.
Если «прибор» на рис. XXI 1.4 — раз-
ностный элемент, то перед оператором стоит
задача свести сигнал рассогласования к ну-
лю. Это регулирование осуществляется ме-
тодом компенсации.
Передаточная функция управляемого эле-
мента
т
/ v X aiS'
С&
V А
J = o
где и bj могут принимать самые раз-
личные значения в зависимости от динамиче-
ских свойств управляемого элемента.
Передаточная функция человека-операто-
ра имеет следующий вид:
C4(s) = /ce-fW+l) = g
E(s) (7^ + V)(TNs + 1)
где e-,s— время реакции оператора (практи-
чески постоянно); Т[ — постоянная времени,
верхний предел 10 с; TL— постоянная време-
ни, верхний предел 1 с; TN— постоянная
времени, нижний предел 0,1 с; Т— время ре-
398
акции, для большинства задач равно 0,2 с (от
0,1 до 0,4); (TLs + 1) и (Т/$+ 1) — звенья, от-
ражающие процессы приспособляемости
оператора, согласующего свои действия
с реальными условиями и характеристи-
ками управляемого объекта; (T^y+l) —
инерционное звено первого порядка, отра-
жающее нервно-мускульную систему опе-
ратора.
В уравнении использованы обозначения,
соответствующие преобразованию Лапласа.
5.	Методы изучения деятельности
человека в АСУ
Инженерная психология использует пси-
хологические, физиологические и математи-
ческие методы [242].
Главной целью психологического изуче-
ния деятельности операторов автоматизиро-
ванных систем управления является выявле-
ние и анализ психологических факторов,
которые обеспечивают оптимизацию функ-
ций оператора.
Для достижения этой цели решаются сле-
дующие задачи:
анализ психологической структуры дея-
тельности и взаимосвязи ее элементов;
исследование закономерностей регуляции
деятельности;
анализ способов внутреннего контроля за
ходом выполнения деятельности;
изучение процесса формирования дея-
тельности;
анализ влияния на качество работы внеш-
них и внутренних факторов.
Эти задачи решаются методом наблюде-
ния и эксперимента. Цель наблюдения
заключается в создании условий для выдви-
жения гипотез о характере выявляемых
в наблюдении зависимостей между деятель-
ностью оператора и различными внутрен-
ними и внешними условиями.
Целью эксперимента является проверка
существования какой-либо связи между фак-
торами. При этом проверяется сам факт су-
ществования связи, определяются ее каче-
ственные или количественные характеристи-
ки, оценивается вероятность воспроизведе-
ния установленных зависимостей.
Существуют психологические методы, ко-
торые используются для целей испытания,
для выяснения того, насколько качества от-
дельного человека или группы людей, подо-
бранных по определенному критерию, со-
ответствуют психологическим нормам, уста-
новленным ранее для определенных требова-
ний. Эти методы получили название тестиро-
вания.
Тестом является стандартизированное
и ограниченное во времени психофизиологи-
ческое испытание, с помощью которого уста-
навливаются определенные качества лично-
сти в сравниваемых параметрах. Тесты ис-
пользуют для выявления наличия опреде-
ленных навыков, способностей, умений для
определения степени пригодности личности
к выполнению определенной работы.
Физиологические методы служат для изу-
чения физиологического состояния человека
в ходе трудовой деятельности, определения
реакции систем организации на выполнение
данной работы.
Психологические и физиологические ме-
тоды исследований в основном применяют
в условиях внедрения и функционирования
АСУ.
В период проектирования разработчиков
АСУ интересуют количественные характери-
стики деятельности операторов, которые
можно получить с помощью математических
методов.
Моделирование деятельности оператора
заключается в исследовании этой деятельно-
сти на моделях и переносе полученных ре-
зультатов на реальную деятельность (гл.
XII).
При физическом моделировании иссле-
дуется деятельность оператора в лабора-
торных условиях с помощью специального
оборудования (тренажеров, стендов, макетов
и т. п.), которое имитирует АСУ. Математи-
ческое моделирование — это исследование
деятельности оператора с помощью матема-
тических моделей, под которыми понимается
некоторый математический объект (формула,
уравнение, неравенство и т. д.), сопоставимое
с реальным процессом (деятельностью опе-
ратора).
Наибольшее применение в инженерной
психологии находят методы теории инфор-
мации и теории массового обслуживания.
Применение теории информации основано
на отождествлении человека-оператора, пере-
дающего информацию со средств отображе-
ния на органы управления, с каналом связи.
6.	Инженерно-психологическое
проектирование
Проектирование операторских и диспет-
черских пунктов требует комплексного под-
хода, комплексного рассмотрения всех фак-
торов, влияющих на человека в процессе его
деятельности, всех элементов и характери-
стик систем.
По важности сигналы, возникающие
в АСУ ТП, можно разбить на следующие
399
группы: 1) аварийные; 2) важные технологи-
ческие отклонения; 3) прочие технологиче-
ские отклонения; 4) понижение технико-эко-
номических показателей. Подача информа-
ции оператору должна учитывать важность
сигналов. Это может быть обеспечено раз-
личными способами:
временной задержкой второстепенных
сигналов в буферном накопителе при нали-
чии более важных сигналов;
территориальным разделением сигналов
по важности;
подавлением второстепенных сигналов
более интенсивными важными сигналами
и т. д.
Общие принципы компоновки устройств
отображения информации следующие:
принцип функциональной организации —
группировка устройств по функциям упра-
вления, по технологическим операциям или
технологическому оборудованию;
принцип значимости — группировка и
расположение элементов по их важности
для управления процессом;
принцип расположения — размещение
приборов в зависимости от их конструк-
тивных особенностей и специфики управле-
ния (шкалы, необходимая скорость и точ-
ность отсчета и т. п.);
принцип частоты использования — наибо-
лее часто используемая аппаратура должна
размещаться ближе всего и в зонах, наибо-
лее удобных для восприятия оператором;
принцип последовательности и логики
действий — размещение аппаратуры в со-
ответствии с порядком протекания автома-
тизируемого процесса или с последователь-
ностью действий оператора в процессе упра-
вления.
Частные принципы компоновки мнемо-
схем такие:
лаконичность — ограничение элементов
на мнемосхеме только самыми необходимы-
ми и достаточными для информирования
оператора о состоянии объекта управления
и выбора им оптимального способа воздей-
ствия на процесс;
обобщение и унификация — исключение
на схеме всех несущественных особенностей
объекта и унификация мнемосхем одного
класса и их элементов;
автономность — разделение на мнемосхе-
ме самостоятельно (автономно) управляемых
узлов и агрегатов;
акцентирование — выделение формой,
цветом, размерами наиболее существенных
элементов контроля и управления;
структурность — использование четких,
легкозапоминаемых и различимых друг от
400
друга элементов, обозначающих оборудова-
ние и операции процесса;
пространственное соответствие — распо-
ложение элементов отображения информа-
ции в соответствии с реальным размещением
отображаемых элементов процесса; анало-
гичное или согласованное расположение эле-
ментов на мнемосхемах и пультах;
использование привычных ассоциаций —
создание знаков, символов, звуковых сигна-
лов, ассоциирующихся с отображаемыми
предметами й явлениями (по форме, цвету,
звуку и т. п.).
Принципы обеспечения готовности (бди-
тельности) оператора. Проектировщик дол-
жен обеспечить оператору или диспетчеру
такое окружение, которое будет создавать
минимальную вероятность снижения уровня
готовности оператора. Для этого рекомен-
дуется придерживаться следующих принци-
пов [567, с. 6 — 52]:
оператор йе должен работать в изоляции
от других людей;
окружающая среда должна быть опти-
мальной в части шума, температуры, влаж-
ности, освещения, вибраций и т. д.;
зона появления сигналов должна быть
ограничена;
сигналы должны иметь большую ампли-
туду по размерам, интенсивности, продолжи-
тельности;
в период долгого отсутствия сигналов
предусматриваются искусственные сигналы;
там, где это возможно, используются
предваряющие сигналы;
предусматриваются средства, подтвер-
ждающие обнаружение сигнала оператором,
обеспечивающие ему уверенность в правиль-
ном обнаружении сигнала или его отсут-
ствии;
если возможно, сигналы должны действо-
вать до тех пор, пока их не обнаружит
оператор;
затемнение в помещении, где требуется
от оператора высокая бдительность, не со-
здается.
Не допускается постоянное действие мо-
нотонных раздражителей, убаюкивающих
оператора;
не допускается длительность непрерыв-
ной операции, требующей от оператора вы-
сокой бдительности, более 30 мин; необходи-
мо предусматривать малый перерыв.
Принцип стандартизации. Стандартизация
повышает производительность труда, облег-
чает работу, упрощает деятельность за счет
так называемых «привычных стереотипов».
Возможности здесь достаточно широкие.
Устройства, применение устройств, управле-
Рас. XX11.5. Структура инженерно-психологического
проектирования
ние аппаратурой, конструкция инструмента,
использование инструмента, процессы, тех-
нология управления и многое другое - все
поддается унификации, везде могут быть ис-
пользованы стереотипные решения.
Примеры стереотипных реакций людей
в области цвета;
определенные цвета связаны с правилами
уличного движения;
холод ассоциируется с голубым или сине-
зеленым цветом, тепло — с желтым или
красным;
светлые оттенки ассоциируются с небом
или с движением «вверх»; темные оттенки,
а также зеленые и коричневые цвета ассоции-
руются с землей или с движением «вниз».
Примеры стереотипных реакций в обла-
сти поворота регулирующих органов:
поворот крана по часовой стрелке умень-
шает поток регулируемой жидкости, закры-
вает кран; влево, против часовой стрелки —
увеличивает поток;
поворот ручки электрического прибора
по часовой стрелке увеличивает сигнал, вле-
во, против часовой стрелки — уменьшает
и выключает;
поворот руля автомашины и других
транспортных средств по часовой стрелке —
направо — приводит к движению машины
направо, и наоборот.
Если нарушаются привычные стереотипы,
последствия могут быть самыми неожи-
данными. Так, расположение клавишей в пи-
401
Рис. XXII.6. Общая последовательность
разработки мнемосхем и пультов как устройств
отображения информации
шущих машинках унифицировано. К нему
все привыкли, и поэтому новые клавишные
системы, даже более эффективные, внедрить
не удается.
Структура инженерно-психологического
проектирования приведена на рис. XXII.5.
Правила расположения приборов и органов
управления на панелях. Стрелочные приборы
располагают так, чтобы начальное положе-
ние стрелок совпадало с направлением ряда:
для горизонтального ряда — начальное поло-
жение стрелок влево, для вертикального —
вверх.
Для приборов с линейными шкалами раз-
мещение должно быть аналогичным.
Приборы внутри группы располагают
в порядке считывания их показаний, техно-
логической последовательности или с учетом
других связей.
Органы управления размещают, по воз-
можности, ближе к индикатору, на который
они влияют. При конструировании органы
управления распределяются между правой
и левой рукой и соответственно распола-
гаются внизу слева и внизу справа;
кроме того, учитывается частота исполь-
зования органов, технологическая последова-
тельность их использования или отношение
к одному агрегату, а также взаимосвязь ре-
гулируемых параметров.
Последовательность разработки показана
на рис. XXII.6.
Органы управления можно выбирать на
основании рекомендаций, приведенных
в табл. XXII.6.
Таблица XXII 6
Выбор органов управления для рабочей операции
Функция	Применение	Вид органа управления	Требования к конструкции	9pi ономические соображения
Выбор меж- ду двумя аль- тернативами	Пуск и остановка оборудования После- довательное включение и выключение. Подача срочного ст нала	Тумблер Пере- ключатель с руко- яткой. Нажимная кнопка Ножной вы- ключатель. Пуш- пульная схема. Триггер. Скользя- щие круговые пере- ключатели и др	Щелчок при пере- ключении Зритель- но хорошо различи- мые положения ор- гана управления	Естественное на- правление движения Рациональный рас- чет усилий. Правиль- ное расположение Форма, удобная для захвата
402
Продолжение т а б л и ц ы XXII.6
Функция	Применение	Вид органа управления	Требования к конструкции	Эргономические соображения
Выбор меж- ду тремя (или больше) ва- риантами	Задание режимов ра- боты оборудования. Вы- бор каналов связи. Вы- бор диапазонов	Переключатель с указателем фикси- рованных положе- ний. Тумблер, пере- ключатель с руко- яткой	Фиксация поло- жения	Естественное на- правление движения. Рациональный рас- чет усилий. Правиль- ное расположение. Форма, удобная для захвата
Точное ре- гулирование	Непрерывное регули- рование	параметра. Тонкая подстройка или калибровка	Круглая ручка	Плавность выпол- нения операции. Небольшое трение	То же, плюс сов- местимость движе- ния органа управле- ния с движением ука- зателя прибора
Грубое ре- гулирование	Непрерывное регули- рование	(например, дросселя или акселера- тора). Изменение харак- теристик канала подачи воды	Круглая ручка. Рычаг управления. Педаль. Штурвал	Плавность вы- полнения операции. Умеренное трение	
Быстрая ус- тановка зна- чения пара- метра	Установка электрон- Hoi о указателя курса	Коленчатая руко- ятка Тумблер или переключатель с ру- кояткой (приводя- щий в действие электрический при- вод)	Плавность вы- полнения операции. Трение от неболь- шого до умеренного в зависимости от размера opi ана уп- равления (в случае применения колен- чатой рукоятки)	То же, плюс оп- тимальная скорость движения указателя прибора
Приложе- ние большого усилия	Торможение. Рулевое управление	Рычаг управле- ния. Штурвал. Пе- даль Рулевой рычаг	Оптимальные размеры	
Многосту- пенчатая (не- прерывная) установка	Положение и ориен- тация транспортного средства. Снятие пока- заний электронного прибора	Рычаг управле- ния.	Сочетание штурвала с рычагом управления Панто- граф. Рукоятка пнев- моклапана	Плавность выпол- нения операции. Трение от неболь- шого до умеренно- го. Оптимальные размеры.	Опти- мальное смещение органа управления	То же, плюс со- вместимость движе- ния органа управле- ния с движением указателя прибора, самоцентровка и от- сутствие перекрест- ного влияния различ- ных движений
СОЗДАНИЕ АСУ ТП
Глава XXIII. Организация работ по созданию
АСУ ТП
1.	Планирование создания АСУ ТП 404
2.	Система создания АСУ ТП 406
3.	Права и обязанности заказчика и- разработ-
чика 411
4.	Исходные данные для проектирования и сетевые
графики выполнения проектов 411
5.	Смета на проектирование 413
Глава XXIV. Подготовительные работы
1.	Подготовка к проектированию АСУ ТП 414
2.	Обследование объекта 415
3.	Сбор исходных данных 417
4.	Обоснование разработки АСУ ТП 420
5.	Техническое задание на проектирование АСУ
ТП 422
Глава XXV. Исследовательские и опытно-конструк-
торские работы
1.	Научное исследование и его виды 424
2.	Методы исследований 429
3.	Научно-исследовательские работы при создании
АСУ ТП 431
4.	Проектная организация и научно-исследователь-
ские работы 434
5.	Опытно-конструкторские работы (ОКР) 435
6.	Порядок оформления технических заданий на
опытно-конструкторские работы 436
7.	Порядок оформления заявок на разработку
новых технических средств для АСУ ТП 437
Глава XXVI. Организация проектирования АСУ ТП
1.	Основные принципы организации проектирова-
ния АСУ ТП 438
2.	Правовые основы проектирования 440
3.	Порядок проектирования АСУ ТП и организа-
ция работ 441
4.	Состав технического проекта АСУ ТП 442
5.	Состав рабочего проекта АСУ ТП 446
6.	Состав технорабочего проекта АСУ ТП 448
7.	Согласование и утверждение проектной доку-
ментации АСУ ТП 449
Глава XXVII. Внедрение и эксплуатация АСУ ТП
1.	Этапы внедрения АСУ ТП 449
2.	Правила монтажа и эксплуатации элементов
АСУ ТП 451
3.	Организация работ по внедрению АСУ ТП 455
4.	Руководство внедрением и авторский над-
зор 456
5.	Подготовительные работы по переходу на АСУ
ТП 458
6.	Обучение персонала 458
7.	Эксплуатация АСУ ТП 459
От правильной организации работ по
созданию АСУ ТП в значительной мере за-
висят затраты ресурсов и эффективность бу-
дущей системы (см. гл. XXIII). Проектиров-
щику в процессе создания АСУ приходится
работать со смежными организациями, вы-
полняющими научно-исследовательские и
опытно-конструкторские работы. Исполь-
зование материалов гл. XXV позволит облег-
чить ему эти контакты и придаст им пра-
вильное направление.
Экономической организации самого про-
цесса проектирования посвящена гл. XXVI.
Однако процессом проектирования деятель-
ность проектировщика не ограничивается.
Подготовительная работа к проектированию
рассмотрена в гл. XXIV, а вопросам внедре-
ния и эксплуатации АСУ ТП, в которых про-
ектировщики обязаны принимать участие
(так как на этих стадиях создания АСУ ТП
они получают наиболее ценную для себя ин-
формацию о своей работе), посвящена
гл. XXVII.
Глава XXIII
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ
ПО СОЗДАНИЮ АСУ ТП
1.	Планирование создания АСУ ТП
Работу над АСУ ТП необходимо обеспе-
чить материальными и людскими ресурсами,
финансированием и возможностями поощре-
ния, стимулирования персонала. Для этого
следует решить задачи планирования созда-
ния АСУ ТП.
В зависимости от важности задачи совер-
шенствования или создания нового техноло-
404
гического процесса и его автоматизации раз-
личают:
темы, планируемые предприятием, орга-
низацией или производственным объедине-
нием;
темы, планируемые главным управлением
или промышленным объединением, вклю-
чаемые в планы новой техники подотраслей;
темы, включаемые в отраслевые планы
республиканских и союзных министерств
и ведомств;
проблемы общенародного значения,
включаемые в государственный план по ре-
шению основных научно-технических про-
блем в пятилетке и годовые народнохозяй-
ственные планы.
При планировании создания АСУ ТП не-
обходимо учитывать:
новые важнейшие виды технологических
процессов, технологического оборудования
и средств механизации и автоматизации,
впервые используемые в СССР, обеспечи-
вающие повышение производительности
и улучшение условий труда, улучшение каче-
ства продукции, снижение расхода и ком-
плексное использование сырья, материалов,
топлива и энергии;
впервые применяемые наиболее важные
экономические материалы;
задания по освоению важнейших техно-
логических процессов, на которые плани-
руется продажа лицензий за границу;
задания по освоению технологических
процессов и оборудования по закупаемым
иностранным лицензиям и образцам [963,
с. 16].
По каждому мероприятию, включаемому
в народнохозяйственные планы, указываются
основные технико-экономические показатели,
характеризующие его эффективность и на-
роднохозяйственное значение (см. гл. V). Эти
основные показатели приводятся в проекте
плана и более подробно — в прилагаемой
к проекту плана карте технического уровня,
где указываются также показатели экономи-
ческой эффективности мероприятия (см.
гл. V), затраты на его осуществление (см.
приложение 8) и приводится сравнение с луч-
шими отечественными и зарубежными ана-
логами. При необходимости указываются
номера используемых изобретений или за-
явок на изобретение.
Применение прогрессивных автоматизи-
рованных технологических процессов, имею-
щих особо важное значение для народного
хозяйства, осуществляется с помощью спе-
циальных целевых программ, включающих
все мероприятия, необходимые для достиже-
ния поставленной цели, с учетом их взаимо-
связи и потребных ресурсов: опытно-кон-
структорских и технологических работ (см.
гл. XXV), заданий по объему выпуска новой
продукции или применению технологических
процессов, строительству новых или рекон-
струкции действующих производств с указа-
нием объема капитальных вложений, обеспе-
чению материальными, трудовыми и финан-
совыми ресурсами, импорту лицензий
и оборудования, проведение в необходимых
случаях научно-исследовательских работ (см.
гл. XXV) и т. д.
По каждой программе указывается ее на-
роднохозяйственное значение, технико-эконо-
мические показатели новых видов продукции
и автоматизированных технологических про-
цессов, снижение себестоимости продукции,
трудовых, материальных затрат и удельных
капиталовложений на единицу продукции.
По каждой программе определяется мини-
стерство (ведомство), ответственное за раз-
работку проекта программы и ее выполне-
ние.
Перечень целевых программ определяет-
ся Государственным Комитетом СССР по
науке и технике на стадии подготовки
основных направлений развития народного
хозяйства перед формированием пятилетних
планов на основе долгосрочных научно-тех-
нических программ, материалов министерств
и ведомств СССР, Советов Министров
союзных республик и научно-технических
обществ.
Создание первых АСУ ТП в отрасли,
подотрасли или принципиально новых АСУ
ТП со значительной экономической эффек-
тивностью или другими важными показате-
лями может осуществляться в порядке ре-
ализации целевых программ. Реализация
широкого тиражирования прогрессивной
унифицированной АСУ ТП или прогрессив-
ного оборудования для АСУ ТП также мо-
жет осуществляться с помощью целевой
программы.
В разделе народнохозяйственного плана
«Внедрение вычислительной техники в на-
родное хозяйство» предусматривается рас-
ширение работ по созданию автоматизиро-
ванных систем управления технологическими
процессами производства [963, с. 19]. В пя-
тилетних и годовых планах предусматри-
ваются важнейшие мероприятия по созда-
нию АСУ технологическими процессами,
производствами, отдельными агрегатами
и оборудованием.
АСУ ТП, включаемые в народнохозяй-
ственный план, должны быть обеспечены
технической документацией, разработанной
и утвержденной министерствами и ведом-
405
ствами в соответствии с действующими по-
ложениями. Причем, если работы по созда-
нию АСУ ТП выполняются силами другого
министерства или ведомства, то задания по
выполнению мероприятий устанавливаются
в плане как министерству или ведомству-за-
казчику, так и подрядному министерству или
ведомству.
АСУ ТП включаются в народнохозяй-
ственный план при условии ввода в действие
систем в планируемом периоде в полном
объеме согласно утвержденному проекту.
В годовых планах союзных республик,
министерств и ведомств создание АСУ ТП
отражается как по укрупненным показате-
лям, включаемым в народнохозяйственный
план (общее число систем), так и в конкрет-
ном перечне вводимых в действие АСУ ТП
с указанием предприятий, на которых они
вводятся.
В планах материально-технического снаб-
жения, балансах и планах распределения
продукции, утвержденных Госпланом СССР,
Госснабом СССР, предусматривается обес-
печение создаваемых АСУ ТП техническими
средствами и материальными ресурсами, не-
обходимыми для ввода в действие систем.
Для этого организации, внедряющие у себя
АСУ ТП, должны подать соответствующие
заявки.
При разработке планов финансирования
работ по созданию АСУ ТП следует учиты-
вать, что финансирование разработки может
осуществляться из двух источников или из
одного.
Разработка проектно-технической доку-
ментации на создание технической базы
АСУ ТП — строительство зданий, установку
и монтаж оборудования (ЭВМ, внешних
устройств к ним, дополнительных, вспомога-
тельных и других технических средств орга-
техники и связи) может выполняться за счет
капиталовложений по отрасли.
Разработка технической и инструктивно-
методической документации, связанной
с созданием экономико-математических ме-
тодов, алгоритмов, программ решения задач,
инструкций, классификаторов документации,
информационной базы и т. д., должна вы-
полняться за счет затрат на НИР, эксплуата-
ционных, текущих и других затрат предприя-
тий и организаций, осуществляющих созда-
ние или развитие АСУ ТП [963, с. 21].
Проектную документацию по АСУ ТП
разрешено разрабатывать за счет капитало-
вложений.
Осуществление разработки АСУ ТП за
счет различных источников финансирования
может привести к некомплектной разработке
проектной документации, к снижению каче-
ства проектов и экономической эффективно-
сти АСУ. Договоры на разработку проектов
при этом заключаются по каждому источни-
ку финансирования отдельно в различные
сроки, исполнители проектов разные, ответ-
ственность за стоимость разработки, ком-
плектность документации, взаимоувязку про-
ектов, качество разрабатываемой АСУ ТП
теряется.
Необходимо финансировать разработку
всей системы из одного источника за счет
капиталовложений по одному генеральному
договору (на каждой стадии проектирования
может заключаться отдельный договор). Это
не исключает выполнение научно-исследова-
тельских работ по математическому описа-
нию объекта управления за счет средств, вы-
деляемых на НИР.
При включении АСУ ТП в план Мини-
стерства, ведомства или народнохозяй-
ственный план рассчитывается экономиче-
ская эффективность, ожидаемая от ее созда-
ния (см. гл. V).
2.	Система создания АСУ ТП
Процесс создания АСУ ТП требует срав-
нительно крупных затрат, длительных сро-
ков, значительных усилий специалистов раз-
личного профиля, участия многих организа-
ций, предприятий, даже отраслей народного
хозяйства. В основном АСУ ТП — это боль-
шие сложные системы.
Задача создания большой системы тре-
бует для своего экономического решения
определенной созидающей системы, которая,
в свою очередь, также является системой
большого масштаба.
В любом случае в создании АСУ ТП уча-
ствуют многие организации: генеральный
проектировщик предприятия, проектировщик
АСУ ТП, разработчик или изготовитель тех-
нических средств, органы снабжения, мон-
тажная организация, автоматизируемое
предприятие и т. д.
Все эти организации в процессе создания
АСУ ТП образуют систему создания (рис.
XXIII. 1). Поскольку каждая из этих органи-
заций является системой большого масшта-
ба, то и их сочетание является большой
системой.
. Организационная часть системы создания
АСУ ТП включает существующие законопо-
ложения о порядке функционирования орга-
низаций и выполнения ими всех видов работ,
специальные вопросы деятельности органи-
заций, создающих АСУ ТП, и вопросы взаи-
мосвязей организаций.
406
Рис. XXIII.I Система создания АСУ: ----- до-
говорные связи;---------финансовые связи;
: методические связи
Специальные вопросы деятельности орга-
низаций должны как можно полнее учиты-
вать специфику создания АСУ ТП и сводить
к минимуму все виды потерь.
Основные этапы деятельности системы,
создающей АСУ ТП, включают:
научно-исследовательские работы (см.
гл. XXV);
проектирование (см. гл. XXVI);
экспертизу и утверждение проекта (см.
п. 7 гл. XXVI);
разработку нестандартного оборудования
(см. гл. XXV, приложение 6.2);
комплектацию оборудования, материа-
лов, покупных изделий;
монтаж (см. п. 2 гл. XXVII);
наладку;
внедрение (см. гл. XXVII).
Под проектированием понимают процесс
407
обоснованного выбора характеристик
АСУ ТП и разработки документации, доста-
точной на первом этапе проектирования для
утверждения намеченных затрат, доходов,
дополнительной численности, дополни-
тельных площадей и организационно-техни-
ческих решений и на втором этапе — для за-
каза и комплектации оборудования и мате-
риалов, монтажа его и наладки, а также для
организации работы АСУ ТП и ее внедре-
ния. Документы проекта должны также со-
держать задания проектировщикам смежных
профессий, а при необходимости — задания
на выполнение ОКР и НИР. В проектирова-
ние входит разработка рабочих программ
и отладка, так как без этой операции про-
граммы нельзя считать законченной продук-
цией.
Под наладкой понимают приведение в ра-
бочее состояние всех технических средств
АСУ ТП и обеспечение готовности их ра-
боты в процессе опробования контрольных
испытаний и приемки.
Под внедрением понимают процесс пере-
хода к практическому использованию реше-
ний проекта АСУ ТП. О внедрении АСУ ТП
можно говорить лишь тогда, когда техниче-
ские средства АСУ ТП используются для
управления производством по новой тех-
нологии управления, разработанной в
проекте.
Решающими этапами по степени их влия-
ния на качество будущей АСУ ТП следует
признать проектирование и внедрение.
Последовательность выполнения ос-
новных этапов работ приведена
в табл. XXIII. 1.
В процессе выполнения 1-го этапа проек-
тирования осуществление других работ неце-
лесообразно, так как накладывает на проект
случайные связи и отклоняет его от лучшего
варианта. После утверждения проекта (это
делается только после первого этапа* проек-
тирования) предприятие получает средства
для финансирования разработки нестандарт-
ного оборудования, приобретения серийно
выпускаемых технических средств, материа-
лов и т. д. Однако на этом этапе целесооб-
разно только «заявить» оборудование по за-
явочным ведомостям, которые подтвер-
ждаются заказными спецификациями. Этй до-
кументы выдаются проектной организацией
на стадии рабочего проектирования. После
получения начинается комплектация АСУ ТП.
Монтажные работы начинаются после из-
готовления нестандартного оборудования
или после получения основного оборудова-
ния в порядке комплектации.
408
Наладочные работы начинаются после
выполнения определенного объема мон-
тажных работ.
Внедрение АСУ ТП следует начинать
в процессе рабочего проектирования, не ожи-
дая монтажа и наладки оборудования. В пер-
вую очередь ведется подготовка персонала
для обслуживания будущей АСУ ТП, подго-
товка помещений, разработка нестандартно-
го оборудования.
В реальных условиях рабочее проектиро-
вание длится несколько лет и выполняется
по частям, поэтому внедрение начинается до
окончания рабочего проектирования — после
получения рабочего проекта по комплексу
технических средств.
Если комплектация (или разработка) обо-
рудования выполняется по частям, например
вначале получается вычислительная техника,
то соответственно перестраивается и график
монтажа, наладки и внедрения.
Рабочее проектирование может начинать-
ся сразу же после утверждения технического
проекта, однако, если разрабатывается не-
стандартное оборудование, то рабочий про-
ект следует начинать после утверждения до-
кументации на это оборудование, а заканчи-
вать — после окончания его разработки.
Работы по созданию АСУ ТП могут
быть организованы по-разному. Приведем
таблицу рекомендуемого распределения
работ и привлечения исполнителей
(табл. XXIII.2).
Затраты на создание АСУ ТП при таком
выборе исполнителей будут (при прочих
равных условиях) минимальными, а сама
АСУ ТП наиболее эффективна.
Снижение затрат на проектирование
АСУ ТП возможно и в определенной степени
будет достигнуто при соблюдении рекомен-
даций настоящего «Справочника».
Затраты на экспертизу и утверждение
проекта невелики сравнительно со стои-
мостью проекта и поэтому не учитываются.
Стоимость оборудования АСУ ТП обыч-
но составляет значительную часть затрат.
Для снижения ее рекомендуется обосно-
ванный выбор оборудования (см. гл.
XVI — XVIII), типизация и стандартизация
всех элементов АСУ ТП (см. п. 5 гл. XVI),
что увеличит серийность производства
и уменьшит стоимость аппаратуры, повыше-
ние качества технических средств и их эффек-
тивность и т. п. В системе создания АСУ ТП
стоимость аппаратуры определяется работа-
ми, проводимыми на первых этапах проекти-
рования (1-я стадия проектирования и ут-
верждения проекта). На стадии рабочих
чертежей стоимость аппаратуры уточняется
Таблица XXIII.1
Стадии создания и этапы работ по проектированию АСУ ТП (ГОСТ 20913 — 75)
Стадия (фаза)	Этап	Стадия (фаза)	Этап
1. Тех- ническое задание	1.1.	Предварительное обследование автоматизируемого i ехнологического процесса (сбор исходных материалов) 1.2.	Предпроектные научно-исследо- вательские работы 1.3.	Эскизная разработка АСУ ТП 1	4. Разработка технического задания на создание АСУ ТП (или задания на проектирование)	Проект	3.2.	Составление заказных специфи- каций на УВМ, оргатехнику, а также: а)	приборы и средства автома- тизации; б)	электроаппаратуру; в)	трубопроводную арматуру; г)	щиты и пульты; д)	основные монтажные материалы; е)	оборудование, не выпускаемое серийно; ж)	кабели и провода. 3.3.	Корректировка технических зада- ний на разработку смежных частей проектов (в случае необходимости) 3.4.	Разработка рабочей документации на информационно-управляющий комп- лекс АСУ ТП 3.5.	Подготовка инструкций по эк- сплуатации, технического описания и регламента работы АСУ ТП (в том числе по действиям персонала в преда- варийных и аварийных ситуациях) 3.6.	Разработка рабочей документации на программное и информационное обеспечение АСУ ТП
2 Тех- нический проект	2.1. Системотехнический	синтез АСУ ТП 2.2. Аппаратурно-технический синтез АСУ ТП 2 3 Составление технических заданий на разработку в смежных частях тех- нического проекта объекта автоматиза- ции 2 4. Составление технических заданий на разработку новых средств автома- тизации 2.5. Разработка технических заданий на оперативно-диспетчерское оборудо- вание, не выпускающееся серийно 2 6. Разработка сметы на создание АСУ ТП 2 7 Составление заявочных ведомо- стей 2.8. Расчет ожидаемой технико-эко- номической эффективности АСУ ТП 2.9. Составление патентного форму- ляра АСУ ТП 2 10 Сравнительный анализ разраба- тываемой АСУ ТП и ее известных аналогов 2.11. Подготовка технического зада- ния на разработку специального ма- тематического и информационного обеспечения АСУ ТП. 2.12. Техническое проектирование специального математического и ин- формационного обеспечения АСУ ТП		
		4. Внед- рение	4.1.	Подготовка объекта к внедрению АСУ ТП 4.2.	Наладка АСУ ТП 4.3.	Опытная эксплуатация АСУ ТП 4.4.	Приемно-сдаточные испытания АСУ ТП 4.5.	Сдача АСУ ТП государственной (междуведомственной, внутриведомст- венной) комиссии
		5. Ана- лиз функ- циониро- вания	—
3. Рабо- чий	3.1. Разработка рабочей документа- ции на системы локальной автома- тики		
* СН 202-81* предусматривает изменение стадий проектирования.
и не может превысить утвержденную сумму
затрат.
Стоимость монтажа аппаратуры АСУ ТП
в значительной мере зависит от используе-
мой аппаратуры. Так, применение аппара-
туры сбора данных с уплотненными канала-
ми связи резко снижает затраты на монтаж,
количество расходуемого кабеля и т. п.
Стоимость монтажа может быть снижена
в системе создания АСУ ТП за счет при-
нятия следующих мер: составления в проек-
те удобного графика выполнения монтажных
работ, своевременного материального обес-
печения и сокращения сроков монтажа, ока-
409
Таблица XXIII.2
Исполнители в системе создания АСУ ТП
Наименова- ние этапа	Наиболее рациональный исполнитель	Рекомендуе- мые соис- полнители	Наиме- нование этапа	Наиболее рациональный исполнитель	Рекомендуе- мые соис- полнители
Предпро- ектные рабо- ты	НИИ или специа- лизированная про- ектная организация — генпроектиров- щик АСУ ТП	Отраслевой технологический НИИ	рудования	зации и систем уп- равления	проектиров- щика отрасли промышлен- ности
			Комп- лектация	Автоматизируемое предприятие через Глав- комплекты и Глав- снабы	—
Проекти- рование (1-й этап)	Специализиро- ванная проектная организация — ген- проектировщик АСУ ТП	Генпроекти- ровщик отрасли промышлен- ности			
			Мон- таж	Специализированная монтажная организа- ция Министерства мон- тажных и специаль- ных строительных ра- бот	—
Эксперти- за и утверж- дение проекта	Генпроектиров- щик и автоматизи- руемое предприятие	Специализи- рованная про- ектная органи- зация — ген- проектировщик АСУ ТП			
			На л ад- ка	Специализированная наладочная организа- ция Министерства мон- тажных и специальных строительных работ	Наладчики заводов-из- готовителей технических средств
Проекти- рование (2-й этап)	Специализиро- ванная проектная организация — ген- проектировщик АСУ ТП	Генпроекти- ровщик отрасли промышлен- ности			
			Внед- рение	Автоматизируемое предприятие	Генпроек- тировщик, генпроекти- ровщик АСУ ТП, разра- ботчик не- стандартно- го оборудо- вания
Разработ- ка нестан- дартного обо-	СКБ, ОКБи НИИ Министерства при- боростроения, средств автомати-	Авторский надзор генпро- ектировщика АСУ ТП и ген-			
зания технической помощи, авторского над-
зора и т. п. Привлечение для монтажа
АСУ ТП специалистов по КИПиА позволяет
выполнить его качественно и в срок
В составе АСУ ТП имеются разно-
образные технические средства. Крупные ма-
шины и системы, как правило, налаживают
заводы-изготовители или специализиро-
ванные наладочные организации мини-
стерств — изготовителей машин. Поручить
их наладку другим, даже самым квалифици-
рованным специалистам, не рекомендуется
по ряду причин. Наладка же всех датчиков,
мелких приборов и пуск технической си-
стемы управления в комплексе должны пору-
чаться специальным наладочным организа-
циям по КИПиА и специалистам, которые
будут эксплуатировать АСУ ТП.
Внедрение АСУ ТП требует значи-
тельных затрат, которые могут быть сни-
410
жены при хорошей организации этого про-
цесса (см. гл. XXVII).
Процесс создания АСУ ТП может быть
оптимизирован по стоимости или по вре-
мени. При построении процесса по миниму-
му затрат удлинятся сроки создания АСУ
ТП за счет исключения совмещения этапов
[514, с. 64].
При построении процесса с мини-
мальным временем создания АСУ ТП увели-
чиваются затраты, в том числе за счет пере-
делок, доработок и т. п. Рекомендуется
выбирать промежуточный вариант [514, с. 64
рис. Ш.2].
Типизация проектных решений позволяет
снизить затраты времени и средств. Методы
типизации см. в табл. XX. 1.
Роль и место проектирования в процессе
создания АСУ ТП. Основными этапами соз-
дания АСУ ТП являются проектирование
и внедрение. Качество проектирования опре-
деляет качество АСУ ТП, ее эффективность,
стоимость, экономичность, надежность, при-
способляемость и другие показатели. Каче-
ство внедрения обеспечивает достижение
АСУ ТП проектных показателей.
Самые удачные проектные решения мо-
гут быть опорочены в процессе внедрения, и,
наоборот, неудачные решения в процессе
внедрения могут быть исправлены.
Проект закладывает основы здания
АСУ ТП, но не гарантирует его качества, так
как на последующих этапах создания АСУ
ТП эти решения могут быть опорочены, да-
же изменение внутренней и внешней ситуа-
ции на автоматизируемом предприятии мо-
жет нарушить гармонию. Ошибки проекти-
рования и несоответствие проектных реше-
ний изменившейся ситуации могут быть ис-
правлены, но это всегда приводит к допол-
нительным затратам.
В процессе проектирования выбираются
основные направления действия АСУ ТП
и гем закладываются основы ее экономично-
сти. При проектировании учитываются, взве-
шиваются все обстоятельства, связанные
с особенностями объекта автоматизации, его
внедрения и развития.
Проект определяет границу финансирова-
ния для всех остальных этапов создания
АСУ ТП (кроме наладки и внедрения).
Деятельность проектной организации
разработкой проекта не заканчивается. Она
обязана оказывать техническую помощь (ав-
торский надзор) при выполнении остальных
этапов создания АСУ ТП — монтажа, налад-
ки, внедрения и др. Любые изменения на
всех этапах до сдачи АСУ ТП в эксплуата-
цию могут вноситься только с согласия ген-
проектировщика АСУ ТП.
В связи с тем, что в качестве генпроекти-
ровщика АСУ ТП рекомендуется специали-
зированная проектная организация, которая
в силу своей специфики выполняет проекты
АСУ ТП для многих предприятий и имеет
необходимый опыт, ее советы и рекоменда-
ции в процессе осуществления авторского
надзора имеют определенную ценность для
предприятия. По этой же причине, а также
учитывая значение проекта АСУ ТП, следует
рекомендовать широкое привлечение про-
ектировщиков к работам по внедрению про-
екта.
Таким образом, в процессах создания
АСУ ТП проектирование и проектировщики
АСУ ТП занимают центральное место. Здесь
можно провести аналогию с местом кон-
структора в процессе создания сложной си-
стемы, например самолета, корабля и т. п.
Из трех способов организации разработ-
ки АСУ ТП (см. рис. XXV.5) основным
является способ В.
3.	Права и обязанности заказчика
и разработчика
Для обеспечения эффективной работы си-
стемы создания АСУ права и обязанности
заказчиков и разработчиков регламентиро-
ваны ОРММ [967, с. 20-22] (табл. XXIII.3).
4.	Исходные данные для проектирова-
ния и сетевые графики выполнения
проектов
Исходные данные для проектирования
получают на подготовительном этапе (во
время обследования предприятия) и в про-
цессе проектирования.
Перечень исходных данных в значитель-
ной мере зависит от объекта автоматизации
(например, для АСУ ТП предприятия см.
табл. XXIV.3).
Объем автоматизации управления опре-
деляется в период разработки технико-эконо-
мического обоснования, подготовки техниче-
ского задания и уточняется после технико-
экономического обоснования эффективности
(см. гл. X) и выполнения других проектных
работ. Экономическое обоснование позво-
ляет определить факторы, за счет исключе-
ния которых может быть получен опреде-
ленный экономический эффект. После этого
можно определить ориентировочные за-
траты на автоматизацию управленческих ра-
бот, необходимые для снижения потерь по
каждому фактору.
Проводя сравнительную оценку ожидае-
мого эффекта по каждому фактору и ориен-
тировочных затрат, можно выбрать задачи
управления, автоматизация которых наибо-
лее целесообразна. При этом учитываются
возможности современных технических
средств, наличие условий для успешного ре-
шения тех или иных задач и т. д.
Задача автоматизации управления техно-
логическим процессом предварительно фор-
мируется в виде технического задания (см.
п. 2 гл. XXVI). При этом учитывается сле-
дующее: направленность автоматизации, ха-
рактеристика системы и отдельных техниче-
ских средств, количество информации, ее
виды и частота поступления, возможное
влияние системы на основные параметры
производственно-финансовой деятельности
предприятия (степень использования обору-
дования, качество продукции, расходование
411
Таблица ХХШ.З
Права и обязанности заказчиков и разработчиков
Заказчик имеет следую- щие права и обязанности:	Разработчик имеет следующие права и обязанности:	Заказчик имеет следую- щие права и обязанности:	Разработчик имеет следующие црава и обязанности:
Заключать договора с раз- работчиком системы	Заключать договора с заказчиком	Обеспечить своевремен- ное рассмотрение, сог- ласование и утвержде- ние проектов	Применять технические решения, отражающие передовой, отечествен- ный и зарубежный опыт, типовые решения с ка- чественной привязкой
Заключать договора с раз- работчиками технических средств	Заключать договора с организациями-соиспол- нителями		
		Представить оборудо- вание помещения для размещения исполните- лей разработчика и хранения документов (при необходимости)	Учитывать специфику автоматического объек- та, применять эффектив- ные методы автомати- зации, обоснованно вы- бирать	технические средства, технологиче- ские процессы, пакеты прикладных программ
Проверять ход и качество работ по созданию системы, в том числе ход проекти- рования	Контролировать вы- полнение обязательств заказчиком, проверять ход работ, выполняе- мых заказчиком		
Принимать участие в про- ведении испытаний элемен- тов системы в производст- венных условиях	Привлекать к созданию АСУ в качестве со- исполнителей специали- зированные организа- ции с уведомлением заказчика		
		Выдать задание специа- лизированным проект- ным организациям на проекты строительства, реконструкции помеще- ний, проекты АСУ	Обеспечить качественное и своевременное выпол- нение работ организа- циями-исполнителями
Принимать участие в работе комиссии по сдаче задач и подсистем в опытную и промышленную эксплуата- цию	Участвовать в работе производственных сове- щаний по вопросам со- здания АСУ ТП; пред- ставлять интересы ор- ганизаций - соисполни- телей в переговорах с заказчиком		
		Обеспечить приобрете- ние, хранение, монтаж, наладку и ввод в эк- сплуатацию техничес- ких средств АСУ	Обеспечить надежность системы и в юм числе вновь разработанных разработчиком	уст- ройств, их эксплуата- ционную, взрыво- и по- жаробезопасность
Требовать от разработчика при расторжении договора представления отчета о вы- полненной части работ	Выбирать средства и ме- тоды выполнения сов- местных работ		
		Включить в план ка- питального строитель- ства и заключить до- говоры со строитель- ными, монтажными и наладочными органи- зациями Обеспечить своевремен- ное выполнение мон- тажных и наладочных работ Своевременно подго- товить объект автома- тизации к внедрению АСУ	Оказывать техническую помощь при внедрении; проводить авторский надзор
Обеспечивать своевремен- ное финансирование работ	Своевременно разраба- тывать и давать заказ- чику техническую доку- ментацию		
Обеспечивать правильное ис- пользование средств на со- здание АСУ	Правильно определять сметную стоимость объекта разработки, стоимость, нормативы		
Разработать мероприятие по совершенствованию органи- зации производства, труда и управления и обеспе- чить их реализацию	Разработать АСУ, тех- нико-экономические по- казатели которой .и стоимость соответству-		
	ют ТЭО и ТЗ	Соблюдать требования технической документа- ции норм и правил эксплуатации АСУ	Соблюдать требования действующих инструк- ций, стандартов и других нормативных актов
Разработать совместно со специализированными орга- низациями ТЭО и ТЗ на создание АСУ	Обеспечить соответст- вие технического проек- та, ТЭО и ТЗ и ра- бочего утвержденному i техническому проекту 1		
412
материальных ресурсов, движение обо-
ротных средств, численность персонала, дли-
тельность документооборота и т. п.).
Решая основные задачи управления тех-
нологическим процессом, АСУ ТП могут
воздействовать на показатели деятельности
предприятия следующим образом: увеличить
объем производства на тех же производ-
ственных площадях и при тех же мощностях,
смягчить или полностью устранить аритмич-
ность в работе автоматизируемого оборудо-
вания цехов и предприятия в целом, повы-
сить качество продукции, сократить или
ликвидировать брак в производстве, увели-
чить загрузку оборудования по мощности
и по времени, сократить потери мате-
риальных ресурсов и снизить удельные
нормы их расходования, высвободить обо-
ротные средства, ликвидировать непроизво-
дительные расходы, сократить численность
персонала.
Все это происходит за счет упорядочения
управления, высоких скоростей автоматизи-
рованного сбора, передачи, обработки и вы-
вода информации, применения более совре-
менных организационных систем, методов
планирования, методов оперативного кон-
троля за ходом выполнения плана, а также
за счет улучшения учета, системы информа-
ции и улучшения анализа хозяйственной дея-
тельности предприятия (см. п. 1 гл. V).
Для организации проектирования и кон-
троля за своевременным его выполнением
применяют сетевые графики. Общие методы
составления сетевых графиков приводятся
в литературе [514, с. 71] Расчет потребно-
стей специалистов см. в [514, с. 81].
5.	Смета на проектирование
Стоимость подготовительных работ —
разработки технико-экономического обосно-
вания и технического задания, научно-иссле-
довательских работ, как правило, опреде-
ляют по фактическим затратам времени (по
человеко-дням) по формам Зп.
Для каждого из этапов подготовитель-
ных работ рассчитывают потребности вре-
мени специалистов по категориям. Исходя
из отпускной стоимости человеко-дня, опре-
деляют сметную стоимость этапа. Перед
окончанием этапа рекомендуется провести
контрольную сверку фактических затрат и
уточнить смету.
Стоимость проектирования автоматики
с 1 января 1969 г. определяется по новым
справочникам и укрупненным показателям
стоимости проектных и изыскательских ра-
бот (СУПС) в процентах от общей стоимо-
сти строительно-монтажных работ по объек-
ту. Доля стоимости проектирования АСУП
и АСУ ТП еще не установлена, поэтому
сметы на проектирование АСУ ТП выпол-
няют по фактическим затратам в человеко-
днях (по форме Зп).
С 1 января 1978 г. на проектирование
АСУП установлены твердые цены [955]. Цен-
ник обязателен для применения всеми про-
ектными организациями страны, выполняю-
щими разработку АСУП. Подобный ценник
для АСУ ТП утвержден Минмонтаж-
спецстроем УССР в качестве временного ве-
домственного в 1978 г.
Установление твердых цен на проектиро-
вание АСУ ТП является актуальной задачей,
так как нацеливает проектные организации
на борьбу за более высокие экономические
показатели. Твердые цены обеспечат: эконо-
мичность проектирования, единообразие вы-
полнения проектных работ, снижение себе-
стоимости проектирования, снижение цен на
проектирование через определенные пе-
риоды.
Основные требования к методу оценки
стоимости проектирования АСУ ТП следую-
щие: простота оценки, наглядность, допусти-
мая точность (т. е. пропорциональность
оценки фактическим затратам проектной ор-
ганизации), сравнимость, возможность кон-
троля, стабильность, легкость изменения цен
(т. е. переоценки).
Для удовлетворения этих требований не-
обходимо найти такие характеристики авто-
матизируемого предприятия, которые боль-
ше всего влияют на проекты АСУ ТП,
а также основные характеристики проекта,
определяющие его стоимость.
Проведя эту работу и проанализировав
затраты на ряд проектов АСУ ТП, выпол-
ненных различными организациями, Киев-
ское отделение института «Тяжпромавтома-
тика», совместно с УкрГПИ «Металлург-
автоматика» разработало ценник на проек-
тирование АСУ ТП.
Определение цены основано на учете
объема автоматизируемого производства,
количества и сложности вводимой и выводи-
мой из АСУ ТП информации. Исследование
показало, что из множества факторов,
влияющих на трудоемкость разработки
АСУ ТП, выбранные факторы являются ос-
новными, главными.
Увеличение числа факторов, исполь-
зуемых для расчета цены, позволит несколь-
ко увеличить точность расчетов, но при этом
значительно возрастет их трудоемкость, за-
труднится контроль правильности использо-
вания ценника. Поэтому предполагается
413
Рис. XXII1.2. Зависимость составляющих А] —
Лд стоимости проектирования АСУ ТП от объема
производства автоматизируемого объекта Х]ч числа
входных элементов информации Х?’ числа эле-
ментов выводимой информации Ху числа стабили-
зирующих управляющих воздействий Хд
ограничиться приведенными ниже фактора-
ми (Хх -Х5).
При этом предполагается, что ценник бу-
дет стимулировать заказчика к ограничению
числа вводимых и выводимых элементов ин-
формации, а проектировщика — к расшире-
нию их круга. В результате будет найден
компромисс — оптимальное число элементов
информации, собираемых АСУ ТП и выво-
димых из нее, необходимое и достаточное
для успешной работы системы при мини-
мально возможных затратах.
Необходимо иметь следующие исходные
данные об автоматизируемом объекте и на-
мечаемом проекте АСУ ТП:
X! — годовой объем производимой про-
дукции или услуг на участке (агрегате, цехе,
производстве, предприятии), охватываемом
автоматизацией;
Х2 — число элементов информации, вво-
димых в АСУ ТП;
Х3 — число элементов информации, выво-
димых из АСУ ТП;
Хд — число управляющих воздействий,
стабилизирующих технологический процесс;
Х5 — число управляющих воздействий,
оптимизирующих технологический процесс.
На основании этих данных по графикам,
приведенным на рис. XXIII.2, определяем
объемы затрат и суммируем их.
Сумма А = Ах + Л2 + А3 + Л4 + А5 соста-
вляет ориентировочную стоимость разработ-
ки проекта АСУ ТП (технического и рабоче-
414
го), определенную на основе данных, имев-
шихся в распоряжении авторов.
А! — составляющая стоимости проектиро- -
вания, учитывающая объем общесистемной
части АСУ ТП;
А2 — составляющая стоимости проектиро-
вания, учитывающая число входных элемен-
тов информации;
А3 — составляющая стоимости проектиро-
вания, учитывающая число выходных эле-
ментов информации;
Л4 — составляющая стоимости проектиро-
вания, учитывающая число стабилизирую-
щих управляющих воздействий;
Л5 — составляющая стоимости проектиро-
вания, учитывающая число оптимизирующих
управляющих воздействий.
На рис. XXIII.2 показаны зависимости со-
ответствующих составляющих стоимости
проектирования Л, от числа соответствую-
щих элементов информации Xf.
Для Л5 принята линейная зависимость
с постоянной ценой Ц5 = 6 тыс. р.
Л5=Ц5Х5=6Х5.
Стоимость наладочных работ, оказания
технической помощи при внедрении, автор-
ского надзора определяется по фактическим
затратам, а сметы оформляются по форме
Зп.
Глава XXIV
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
1.	Подготовка к проектированию
АСУ ТП
Для выполнения любых проектных работ
необходимо создать условия для проектиро-
вания: иметь договор с заказчиком, ис-
ходные данные, утвержденное техническое
задание.
Подготовительная стадия проектирова-
ния АСУ ТП состоит из следующих этапов:
решение руководящего органа о разра-
ботке АСУ ТП для данного объекта;
заключение договора на разработку тех-
нико-экономического обоснования и техниче-
ского задания со специализированной про-
ектной организацией;
обследование объекта и сбор исходных
данных;
разработка и утверждение ТЭО;
выполнение НИР (при необходимо-
сти) — см. гл. XXV;
разработка и утверждение ТЗ на проекти-
рование системы.
Для сокращения времени разработки
и экономии средств рекомендуется ТЭО и ТЗ
выполнять и утверждать совместно.
Основными документами, определяющи-
ми общие требования к проектной докумен-
тации для промышленного строительства,
а в частности, и к проектам АСУ ТП,
являются «Инструкция по разработке проек-
тов и смет для промышленного строитель-
ства» СН 202-81 *, директивное письмо Гос-
плана СССР, Госстроя СССР и ГК СМ
СССР по науке и технике «О порядке проек-
тирования новых технологических процессов,
агрегатов и производств, оснащаемых АСУ
на базе современных средств вычислитель-
ной техники» от 25.02.1976 и ОРММ по со-
зданию АСУ ТП [966].
Каждая АСУ ТП должна соответствовать
общим техническим требованиям, устано-
вленным ГОСТ 17195 — 76.
В настоящей главе рассмотрен вариант
разработки проекта АСУ ТП, при котором
головной организацией является проектная,
выполняющая как проектные, так и все под-
готовительные работы (рис. XXV.3).
Стоимость подготовительных работ (об-
следование, составление технико-экономиче-
ского обоснования и технического задания
на проектирование), как правило, опреде-
ляют по фактическим затратам времени (по
человеко-дням) по форме Зп. Для каждого из
этапов подготовительных работ рассчиты-
вают потребности времени специалистов по
категориям. Исходя из отпускной стоимости
человеко-дня, определяют сметную стои-
мость этапа. Перед окончанием этапа прово-
дится контрольная сверка фактических за-
трат и уточняется смета.
2.	Обследование объекта
Первым этапом подготовительных работ
при проектировании АСУ ТП является де-
тальное обследование автоматизируемого
объекта или предприятия-аналога. Основная
цель этого этапа заключается в выявлении
главных предполагаемых источников эффек-
тивности создаваемой АСУ ТП.
Методически этап сводится к тщательно-
му изучению и анализу действующих систем
и объекта управления. Выявляются суще-
ствующие недостатки, приводящие к умень-
шению эффективности производства, а также
определяются причины этих недостатков.
Обследование проводится путем сбора
и изучения соответствующих материалов,
опроса работающего персонала и непосред-
ственными наблюдениями. Если проект раз-
рабатывается для новостроящегося пред-
приятия, необходимо обследовать предприя-
тия-аналоги.
Обследование объекта является одним из
наиболее ответственных и трудоемких эта-
пов предпроектных работ и должно выпол-
няться достаточно квалифицированными
специалистами. Единой типовой методики
обследования и сбора технико-экономиче-
ских и технологических потоков информации
нет [983].
В результате обследования должны быть
выяснены: технология предприятия и уро-
вень автоматизации технологических процес-
сов, организационная структура, существую-
щая организация оперативного управления
технологическим процессом и другие
данные, необходимые для ориентировочного
выбора комплекса технических средств АСУ
ТП. Материалы обследования предприятия
служат основой для разработки «Технико-
экономического обоснования» и «Техниче-
ского задания на проектирование».
Обследование предприятия необходимо
проводить по двум основным направлениям:
сбор материалов для экономического обо-
снования эффективности; сбор исходных
данных для выбора комплекса технических
средств АСУ ТП.
Обследование для составления ТЭО и ТЗ
может выполняться силами заказчика или
организации-разработчика при участии за-
казчика. При проведении обследования про-
ектной организацией на объект выезжают ве-
дущие специалисты, которые будут руково-
дить проектированием АСУ ТП. Эти специа-
листы предварительно знакомятся с пред-
приятием, его организационной структурой,
системой оперативного управления, техноло-
гическим процессом и т. д. На основании
предварительного знакомства с объектом,
данных научных исследований (при их нали-
чии) намечается укрупненный перечень функ-
ций и задач, решаемых АСУ ТП.
До начала обследования проводится
разъяснительная работа на предприятии, по-
ясняются цели и задачи обследования, значе-
ние АСУ ТП и необходимость содействия
персонала завода в решении поставленных
задач.
Требуется также решить ряд организа-
ционных вопросов, а именно, определить по-
рядок проведения обследования, сроки об-
следования, распределить специалистов и т. д.
После этого составляется программа обсле-
дования по форме, указанной в табл. XXIV. 1.
Для проведения обследования от админи-
страции предприятия требуется:
• 415
Таблица XXIV.l
Программа работ по обследованию предприятия
Срок
выполнения
На-
чало
Ко-
нец
Ст.
инже-
нер
Ин-
женер
1.03.78 4.03.78
При-
меча-
ние
Характе-
ристика
органи-
зацион-
ной стру-
ктуры
пред-
приятия
Подпи-
сать у
главно-
го ин-
женера
пред-
прия-
тия
назначить из числа руководящих работ-
ников предприятия лицо, ответственное за
проведение обследования, и оказать помощь
со стороны руководителей подразделений
предприятия;
создать нормальные условия для работы
сотрудников, проводящих обследование;
участвовать в составлении общей про-
граммы работ по обследованию;
подготовить приказ о проведении обсле-
дования.
Ответственному лицу от предприятия
передается перечень материалов и докумен-
тов, по которым должны быть представлены
исчерпывающие данные.
После решения всех организационных во-
просов вызываются специалисты проектного
института, которые по разработанной про-
грамме проводят обследование объекта. Со-
став обследователей целесообразно разде-
лить на две группы. Одна группа занимается
сбором материалов для расчета экономиче-
ской эффективности, а вторая — для выбора
комплекса технических средств.
Количественный состав специалистов,
проводящих обследование, определяется
в соответствии с программой работ, слож-
ностью объекта и т. д.
Сбор материалов для расчета экономиче-
ской эффективности:
1.	Ознакомление с объектом.
2.	Изучение использования производ-
ственных мощностей (мощность объекта; ре-
жим работы; коэффициенты сменности, ра-
боты отдельных видов оборудования, загруз-
ка и простой оборудования).
3.	Выяснение объемов производства и ре-
ализации продукции.
416
4.	Выяснение посортного выпуска по ви-
дам продукции помесячно и поквартально.
5.	Изучение организации производства.
6.	Выяснение стоимости отбракованной
продукции по месяцам и кварталам.
7.	Изучение методов использования сы-
рья, материалов и топлива.
8.	Изучение методов использования обо-
ротных средств.
9.	Изучение себестоимости по видам про-
дукции, смет затрат на производство, це-
ховых и общезаводских расходов, непроизво-
дительных затрат.
10.	Ознакомление с работой транспортно-
го хозяйства.
11.	Изучение финансовой деятельности
предприятия (рентабельность производства,
плановая и фактическая прибыль за квартал
и за год).
12.	Систематизация и оформление доку-
ментов.
Сбор материалов для выбора комплекса
технических средств:
1.	Ознакомление с объектом (характери-
стика предприятия с учетом перспективного
строительства, в том числе объекта; уровень
автоматизации технологических процессов;
потребление энергоресурсов; характеристика
транспорта; назначение и функциональные
связи вспомогательных производств).
2.	Ознакомление с технологическим про-
цессом основных и вспомогательных цехов.
3.	Выявление организационной струк-
туры.
4.	Выявление организации диспетчерской
службы.
5.	Сбор исходных данных.
6.	Изучение функций персонала подразде-
лений, объемов и способов обмена информа-
цией между ними.
7.	Ознакомление с существующей на
предприятии системой оперативной и дис-
петчерской связи, конструктивным выполне-
нием каналов связи.
8.	Определение основных направлений ка-
бельных и других связей, выяснение возмож-
ности установки датчиков и других
устройств.
9.	Ознакомление с проведенными НИР
по улучшению конструкции или технологиче-
ского процесса на предприятии.
10.	Выявление наличия на предприятии
АСУП.
11.	Систематизация и оформление доку-
ментов.
Программа обследования обсуждается
бригадой проектировщиков с участием выде-
ленных ей в помощь представителей пред-
приятия, хорошо знакомых с организацион-
ной структурой, экономикой, оперативным
управлением и технологией работы данного
предприятия, и уточняется с учетом предло-
жений, сделанных при обсуждении.
Обследование проводят в два этапа: сна-
чала собирают данные для обоснования эко-
номической эффективности системы, а по-
том — для выбора комплекса технических
средств. Иногда обследование проводят па-
раллельно или последовательно парал-
лельно.
В отдельных случаях целесообразно про-
водить выборочное обследование, когда обс-
ледуются не все автоматизируемые подраз-
деления, а некоторые. Например, если пред-
приятие состоит из двух идентичных про-
изводств, то целесообразно одно из них
обследовать по составленной программе,
а второе — выборочно. В отдельных случаях
достаточно во время беседы с персоналом
предприятия выяснить отличия.
Выше приведен порядок обследования
промышленного объекта для проектирования
АСУ ТП.
При обследовании заполняется ведомость
(табл. XXIV.2).
Результаты обследования оформляют
в форме научно-технического отчета, ко-
торый включает следующие основные мате-
риалы :
общую характеристику предприятия
и рассматриваемого ТОУ;
технические условия на сырье, полуфа-
брикаты и готовую продукцию;
описание принципа действия ТОУ и его
конструктивное оформление;
временные характеристики ТОУ;
структурные схемы существующей си-
стемы управления действующего ТОУ (орга-
низационная, функциональная, техническая,
алгоритмическая);
правила действия всех операторов ТОУ
на различных уровнях организационной ие-
рархии, их основные функции и необходимые
для функционирования информационные по-
токи;
существующие критерии управления
и технологические ограничения;
основные причины потерь эффективности,
выявленные на основании анализа результа-
тов проведенного обследования ТОУ.
Общий анализ полученных данных, при-
нятые решения о желаемых функциях пред-
полагаемой АСУ ТП позволяют оценить эф-
фективность создаваемой системы и принять
принципиальное решение о целесообразно-
сти создания АСУ ТП.
В случае положительного решения при-
ступают к оформлению проекта заявки на
создание АСУ ТП, ее основных приложений
и сбору недостающих исходных данных для
разработки технического задания.
Форма и содержание проекта заявки на
создание АСУ ТП в виде тематической кар-
точки ТК-2 регламентируется ГОСТ
16084-75.
3.	Сбор исходных данных
Исходные данные должны содержать ин-
формацию, необходимую для реализации
АСУ ТП, соответствующей выдвинутым тре-
бованиям.
Ведомость технологических и энергетических параметров
Таблица XXIV.2
№ по пор.	Наименование про- изводственного помещения	Категорий- ность помещений	Измеря- емый пара- метр	Среда	Пределы измере- ния, тре- буемая точность	Сущест- вующая аппа- ратура	Место устано- вки от- борного устрой- ства	Число точек замера		Приме- чание
								на один аппарат	на всю ап- паратуру	
1	Пря- диль- ный цех	По пожаро- опасности категория Д. По взрыво- опасности- невзрыво* опасное	Темпе- ратура	Горячая вода	70-90 °C ±0,5 °C	TCMVIII, ЭМВ2-211	Трубо- провод на входе в машин- ный зал Ду-50 мм	’ 1	1	Высота установ- ки термо- метра не должна превы- шать 2 м от уровня пола
14 п/р Смилянского Г. Л.
417
Таблица XXIV.3
Перечень исходных материалов
№ по пор.	Исходные данные	Объект автоматизации				Источник получения исходных данных
		Уста- новка	Цех	Произ- водст- во	Пред- прия- тие	
I. Характеристика объекта
1	Характеристика объекта с уче- том перспективного строитель- ства: предприятия цеха	X	X	X	X	
2	Тип производства	X	X	X	X	
3	Сведения о специализации:					
	предприятия производственных подраз- делений	X	X	X	X	Технологический регламент предприятия, беседы с руко- водящим персоналом, лич- ные наблюдения
4	Механизация основного про- изводства		X	X	X	
5	Уровень автоматизации тех- нологических процессов:					
	предприятия			X	X	Личные наблюдения, зна-
	цеха	X	X			комство с технической до- кументацией, беседы с ра- ботниками службы КИПиА
6	Данные по производственной					
	мощности:					
	предприятия цеха	X	X	X	X	
7	Номенклатура изделий выпус-					
	каемых :					
	предприятием цехом	X	X	X	X	
8	План по номенклатуре и в					Технологический регламент
	денежном выражении с учетом перспективы:					предприятия
	по предприятию по цеху	X	X	X	X	
9	Данные о потреблении энер-	X	X	X	X	Знакомство с соответствую-
	горесурсов					щими документами в отделе главного энергетика
10	Данные по занимаемой тер-		X	X	X	Генплан предприятия с уче-
	ритории					том перспективного строи- тельства
11	Транспорт		X	X	X	Изучение материала в тран- спортном цехе, технологи- ческий регламент
12	Вспомогательные производства		X	X	X	Службы вспомогательных производств
418
Продолжение таблицы XXIV.3
13
14
15
16
17
18
19
20
1
2
1
2
3
Перечень основных и вспомо- гательных подразделений заво- да и степень их автоматизации		X	X	X	Изучение материалов в тех- отделе, беседы с техноло- гами цехов
Технология работы производ- ственных подразделений (ос- новных и вспомогательных)	X	X	X	X	Отдел главного технолога, технологический регламент предприятия, производства, цеха
Техническая оснащенность тех- нологической автоматики пред- приятия и диспетчерской служ- бы предприятия		X	X	X	Проекты КИПиА. Личные наблюдения
Основные данные технологи- ческого оборудования	X	X	X	X	Отдел главного технолога
Категорийность помещений, среды помещений и т. п.	X	X	X	X	Отдел главного технолога
Сырье и полуфабрикаты	X	X	X	X	Отдел снабжения и сбыта, склады предприятия
Данные по численности ра- ботающих (для новостроящих- ся объектов — по штатному расписанию): по цеху по производству по предприятию	X	X	X	X	Отдел труда и заработной платы и отдел кадров
Процент выбраковки изделий (данные о сортности и браке)	X	X	X	X	Отдел технического конт- роля
II. Характ Краткое описание технологи- ческого процесса по всем ви- дам выпускаемой продукции и связи между отдельными подразделениями	еристика	технолог X	ического X	процесса X	Технологический регламент, технологическая докумен- тация, личные наблюдения
Описание регламента работы установки	X				Отдел главного технолога
III. Характеристи Организационная структура предприятия в целом, цехов, служб и отделов	ка органм	1зационно1 X	м струит; X	уры пред! X	риятия Структурные схемы в от- деле труда и зарплаты, личные беседы
Диспетчерская служба пред- приятия, места и число дис- петчерских пунктов, функции и назначение диспетчерского пер- сонала		X	X	X	Структурные схемы, долж- ностные инструкции, беседы с диспетчерами
Структура автоматизации тех- нологических процессов	X	X	X	X	Беседа с технологами цехов, работниками службы КИПиА, личные наблюдения
14*
419
Продолжение т а б л и ц ы XXIV.3
1 2	IV. П Технико-экономические пока- затели Единицы измерения	еречень у X X	четно-пла X X	новых но X X	менклату X X	Р Плановый отдел
3	Готовая продукция	X	X	X	X	Плановый отдел, отдел сбыта
4	Отходы, потери, прирост про- дукции	X	X	X	X	Плановый отдел, техноло- ги цехов
5 6	Технологические операции и расценки Профессии рабочих	X	X X	X X	X > X	Техотдел, отдел труда и зарплаты
7	Причины брака и простоя	X	X	X	X	Технический отдел, отдел технического контроля
8	Калькуляционные статьи зат- рат		X	X	X	Плановый отдел
9	Энергоресурсы	X	X	X	X	Отдел главного энергетика
1	V. Связь разр Уровень разрабатываемой АСУ ТП и связь с другими разработанными или разраба- тываемыми системами автома- тического управления	абатывае X	мой АСУ X	ТП с д] X	ругимн А X	СУ Отдел АСУ
Примечание. Перечень исходных данных подлежит уточнению в зависимости от объекта
автоматизации, специфики отрасли и других факторов.
Перечень исходных материалов, необхо-
димых для выполнения проектирования АСУ
ТП, и источники их получения приведены
в табл. XXIV.3.
4.	Обоснование разработки АСУ ТП
Основной целью этапа является опреде-
ление целесообразности создания АСУ ТП
с определенными функциями и техническими
характеристиками. Выполняется этап в виде
технико-экономического обоснования
(ТЭО)1.
Обоснованием для разработки ТЭО
является решение руководства предприятия
или вышестоящих организаций ведомства-
заказчика.
Разрабатывать ТЭО может само пред-
приятие или специализированная проектная
1 По новому СН 202 — 81 * ТЭО не выполня-
ется. На стадии ТЗ разрабатывается предваритель-
ное укрупненное обоснование разработки АСУ ТП,
а на стадии «Проект» — окончательное.
организация на хоздоговорных началах. Ис-
ходными материалами для разработки ТЭО
служат материалы обследования.
Разработку ТЭО можно разбить на сле-
дующие части:
организация разработки;
изучение материалов о состоянии работ
по созданию аналогичных АСУ ТП в СССР
и за рубежом;
исследование объекта и существующей
системы управления;
общий анализ полученных данных;
подготовка выходных документов.
В результате полученного ТЭО выра-
батываются, обсуждаются и принимаются
соответствующие технические и организа-
ционные решения по выбору объекта авто-
матизации (выявляются «узкие» места,
вскрываются причины потерь и неиспользо-
ванные резервы производства, устанавли-
ваются причины брака, аварий и т. д.).
Состав технико-экономического обосно-
вания на создание АСУ ТП приведен на рис.
XXIV.1.
420
Технико-экономическое обоснование
I
Текстовые материалы
Графические материалы
1.	Исходные положения.
2.	Общая характеристика объекта и системы управ-
ления.
3.	Обоснование цели создания АСУ ТП.
4.	Предложения по организационной структуре.
5.	Предварительный выбор направления и обоснования
комплекса задач управления.
6.	Предварительное обоснование выбора комплекса
технических средств.
7.	Ориентировочный объем затрат на создание системы.
8.	Предварительное обоснование экономической эффек-
тивности.
9.	Выводы и предложения.
Приложения:
I. Отчеты об обследовании объекта.
2. Проект тематической карточки ТК-2.
1.	Предварительная схема организацион-
ной структуры в условиях функциони-
рования АСУ ТП.
2.	Предварительная схема функциональ-
ной структуры АСУ ТП.
3.	Укрупненная структурная схема КТС.
Рис. XXIV. 1. Состав технико-экономического
обоснования на создание АСУ ТП
Приведем примерное содержание техни-
ко-экономического обоснования.
Исходные положения:
сведения о документах, на основании ко-
торых выполняется ТЭО;
сведения о документах, на основании ко-
торых намечена разработка АСУ ТП;
сведения о заказчике, исполнителе, соис-
полнителях ;
сведения о НИР, передовом опыте, изо-
бретениях, намеченных к использованию при
разработке АСУ ТП;
данные о роли системы в общей структу-
ре управления.
Общая характеристика объекта и си-
стемы управления:
краткая характеристика предприятия
и технологического объекта с учетом перс-
пектив развития;
общие сведения о производственной
структуре предприятия, особенности ТОУ
(взрыво- и пожароопасность помещений, сре-
да, освещенность и т. п.);
сведения о существующей структуре
управления производством и технологиче-
ским объектом;
уровень автоматизации технологических
процессов;
место разрабатываемой АСУ в общей си-
стеме управления;
требования к информационной и техниче-
ской совместимости АСУ разных уровней
и различного функционального назначения.
Обоснование цели создания АСУ ТП:
основные критерии эффективности для
оценки и выбора вариантов автоматизации;
оценка конкретных технико-экономиче-
ских показателей повышения эффективности
производства и системы управления за счет
АСУ ТП.
Предложения по организационной струк-
туре:
улучшение структуры управления техно-
логическим процессом применительно к ус-
ловиям функционирования АСУ ТП;
организация пунктов управления и связей
между ними;
создание новых структурных подразделе-
ний, обеспечивающих функционирование си-
стемы ;
состав и фонд заработной платы персона-
ла для эксплуатации и обслуживания си-
стемы АСУ ТП.
Предварительный выбор направления
и обоснования комплекса задач управления:
анализ состояния работ по созданию ана-
логичных АСУ ТП в СССР и за рубежом;
перечень функций АСУ ТП и основные
показатели, подлежащие совершенствова-
нию;
основные подсистемы и задачи;
методы, способы и порядок реализации
функций системы;
421
Таблица XXIV.4
Результаты расчетов стоимости создания АСУ ТП
В графе 1 — наименование работ, затрат, объектов,
очередей
В графе 2 — стоимости строительных и специаль-
ных работ по зданию или сооружению.
В графе 3 — стоимости монтажных работ.
В графе 4 — приводится стоимость приобретения
оборудования для каждого объекта
и приобретения общего программного
обеспечения, поставляемого изготови-
телями ЭВМ.
В графе 5 — указывается стоимость проведения
научно-исследовательских, экспери-
ментальных, проектных работ, работ
по внедрению, авторскому надзору,
разработке новых технических средств,
разработке программного обеспече-
ния и т. д.
В графе 6 — общая стоимость затрат в тыс. руб.
изменения функции управления;
оценочные объемы входной, нормативно-
справочной и выходной информации.
Предварительное обоснование выбора ком-
плекса технических средств:
принцип построения технического обеспе-
чения ;
обоснование выбора комплекса техниче-
ских средств и пунктов управления;
анализ возможностей использования тех-
нических средств, имеющихся на объекте;
анализ возможностей реализации функ-
ций АСУ ТП с помощью промышленных
технических средств и предложения по их до-
работке и созданию новых технических
средств;
предложения по размещению комплекса
технических средств;
укрупненный перечень комплекса техниче-
ских средств.
Ориентировочный объем затрат на созда-
ние системы:
обоснование и результаты расчетов стои-
мости создания АСУ ТП (табл. XXIV.4).
Расчеты затрат в отчете не приводятся.
В таблицу включают затраты на полное
создание АСУ ТП и ее первую очередь для
всех стадий и этапов создания АСУ ТП,
в том числе затраты на проектные, научно-
исследовательские и опытно-конструктор-
ские работы.
Предварительное обоснование экономиче-
ской эффективности:
расчет ожидаемой технической и эконо-
мической эффективности создания АСУ ТП
в соответствии с утвержденной методикой
определения эффективности капитальных
вложений.
Выводы и предложения:
выводы об экономической целесообразно-
сти и хозяйственной необходимости созда-
ния АСУ ТП; •*
предложения по очередности и общему
плану работ по созданию системы.
Все материалы ТЭО оформляют в виде
технического отчета. Порядок оформления
отчета и основные общие требования к их
содержанию должны соответствовать ГОСТ
19600-74.
5. Техническое задание
на проектирование АСУ ТП
Все вспомогательные материалы стадии
«Технико-экономическое обоснование»,
включая проект заявки ТК-2, два ее ос-
новных приложения, научно-технические от-
четы и дополнительные исходные данные,
являются необходимыми исходными мате-
риалами для работ на стадии «Техническое
задание». Еще раз подчеркиваем, что ТЭО
и ТЗ рекомендуется разрабатывать совмест-
но. ’
Дополнительные исходные данные дол-
жны содержать информацию, необходимую
для реализации АСУ ТП, соответствующую
выдвинутым требованиям. В частности, по-
мимо данных, содержащихся в научно-техни-
ческих отчетах и других заключительных ма-
териалах ТЭО, исходные данные включают:
требования к производственным помеще-
ниям, их строительные характеристики, необ-
ходимые для размещения ‘ технических
средств АСУ ТП, трассировок и т. п., стати-
стические данные о внешней среде (влаж-
ность, температур^, запыленность, корро-
зионная способность и т. п.) и другие
условия, существенные для работы техниче-
ских средств АСУ ТП, оперативного и экс-
плуатационного персонала;
другие специфические сведения аналогич-
ного назначения.
Основная цель работ на стадии «Техниче-
ское задание» заключается в определении
требований заказчика к разрабатываемой си-
стеме, в том числе к функциональным
и обеспечивающим подсистемам АСУ ТП;
к организации работ по созданию АСУ ТП.
Ориентировочный состав и содержание
422
Техническое задание на проектирование АСУ ТП
Рис. XXIV.2. Состав технического задания на
проектирование АСУ ТП
технического задания на проектирование
приведены на рис. XXIV.2.
Техническое задание после его утвержде-
ния является обязательным исходным доку-
ментом для всех последующих работ по со-
зданию АСУ ТП.
Приведем содержание текстовых мате-
риалов ТЗ на проектирование АСУ ТП.
Вводная часть:
полное наименование АСУ ТП;
основание для создания АСУ ТП;
сроки начала и окончания работы;
наименование организаций — участников
создания АСУ ТП;
полное наименование организации — за-
казчика системы.
Характеристика технологического объек-
та управления:
необходимые сведения о технологическом
оборудовании, в том числе сведения о меха-
низации и автоматизации;
данные о технологическом процессе, ре-
гламенте и режимах работы объекта;
перечень используемых энергоресурсов
и их характеристики;
характеристики входного сырья, потре-
бляемых материалов и выходного продукта;
сведения об условиях эксплуатации, ха-
рактеристики помещений, особенности ТОУ
и окружающей среды.
Назначение АСУ ТП:
сведения о целевой функции управления;
перечень функций системы с разбивкой
по группам;
периодичность и формы представления
информации;
требования по точности и качеству регу-
лирования;
ожидаемые технико-экономические пока-
затели с указанием допустимой суммы еди-
новременных затрат, годового экономиче-
ского эффекта;
планируемый объем развития системы.
Технико-экономические показатели АСУ
ТП:
ожидаемые технико-экономические пока-
затели создаваемой АСУ ТП с указанием
максимально допустимой суммы единовре-
менных затрат на создание АСУ ТП, годово-
го экономического эффекта, коэффициента
экономической эффективности затрат.
Требования к АСУ ТП:
характеристики необходимой точности
и быстродействия выполнения каждой функ-
ции;
значение показателей надежности по
ГОСТ 21705 - 76;
требования к сохранности информации
при авариях источников энергоснабжения;
эргономические требования к системе;
совместимость системы со смежными си-
стемами ;
патентная чистота;
численность и квалификация оперативно-
го и ремонтного персонала;
дополнительные требования, согласо-
ванные с заказчиком.
Требования к заказчику по подготовке
объекта:
перечень основных работ, проводимых
заказчиком по подготовке объекта к внедре-
нию;
перечень мероприятий, обеспечивающих
подготовку оперативного и ремонтного пер-
423
сонала, организацию обслуживания АСУ
ТП, организацию работ по созданию си-
стемы ;
перечень требований к технологическому
оборудованию, связанных с созданием АСУ
ТП, выполнение которых обеспечивает заказ-
чик.
Состав и содержание работ по созданию
АСУ ТП:
план-график работ с указанием стадий,
этапов и работ, сроки их выполнения
и организации-исполнители.
Глава XXV
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ
И ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИЕ
РАБОТЫ
1.	Научное исследование
и его виды
Процесс научного исследования. Этот про-
цесс заключается в выборе определенных ма-
териальных объектов, систематическом и це-
ленаправленном изучении их и обобщении
полученных результатов с использованием
определенных научных методов и средств
исследований.
Основание деления
По сфере использова
ния результатов
По используемому
методу исследования
По стадии исследова-
ния
По месту проведения
исследования
По виду исследуемого
объекта
По составу исследуе-
мых свойств объекта
Классификация научных исследований
приведена на рис. XXV. 1.
Проблемная ситуация, определяющая не-
обходимость проведения научно-исследова-
тельских работ (НИР) при создании АСУ
ТП, состоит в недостатке объективных зна-
ний об автоматизируемом оборудовании или
процессе, необходимых для проектирования
системы.
Организация НИР. Последовательность
проведения НИР в общем виде описана
в табл. XXV. 1. Там же приведены описания
выпускаемой в процессе НИР документации.
Установление рациональных стадий и этапов
проведения научно-исследовательской ра-
боты является основой четкой организации
современных разработок, оптимизации сро-
ков их проведения и, в конечном счете, сро-
ков внедрения научных достижений в народ-
ное хозяйство.
Для любой научно-исследовательской ра-
боты характерна строго определенная после-
довательность познавательных действий на
протяжении всего процесса исследования.
Эта последовательность может быть выра-
жена однозначно для различных видов науч-
но-исследовательских работ. Благодаря это-
Рис. XXV. 1. Общая классификация научных
исследований
424
Таблица XXV.1
Основные этапы и стадии проведения НИР
Стадии НИР	Этапы работ	Техническая документация
Разработка тех- нического зада- ния на прове- дение НИР	Анализ исходных источников информа- ции. Разработка технического задания (ТЗ). Согласование и утверждение ТЗ	ТЗ на проведение НИР, включающее: общие положения, цель и назначение разработки, источники разработки, тех- нико-экономические требования, стадии разработки, порядок приемки [238, с. 86]
Разработка тех- нического пред- ложения	Подбор и анализ источников научно- технической информации (НТИ). Разра- ботки технического предложения по ре- зультатам анализа ТЗ и источников НТИ. Согласование и утверждение технического предложения	Пояснительная записка, обзор, расчет, отчет о научно-исследовательской работе
Проведение теоретических и эксперименталь- ных исследований	Разработка исходной методической до- кументации для проведения исследований	Пояснительная записка, расчет, эскиз, рабочий чертеж, технологическая карта, акт испытаний, отчет НИР
	Проведение исследований (теоретиче- ских)	
	Разработка экспериментальных образ- цов исследуемого объекта	
	Проектирование и изготовление экспе- риментальных образцов, макетов, средств исследования	
	Корректировка технической документа- ции по результатам теоретических и экспе- риментальных исследований	Пояснительная записка, расчет, эскиз, рабочий чертеж, ТЗ на проведение ОКР
Оформление результатов НИР	Разработка отчетной научно-исследова- тельской документации	Отчет о НИР, содержащий: оглавление, аннотацию, перечень условных обозначе- ний, принятых терминов, определений, введение, технико-экономическое обосно- вание целесообразности разработки, про- грамму и методику исследований, теорети- ческие и расчетные данные, данные экспе- риментальных исследований, выводы и ре- комендации, приложения, литературу*
	Рассмотрение о!четной научно-техни- ческой документации на научно-техничес- ком совете или его секциях и утверж- дение ее	
Приемка НИР	Рассмотрение и приемка НИР	Акт приемки НИР, включающий: осно- вание для проведения приемки и состав приемочной комиссии; дату проведения приемки; наименование НИР и организа- ции-исполнителя; перечень рассмотренных материалов; результаты приемки; данные о соответствии НИР требованиям ТЗ; результаты приемочных испытаний экспе- риментальных образцов, моделей или ма- кетов (если они проводились комиссией); данные об оценке результатов НИР и ее научно-технического уровня; рекомендации по использованию результатов НИР
	Передача документации заинтересован- ным организациям и предприятиям для использования и внедрения	
♦ В состав отчетной научно-технической документации могут также входить: информационная
карта на НИР в целом или на ее этапы; патентный формуляр по ГОСТ 2.110 — 68 на разра-
ботанные изделия, материалы, технологические процессы, методы и средства исследований; ав-
торские заявки на предполагаемые открытия и изобретения; карта технического уровня и ка-
чества изделия по ГОСТ 2.116 — 71; протоколы испытаний и другая документация.
425
Определение общих методов исследования				Таблица XXV.2
Наиме- нование метода	Определение	Пояснения	Примеры использо- вания при создании АСУ ТП	Примечания
Наблю- дение	Систематическое це- ленаправленное восп- риятие отдельных сто- рон или объекта в целом. Исследователь не вмешивается в поведение объекта, а лишь фиксирует его свойства, характерис- тики и т. д.	Методы эмпирического Фиксирующее на- блюдение — восприя- тие отдельных сторон объекта. Флюктуиру- ющее наблюдение — восприятие (охват) объекта в целом	исследования Регистрация пара- метров процесса во времени для его ана- лиза и совершенство- вания	
Сравне- ние	Установление сход- ства и различия объ- ектов непосредствен- но или опосредство- ванно (через проме- жуточный объект)	Сравнение прово- дится при наличии оп- ределенной общности объектов и по наи- более существенным признакам	Выбор аналога для создания АСУ ТП	
Изме- рение	Определение чис- ленного значения не- которой величины по- средством единицы измерения	Измерение включа- ет в общем случае два вида действий: чис- ленную оценку изме- ряемой величины и эмпирическую про- верку надежности и объективности изме- рений	Измерение темпе- ратуры воды	Прямое измере- ние — получение ре- зультата непосредст- венно из процесса измерения, косвен- ное — получение ре- зультата математиче- ским путем на осно- вании величин, полу- ченных прямым изме- рением (например, прямое измерение — определение силы то- ка, потребляемого ста- нком, косвенное — рас- чет среднего значения тока за сутки)
Экспе- римент	Изучение объекта, основанное на актив- ном целенаправлен- ном воздействии на него путем создания искусственных усло- вий, позволяющих выявить рассматрива- емые свойства, харак- теристики, зависимо- сти и другие особен- ности объекта	Эксперимент пред- полагает использова- ние наблюдения, срав- нения и измерения. Натурный экспери- мент осуществляется непосредственно с ис- следуемым объектом, модельный (макет- ный) — с объектом, за- меняющим его с инте- ресующих исследова- теля сторон	Проверка работы станка в условиях пе- регрузки. Снятие разгонных характеристик уста- новки. Испытание образца на надежность	Эксперимент прово- дится для обнаруже- ния новых свойств объекта (исследова- тельский эксперимент); проверка правильно- сти теоретических по- ложений (проверочный эксперимент); демон- страции какого-либо явления (демонстраци- онный или иллюст- ративный	экспери- мент). Натурный экспери- мент — запись харак- теристик установки в переходных режимах, модельный — иссле-
426
Продолжение таблицы XXV.2
Наиме- нование метода	Определение	Пояснения	Примеры использо- вания при создании АСУ ТП	Примечания
				дование на ЭВМ мате- матической модели ус- тановки, исследова- тельский — изучение поведения	модели, проверочный — срав- нительное изучение объекта и модели, де- монстрационный — показ работы модели в процессе обучения операторов
Абстра- гирова- ние	Методы Мысленное отвле- чение от несуществен- ных свойств, связей и отношений реальных объектов и одновре- менное выделение од- ной или нескольких сторон этих объектов	эмпирического и теореп Процесс абстраги- рования включает две ступени (см. приме- чание)	1ческого исследования Построение мате- матической модели «объект управления и АСУ»	1. Подготовка акта абстракции (отделение существенного от не- существенного, выде- ление наиболее важных сторон объекта). 2. Осуществление акта абстракции (за- мещение исследуемого объекта его моделью, менее богатой свойст- вами).	Например: 1) определение характе- ристик объекта, боль- ше всего влияющих на параметры АСУ; 2) оп- ределение зависимо- стей и построение мо- дели, увязывающей па- раметры АСУ с харак- теристиками объекта
Анализ и синтез	Комплексный ме- тод исследования, ос- нованный на последо- вательном примене- нии совокупности приемов и закономер- ностей расчленения объектов на элементы или свойства и отно- шения (анализ) и сое- динения отдельных частей объекта в еди- ное целое (синтез)	Анализ и синтез — взаимосвязанные и взаимообусловленные методы, которые обе- спечивают высокую эффективность иссле- дования только в слу- чае их комплексного использования	Анализ — разделе- ние процесса на опе- рации, выявление свя- зей между ними. Син- тез — составление но- вой технологической схемы из операций и их связей	-
Индук- ция и де- дукция	Комплекс взаимо- связанных методов ис- следования, характе- ризующихся противо- положной направлен- ностью процесса по- знания: от частного к общему, от менее общих положений к более общим (индук- ция) и от общего к	В процессе исследо- вания индукция и де- дукция дополняют друг друга. Индук- тивное исследование включает в себя мо- мент дедукции, и на- оборот	Индукция — социо- логический опрос ра- ботников, сбор экс- пертных оценок и их обобщение. Дедук- ция — профессиональ- ный отбор операто- ров на основании общих требований к операторам	-
427
Продолжение таблицы XXV.2
Наиме- нование метода	Определение	Пояснения	Примеры использо- вания при создании АСУ ТП	Примечания
	частному, от общих свойств множества элементов к отдель- ным элементам (де- дукция)			
Моде- лирование	Метод исследова- ния, основанный на изучении объекта по- средством устройств, моделирующих его поведение, с после- дующим переносом полученных знаний с модели на оригинал	Моделирование — сложный метод, вклю- чающий разные спо- собы исследований (наблюдение, измере- ние, эксперимент, ана- лиз и синтез, абстра- гирование и т. д.)	Составление фи- зической модели про- цесса и ее исполь- зование для управле- ния процессом	-
Истори- ческий	Комплекс методов, используемых для ис- следования истории сложных развиваю- щихся объектов для получения представ- ления об эмпиричес- кой истории объекта (исторический метод) или выделения сущ- ности исторического процесса развития объекта (логический метод)	Исторический ме- тод воспроизводит ис- торию во всей ее мно- гогранности с учетом исторических факто- ров, случайных явле- ний, возвратных дви- жений и т. п. Логический метод, напротив, вычленяет из всего историческо- го многообразия глав- ные, существенные стороны явления	Изучение «истории развития» процесса, его протекания во времени на основе «исторических факто- ров» — набора дан- ных о ходе процес- са за прошлые пе- риоды	-
Восхож- дение от абстракт- ного к кон- кретному	Г Метод познания, заключающийся в дви- жении мысли от аб- страктных определе- ний конкретного объ- екта, полученных в результате его члене- ния и описания с по- мощью понятий и суждений, к всесто- роннему целостному знанию об объекте мышления	Методы теоретического Восхождение от аб- страктного к конкрет- ному—всеобщая фор- ма движения науч- ного знания, закон отображения дейст- вительности в мыш- лении	исследования Профессиональный отбор конкретных опе- раторов на основе общих требований, предъявляемых к про- фессии	-
Идеали- зация	Вид абстрагирую- щей деятельности, связанный с образо- ванием и изучением идеальных объектов, наделенных нереаль- ными, неосуществи- мыми свойствами (то- чка, линия, абсолют- но твердое тело и т. д.)	Идеализация позво- ляет значительно уп- ростить сложные си- стемы, применить к ним математические методы исследования, проводить вычисления с любой наперед за- данной точностью	Создание гипотети- ческой АСУ ТП и ги- потетических процес- сов для построения моделей «процесс — АСУ ТП» и расчета параметров АСУ ТП для разрабатываемо- го объекта	-
428
Продолжение таблицы XXV.2
Наиме- нование метода	Определение	Пояснения	Примеры использо- вания при создании АСУ ТП	Примечания
Форма- лизация	Метод изучения объектов путем отоб- ражения их содержа- ния и структуры в знаковой форме с по- мощью искусствен- ных языков и симво- лов, обеспечивающих краткость и четкость фиксации знаний	Формализация свя- зана с другими мето- дами — моделирова- нием, абстрагирова- нием, идеализацией и т. п. По отношению к моделированию она носит служебный ха- рактер, поскольку вы- ступает в качестве средства знакового моделирования реаль- ных объектов	Составление мате- матического описа- ния процесса	-
Аксио- матичес- кий метод	Метод построения определенной науч- ной теории или дис- циплины, основанный на выведении знаний по определенным ло- гическим правилам ^исходя из ряда утвер- ждений, принимае- мых без доказательств	Положения, прини- маемые без доказа- тельств, называются аксиомами. Вывод- ные знания фиксиру- ются в виде лемм, теорем, законов и т. п.	Создание теории расчета экономичес- кой эффективности АСУ ТП	Акси о мати чески й метод — распростра- ненный способ орга- низации научных зна- ний, особенно широко применяется в мате- матике и математи- зированных науках
му становятся возможными формулирование
этапности разработки в обобщенной форме,
планирование разработки и контроль ее ре-
зультатов на каждом этапе исследования, ор-
ганизация управляющих и координирующих
действий в процессе исследования, упорядо-
чение состава разрабатываемой документа-
ции.
2.	Методы исследований
Метод исследования — совокупность норм
и правил, регламентирующих и регулирую-
щих деятельность исследователя в процессе
проведения научной работы. В зависимости
от сферы применения методы исследования
подразделяют на всеобщие, общие и спе-
циальные.
Всеобщие методы — методы диалектиче-
ского и исторического материализма, ис-
пользуемые во всех областях науки, на всех
этапах, они основаны на законах и катего-
риях марксистско-ленинской философии.
Общие методы исследования используют-
ся в отдельных областях науки и на от-
дельных этапах. Они основаны на принципах
теории познания. По характеру процесса по-
знания общие методы делят на три группы:
эмпирического исследования, эмпирического
и теоретического исследования, теоретиче-
ского исследования (табл. XXV.2).
Специальные методы исследования осно-
ваны на изложенных выше общих методах
и предназначены для решения специфических
групп задач в каждой области науки.
Выбор методов исследования определяет-
ся целью исследования, характером иссле-
дуемого объекта и используемых средств.
Системный подход (см. гл. IV) к изучению
предметов и явлений обусловливает необхо-
димость комплексного использования раз-
личных методов и средств исследования.
Комплексный метод становится все более
полноправным методом научного исследова-
ния и играет в настоящее время исключи-
тельную роль при организации научно-иссле-
довательских и опытно-конструкторских ра-
бот. Без применения этого метода невозмож-
но, например, провести комплексное иссле-
дование качества определенной продукции,
разработать рациональные параметрические
ряды изделий, разработать и внедрить си-
стемы управления промышленными и науч-
но-производственными комплексами, иссле-
довать пути повышения надежности и долго-
вечности отдельных деталей машин.
Средства исследования. Под средством
исследования понимают совокупность мате-
риальных систем, используемых для выделе-
ния и изучения объектов в процессе научного
429
Рис. XXV.2. Схема процесса исследования: И —
исследователь; О—объект исследования, 1—3 —
средства исследования; а — непосредственное ис-
следование; б — опосредствованное исследование с
помощью измерительного устройства 7; в — то же,
но с помощью средств измерений 1 и устройства 2
для обработки, анализа и обобщения результатов;
г—то же, но с использованием модели объекта 3
исследования и обобщения полученных ре-
зультатов.
Средство исследования замещает иссле-
дователя в трех его основных функциях
[254]:
как чувствующего (датчики, телекамера
и т. п.);
как мыслящего (арифмометр, вычисли-
тельная машина);
как действующего (исполнительные меха-
низмы).
Средства исследования замещают также
объект исследования в случае применения
устройств, моделирующих его поведение.
Варианты схем процессов исследования
с использованием различных средств иссле-
дования приведены на рис. XXV.2.
Различают следующие средства исследо-
вания:
материальные (приборы, эксперимен-
тальные установки);
математические (методы вычислений, ма-
тематические теории);
языковые и логические (искусственные
языки, логические правила построения опре-
делений, выводов, доказательств).
При выборе средств исследования сле-
дует учитывать их влияние на качество ис-
следования и в первую очередь на произ-
водительность исследовательского труда и
точность полученных результатов.
Материальные средства являются наибо-
лее распространенными и разнохарактерны-
ми. Они могут быть самой разнообразной
конструкции — от элементарных измери-
тельных устройств до электронно-вычисли-
430
тельных машин и позволяют в совокупности
с другими средствами исследования изучать
такие объекты, которые недоступны органам
чувств человека, экономно расходовать его
физические и мыслительные возможности
и устранять необъективность исследования.
Однако для материальных средств харак-
терна ограниченность состава исследуемых
задач, последовательности выполнения опе-
раций и схем получения опытных данных.
Кроме того, они не исключают возможности
внесения возмущений в поведение исследуе-
мого объекта. Поэтому при конструирова-
нии материальных средств особое внимание
уделяется комплексному учету влияния эле-
ментов конструкции на точность результатов
исследования и исключению возможности
получения неверных показаний.
Математические средства позволяют си-
стематизировать разрозненные эмпирические
данные (которые обычно не поддаются си-
стематизации и обобщению другими метода-
ми), выявить и сформулировать зависимости
между ними. Математические методы
играют роль особого средства идеализации
и аналогии, позволяют формулировать раз-
нообразные гипотезы и строить математиче-
ские модели исследуемых процессов. Незаме-
нимыми являются математические средства,
особенно статистические и вероятностные
методы, при выделении зависимостей
в сложных процессах, для которых харак-
терны побочные явления и случайные фак-
торы.
Языковые и логические средства исследо-
вания используют для фиксации результатов
исследования и способов их получения, обра-
зования понятий, символов и их систем, вы-
ражения знаний в эмпирических науках.
От технического грамотного использова-
ния средств исследования зависит достовер-
ность полученных результатов. Поэтому при
разработке рабочих инструкций по примене-
нию этих средств особое внимание уделяется
определению рациональных сфер, условий
и режимов их использования.
Исследование, приносящее управленче-
скому персоналу скрытую информацию, об-
наруживаемую на однове каких-либо фактов
с помощью специальных математических ме-
тодов и приемов, является одним из элемен-
тов управления производством.
Для обработки используют статистиче-
ские данные о работе действующего объекта,
полученные в результате активного или пас-
сивного эксперимента.
Пассивный эксперимент означает сбор
данных в режиме нормальной работы иссле-
дуемого объекта.
Активный эксперимент означает сбор
данных в условиях искусственных возмуще-
ний, создаваемых в соответствии с некото-
рой оптимальной стратегией управления экс-
периментом.
Принципиально возможно и прямое изу-
чение механизма производства и всех его со-
ставляющих, на основе которых можно со-
здать теорию производства и его модель,
однако ввиду большой сложности современ-
ной технологии такой метод почти не приме-
няют, так как он требует значительных за-
трат и длительных сроков.
В табл. XI. 10 показаны математические
методы исследования производства, которые
рекомендуются для определенных объектов.
3.	Научно-исследовательские
работы при создании АСУ ТП
В работах по созданию АСУ ТП, кроме
проектирования, комплектации, монтажа, на-
ладки и внедрения, могут иметь место науч-
но-исследовательские и опытно-конструктор-
ские работы (НИР и ОКР).
Необходимость в НИР возникает при
подготовке технологического задания на со-
здание АСУ ТП недостаточно изученного
объекта или при изучении результатов функ-
ционирования АСУ ТП.
Необходимость в ОКР возникает, если
отсутствуют какие-либо технические сред-
ства, нужные для создания АСУ ТП, или ес-
ли имеющиеся технические средства не удо-
влетворяют в определенной степени усло-
виям объекта автоматизации или требова-
ниям, вытекающим из свойств объекта.
На стадии технического задания обо-
сновывают необходимость и возможность
создания АСУ ТП, а также подготавливают
материалы для проектирования системы.
Для этого изучают особенности технологи-
ческого процесса, строят математические мо-
дели процесса, определяют законы и крите-
рии управления объектом, разрабатывают
и проверяют варианты и принципы функцио-
нирования системы, разрабатывают техниче-
ские требования к составным частям си-
стемы и к АСУ ТП в целом.
Работа разбивается на четыре этапа (см.
табл. XXV.3). На первом этапе выполняют
предварительное обследование автоматизи-
руемого технологического процесса, на вто-
ром — предпроектные научно-исследователь-
ские работы, на третьем — эскизную разра-
ботку АСУ ТП, на четвертом — техническое
задание на создание АСУ ТП (задание на
проектирование).
В химической промышленности все это
выполняется как единая работа с одним пол-
ным научно-техническим отчетом, состоя-
щим из трех промежуточных отчетов, со-
ответствующих первым трем этапам стадии
«Техническое задание». Каждый промежу-
точный отчет включает исходные данные
для выполнения последующего этапа работ.
Полный отчет содержит исходные данные
и предложения по проектированию и внедре-
нию АСУ ТП.
На основании полного отчета составляют
проект технического задания на создание
АСУ ТП, и в том числе план-график работ.
Если АСУ ТП создается путем повторного
применения ранее разработанной системы,
то первые три этапа работ не выполняются,
а сразу разрабатывается ТЗ.
В химической промышленности к ТЗ при-
лагается в виде отдельного документа техни-
ко-экономическое обоснование (ТЭО), кото-
рое рассылается вместе с ТЗ по всем
согласовывающим и утверждающим инстан-
циям: заказчику, всесоюзному объединению,
которому подчиняется предприятие-заказчик,
генеральному проектировщику предприятия,
монтажно-наладочным организациям, голов-
ной организации исполнителя, органам Госу-
дарственного надзора ВЦСПС или ЦК проф-
союза (при необходимости).
Однако и техническое задание может
быть составной частью ТЭО, особенно если
организация работ осуществляется по ва-
рианту В (рис. XXV.3).
Предварительное обследование автомати-
зируемого технологического процесса вклю-
чает:
изучение технологического процесса;
определение технико-экономических ха-
рактеристик объекта;
определение проектируемых изменений
технологического процесса;
анализ причин потерь материалов, энер-
гии, затрат трудовых ресурсов;
оценку возможностей уменьшения по-
терь;
анализ возможностей увеличения выпуска
продукции, повышения качества продукции;
предварительное определение важнейших
показателей, характеризующих систему упра-
вления;
определение необходимых видов научно-
исследовательских работ и их объемов;
подбор и изучение литературных и па-
тентных материалов и работ смежных орга-
низаций по проблеме.
Экспериментальные исследования на ста-
дии технического задания проводят для
идентификации моделей технологического
431
Таблица XXV.3
Рекомендации по выполнению работ на стадии «Техническое задание»
Этапы и содержание работ на стадии «Техническое задание» по ГОСТ 20913 — 75		Рекомендации по выполнению работ на стадии ТЗ при организации работ по варианту В (генеральный разработчик АСУ ТП — проектная организация)
Этапы работ	Содержание работ	
Предварительное обследование техно- логического процес- са (сбор исходных материалов)	Обследование объекта, опреде- ление необходимых видов НИР и их объектов	Проектировщики определяют, каких данных им не хватает для выполнения проекта и какие НИР нужны для определения этих даннцх
	Составление плана-графика про- ведения НИР	Если есть НИР, передаваемые для выпол- нения научно-исследовательским организаци- ям, то план составляется исполнителями и затем корректируется с участием гене- рального разработчика
Предпроектные научно-исследова- тельские работы	Анализ технологического про- цесса как объекта управления	Используются ранее выполненные НИР для аналогичных объектов и выполняется самой проектной организацией
	Анализ информационных пото- ков» формулировка критерия уп- равления и ограничений	Анализ потоков информации всегда вы- полняется проектировщиками
	Разработка предварительных математических моделей техноло- гического процесса и измерений	Для формулировки критерия управления можно использовать ранее выполненные НИР. При необходимости может заказы- ваться НИР
	Предварительная идентификация моделей по экспериментальным данным	Используются ранее выполненные НИР для аналогичных объектов. Моделирование техно- логических процессов достаточно разработано для освоения этого вида работ проектными организациями
	Предварительный выбор мето- дов синтеза алгоритмов контроля и управления	Можно не выполнять
Эскизная разра- ботка АСУ ТП	Предварительная разработка функционально-алгоритмической структуры системы	Может выполняться как проектная работа
	Предварительный синтез ос- новных алгоритмов контроля и управления и их эксперименталь- ная проверка	Если можно обойтись без эксперимен- тальной проверки, то работу выполняют проектировщики. При необходимости экспе- римента соответствующие работы передают исследователям
	Предварительный выбор тех- нических средств системы и его обоснование	Может выполняться как проектная работа
	Предварительное определение задач по модернизации техноло- гического оборудования	
432
Продолжение таблицы XXV.3
Этапы и содержание работ на стадии «Техническое задание» по ГОСТ 20913 — 75		Рекомендации по выполнению работ на стадии ТЗ при организации работ по варианту В (генеральный разработчик АСУ ТП — проектная организация)
Этапы работ	Содержание работ	
Разработка техни- ческого задания на создание АСУ ТП (или задания на про- ектирование)	Разработка полного перечня функциональных задач, для реше- ния которых предназначена си- стема	Для повторно разрабатываемых АСУ ТП может выполняться как проектная работа
	Разработка ТЭО на создание системы	
	Разработка плана-графика ра- бот по созданию системы	Может выполняться как проектная работа
	Определение видов и объема НИР, проводимых на проектных стадиях, стадии внедрения и ста- дии «Анализ функционирования»	
процесса и проверки алгоритмов контроля
и управления.
Для обеспечения экспериментальных ис-
следований разрабатывают методику прове-
дения экспериментов, методику обработки
экспериментальных данных, программу ра-
бот и формируют техническую базу экспери-
мента.
Программу работ в общем случае разде-
ляют на три части, выделяя подготови-
тельные, основные и контрольные исследова-
ния.
Рис. XXV.3. Организация разработки АСУ ТП.
А — вариант исполнения заказчиком функций гене-
рального проектировщика; Б — вариант исполнения
функций генерального проектировщика научно-ис-
следовательской организацией; В — исполнение функ-
ций генерального проектировщика проектной органи-
зацией
Подготовительная часть эксперимен-
тальных исследований включает: уточнение
параметров основного эксперимента (необхо-
димые значения возмущений, частоту и точ-
ность измерений, длительность и число опы-
тов и т. п.); оценку выполнения условий,
определяющих достоверность информации,
в частности стационарность случайных про-
цессов, воспроизводимость состояния объек-
тов, необходимых для основного экспери-
мента; получение и обработку информации,
определенной в соответствии с программой
и методикой экспериментальных исследова-
ний.
Основная часть экспериментальных иссле-
дований включает: разработку схем экспери-
ментов и их описание; разработку методов
обработки полученных экспериментальных
433
данных; представление первичных экспери-
ментальных данных; обработку и получение
зависимостей переменных технологического
процесса.
Контрольные исследования включают:
эксперименты по проверке данных, полу-
ченных в процессе выполнения основной ча-
сти исследований; теоретические кон-
трольные расчеты, оценку точности полу-
ченных результатов, достоверности данных,
повторяемости и т. п.
Программа работ и методика их проведе-
ния должны обращать внимание на меры
безопасности работ.
Техническая база экспериментальных ис-
следований включает датчики технологиче-
ских параметров, усилители, промежуточные
преобразователи (нормализаторы), коммута-
торы, приборы для представления информа-
ции, регистраторы, исполнительные устрой-
ства, а также измерительный и рабочий
инструмент и материалы. Техническая база
разрабатывается исполнителем эксперимен-
тальных исследований, а формируется из
фондов исполнителя, заказчика или из обоих
(о чем должна быть соответствующая дого-
воренность сторон).
Возможность проведения эксперимен-
тальных работ определяется в основном осо-
бенностями объекта: энергетическими и ма-
териальными затратами в различных режи-
мах функционирования, сложностью и про-
должительностью пуска, длительностью
переходных процессов, условиями техники
безопасности и т. п. Иногда эксперимент не-
возможен из-за того, что не созданы необхо-
димые датчики.
4.	Проектная организация
и научно-исследовательские работы
Научно-исследовательские работы дол-
жны обладать принципиальной новизной.
Выполнять принципиально новые работы
всегда сложнее, труднее, чем повторяющие-
ся, поэтому научно-исследовательские орга-
низации стремятся выполнить определенные
объемы повторяющихся работ, которые по
существу сводятся к проектированию, хотя
оформляются как НИР.
Деятельность человечества направлена,
с одной стороны, на поиск новых проблем,
на выполнение новых исследований, а с дру-
гой — на превращение исследовательских ра-
бот в более простые — проектные. В особой
степени это проявляется в .работах по созда-
нию АСУ ТП.
Если имеется несколько одинаковых, род-
ственных или близких по своим характери-
434
стикам технологических процессов и на
одном из них создана АСУ ТП, то потреб-
ность в НИР при создании АСУ ТП
остальных процессов снижается и может
быть приближена к нулю. Такой подход ре-
зко сокращает затраты на создание АСУ ТП,
сроки разработки и т. п.
Потребность в НИР в значительной мере
зависит от организации работ по созданию
АСУ ТП. На рис. XXV.3 приведены три
структуры работ, определяемые договорны-
ми отношениями между организациями —
участниками разработки.
Поведение проектной организации зави-
сит от варианта организации работ. В ва-
риантах А и Б роль проектировщиков вспо-
могательная. Они не несут ответственности
за систему в целом. Основная их задача
в этом случае — выполнить работу в со-
ответствии с полученным заданием, чтобы
от организации, выдавшей задание, не было
претензий. Вспомогательная задача — оценка
работы в целом, которая сводится к оценке
качества работы генерального разработчика
АСУ ТП. Решение этой задачи необходимо
проектной организации для подстраховки се-
бя и генерального проектировщика от воз-
можных крупных просчетов. Выполняют эту
работу обычно неофициально.
Основным вариантом работ по созданию
АСУ ТП для проектной организации являет-
ся вариант В (рис. XXV.3). В условиях широ-
кого создания АСУ ТП этот вариант явится
основным, иначе затраты на создание АСУ
ТП не смогут быть снижены до необходимо-
го уровня. При работе по варианту В про-
ектная организация стремится к быстрой
и возможно более дешевой разработке про-
екта АСУ ТП, так как это определяет ее ква-
лификацию, уровень работ и другие пре-
стижные показатели организации. Стремле-
ние к ускорению работ приводит к необходи-
мости сокращения объема и номенклатуры
НИР, передаваемых специализированным
научно-исследовательским организациям.
Осуществляется это с помощью использова-
ния ранее выполненных НИР, перевода НИР
в разряд обычных проектных работ, выпол-
нением сравнительно простых НИР, органи-
чески связанных с выполняемыми проектны-
ми работами, силами самой проектной орга-
низации.
Процесс этот показан в табл. XXV.3, где
даны соответствующие рекомендации.
Вспомогательная задача проектировщи-
ков при организации работ по варианту
В — оценка работы в целом — сводится
к оценке качества своей работы и работы
своих субподрядчиков. В этом случае проект-
Производство (изготов-
ление изделий)
Стадии
разработки
Разработка конструкторской
документации
Разработка техниче-
ского задания
Разработка проекта
Разработка рабочей
документации
Рис. XXV.4. Последовательность выполнения ОКР
ная организация, отвечающая за работу в це-
лом, должна выявлять все недоделки, недо-
работки, ошибки, снижающие качество АСУ
ТП, и принимать меры по их устранению,
даже если это нарушает предварительные
планы, требует дополнительных резервов,
снижает себестоимость проектных работ.
Проектировщики в этом случае должны
«подстраховывать» и заказчика, который
в ряде случаев не обладает достаточным
уровнем опыта и знаний. На последних эта-
пах создания АСУ ТП все недоделки и не-
верные решения проявятся непосредственно
или в скрытой форме отразятся на экономи-
ческих показателях работы системы.
5.	Опытно-конструкторские работы
(ОКР)
При проектировании комплекса техниче-
ских средств для конкретной АСУ ТП у про-
ектировщика часто возникает потребность
в аппаратуре, которую серийно не выпу-
скают. Это может быть небольшое устрой-
ство, солидная машина, модернизированный
вариант выпускаемого устройства или совер-
шенно новый агрегат.
Проблема может быть решена с по-
мощью опытно-конструкторских работ. Как
правило, это является сложным процессом,
сочетающим конструкторские разработки с
экспериментальным исследованием.
ОКР тесно связаны с конструкторской
документацией, которая значительно отли-
чается от проектной. Все стадии разработки,
производства, эксплуатации и ремонта изде-
лия осуществляются с помощью конструк-
торской документации. Выполнение ее осу-
ществляется с помощью межотраслевой си-
стемы взаимосвязанных правил выполнения,
оформления и использования документа-
ции — ЕСКД.
Процесс опытно-конструкторской ра-
боты, и в том числе разработка конструктор-
ской документации, осуществляется по ста-
диям и этапам, установленным ГОСТ
2.103-68 (СТ СЭВ 208-75).
Последовательность выполнения ОКР
показана на рис. XXV.4.
Знание стадийности ОКР необходимо
проектировщику для контроля за ходом суб-
подрядных ОКР.
Обычно проектировщики сталкиваются
с проблемой следующего рода. Выполнение
всех формальностей, связанных с оформле-
нием ОКР — техническим заданием, карточ-
кой ТК-1 (см. п. 6, 7 гл. XXV) и проведение
самой опытно-конструкторской работы зна-
чительно затягивает проектирование. Свя-
зать проектирование АСУ ТП с ожиданием
результатов разработки и изготовления
опытного образца практически означает
срыв разработки.
435
Для решения этой проблемы могут быть
рекомендованы следующие подходы:
в проекте АСУ ТП предусматриваются
два варианта комплекса технических средств:
один для обычного внедрения и второй для
внедрения после окончания ОКР, изготовле-
ния и испытания образца новой аппаратуры;
на основании опыта разработки и внедре-
ния АСУ ТП в подотрасли формулируется
ТЗ и карточка ТК-1 на новые разработки, ко-
торые «закладываются» в проекты после за-
вершения ОКР и объявления изготовителем
о производстве новых изделий;
в этом случае ОКР меньше связана с кон-
кретными проектами АСУ ТП и не тормозит
хода проектирования;
выполнение ОКР на новую аппаратуру
для АСУ ТП увязывается с созданием ново-
го оборудования для технологического про-
цесса — автоматизированного технологиче-
ского комплекса; это упрощает проектирова-
ние АСУ ТП и не тормозит разработки
проекта.
6.	Порядок оформления
технических заданий
на опытно-конструкторские работы
Техническое задание является обяза-
тельным исходным документом на проведе-
ние как научно-исследовательских, так
и опытно-конструкторских работ и разра-
батывается в соответствии с ГОСТ
15.001-73.
ТЗ на ОКР разрабатывает организация-
разработчик на основании постановлений
правительства, народнохозяйственного пла-
на, распоряжений (приказов) министерства,
технологических карточек ТК-1, выдаваемых
организациями-заказчиками.
Организация-заказчик может вместо те-
матических карточек выдать ТЗ, разработан-
ное им на базе проведенной НИР. В этом
случае организация-разработчик анализирует
представленное ТЗ и при необходимости до-
рабатывает его. Доработанное ТЗ после со-
гласования с заказчиком является основным
для проведения ОКР.
Техническое задание должно содержать:
вводную часть;
цель разработки, назначение и область
применения разрабатываемого (модернизи-
руемого) изделия;
технические требования;
специальные требования;
требования по стандартизации и унифи-
кации;
стадии и сроки проведения работ;
436
порядок испытаний и приемки опытно-
промышленного (опытного) образца;
перечень представляемой документации;
приложение.
Приведем содержание отдельных частей
ТЗ.
Вводная часть: полное наименование
темы; краткая характеристика разрабатывае-
мого изделия; его назначение; условное обо-
значение (шифр) темы; условное обозначение
изделия и полное наименование документа
(документов), на основании которого должна
проводиться работа, с указанием даты его
утверждения и кем утвержден; сроки начала
и окончания работы; организации-разработ-
чики и соисполнители.
Цель разработки, назначение и область
применения изделия: обоснование необходи-
мости проведения новой разработки; цель
разработки; назначение и перспективность
разрабатываемого изделия; предполагаемая
область его применения (в том числе воз-
можность его применения в других обла-
стях). Здесь же целесообразно дать ссылки
на базовые конструкции, известные патен-
ты, авторские свидетельства, существующие
аналогичные изделия, проведенные научно-
исследовательские работы в этой области.
Технические требования: полная характе-
ристика объекта (среды); требования по
ограничению выбора принципа действия
и применения методов измерения; характе-
ристика окружающей среды, категория поме-
щения, наличие агрессивных газов, вибрации,
тряски, магнитных и электрических полей,
группа взрывоопасности и т. д.; общая ха-
рактеристика и основные требования к раз-
рабатываемому изделию, включая входные
и выходные параметры и пределы измерений
изделия, его чувствительность, точность, ос-
новную погрешность, источники питания,
требования к комплектности с другими изде-
лиями в случае совместной работы и другие
необходимые технические данные, характери-
зующие изделие; конструктивные и техноло-
гические требования и особенности; показа-
тели надежности, долговечности, ремонто-
пригодности изделия, вероятность безотказ-
ной работы за заданное время или на-
работка на отказ и т. д., т. е. параметры,
определяющие отказ изделия; габаритные
размеры, тип исполнения разрабатываемого
изделия; необходимость создания пове-
рочных средств и особенности метрологиче-
ского обеспечения; другие необходимые
данные разрабатываемого изделия.
По усмотрению разработчика, при необ-
ходимости, указываются специальные требо-
вания.
Требования к стандартизации и унифика-
ции: показатели уровня применения унифи-
цированных и стандартизованных деталей
и узлов.
Порядок испытаний и приемки опытно-
промышленного образца: сведения о числе
образцов, предъявляемых на ведомственные
(межведомственные) или государственные ис-
пытания; место, сроки и порядок приемки
опытно-промышленного образца.
Перечень представляемой на приемочные
испытания документации должен соответ-
ствовать ГОСТам ЕСКД (пример перечня
см. приложение 1 к ОСТ 25126 — 72).
ТЗ должно содержать технико-экономи-
ческое обоснование проведения ОКР (можно
как приложение к ТЗ).
Утвержденные технические задания реги-
стрируют организация-разработчик по при-
нятой в ней системе обозначений.
ТЗ согласуют с организацией-заказчиком,
заводом-изготовителем, органами Госнадзо-
ра (при необходимости), ВЦСПС или ЦК
профсоюзов (по установленным перечням из-
делий).
В случае возникновения разногласий при
согласовании ТЗ между организацией-разра-
ботчиком и основными заинтересованными
организациями составляется протокол раз-
ногласий и конкретное решение принимается
вышестоящей организацией разработчика.
Утверждение ТЗ производится вышестоя-
щим органом организации-разработчика.
Пример составления ТЗ на ОКР дан
в приложении 6.2.
7.	Порядок оформления заявок
на разработку новых
технических средств для АСУ ТП
При проектировании АСУ ТП в ряде слу-
чаев возникает закономерная потребность
в тех или иных новых (или модернизиро-
ванных) технических средствах автоматиза-
ции. Подобные требования являются одним
из основных факторов развития техники ав-
томатического управления. Однако успех но-
вой разработки во многом зависит от того,
насколько правильно сформулирована зада-
ча разработки и зафиксирована в таких фор-
мализованных документах, как тематические
карточки (ТК-1) и технические задания.
В соответствии с ГОСТ 16084 — 75 на про-
ведение каждой научно-исследовательской
и опытно-конструкторской работы по созда-
нию новых изделий приборостроения для
АСУ ТП заказчик составляет отдельную
карточку (в пяти экземплярах) ТК-1 по уста-
новленной форме.
Сводные заявки на разработку новых из-
делий номенклатуры Минприбора с прило-
жением систематических карточек предста-
вляются (в соответствии с ОСТ 25126 — 72)
техническими управлениями министерств (ве-
домств)-заявителей (или их подразделения-
ми, выполняющими функции технического
управления) в Научно-техническое управле-
ние Минприбора централизованно один раз
в год в период с 1 апреля до 31 июля года,
предшествующего году начала разработки.
Карточки ТК-1, поступившие после 31 июля,
рассматривают при формировании плана по-
следующего года.
Тематические карточки заполняет и под-
писывает организация-заказчик, которая бу-
дет финансировать эту разработку. Утвер-
ждает ТК-1 вышестоящий орган организа-
ции-заказчика.
Составление тематической карточки по
форме ТК-1 в соответствии с приложением
№ 1 к ГОСТ 16084 — 75 (см. приложение 6.4)
требует полной расшифровки всех перечис-
ленных в форме пунктов.
В приложении 6.4 в качестве примера да-
на последовательность заполнения тематиче-
ской карточки ТК-1 на разработку специали-
зированных- средств для прямого цифрового
программного управления.
При оформлении ТК-1 следует особо
обратить внимание на следующее:
наименование разработки (изделия) дол-
жно быть кратким и правильно отражать
функциональную сущность будущей разра-
ботки (датчик, исполнительный механизм,
вычислительное устройство, указывающий
прибор и т. п.);
необходимо однозначно определять ста-
дию разработки (научно-исследовательскую
или опытно-конструкторскую работу), кото-
рую следует проводить. Как правило, науч-
но-исследовательская работа заказывается
на приборы и средства автоматизации, не
имеющие аналогов в мировой и отечествен-
ной технике, или в том случае, когда устрой-
ство принципиально отличается от аналога
и вопрос о его реализации не очевиден;
основные технические требования дол-
жны включать полную информацию по схе-
ме, конструкции, электрическим и механиче-
ским параметрам, условиям эксплуатации,
рабочей и окружающей средам, требования
по надежности, патентоспособности и другие
специальные требования;
при наличии аналогичных изделий, выпу-
скаемых отечественной промышленностью,
необходимо дать номер ТУ, ВТУ, МРТУ
и обоснование невозможности их использо-
вания с краткими характеристиками, по ко-
437
торым аналог отличается от изделия, тре-
бующего разработки;
на аналогичные изделия, выпускаемые за
рубежом, необходимо указать тип, фирму-из-
готовитель, кратко параметры в соответ-
ствии с требуемыми в п. 5 карточки ТК-1,
источник получения информации, наличие
образцов или технической документации
и т. п.;
технико-экономическое обоснование дол-
жно содержать (кроме ориентировочного
экономического эффекта) технический, техно-
логический или организационный эффект, ко-
торый ожидается получить от использования
техники в результате проведения заказывае-
мой новой разработки;
ориентировочную потребность в разра-
батываемом изделии необходимо опреде-
лить наиболее тщательно, так как в зависи-
мости от этого показателя в основном
определяются производственные мощности
и уровень технологической подготовки.
В случае завышения потребности мощности
окажутся незагруженными, а заниженная по-
требность заранее обрекает на дефицитность.
Потребность может быть в ряде случаев
определяющей при выборе конструктивных
решений, затрат на технологическое оснаще-
ние производства;
заканчиваться разработка может как по-
ставкой опытного образца, партии, так и со-
ставлением ТУ, передачей технической доку-
ментации заказчику или заводу-изготовите-
лю. Карточка ТК-1 не ограничивает заказчи-
ка в части объема информации, которую
следует доводить до разработчика. ТК-1 уза-
конивает только последовательность и необ-
ходимый минимум вопросов, освещаемых
заказчиком для максимального понимания
разработчиком ставящихся перед ним задач.
При подготовке заявки на разработку из-
делий заказывающие организации могут
обращаться к предполагаемым организа-
циям-разработчикам для консультации
и предварительного обсуждения планируе-
мой разработки.
Следует учесть, что если тематические
карточки будут составлены с нарушением
установленной формы (в недостаточном ко-
личестве экземпляров, без заверяющих
и утверждающих подписей, без определения
финансирования, без четкого определения
потребности в разрабатываемом изделии
и т. п.) или при недостаточности содержа-
щейся в карточке технической информации,
тематические карточки возвращаются на до-
работку, и их рассмотрение производится
в срок, исчисляемый с момента повторного
получения.
438
Глава XXVI
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВА-
НИЯ АСУ ТП
1.	Основные принципы организации
проектирования АСУ ТП
Процесс создания АСУ ТП органически
связан с процессом создания или реконструк-
ции автоматизируемого предприятия. АСУ
ТП не является независимой системой, она
подвержена влиянию производства и сама
приводит к изменениям производства. Это
нашло свое отражение в общих и частных
принципах автоматизации управления про-
изводством промышленных предприятий
(см. гл. III). Кроме того, процесс создания
АСУ ТП должен учитывать сами особенно-
сти АСУ ТП, поэтому всем частным и об-
щим принципам, изложенным в гл. III, необ-
ходимо следовать уже в процессе создания
АСУ ТП.
Соблюдение этих и дополнительных
принципов создания АСУ ТП возможно
в полной мере лишь в том случае, если про-
цесс создания достаточно строен и все
этапы его подчинены единому комплексу
идей. Иными словами, необходима ком-
плексная система создания АСУ ТП, связы-
вающая все этапы работ: обследования
предприятия, подготовки технического за-
дания, проектирования, монтажа, отладки,
внедрения и оценки полученных результа-
тов (см. п. 2 гл. XXIII). Это означает, что уже
в процессах проектирования следует учиты-
вать специфику внедрения АСУ ТП на пред-
приятии, а в процессах внедрения — особен-
ности проектирования АСУ ТП и т. д. Такая
взаимосвязь идей на всех этапах работы воз-
можна лишь в том случае, если эти основные
идеи выявлены и показана необходимость их
совпадения.
Специфика внедрения вызывает необхо-
димость использования в проектах АСУ ТП
кодов повторения и существующих на пред-
приятии методов управления, связанных
с имеющимся оборудованием и другими ус-
ловиями реального производства. Иногда
это делается в ущерб отдельным принципам
автоматизации управления, однако такие
приемы оправданы в определенной мере тем,
что после внедрения АСУ ТП отдельные не-
достатки проекта, допущенные умышленно
с целью ускорения и облегчения внедрения
АСУ ТП, будут устраняться.
Комплексная система создания АСУ ТП
(см. п. 2 гл. XXIII) построена прежде всего на
знании технологического процесса. Эконо-
Таблица XXVI.l
Сравнение общих принципов
№ по пор.	Наименование принципа	Содержание принципов автоматизации управления (1-я группа)	Содержание принципов организации проектирования АСУ ТП (2-я группа)
1	Принцип экономичности	Повышение экономической эффективности технологиче- ского процесса	Повышение экономичности процесса проектирования АСУ ТП
2	Принцип упорядочения	0бщее упорядочение про- цессов управления технологи- ческим процессом	Общее упорядочение про- цессов проектирования АСУ ТП
3	Принцип соответствия (проявление системного подхода)	Гармония между потребно- стями автоматизируемого про- цесса и АСУ ТП	Гармония между технологи- ей проектирования и особен- ностями создаваемой АСУ ТП
4	Принцип единообразия	Унификация и стандартиза- ция различных элементов АСУ ТП	Унификация объема, содер- жания проектов и элементов технологии проектирования АСУ ТП
мичное и грамотное выполнение всех этапов
работ возможно лишь в том случае, если
в самом начале заранее известны общие кон-
туры создаваемой АСУ ТП и ее главные
особенности. АСУ ТП будет менее эконо-
мична, если общие контуры системы заранее
неизвестны, но проектирование ее выпол-
няется по предварительно отработанным ме-
тодическим материалам.
Поскольку процесс проектирования имеет
своей целью создание АСУ ТП, которая под-
чинена принципам автоматизации управле-
ния технологическими процессами пред-
приятий (см. п. 3 гл. III), сам процесс
проектирования должен учитывать эти прин-
ципы. Таким образом, принципы организа-
ции проектирования АСУ ТП можно разде-
лить на две группы: 1) относящиеся к самой
АСУ ТП; 2) относящиеся к процессу проек-
тирования АСУ ТП.
Принципы 1-й группы определяют свой-
ства объекта проектирования, а принципы
2-й группы — свойства процесса проектиро-
вания. В этом состоит их основное различие.
Между общими принципами 1-й и 2-й
групп можно провести аналогию (табл.
XXVI.l).
Первым общим принципом организации
проектирования является экономичность про-
цесса проектирования АСУ ТП. При несо-
блюдении этого принципа работа становится
неэкономичной, однако в отличие от соот-
ветствующего принципа 1-й группы она не
становится сразу же нежизнеспособной. Если
стоимость А проектирования для крупных
АСУ ТП составляет в среднем 15 % от стои-
мости оборудования и монтажа Б, то увели-
чение стоимости проектирования вдвое уве-
личит общие затраты (в первом приближе-
нии) только на
2А + Б
А =--------100 - 100 =
А + Б
2ОД5Б + Б
0Д5Б + Б
100- 100= 13%,
что не приведет к отказу от работы.
Вторым общим принципом организации
проектирования является общее упорядочение
процессов проектирования. Значение этого
принципа не ограничивается экономией
в объеме проектных работ. Упорядочение
процессов проектирования определяет каче-
ство проектов АСУ ТП, соблюдение в проек-
тах принципов 1-й группы и, следовательно,
общую эффективность АСУ ТП.
Третий общий принцип организации про-
ектирования АСУ ТП заключается в гармо-
нии между создаваемой АСУ ТП и техно-
логией проектирования. Эта гармония должна
быть такой же, как и соответствие конструк-
ции какого-либо изделия с технологией его
изготовления. Первичным элементом здесь
является АСУ ТП, а вторичным — техноло-
гия проектирования АСУ ТП. Несоответ-
ствие технологии проектирования разра-
батываемой АСУ ТП приводит к тому, что
появляются дополнительные потери или раз-
работка АСУ ТП соответствующего уровня
становится невозможной.
Четвертый общий принцип организации
проектирования АСУ ТП заключается в со-
блюдении единообразия элементов проектиро-
вания. Это относится как к унификации форм
439
проектных материалов, так и к методам их
составления и общей методике проектирова-
ния. Экономическая эффективность от со-
блюдения этого принципа заключается
в упрощении процессов проектирования,
облегчении пользования весьма сложными
проектами АСУ ТП, ускорении обучения
персонала и внедрения АСУ ТП.
Наибольшего повышения эффективности
процессов проектирования АСУ ТП можно
добиться, если организация проектирования
будет эффективна на всех этапах создания
проекта.
В соответствии с этим можно выделить
множество частных принципов, детализи-
рующих общие принципы. К ним относятся,
в первую очередь, следующие.
Принцип специализации проектирования
АСУ ТП состоит в специализации проектных
организаций по выполнению работ по созда-
нию АСУ ТП в определенных отраслях. Вы-
сокая стоимость этих проектов, их слож-
ность, необходимость тщательного учета
отраслевой специфики требуют специализа-
ции и позволяют эффективно выполнять
проектирование только силами специализи-
рованных организаций.
Принцип кооперации в проектировании
АСУ ТП находит свое выражение в том, что
грамотная разработка проекта АСУ ТП си-
лами одной организации невозможна. Для
этого необходимо обязательное участие по
крайней мере двух организаций: генераль-
ного проектировщика отрасли промышлен-
ности, к которой относится автоматизируе-
мое предприятие, и специализированной ор-
ганизации — головного проектировщика
АСУ ТП.
По мере необходимости могут привле-
каться и другие организации — соисполните-
ли по частным разделам проекта. Если про-
ектируется АСУ ТП для действующего пред-
приятия, то участие его в проектировании
обязательно. Такая кооперация при проекти-
ровании АСУ ТП обеспечивает быстрое по-
лучение всех необходимых данных (иногда
без генпроектировщика), увязку АСУ ТП
с объектом, учет требований отрасли про-
мышленности и высокое профессиональное
качество проектирования АСУ ТП.
Принцип использования организационных
систем проектирования на практике означает,
что имеется комплексная организационная
система создания АСУ ТП, о которой упо-
миналось выше, при проектировании исполь-
зуется организационная система проектиро-
вания АСУ ТП, а также учитывается
организационная система внедрения АСУ
ТП и т. д.
440
Принцип экономичной организации проек-
тирования состоит в оптимизации соответ-
ствующих организационных систем и техно-
логических процессов проектирования для
минимизации затрат (в том числе времени)
и повышения качества проекта АСУ ТП.
Этот принцип обеспечивается правильным
выбором стадийности проектирования АСУ
ТП (1—2 стадии), широким использованием
заранее разработанных технологических про-
цессов проектирования (в том числе РТМ,
ГОСТов, методических указаний, опти-
мальных сетевых графиков разработки про-
ектов и т. п.).
2.	Правовые основы проектирования
Создание и внедрение АСУ ТП способ-
ствует повышению эффективности производ-
ства и улучшению условий труда.
В создании АСУ ТП от проектирования
в значительной степени зависят сроки раз-
работки и внедрения системы, а также эф-
фективность ее функционирования.
Единообразие проектов АСУ ТП позво-
лит повысить их качество, сравнимость, сни-
зит сроки и стоимость проектирования.
АСУ ТП необходимо проектировать в со-
ответствии с законами и решениями прави-
тельства СССР, директивными и норма-
тивными документами Госстроя СССР, Го-
сударственными стандартами, а также руко-
водящими и методическими материалами,
утвержденными Г осу дарственным Комите-
том по науке и технике.
Основным директивным документом по
проектированию АСУ ТП является ГОСТ
20913 — 75 «АСУ ТП. Стадии создания», ко-
торый определяет объем проектов АСУ ТП.
Методические указания по проектирова-
нию АСУ ТП приведены в «Отраслевых ру-
ководящих методических материалах по со-
зданию АСУ ТП» (ОРММ-2 АСУ ТП).
При создании и внедрении АСУ ТП сле-
дует использовать также много частных ГО-
СТов, которые охватывают отдельные сто-
роны создания, внедрения и функционирова-
ния АСУ ТП [602, 634, 635, 638, 640].
При проектировании АСУ ТП необходи-
мо учитывать различные методические ука-
зания, охватывающие также частные во-
просы АСУ ТП [930, 931, 937, 966].
Кроме общих и частных материалов, от-
носящихся к АСУ ТП, в процессе проектиро-
вания следует использовать директивные до-
кументы, относящиеся ко всем проектным
работам, которые определяют порядок про-
ектирования, оформления документов, от-
ношение заказчиков, генпроектировщиков
и субподрядных проектных организаций
[960].
3.	Порядок проектирования АСУ ТП
и организация работ
Как правило, проектирование АСУ ТП
в полном объеме осуществляется специали-
зированной проектной организацией.
Основанием для начала проектирования
являются лимиты на проектные работы, ко-
торые министерство организации-заказчика
через Госплан СССР выделяет организации-
разработчику.
Утвержденные ТЭО и ТЗ, а также ис-
ходные данные для проектирования предста-
вляет проектировщику заказчик.
Для новостроящихся предприятий заказ-
чиком является генпроектировщик, а для
действующих объектов — промышленное
предприятие, для которого разрабатывается
АСУ ТП.
В начале проектирования составляется
сметно-договорная документация, содержа-
щая договор, сводную смету, пообъектные
сметы на проектные работы, графики выпол-
нения работ и при необходимости особые ус-
ловия. Сметы на проектирование составляют
по трудозатратам (форма Зп). Разработан
«Временный ценник на выполнение проектов
АСУ ТП». После его утверждения необходи-
мо будет составлять сметы по этому ценни-
ку. После оформления сметно-договорной
документации обеими сторонами (заказчик
и разработчик), получения исходных данных
(см. гл. XXIII), ТЭО и ТЗ, начинается сам
процесс проектирования. Проектирование
может быть одностадийным (ТРП) и двух-
стадийным (ТП и РП).
В соответствии с инструкцией Госстроя
СССР по разработке проектов и смет для
промышленного строительства (СН 202-76)1
АСУ ТП следует проектировать в одну ста-
дию (допускается и двухстадийное проекти-
рование). Одностадийный технорабочий про-
ект АСУ ТП выполняют при наличии
у проектной организации большого опыта
разработки и внедрения аналогичных проек-
тов.
Проектирование в две стадии (техниче-
ский и рабочий проекты) допускается для
крупных и сложных промышленных ком-
плексов, а также в случаях неосвоенной тех-
нологии производства.
При двухстадийном проектировании тех-
нический проект утверждают в установлен-
1 См. нормаль СН 202 — 81*.
ном порядке, а затем начинают рабочее про-
ектирование. Рабочий проект утверждению
не подлежит.
При одностадийном проектировании все
материалы технорабочего проекта (ТРП)
подразделяются на две части:
часть, подлежащая утверждению;
рабочие материалы.
Часть ТРП, подлежащую утверждению,
рассматривают и утверждают в том же по-
рядке, что и технический проект (см. п. 7).
Проектирование начинается с расстанов'-
ки кадров и организации рабочего места для
каждого сотрудника. В основу расстановки
кадров при проектировании АСУ ТП реко-
мендуется брать сетевой график, соста-
вленный для данного этапа работ (см. п. 5
гл. XXIII), и расчеты потребностей в специа-
листах (см. п. 6 гл. XXIII).
Обеспечение сроков сетевого графика
и выполнения смежных работ без изменения
критического пути требует четкого контроля
за ходом работ. Для непрерывного контроля
и корректирования сетевого графика реко-
мендуется выделить специалиста.
Для нормальной работы необходимо
обеспечить проектировщиков нормативными
и руководящими материалами, справочной
литературой, методиками проектирования
и всеми исходными данными. Перечни ис-
ходных данных приведены в соответствую-
щих разделах данной книги.
Следует обратить внимание на своевре-
менное согласование с заказчиком и гене-
ральным проектировщиком автоматизируе-
мого предприятия всех исходных данных
и основных проектных решений, а также на
правильное документальное оформление со-
гласований. Крупные АСУ ТП разрабаты-
вают 3—6 лет, поэтому переписка, связанная
с проектом, составляет несколько томов. Ее
следует содержать в порядке, что сокращает
затраты труда проектировщиков. Целесо-
образно использовать проекты НОТ для
проектировщиков.
Для проектных организаций, специализи-
рующихся на разработке проектов АСУ ТП
и повторяющих эти работы, рекомендуется
организация работ с помощью четырех
групп проектировщиков (рис. XXVI.l).
Группа 1 включает инженеров-технологов
автоматизируемых процессов, математиков-
постановщиков задач, специалистов по упра-
влению технологическими процессами и про-
изводством. Они практически выполняют
как проектные все те работы, которые при
разработке первых АСУ ТП относились
к разряду научно-исследовательских работ
(см. гл. XXV). Группа осуществляет декомпо-
441
Группа 1	—>	Группа 2	—>	Группа 4
Поста- новщики задач		Разработчики технического обеспечения		Оформи- тели проектов
		ТЭО, ТЗ, ТП, РП		
				
		Группа 3		
		Математики- программисты		
ТЭО, ТЗ, ТП		РП		ТЭО, ТЗ, ТП, РП
Рис. XXVI. 1. Организация технологического
процесса разработки АСУ ТП
зицию АСУ ТП (см. п. 4 гл. III), разработку
математических и информационных моделей
(см. гл. VIII, XII), постановку задач (см. гл.
XIII), разрабатывает информационное и ор-
ганизационно-экономическое обеспечение си-
стемы. В основном эта группа выполняет ра-
боты по технико-экономическому обоснова-
нию (ТЭО), техническому заданию (ТЗ)
и техническому проекту (ТП). Однако, если
постановки задач выполняются на стадии
рабочих чертежей (а это более прогрес-
сивный способ проектирования), то группа
участвует и в этой стадии проектирования.
Группа 2 включает специалистов по КИ-
ПиА, вычислительной технике, связи, элек-
троснабжению промышленных предприятий
и т. п. Группа выполняет все работы, свя-
занные с разработкой технической докумен-
тации на выбор, размещение, установку,
монтаж, сочленение, наладку и внедрение
технических средств АСУ ТП, в том числе
средств оргатехники и вспомогательных
средств. Кроме того, эта группа составляет
сметы на оборудование и монтаж АСУ ТП.
Группа выполняет работы на всех стадиях
и этапах создания АСУ ТП.
Группа 3 включает математиков-про-
граммистов и технологов по обработке ин-
формации. Ее задача - разработка рабочих
алгоритмов, программ и технологии ввода,
передачи, фиксации, обработки и вывода ин-
формации на регуляторы и оперативному
персоналу АСУ ТП.
Важную часть работ этой группы соста-
вляет отладка программ и внедрение. Объем
работ по внедрению у этой группы особенно
велик.
Группа 4 обеспечивает оформление про-
ектов. Она включает машинисток, операто-
ров множительных машин, переплетчика
и др. Эта группа обычно обслуживает ряд
отделов, выпускающих различную проект-
ную документацию.
4.	Состав технического проекта
АСУ ТП 1
Технический проект АСУ ТП оформляют
в виде комплекса текстовых и графических
материалов, дающих полное представление
о составе и функционировании АСУ ТП. Со-
став технического проекта АСУ ТП приведен
ниже.
Главное назначение технического проек-
та — утверждение основных направлений
действия АСУ ТП, затрат, экономической
эффективности, требуемых рабочих площа-
дей и штатов обслуживающего персонала.
Это определяет состав и содержание мате-
риалов каждого тома проекта.
Технический проект АСУ ТП
Том 1. Общесистемная документация.
Текстовые материалы
1.	Опись частей и томов технического проек-
та.
2.	Список основных исполнителей.
3.	Опись документов тома.
4.	Паспорт проекта.
5.	Патентный формуляр (или экспертное за-
ключение).
6.	Пояснительная записка:
общая часть;
общая характеристика технологического
объекта управления (ТОУ);
краткий сравнительный анализ разра-
батываемой АСУ ТП и ее известных анало-
гов;
организация управления в условиях АСУ
ТП;
математическое обеспечение;
информационное обеспечение;
техническое обеспечение;
оперативный персонал;
вопросы совместимости системы со
смежными системами и АСУ организацион-
но-экономического управления;
мероприятия, обеспечивающие создание
и ввод в действие АСУ ТП.
1 По СН 202 — 81 * эта стадия называется
«Проект».
442
Графические материалы
1. Схема функциональной структуры си-
стемы.
2. Схема организационной структуры си-
стем.
Том 2. Информационное и специальное мате-
матическое
обеспечение
Текстовые материалы
1.	Опись частей и томов технического проек-
та.
2.	Список основных исполнителей.
3.	Опись документов тома.
4.	Пояснительная записка:
общая часть;
общий алгоритм функционирования си-
стемы в реальном масштабе времени;
обоснование выбора математического
обеспечения;
описание, кодов и макетов;
описание форм документов;
описание НСИ;
описание массивов информации.
5.	Входные сигналы и данные.
6.	Выходные сигналы и данные.
7.	Коды и макеты.
8.	Постановки задач, решаемых системой.
9.	Алгоритмы:
контроля и управления;
контрольных задач.
Графические материалы
1. Схема структурная информационных по-
токов.
2. Формы документов.
Примечание:
1. Согласно ГОСТ 20913 — 75 п. 2.8 этот
том может выпускаться отдельно от других
материалов проекта в сроки, согласованные
между исполнителем и заказчиком.
2. Если рабочее программирование вы-
полняется другой организацией, то мате-
риалы т. 2 используются для разработки за-
дания на программирование.
Том 3. Техническое обеспечение.
Текстовые материалы.
1.	Опись частей и томов технического проек-
та.
2.	Список основных исполнителей.
3.	Опись документов тома.
4.	Пояснительная записка:
общая часть;
обоснование выбора технического обес-
печения;
штаты;
выбор производственных площадей;
эксплуатационные расходы;
оценка надежности функционирования
АСУ ТП;
техника безопасности.
5.	Система локальной автоматики:
технические требования и состав.
6.	Информационно-управляющий комплекс:
технические требования и состав.
7.	Заявочные ведомости:
аппаратуры информационно-управляю-
щего комплекса;
средств телемеханики (при необходимо- >
сти);
приборов и средств автоматизации;
электроаппаратуры;
щитов и пультов;
трубопроводной аппаратуры;
основных монтажных материалов и из-
делий;
стендов, лабораторных приборов и вспо-
могательного оборудования (при необходи-
мости);
мебели;
слесарно-механического оборудования
(при необходимости);
средств оргатехники.
8.	Перечень тематических карточек ТК-1 на
разработку технических средств.
9.	* Технические задания на разработку
смежных частей проекта (строительной ча-
сти, сантехнической, электротехнической
И др.).
10.	* Техническое задание на модернизацию
технологического оборудования.
11.	* Техническое задание на оперативно-дис-
петчерское оборудование, не выпускающееся
серийно.
12.	* Техническое задание на разработку
новых средств автоматики.
Графические материалы
1.	Схема структурная КТС АСУ ТП.
2.	Схема структурная информационно-упра-
вляющего комплекса.
3.	Функциональные схемы локальной авто-
матики.
4.	Функциональные схемы сбора, обработки
и использования информации.
5.	Планы размещения аппаратуры, щитов,
пультов и панелей мнемосхем.
Примечание:
1.	Материалы, отмеченные*, могут вы-
пускаться отдельными книгами.
Том 4. Расчет ожидаемой технико-экономи-
ческой эффективности.
Том 5. Смета.
Общесистемная документация. Этот том
включает материалы, которые оценивают
подготовленность объекта и целесообраз-
ность автоматизации управления технологи-
ческого процесса, а также в общих чертах
определяют объем автоматизации и на дан-
443
ном объекте. Освещается краткая характери-
стика технологического процесса, проводит-
ся сравнительный анализ разрабатываемой
АСУ ТП по отношению к известным анало-
гам, формулируются основные направления
организации управления в условиях АСУ
ТП, кратко освещаются основные решения
по функционированию АСУ ТП и всем ви-
дам обеспечения (информационное, органи-
зационное, математическое и техническое),
а также приводится характеристика требуе-
мого оперативного персонала по обслужива-
нию АСУ ТП. Здесь же освещаются вопросы
совместимости АСУ ТП со смежными АСУ
ТП, а также с АСУ организационно-эконо-
мического управления.
Разрабатывается укрупненный план меро-
приятий по разработке и внедрению АСУ
ТП. План охватывает следующие этапы:
проектные, научно-исследовательские
и опытно-конструкторские работы;
подготовка специалистов и комплектова-
ние кадров для обслуживания системы;
приобретение аппаратуры и материалов;
обеспечение требуемых площадей;
внедрение системы.
В начале тома приводится паспорт проек-
та, в котором освещаются основные данные
проекта АСУ ТП (характеристика объекта,
перечень решаемых задач, краткая характе-
ристика технического, информационного, ор-
ганизационного и математического обеспече-
ний, затраты на создание и обслуживание
системы, обоснование ожидаемой экономи-
ческой эффективности АСУ ТП). Образец
паспорта приведен в приложении книги
[514]. Паспорт позволяет оценивать проект
укрупненно, без детального изучения
объемных проектных материалов, что эконо-
мит время специалистов. Паспорт предназ-
начен для ознакомления с проектом работ-
ников предприятий, проектных, научно-ис-
следовательских и других организаций и ве-
домств.
В качестве графических материалов
в этом томе приводятся:
функциональная структурная схема си-
стемы, элементами которой являются функ-
ции АСУ ТП, а связи между элементами от-
ражают порядок реализации этих функций
(образец схемы приведен в приложении 7);
схема организационной структуры си-
стемы отражает взаимодействие оперативно-
го и обслуживающего персонала АСУ ТП
(образец схемы приведен в приложении 7).
Информационное и специальное математи-
ческое обеспечение. В томе приводятся ре-
зультаты анализа потоков технологической
информации и информационного обеспече-
444
ния. Сюда относятся перечни входных и вы-
ходных сигналов и данных с выделением
инициативной информации, требования
к точностям контроля и измерения техноло-
гических параметров, а также основные реко-
мендации по кодам, макетам, формам доку-
ментов и нормативно-справочной информа-
ции.
Важным материалом этого тома проекта
является специальное математическое обес-
печение. Разрабатывается общий алгоритм
функционирования системы в реальном
масштабе времени. Приводятся постановки
функциональных задач, решаемых системой,
и их алгоритмы. Разрабатываются также ал-
горитмы контрольных задач. Материал это-
го тома при необходимости может быть ис-
пользован для разработки задания на про-
граммирование.
В качестве графических материалов в то-
ме приводятся структурная схема инфор-
мационных потоков и формы докумен-
тов.
Схема информационных потоков дает
представление о значении и направлении
движения информации в АСУ ТП. Наличие
этих данных дает возможность проектиров-
щикам разработать организационную струк-
туру АСУ ТП и квалифицированно выбрать
комплекс технических средств.
Образец схемы приведен в приложении 7.
Формы документов могут быть оформлены
в виде чертежей или в виде альбома в зави-
симости от объема документации.
Техническое обеспечение. В этом томе
проекта дается обоснованный выбор ком-
плекса технических средств АСУ ТП, вклю-
чая средства оргатехники и оперативной свя-
зи, вспомогательное и сервисное оборудова-
ние, а также монтажные материалы и ка-
бельную продукцию.
К комплексу технических средств отно-
сится аппаратура информационно-управляю-
щего комплекса, необходимая для решения
поставленных задач, и аппаратура локальной
автоматики.
Под аппаратурой локальной автоматики
понимают такие средства автоматического
контроля и регулирования, работа которых
не связана с информационно-управляющим
комплексом (датчики, первичные и вто-
ричные приборы, автоматические регуля-
торы и др.). Датчики и преобразователи, свя-
занные при работе с информационно-упра-
вляющим комплексом, в состав локальной
автоматики не входят.
Если объем локальной автоматики, вхо-
дящей в состав АСУ ТП, значительный, то
материалы проекта по локальной автомати-
ке могут быть выделены в отдельный том
или даже в отдельный проект.
Технические средства, как правило, выби-
рают из средств, серийно выпускаемых оте-
чественной промышленностью. В случае, ес-
ли ни одна из серийно выпускаемых систем
не удовлетворяет поставленным требова-
ниям, то при проектировании разрабаты-
ваются требования на модернизацию суще-
ствующей или разработку новой системы
и определяется конкретный исполнитель
новых разработок. Эти сведения заносятся
в тематическую карточку ТК-2 (ГОСТ
16084 — 75), которая входит в состав проекта.
В проекте описывается структура техниче-
ских средств системы сбора, обработки и ис-
пользования информации, порядок ее ра-
боты, принцип действия и функциональное
назначение каждого блока и всей системы
в целом. Прорабатывается технология ра-
боты системы.
В проекте освещается предполагаемый
порядок размещения всех элементов си-
стемы, компоновка операторских и диспет-
черских пунктов, а также принятая система
каналов связи. Прорабатываются вопросы
выбора и размещения датчиков, упорядоче-
ние получаемой от датчиков информации
и сбор ее.
Большое внимание в проекте уделяется
выбору штатов оперативного персонала, во-
просам надежности функционирования АСУ
ТП и техники безопасности во время ее экс-
плуатации. Дается перечень всех эксплуата-
ционных расходов на функционирование
АСУ ТП.
В техническом проекте также выполняют-
ся заявочные' ведомости на аппаратуру си-
стемы, приборы и средства автоматизации,
электроаппаратуру, щиты и пульты, трубо-
проводную арматуру, основные монтажные
материалы и изделия и т. д.
В соответствии с СН 202-76 (п. 4.3) за-
явочные ведомости составляют примени-
тельно к форме № 8 приложения 12 к СН
202-76. На оборудование, которое требует
длительного времени для размещения зака-
зов, а также на оборудование, по которому
проектные организации получают от заво-
дов-изготовителей исходные данные для раз-
работки рабочих чертежей на стадии техни-
ческого проекта, выполняются заказные спе-
цификации по этой же форме. К такому
оборудованию относятся: вычислительная
техника, щиты и пульты, нестандартизиро-
ванное оборудование.
В состав технического проекта АСУ ТП
не входят смежные части проекта: строи-
тельная, санитарно-техническая, электриче-
ская, связи и др., поэтому разрабатываются
и выдаются соответствующим проектным
организациям технические задания на разра-
ботку смежных проектных работ АСУ ТП.
При рабочем проектировании они уточняют-
ся. Эти задания выполняются в соответ-
ствии с существующими нормами и пра-
вилами.
При необходимости в техническом проек-
те АСУ ТП выполняются технические зада-
ния на модернизацию технологического обо-
рудования; оперативно-диспетчерское обору-
дование, выпускаемое серийно; разработку
новых средств автоматики. Эти задания вы-
полняются в виде тематических карточек
ТК-1 (ГОСТ 16084-75).
Все технические задания могут входить
в состав тома «Техническое обеспечение»
или выпускаться отдельными книгами.
Все графические материалы этого тома
делятся на три группы:
схемы структурные;
схемы функциональные;
планы размещений.
Схема структурная КТС АСУ ТП отра-
жает взаимосвязь и условия расположения
всего комплекса технических средств АСУ
ТП.
Схема структурная информационно-упра-
вляющего комплекса более подробно рас-
крывает взаимодействие блоков вычисли-
тельной техники и периферийных устройств,
включая датчики и преобразователи, имею-
щие автоматическую связь с ЭВМ. Струк-
турные схемы используют также для заказа
аппаратуры в тресте «Союзсистемкомплект».
Функциональные схемы локальной авто-
матики выполняют в соответствии со строи-
тельной нормалью Минприбора СССР ВСН
281-75 проектов автоматизации технологиче-
ских процессов.
На функциональных схемах сбора, обра-
ботки и использования информации указы-
вают места установки датчиков и отборных
устройств, а также способы передачи инфор-
мации (ручной или автоматический), наиме-
нование информации, вид ее представления
или переработки (индикация, регистрация,
сигнализация, обработка и др.), периодич-
ность и место получения (наименование щи-
та, ДП и др.) и ряд других данных, характе-
ризующих сбор, обработку и представление
информации.
Примеры выполнения структурных, функ-
циональных схем и планов размещения ука-
заны в приложении 7.
Расчет ожидаемой технико-экономиче-
ской эффективности приведен в гл. X и при-
ложении 1, смета — в приложении 8.
445
При разработке технического проекта
должны быть проработаны в черновом ва-
рианте проектные материалы, которые обо-
сновывают затраты, указанные в смете,
а именно: схемы внешних трубных и ка-
бельных соединений, внешние виды щитов,
кабельный журнал и др.
Эти материалы в проект не входят,
а представляются по требованию заказчика
для согласования сметы с подрядной органи-
зацией.
5. Состав рабочего проекта
АСУ ТП 1
Рабочий проект АСУ ТП включает в свой
состав текстовую и графическую документа-
цию, необходимую для внедрения и функ-
ционирования системы. Состав рабочего
проекта приведен ниже.
Рабочий проект АСУ ТП
Том 1. Общесистемная документация
Текстовые материалы
1.	Перечень томов и книг рабочего проекта.
2.	Перечень документов тома.
3.	Список основных исполнителей тома.
4.	Пояснительная записка.
5.	Должностные инструкции обслуживающе-
го персонала.
6.	Инструкция по эксплуатации АСУ ТП.
7. Инструкции по регламентам работы АСУ
ТП.
8. Формуляр.
Графические материалы
1. Уточненная схема функциональной струк-
туры системы.
2. Уточненная схема организационной струк-
туры системы.
Том 2. Информационное обеспечение
Текстовые материалы
1.	Перечень томов проекта.
2.	Содержание тома.
3.	Список основных исполнителей тома.
4.	Пояснительная записка:
основные положения;
коды и макеты;
нормативно-справочная информация
(НСИ);
формы документов;
технология функционирования АСУ ТП.
5. Коды.
6. Инструкционные карты.
7. Рабочие инструкции оперативного персо-
нала.
1 По СН 202 — 81* эта стадия называется
«Рабочая документация».
446
Графические материалы
1. Схема технологии работ.
2. Формы выходных документов.
Том 3. Техническое обеспечение.
Книга 1. Общие материалы
Текстовые материалы
1.	Перечень томов проекта.
2.	Содержание тома.
3.	Список основных исполнителей тома.
4.	Содержание книги.
5.	Пояснительная записка:
общие материалы;
рекомендации по монтажу КТС АСУ ТП.
6.	Ведомости кроссовые.
7.	Журнал кабелей и труб.
8.	Перечень типовых чертежей, использо-
ванных в проекте.
Графические материалы
1.	Уточненная схема структурная КТС.
2.	Уточненная схема структурная информа-
ционно-вычислительного комплекса.
3.	Уточненные функциональные схемы ло-
кальной автоматики.
4.	Уточненные функциональные схемы сбо-
ра, обработки и использования информации.
5.	Схемы принципиальные электрические
(пневмоэлектрические, гидравлические) кон-
троля, автоматического регулирования, упра-
вления, сигнализации, питания.
6.	Внешние виды щитов, пультов.
7.	Схемы соединений, щитов, пультов.
8.	Схемы подключений электрических
и трубных проводок.
9.	Уточненные планы размещения техниче-
ских средств и проводок.
10.	Нетиповые установочные чертежи
средств технического обеспечения (при необ-
ходимости).
11.	Общие виды нестандартизированного
и нестандартного оборудования.
Книга 2. Заказные спецификации.
Текстовые материалы
1.	Содержание книги.
2.	Заказная спецификация информационно-
управляющего комплекса.
3.	Заказная спецификация средств телемеха-
ники (при необходимости).
4.	Заказная спецификация приборов
и средств автоматизации.
5.	Заказная спецификация электроаппара-
туры.
6.	Заказная спецификация трубопроводной
арматуры.
7.	Заказная спецификация кабелей и прово-
дов.
8.	Заказная спецификация основных мон-
тажных материалов и изделий.
9.	Заказная спецификация стендов, лабора-
торных приборов и вспомогательного обору-
дования (при необходимости).
10.	Заказная спецификация мебели.
11.	Заказная спецификация слесарно-механи-
ческого оборудования (при необходимости).
12.	Заказная спецификация на оборудование,
не выпускаемое серийно.
13.	Заказная спецификация на средства орга-
техники.
Книга 3. Задание заводу — изготовителю щи-
тов и пультов.
Текстовые материалы
1.	Перечень томов проекта.
2.	Содержание тома.
3.	Список основных исполнителей.
4.	Заказная спецификация щитов и пультов.
5.	Заказная спецификация приборов
и средств автоматизации, поставляемых со
щитами и пультами.
6.	Заказная спецификация электроаппара-
туры, устанавливаемой на щитах и пультах.
Графические материалы
7.	Общие виды щитов и пультов.
8.	Схемы соединений щитов и пультов.
9.	Мнемосхемы щитов и пультов.
10.	Схемы электрические принципиальные.
11.	Схемы электрические питания.
Книга 4. Смета.
Том 4. Программное обеспечение (для каждой
задачи).
Текстовые материалы
1.	Перечень томов проекта.
2.	Содержание тома.
3.	Содержание книги.
4.	Перечень исполнителей книги.
5.	Пояснительная записка:
основные положения;
описание алгоритмов;
расчет загрузки памяти вычислительного
комплекса;
перечень общих программ;
перечень специальных программ.
6.	Описание программы.
7.	Руководство по пользованию програм-
мой.
8.	Образцы выходных документов.
Графические материалы
9.	Схема технологии решения задачи.
Общесистемная документация включает
материалы, общие для всего рабочего проек-
та, а также документацию организационного
обеспечения.
К общим материалам относятся: поясни-
тельная записка, формуляр и уточненная схе-
ма функциональной структуры системы;
остальные материалы — по разработке орга-
низационного обеспечения.
Пояснительная записка состоит из сле-
дующих разделов:
общая часть;
изменения по сравнению с техническим
проектом;
краткая характеристика видов обеспече-
ний.
В раздел «Общая часть» включают сле-
дующие данные: основание для разработки
системы с указанием очереди, сведения об
утверждении технического проекта, краткую
характеристику автоматизируемого техноло-
гического объекта управления, подтвержде-
ние соответствия проектных решений дей-
ствующим нормам и правилам техники
безопасности, пожаро- и взрывоопасности
и т. п., сведения об использованных при про-
ектировании нормативно-технических доку-
ментов, сведения о НИР, передовом опыте,
изобретениях, использованных при разработ-
ке проекта.
Если в рабочем проекте имеются измене-
ния отдельных технических решений по срав-
нению с техническим проектом, то перечень
и обоснование этих изменений дают в разде-
ле «Изменения по сравнению с техническим
проектом».
В разделе «Краткая характеристика видов
обеспечений» указывают общие характерные
особенности организационного, информа-
ционного, технического и программного
обеспечения.
В этом томе приводят должностные ин-
струкции оперативного персонала, обслужи-
вающего АСУ ТП, а также рабочие инструк-
ции по эксплуатации и регламентам работы
системы.
Эти инструкции должны содержать ос-
новные сведения о мерах по технике безопас-
ности, порядок проверки технического со-
стояния оборудования и его эксплуатации,
указания о возможных неисправностях и ме-
тодах их устранения.
В инструкциях приводится порядок дей-
ствия оперативного персонала в аварийных
и предаварийных ситуациях и (при необходи-
мости) в пусковом и остановочном режимах,
порядок и правила передачи системы при
сменном обслуживании и т. п.
Формуляр, фиксирующий основные пара-
метры и технические характеристики АСУ
ТП, составляется для отражения в нем тех-
нического состояния системы и сведений
о ходе ее эксплуатации за весь период ра-
боты.
В качестве графических материалов
в этом томе приводят уточненные схемы
447
функциональной и организационной струк-
туры системы. Если схемы не изменяются по
сравнению с приведенными в техническом
проекте, то они входят в состав этого тома
без изменений для справок.
Том «Информационное обеспечение»
включает рабочие материалы по кодам, ма-
кетам, нормативно-справочной информации.
Формы документов уточняются, согла-
совываются с заказчиком и выполняются
в рабочем виде, готовые для эксплуатации.
В этом томе подробно описывается тех-
нология функционирования АСУ ТП и при-
водятся инструкционные карты по каждой
операции технологического процесса функ-
ционирования АСУ ТП (по перфорации, кон-
тролю, вводу, выводу информации и др).
В качестве графических материалов при-
водят схему технологии работ, рабочие ма-
кеты всех массивов информации, а также
уточненные формы документов.
Материалы этого тома могут использо-
ваться для задания на программирование
(при необходимости).
Примеры выполнения графических мате-
риалов даны в приложении 7.
Том «Техническое обеспечение», как пра-
вило, состоит из трех книг, книга четвертая
(«Смета») может выполняться по просьбе за-
казчика, если требуется уточнение стоимости
строительно-монтажных работ по сравнению
с техническим проектом.
При необходимости в рабочем проекте
АСУ ТП корректируются и дополняются
технические задания, разработанные в техни-
ческом проекте.
Рассмотрим состав и содержание каждой
книги проекта.
В книге «Общие материалы» приводится
вся рабочая документация, необходимая для
введения монтажных и наладочных работ.
В текстовом материале даются подробные
рекомендации по монтажу и эксплуатации
КТС АСУ ТП, приводятся кроссовые ведо-
мости, журналы кабелей и труб и перечень
типовых и установочных чертежей, исполь-
зуемых в проекте.
Графическая документация содержит все
необходимые чертежи для комплектации
и монтажа технических средств АСУ ТП,
включая информационно-управляющий ком-
плекс. Значительное количество графических
материалов выполняется в соответствии со
строительной нормалью Минприбора СССР
ВСН 281-75 проектов автоматизации техноло-
гических процессов. К таким материалам от-
носятся принципиальные электрические схе-
мы, внешние виды щитов, пультов, схемы
соединений щитов и пультов, схемы подклю-
448
чений электрических и трубных проводок,
планы расположения технических средств и
проводок, установочные чертежи и общие
виды нестандартизированного и нестандарт-
ного оборудования.
Книга «Заказные спецификации» вклю-
чает заказные спецификации, которые выпол-
няются все по единой унифицированной фор-
ме № 8, приведенной в СН 202-76. Согласно
требованиям комплектующих организаций
эти материалы выдаются в проекте АСУ ТП
отдельной книгой.
Книга «Задание заводу — изготовителю
щитов, пультов» выпускается по требованию
заводов - изготовителей щитов, пультов
и мнемосхем, предусмотренных проектом.
Для каждого завода требуется выдавать от-
дельное задание.
Книга комплектуется из соответствую-
щих текстовых и графических материалов
первых двух книг этого тома. Желательно
в проекте щиты и пульты выбирать иден-
тичные, т. е. производства одного предприя-
тия.
Том 4 «Программное обеспечение» вклю-
чает в свой состав книги по каждой функцио-
нальной задаче, в которых приводится вся
рабочая документация по ее программирова-
нию.
К функциональным задачам относятся:
описание алгоритмов, расчет загрузки памя-
ти, перечни общих и специальных программ,
описание программы, руководство по ис-
пользованию программы, распечатки вы-
ходных документов, а также схема техноло-
гии решения задачи.
Если в программное обеспечение входят
общие материалы для всех задач (например,
программа-диспетчер), то все общие мате-
риалы комплектуются в первую книгу этого
тома. Программы отлаживаются на ЭВМ,
а распечатки (листинги) прикладываются
к проектным материалам.
6.	Состав технорабочего проекта
АСУ ТП 1
В связи со значительным объемом про-
ектных материалов и длительностью разра-
ботки проектов все материалы технорабоче-
го проекта (ТРП) рекомендуется делить на
три части:
1.	Материалы, необходимые для утвер-
ждения ТРП.
2.	Материалы, требуемые для комплекта-
ции, монтажа и эксплуатации КТС.
1 По СН 202 — 81 * эта стадия называется «Ра-
бочий проект».
3.	Материалы, требуемые для функциони-
рования АСУ ТП.
Состав и содержание проектной докумен-
тации ТРП АСУ ТП аналогичны содержа-
нию соответствующих документов техниче-
ского и рабочего проектов АСУ ТП без их
повторения.
7.	Согласование и утверждение
проектной документации АСУ ТП
Из проектной документации АСУ ТП
утверждается технический и технорабочий
проекты. Рабочий проект выполняется в со-
ответствии с техническим проектом и утвер-
ждению не подлежит.
Проектную документацию АСУ ТП со-
гласуют и утверждают в соответствии
с «Инструкцией по разработке проектов
и смет для промышленного строительства»
СН 202-76 (см. также СН 202-81*).
Технический или технорабочий проект
должны разрабатываться в соответствии
с существующими нормами и правилами,
что должно быть удостоверено главным ин-
женером проекта соответствующей записью
в материалах проекта (п. 9.1 СН 202-76).
Сметная документация, включая сводную
смету, передается заказчику, который пред-
ставляет ее на согласование организации-
подрядчику. Последняя должна представить
свои замечания в 45-дневный срок (п. 9.2 СН
202-76).
Сметная документация согласуется заказ-
чиком проекта с участием проектной органи-
зации, которые обязаны по требованию под-
рядной организации предъявлять необхо-
димые документы, подтверждающие объемы
и стоимость работ.
Рассмотрение и согласование подрядны-
ми организациями смет должны проводить-
ся не более 30* дней с момента получения
сметной документации. О принятых реше-
ниях по замечаниям подрядной организации
заказчик обязан сообщить последней в двух-
недельный срок (п. 9.2 СН 202-76).
Технические (технорабочие) проекты АСУ
ТП при сметной стоимости 3 млн. руб. и вы-
ше утверждаются министерствами и ведом-
ствами СССР и Советами министров со-
юзных республик.
Переутверждение технических (технорабо-
чих) проектов, в которые внесены суще-
ственные изменения, проводится в порядке,
установленном для утверждения вновь раз-
работанных проектов.
Утверждение проектов АСУ ТП сметной
стоимостью до 3 млн. руб. производят мини-
15 п/р Смилянского Г. Л.
стерства и ведомства СССР, а до 1 млн.
руб. — главные управления и объединения.
В процессе рабочего проектирования от-
дельные материалы проекта (формы доку-
ментов, картотеки нормативов, изменения
технических решений по сравнению с техни-
ческим проектом) согласуют с заказчиком.
Глава XXVH
ВНЕДРЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ
АСУ ТП
1.	Этапы внедрения АСУ ТП
Внедрение АСУ ТП сопряжено с выпол-
нением больших объемов работ, требующих
совместного участия специалистов техноло-
гического объекта управления, разработчика,
строительных, монтажных и наладочных
управлений, заводов-изготовителей КТС
и др. Внедрение АСУ ТП является завер-
шающей стадией создания АСУ ТП. Работы,
предшествующие внедрению, описаны в со-
ответствующих главах (см. гл. XXIII, XXIV,
XXV).
Внедрение АСУ ТП осуществляется в со-
ответствии с планом-графиком, в котором
предусматриваются все необходимые меро-
приятия для реализации конкретной АСУ
ТП. Содержание работ по этапам и под эта-
пам в каждом конкретном случае зависит от
особенностей создаваемой АСУ ТП и авто-
матизируемого технологического комплекса
(АТК) в целом. Например, для вновь разра-
батываемой АСУ ТП (оригинальная, не
имеющая аналогов и прототипов) потребует-
ся большой объем научных исследований
и опытно-конструкторских разработок, для
АСУ ТП повторного применения будут пре-
обладать проектные решения. В свою оче-
редь АТК, в составе которого создается
АСУ ТП, может быть создаваемым по вновь
разрабатываемым (оригинальным) принци-
пам осуществления технологического про-
цесса; вновь строящимся, но по известным
принципам осуществления технологического
процесса; существующим (действующим), но
подлежащим модернизации и реконструкции.
Для рассмотренных случаев можно выде-
лить этапы внедрения (табл. XXVII. 1).
При разработке конкретной АСУ ТП на
стадии «Техническое задание» на создание
системы или в задании на проектирование
системы (для повторно реализуемых систем)
по согласованию с заказчиком может уточ-
няться число этапов (подэтапов), предусмо-
449
Таблица XXVII. 1
Последовательность внедрения АСУ ТП
Этап	Период	Форма завершения работы
1. Подготовка объекта к внедре- нию	1.1. Организационные работы, пред- шествующие работам по внедрению	Утвержденный план-график внедрения; приказ о готовности объекта к про- ведению работ
	1.2. Строительные работы и работы по модернизации технологического обо- рудования (при необходимости для дей- ствующего объекта)	Акт сдачи и приемки строительных работ с приложением протокола испыта- ний и проверок модернизированного обо- рудования
	1.3. Комплектация системы	Комплектация в установленном порядке
	» 1.4. Монтажные работы	Акт окончания монтажных работ
	1.5. Обучение персонала	Аттестация
2. Наладочные работы	2.1. Автономная наладка КТС	Акт наладки КТС
	2.2. Наладка общего программного обеспечения средств ВТ	Акт приемки общего программного обеспечения
	2.3. Автономная отладка функций си- стемы	Акт о работоспособности системы
	2.4. Комплексная наладка системы (в объеме внедряемой очереди)	Акт завершения комплексной наладки системы
	2.5. Проведение испытаний системы на работоспособность перед ее передачей в опытную эксплуатацию	Акт передачи в опытную эксплуата- цию. Корректировка эксплуатационной до- кументации
3. Опытная эк- сплуатация	3.1. Включение системы в опытную эксплуатацию	Протокол по результатам опытной эксплуатации
	3.2. Определение эксплуатационных ха- рактеристик системы	Коррекция программ ,и эксплуатацион- ной документации
	3.3. Дополнительная отладка программ и устройств	
4. Приемосда- точные испыта- ния, сдача АСУ ТП комиссии	4.1. Проверка предъявляемой техниче- ской и другой документации на соот- ветствие требованиям ТЗ на АСУ ТП, РТМ, ГОСТ 20912-75	Протоколы приемки технического, ин- формационного, специального математи- ческого, программного и организацион- ного обеспечения и др.
	4.2. Проведение испытаний	Протоколы приемки общего и спе- циального программного обеспечения Акт сдачи в промышленную эксплуа- тацию
450
тренных табл. XXVII. 1. Для работ каждого
этапа (подэтапа) должны быть определены
исполнители и сроки выполнения всех необ-
ходимых работ.
Период 1.1 должен охватывать вопросы
совершенствования структуры управления
производством (цехом), эксплуатации и ре-
монта контрольно-измерительных приборов
и средств вычислительной техники, разра-
ботку и внедрение положения о подразделе-
нии АСУ ТП, а также должностных инструк-
ций для работы оперативного персонала
в условиях функционирования АСУ ТП и др.
В приложении 4 в качестве примера при-
ведена программа — методика проведения
приемо-сдаточных испытаний АСУ ТП.
2.	Правила монтажа и эксплуатации
элементов АСУ ТП
Монтаж элементов АСУ ТП должен про-
водиться в соответствии с рабочими черте-
жами автоматизированной системы, проек-
том производства монтажных работ (ППР),
а также отраслевыми и междуведомственны-
ми нормалями.
При выполнении работ обязательно со-
блюдение требований монтажно-эксплуата-
ционной документации заводов — изготови-
телей технических средств, а также требова-
ний строительных норм и правил на монтаж
приборов и средств автоматизации, инструк-
тивных указаний По технике безопасности
при монтаже и наладке приборов и средств
автоматизации [558, 559, 986].
В проекте производства монтажных ра-
бот должны быть определены наиболее
эффективные методы выполнения работ,
способствующие снижению их себестоимо-
сти и трудоемкости, сокращению продолжи-
тельности строительства ТОУ, повышению
степени использования строительных машин
и оборудования, улучшению качества мон-
тажных работ. При разработке ППР необхо-
димо учитывать передовой опыт и новейшие
достижения науки и техники в строительстве.
Выполнение ППР должно быть основано на
следующих принципах:
применение прогрессивных форм и мето-
дов организации, планирования и управле-
ния монтажными работами;
применение унифицированных и типизи-
рованных монтажных узлов, конструкций
и изделий, изготавливаемых заводами Укр-
главэлектромонтажа и Главмонтажавтома-
тики Минмонтажспецстроя СССР;
комплексная поставка на строительство
блоков, узлов, деталей, конструкций, полуфа-
брикатов и материалов;
внедрение комплексной механизации ра-
бот с максимальным использованием про-
грессивных машин, приспособлений
и средств малой механизации;
максимальное использование типовых
монтажных чертежей и чертежей типовых
конструкций, изделий и узлов;
соблюдение действующих норм и правил
по производственной санитарии, охране тру-
да, технике безопасности, а также требова-
ний по взрывной, взрывопожарной и пожар-
ной безопасности [932, 970].
Основанием для разработки ППР являет-
ся заказ, выдаваемый специализированным
трестом или его СМУ разработчику. ППР
можно выполнять как в полном, так и в со-
кращенном объеме (на технически не-
сложные объекты или объекты с малым
объемом монтажных работ).
В состав ППР, выполняемого в полном
объеме, должны входить:
пояснительная записка;
ведомость физических объемов работ;
спецификации на щиты, пульты и мон-
тажные изделия, подлежащие изготовлению;
комплектовочная ведомость на приборы
и средства автоматизации, электроаппарату-
ру и трубопроводную арматуру;
спецификации основных монтажных ма-
териалов и изделий;
ведомость отборных устройств, чувстви-
тельных элементов, регулирующих и за-
порных органов, монтируемых непосред-
ственно на технологическом оборудовании;
ведомость строительных сооружений,
проемов, закладных устройств и теплоизоля-
ционных работ, выполняемых смежными
строительно-монтажными организациями;
ведомость проводок электрической и ги-
дравлической энергии, сжатого воздуха, те-
плоносителей и хладоагентов к приборам
и средствам автоматизации, монтируемых
смежными строительно-монтажными орга-
низациями;
ведомость замечаний, предложений и до-
полнений к проекту АСУ ТП;
чертежи по уточнению прокладки элек-
трических и трубных проводок;
чертежи (эскизы) заготовок блоков, труб,
пакетов, мостов, коробов, коробок и т. п.;
план расположения объектов (сооруже-
ний) комплекса строительства;
схема такелажно-транспортных работ; се-
тевой график на производство монтажных
работ [961].
Качественное выполнение монтажных ра-
бот в сжатые сроки индустриальными мето-
дами во многом зависит от глубины прора-
ботки и научно-технического уровня ППР.
15*
451
Разработку ППР целесообразно поручать
специализированным проектным институ-
там, имеющим опыт этих работ в соответ-
ствующих отраслях промышленности, на-
пример УкрГПИ «Металлургавтоматика»,
«Тяжпромавтоматика», «Пищепромавтома-
тика» или аналогичным специализированным
организациям.
В соответствии с требованиями проекта
АСУ ТП, содержащимися в технических за-
даниях, генеральный проектировщик и суб-
подрядные организации разрабатывают
строительную, санитарно-техническую, элект-
ротехническую и др. части проекта для по-
мещений, в которых будет смонтировано ос-
новное и вспомогательное оборудование
КТС АСУ ТП, а также документацию по
размещению отборных устройств на техно-
логических трубопроводах и оборудования
ТОУ. В этих помещениях до начала монтажа
должны быть выполнены специальные
строительные работы (фундаменты под ос-
новное и вспомогательное оборудование, за-
кладные части, проемы и отверстия, ка-
бельные каналы, двойные полы и т. п.).
К производству работ по монтажу эле-
ментов АСУ ТП можно приступить при
условии строительной и технологической го-
товности ТОУ, а также при наличии всего
необходимого объема проектно-сметной до-
кументации, монтажных материалов и эле-
ментов АСУ ТП, подлежащих монтажу,
в количестве, предусмотренном согласо-
ванным графиком работ и другими докумен-
тами проекта ППР конкретной АСУ ТП.
Монтажные работы выполняют, как прави-
ло, специализированные монтажные органи-
зации Минмонтажспецстроя СССР. Своевре-
менная подготовка к монтажным рабо-
там — важнейшее условие выполнения задан-
ного плана в сроки, предусмотренные графи-
ком, и обеспечения высокого качества.
К подготовительным работам относится
подготовка технической документации,
оформление договора с заказчиком, провер-
ка фронта работ и обеспечение оборудова-
нием КИП, вычислительной техникой и ма-
териалами.
Оборудование, предназначенное для мон-
тажа (контрольно-измерительные приборы,
регуляторы, исполнительные механизмы, пу-
скорегулирующая аппаратура), поступает со
склада заказчика в лабораторию, где его не-
обходимо осмотреть, проверить комплект-
ность и соответствие заводской сопроводи-
тельной документации. Перед установкой
оборудование должно пройти стендовую
проверку, при которой определяется целост-
ность электрических цепей, сопротивление
452
изоляции, электрическое напряжение на вы-
ходных зажимах трансформаторов, выпря-
мителей и других элементов, основная по-
грешность, правильность срабатывания сиг-
нализирующих и регулирующих элементов,
правильность передвижения диаграммной
бумаги и т. п.
На вновь строящихся предприятиях для
проверочных и регулировочных работ лабо-
ратория оснащается, необходимыми стойка-
ми для навески приборов, стендами, стола-
ми, шкафами, а также комплектом повероч-
ной аппаратуры. Лаборатория должна быть
обеспечена электроэнергией, сжатым возду-
хом, водой. По окончании стендовых прове-
рок и испытаний оборудование комплектуют
в соответствии со спецификацией проекта
и передают на монтажную площадку для
установки.
Опробование и пуско-наладочные работы
ЭВМ выполняют после монтажа их в спе-
циальных помещениях представители заво-
да-изготовителя ЭВМ.
Правильность выбора мест установки
первичных приборов (точек измерения или
отбора), отвечающих требованиям техноло-
гического процесса, определяется проектом
и инструкциями заводов-изготовителей. При
монтаже необходимо учесть необходимость
удобства ремонта, обслуживания и замены.
При наличии вибрации приборы следует
устанавливать на отдельных фундаментах
или на амортизаторах, а при сильной запы-
ленности воздуха или коррозирующей среде
помещать в герметичный шкаф с напорной
вентиляцией чистым сухим воздухом. При
низких температурах шкаф следует обогре-
вать, а при высоких — усиливать вентиля-
цию. Окружающая температура в месте
установки как индивидуальных, так и вто-
ричных приборов должна быть близкой
к температуре, при которой градуировались
приборы.
При монтаже отборных устройств сле-
дует учитывать специфические условия изме-
рения давления и разрежения запыленных
и влажных газов.
Заборные трубки не должны выступать
внутрь потока, так как это будет искажать
направление потока, а следовательно, давать
ошибочные измерения.
Отборы давления воды и других жидко-
стей на горизонтальных или наклонных тру-
бопроводах следует устанавливать ниже оси
трубопровода с таким уклоном, чтобы выде-
ляющийся из жидкости воздух или газ мог
выходить обратно в трубопровод. Однако их
нельзя располагать в самой низкой части
трубопровода во избежание засорения им-
пульсной линии твердыми осадками. От-
боры давления пара на горизонтальных или
наклонных паропроводах устанавливают
в верхней части трубопровода.
Измеряемую жидкость нельзя использо-
вать непосредственно для передачи измере-
ний от отборного устройства к измеритель-
ному блоку в следующих случаях: измеряе-
мая среда (жидкость или газ) действует
разрушающе на материалы, из которых из-
готовлен измерительный блок (прибор); из-
меряемая среда имеет высокую вязкость или
загрязненность; измеряемая среда пожаро-
или взрывоопасна, а дифманометр по усло-
виям эксплуатации необходимо установить
на значительном расстоянии от места изме-
рения.
В этих случаях на импульсных линиях
устанавливают разделительные сосуды. От
места измерения до разделительного сосуда
импульсная трубка заполняется измеряемой
средой, а от разделительного сосуда до из-
мерительного прибора — разделительной
(рабочей) жидкостью. В зависимости от
свойств измеряемой среды и условий экс-
плуатации применяют различные раздели-
тельные жидкости: воду, глицерин, этилен-
гликоль, керосин, четыреххлористый углерод
и др.
При установке диафрагм для измерения
расхода следует проверить соответствие вну-
треннего диаметра трубопровода расчетным
данным диафрагмы, овальность и внутрен-
нее состояние трубопровода. Дефекты,
имеющиеся на внутренней поверхности тру-
бопровода (заусенцы, наплавы после сварки,
значительная окалина), вызывающие недопу-
стимые погрешности в измерениях расхода,
следует устранить. У диафрагм проверяют
соответствие размеров расчетным данным
и соответствие изготовления Правилам
28 — 64 [514, с. 574]. Диафрагму для правиль-
ной работы необходимо устанавливать на
прямом участке трубопровода, где поток бу-
дет достаточно равномерным, а скорость его
движения более постоянной. Длина прямого
участка до и после диафрагмы должна со-
ответствовать нормам, приведенным в спра-
вочниках [532].
При полностью открытых задвижках
длина прямого участка перед диафрагмой
должна составлять (10 — 20) Д и 5Д при рас-
положении задвижки после диафрагмы
(Д — диаметр трубопровода).
При монтаже термометров сопротивле-
ния и термопар необходимо соблюдать сле-
дующие общие правила:
чувствительную часть прибора пол-
ностью погружать в измеряемую среду в ме-
сте наибольшего соприкосновения с пото-
ком;
первичный прибор устанавливать там, где
поток измеряемой среды не нарушается от-
крытием близко расположенной запорной
и регулирующей аппаратуры, подсосом на-
ружного воздуха через неплотности и т. п.;
предупреждать утечку тепла от чувстви-
тельного элемента через арматуру или лу-
чеиспусканием и приток тепла к чувствитель-
ному элементу от более нагретых поверхно-
стей или от пламени;
обеспечивать быстрое восприятие чув-
ствительным элементом измеряемой темпе-
ратуры и передачу импульса к вторичному
прибору, регулятору или ЭВМ.
При монтаже автоматических регулято-
ров необходимо учитывать температуру
и влажность окружающей среды, огово-
ренные техническими условиями на монтаж
регуляторов. Должны выдерживаться и дру-
гие необходимые параметры. Например, при
монтаже элементов системы автоматическо-
го регулирования «Каскад» Московского за-
вода тепловой автоматики («МЗТА»), пред-
назначенных для регулирования технологи-
ческих процессов в различных отраслях
промышленности, температура окружающе-
го воздуха может находиться в интервале
5 —50 °C, относительная влажность 30 — 80%,
барометрическое давление 84—107 кПа,
в окружающей среде не допускается присут-
ствие агрессивных примесей, допускается ви-
брация мест крепления и коммутации ампли-
тудой не более 0,1 мм и частотой 50 — 30 Гц.
Допускаются воздействия постоянного или
переменного тока промышленной частоты,
магнитного поля любого направления на-
пряженностью до 400 А/м.
Длина линии связи для ферродинамиче-
ских приборов, а также для дифманометров
ДМИ составляет не менее 1 км при исполь-
зовании контрольных кабелей, у которых ем-
кость между любой парой проводов не пре-
вышает 0,125 мкФ и сопротивление каждого
провода линии связи не более 20 Ом. Не раз-
решается прокладывать в одном кабеле си-
ловые цепи приборов совместно с измери-
тельными цепями и цепями обмоток возбуж-
дения. Длина линии связи от преобразовате-
лей с частотным выходом до устройств
преобразования информации составляет 1 км
для телефонных кабелей ТГ, ТБ, ТРВКШ
с диаметром жилы 0,5 мм и до 3 км для ка-
белей ТГ и ТБ с диаметром жилы 0,7 мм.
Возможно применение контрольного кабеля.
Длина линии связи между первичными при-
борами и преобразователями напряжения
ПФН или токовыми ПФТ, ограничиваемая
453
сопротивлением линии, не должна превы-
шать 10 м. Сопротивление линии связи от
выхода ПФН до нагрузки не более 15 Ом.
Заземление проводов линии связи в преобра-
зователе ПФТ не допускается.
Электрические исполнительные меха-
низмы МЭОБ и МЭОК могут монтировать-
ся при температуре окружающей среды от
— 30 до + 60 °C и относительной влажности
30-80%.
Приборы универсальной системы элемен-
тов промышленной пневмоавтоматики
(У СЭПП А) можно монтировать в пожаро-
и взрывоопасных цехах (кроме приборов
с электрическим сигналом) и устанавливать
в условиях агрессивных сред, не воздей-
ствующих на конструкционные стали,
цветные металлы и их сплавы, защищенные
хромоникелевыми и кадмиевыми покрытия-
ми или молотковой эмалью, а также на ано-
дированный алюминий.
При монтаже пневматических приборов
«Старт» (система автоматических регулято-
ров завода «Тизприбор», Москва), расстоя-
ния от измерительного блока (датчика) до
регулятора и от регулятора до исполнитель-
ного механизма должна быть не более
5 —10 м. Вторичные самопишущие или по-
казывающие приборы с встроенными в них
задатчиками можно устанавливать на рас-
стоянии до 250 — 300 м от регулятора.
Линии связи и питания необходимо про-
кладывать медными, латунными, пласти-
ковыми или алюминиевыми трубками (в
тропическом климате медными и латунны-
ми) с диаметром 8 х 1 или 6x1. Линии свя-
зи должны быть смонтированы весьма тща-
тельно, утечка воздуха не допускается. Регу-
ляторы не могут быть установлены в усло-
виях агрессивных сред, воздействующих на
резину, оргстекло, полистирол, мембранное
полотно и на защищенные хромоникелевыми
и кадмиевыми покрытиями конструкционные
стали, цветные металлы и их сплавы.
В АСУ ТП широко применяют различно-
го типа преобразователи. При монтаже элек-
тропневматического преобразователя
ЭПП-63 (изготовитель Опытный завод
«Энергоприбор», Москва) длина трассы
передачи пневматических импульсов должна
быть не более 300 м, для пневматического
преобразователя ПЭ-55М (изготовитель ПО
«Промприбор», г. Чебоксары) суммарное со-
противление проводов и нагрузки не должно
превышать 2,5 кОм, в зависимости от испол-
нения может монтироваться в помещениях
повышенной запыленности или влажности.
Монтаж основного и вспомогательного
оборудования КТС ЭВМ необходимо выпол-
454
нять в специально оборудованных помеще-
ниях [980]. Эти помещения должны иметь
площади, температуру и состав окружающей
среды в соответствии с требованиями КТС
конкретной АСУ ТП. Несущая способность
перекрытий должна соответствовать нагруз-
кам, возникающим при применении конкрет-
ного состава КТС ЭВМ. Перекрытия под ко-
ридорами, лестничными клетками и т. п.
в случае транспортировки по ним оборудо-
вания должны быть рассчитаны на соответ-
ствующие нагрузки. Высота помещений со-
гласуется с высотой устанавливаемых в них
технических средств. Необходимо принимать
во внимание требования по объему воздуха
в помещении, так как скорость движения
воздуха должна быть 0,2 —0,3 м/с, но не бо-
лее 0,5 м/с. Рекомендуется высоту помеще-
ний предусматривать в 1,7 —2,2 раза боль-
шей высоты устройств.
Уровень шума в машинном зале диспет-
черского пункта и на рабочем месте диспет-
чера должен соответствовать допустимым
значениям и не должен превышать 75 дБ.
Для подвода соединительных линий от
периферийных устройств, монтажа кабелей,
поставляемых комплектно с ЭВМ, а также
для прокладки скрытых4 коммуникаций пре-
дусматривается фальпНюл. Прокладка паро-
проводов и водопроводов под полом недо-
пустима.
Указанные и другие требования преду-
сматриваются проектировщиками и должны
быть выдержаны при производстве строи-
тельно-монтажных работ.
При организации необходимых слуэкб
АСУ ТП в существующих помещениях они
должны отвечать требованиям действующих
строительных норм и правил, а также прави-
лам эксплуатации энергетических установок
и противопожарной безопасности. Заказчик
в случае необходимости должен обеспечить
выполнение работ по усилению перекрытий
и предоставить необходимые документы,
подтверждающие допустимые значения на-
грузок на перекрытия. Без этого не разре-
шается монтировать оборудование КТС кон-
кретной АСУ ТП. Кроме этого при выборе
помещений необходимо оценить внешние ис-
точники шума, вибрации, допустимой напря-
женности электромагнитного поля, мини-
мального пылеобразования и коррозирую-
щих примесей в окружающей среде.
Соединительные линии прокладывают на
основании ППР.
Импульсные линии (до датчиков КИП,
преобразователей, чувствительных элементов
регуляторов и УСО ЭВМ) должны обеспе-
чить свободное и быстрое (с наименьшим за-
паздыванием) прохождение импульса
и иметь сопротивление в допустимых преде-
лах.
При монтаже необходимо помнить, что
в трубных импульсных линиях запаздывание
может возрастать вследствие внутреннего за-
грязнения, воздушных мешков, водяных про-
бок, резких перегибов труб и т. д. В электри-
ческих соединительных линиях сопротивле-
ние может возрастать при нагревании прово-
дов внешним излучателем тепла, помехи
в них могут быть вызваны тем, что линии
монтируются в районе расположения
мощных электроисточников, контактных
переключающих электрических аппаратов
электрическим кабелем без экранирования.
Необходимо строго соблюдать решения
ППР, в котором предусмотрены соответ-
ствующие тип кабеля и способы защиты от
возможных помех. В электрических линиях
(например, пирометрических) нужна хорошая
изоляция проводов во избежание утечки
электроэнергии, в результате которой могут
быть получены заниженные показания (сиг-
налы).
3.	Организация работ
по внедрению АСУ ТП
Работы стадии «Внедрение» выполняют
заказчик и привлекаемые им специализиро-
ванные строительные, монтажные, нала-
дочные организации, а также работники за-
водов — изготовителей технических средств.
Организации-разработчики оказывают
техническую помощь при внедрении и ведут
авторский надзор.
Основанием для начала работ по внедре-
нию системы служит решение организации-
заказчика, принимаемое при готовности ра-
бочей документации. Работы по внедрению
системы проводятся в соответствии с пла-
ном-графиком, утвержденным организацией-
заказчиком и согласованным с организа-
цией-разработчиком (исполнителем) и соис-
полнителями.
План-график работ по внедрению может
предусматривать (в соответствии с ТЗ на со-
здание системы) поочередный ввод системы.
В этом случае очередь системы (объем, вне-
дряемый в составе очереди) может рассма-
триваться как целая система, и на нее (оче-
редь) распространяются все положения, ого-
воренные ниже.
Ответственность за внедрение системы
несет заказчик (имеет юридическое право
и возможность привлекать к работе органи-
зации — исполнители отдельных видов ра-
бот, финансировать проведение этих работ,
обеспечивать в установленном порядке ком-
плектацию системы и т. п.).
Для вновь строящихся объектов функции
организации-заказчика несет дирекция строя-
щегося предприятия.
Все организации — исполнители от-
дельных видов работ несут ответственность
за объем и качество выполненных работ
перед заказчиком.
На промышленном предприятии для реа-
лизации конкретных работ на всех стадиях
создания и эксплуатации внедренной АСУ
ТП должно быть организовано в рамках
структуры предприятия «Подразделение
АСУ ТП» (см. часть 6).
Штатное расписание подразделения АСУ
ТП по представлению руководства пред-
приятия должно быть утверждено министер-
ством, или объединением, или ведомством
по принадлежности.
Комплектование подразделения АСУ ТП
должно быть закончено (в необходимом
объеме) до начала реализации программы
внедрения систем на предприятии. На рис.
Х.2 приведена структура, которая может
быть использована при разработке положе-
ния о подразделении АСУ ТП для конкрет-
ного предприятия.
Оплата труда работников подразделений
АСУ ТП должна соответствовать оплате
труда работников основных технологических
профессий.
Работы по вновь разрабатываемой АСУ
ТП на предприятии возглавляются ответ-
ственным руководителем работ данной АСУ
ТП из числа руководителей службы главного
инженера, назначенным приказом по пред-
приятию.
При принятии решения о создании кон-
кретной АСУ ТП в рамках существующей
службы КИПиА или АСУП (если службы
АСУ ТП нет) организуется отдельный уча-
сток по созданию вновь разрабатываемой
АСУ ТП, который подчиняется ответствен-
ному руководителю работ по созданию кон-
кретной АСУ ТП.
При переходе к стадии «Внедрение» орга-
низованный участок следует укомплектовать
эксплуатационным персоналом, который
должен обеспечить внедрение и эксплуата-
цию АСУ ТП.
Отдельные эксплуатационные и ре-
монтные работы по АСУ ТП могут быть
возложены на вахтенный и ремонтный пер-
сонал службы КИПиА.
Функции службы КИПиА и АСУ ТП мо-
гут выполняться единым подразделением
при соответствующем штатном расписании.
455
4.	Руководство внедрением
и авторский надзор
Руководство внедрением на всех этапах
осуществляет подразделение АСУ ТП кон-
кретного предприятия. Четкость в руковод-
стве работ по внедрению системы должна
быть обеспечена за счет использования необ-
ходимых планов-графиков работ, приказов
и распоряжений по предприятию-заказчику
и организациям-исполнителям, протоколов
и актов, фиксирующих возможность выпол-
нения порученных работ (готовность объекта
к их проведению) и приемку выполненных
объемов работ в соответствии с этапами
внедрения, приведенными в табл. XXIII.1.
Подразделение АСУ ТП контролирует
и участвует в подготовке технологического
объекта управления к внедрению АСУ ТП,
организует приемку выполненных работ,
а также контроль за обеспечением полной
комплектации системы, реконструкцией (мо-
дернизацией) технологического оборудова-
ния, проводимой с целью подготовки объек-
та управления к внедрению АСУ ТП, орга-
низацией строительных и монтажных работ,
работой монтажно-наладочных организаций
при монтаже и наладке комплекса техниче-
ских средств, соблюдением установленного
допуска представителей организаций — участ-
ников создания АСУ ТП к производству
работ.
Работники подразделения АСУ ТП в не-
обходимых случаях участвуют в монтаже
и наладке комплекса технических средств
АСУ ТП. Это подразделение должно настой-
чиво организовывать обучение и подготовку
специалистов для работы в условиях функ-
ционирования АСУ ТП и оперативного пер-
сонала для эксплуатации технических
средств.
Совместно с организациями-разработчи-
ками подразделение обеспечивает опытную
эксплуатацию АСУ ТП. На этом этапе необ-
ходимо организовать и осуществлять по-
этапную приемку отдельных технических
средств, специального программного обеспе-
чения, отдельных функций и в целом АСУ
ТП в опытную эксплуатацию, участвовать
в разработке и согласовании программ
опытной эксплуатации, обеспечивать со-
вместно с основными производственными
цехами сохранность смонтированного
и установленного оборудования комплекса
технических средств АСУ ТП.
Подразделение АСУ ТП организует
и проводит приемо-сдаточные испытания по
предложению организации-разработчика
456
с его обязательным участием (ГОСТ
17195 — 76). На этом этапе подразделение
также организует и поэтапно осуществляет
приемку отдельных функций АСУ ТП и си-
стемы в целом в промышленную эксплуата-
цию, участвует в корректировке эксплуата-
ционной документации и в случае вновь
разрабатываемой АСУ ТП участвует со-
вместно с разработчиками системы в подго-
товке документов для представления Госу-
дарственной межведомственной или внутри-
ведомственной комиссии. Основную роль
в руководстве внедрением выполняют на-
чальник подразделения и ответственный ру-
ководитель вновь разрабатываемой АСУ
ТП. Начальник подразделения АСУ ТП
является организатором и руководителем
работ по внедрению, он несет ответствен-
ность за следующие показатели: выполнение
планов и программ на всех этапах внедре-
ния; высокий уровень эксплуатации вне-
дренных систем, в том числе и на этапе
«Опытная эксплуатация», организация работ
в подразделениях АСУ ТП; разработку пла-
нов перспективного развития предприятия
в части АСУ ТП; взаимодействие с другими
подразделениями промышленного предприя-
тия.
Заместитель начальника по ремонту несет
ответственность за качественное выполнение
профилактических и ремонтных работ, вы-
полнение планов подчиненными ему лабора-
ториями, организацию работ в лаборато-
риях.
Заместитель начальника по эксплуатации
несет ответственность за поддержание техни-
ческих систем в работоспособном состоянии,
эксплуатацию внедренных систем, организа-
цию работ персонала участков.
Ответственный руководитель работ по
созданию конкретной АСУ ТП на предприя-
тии должен обеспечить: организацию меро-
приятий по подготовке предприятия и техно-
логического объекта управления к внедре-
нию АСУ ТП и собственно внедрение АСУ
ТП; необходимые условия для эффективного
сотрудничества привлекаемых к созданию
АСУ ТП организаций с коллективом пред-
приятия в целом и персоналом, обслуживаю-
щим данный технологический объект. Для
принятия отдельных этапов работ и оформ-
ления соответствующих документов ответ-
ственный руководитель работ должен быть
уполномочен для подписания соответствую-
щих решений.
Для ведения авторского надзора и сдачи
законченных работ организации-соисполни-
тели работ выделяют полномочных предста-
вителей на все время проведения работ. Раз-
работники по отдельному договору могут
оказывать техническую помощь при внедре-
нии (например, по внедрению специального
программного обеспечения).
Задачи, обязанности, права и ответствен-
ность работников, осуществляющих автор-
ский надзор, определяются «Положением об
авторском надзоре проектных организаций
за строительством предприятий, зданий и со-
оружений», утвержденным постановлением
Госстроя СССР.
В соответствии с постановлением Совета
Министров СССР от 19 января 1973 г. ав-
торский надзор осуществляется по решению
инстанции, утвердившей проект, а за строи-
тельством объектов, проекты которых утвер-
ждены Советом Министров СССР или Сове-
тами Министров союзных республик, — по
решениям министерств и ведомств, предста-
вивших проекты на утверждение.
Авторский надзор проводится на протя-
жении всего периода строительства и прием-
ки в эксплуатацию законченных строитель-
ством помещений, монтажа электрических
трасс основного оборудования КИПиА и вы-
числительной техники для обеспечения мак-
симального соответствия технических реше-
ний введенных АСУ ТП решениям и показа-
телям, предусмотренным в утвержденных
техническом задании и проектной докумен-
тации, а также повышения ответственности
проектных, строительно-монтажных органи-
заций и заказчиков за обеспечение высокого
качества создаваемой АСУ ТП и соблюде-
ния сметной стоимости.
Организации, осуществляющие авторский
надзор, обязаны:
в процессе строительства проверять со-
ответствие выполненных строительных, а так-
же специальных работ проектным реше-
ниям, предусмотренным в рабочих черте-
жах, и утвержденной сметной стоимости ра-
бот, соблюдение технологии, качество про-
изводства строительных работ и работ по
монтажу основного и вспомогательного обо-
рудования решениям, предусмотренным
в проекте производства работ;
проверять правила врезки, установки
и монтажа первичных приборов и им-
пульсных соединительных линий;
представлять предложения о снижении
стоимости, улучшении качества и сокраще-
нии продолжительности работ, совершен-
ствованию технологии производства строи-
тельных и монтажных работ;
рассматривать предложения по ука-
занным вопросам и по согласованию с за-
казчиком и генеральной подрядной строи-
тельно-монтажной организацией вносить
в установленном порядке уточнения и изме-
нения в проектно-сметную документацию;
своевременно решать все возникающие
в процессе строительства вопросы по про-
ектно-сметной документации;
вести журнал авторского надзора и дру-
гую документацию.
Авторский надзор осуществляется по до-
говору, заключенному заказчиком с проект-
ной организацией.
Генеральный проектировщик в необхо-
димых случаях поручает по договору осу-
ществление авторского надзора специализи-
рованным проектным организациям по раз-
работанной ими проектно-сметной докумен-
тации. Выполнение в этих случаях обязанно-
стей заказчика по договору возлагается на
генерального проектировщика, а обязанно-
стей исполнителя — на специализированную
проектную организацию.
Проектные организации возлагают при-
казом осуществление авторского надзора на
авторов и соавторов проекта, главных спе-
циалистов организации, руководителей групп
и других специалистов, о чем сообщают
заказчику.
Каждой проектной организацией (гене-
ральным проектировщиком или специализи-
рованной проектной организацией) для осу-
ществления авторского надзора может быть
выделен только один автор проекта или со-
автор проекта по части проекта или виду
работ.
Г енеральный проектировщик обязан
координировать работу всех специализиро-
ванных проектных организаций, осущест-
вляющих авторский надзор.
За успешное выполнение обязанностей,
возложенных на работников, осуществляю-
щих авторский надзор, они премируются
в соответствии с постановлением Совета
Министров СССР от 19 января 1973 г.
Проектные организации и их работники,
осуществляющие авторский надзор, имеют
право:
запрещать применение в строительстве
и монтаже конструкций строительных мате-
риалов, кабельной продукции и оборудова-
ния, не соответствующих государственным
стандартам, техническим условиям, проекту
и другой технической документации;
требовать приостановки производства от-
дельных видов строительных и монтажных
работ, выполняемых с нарушениями проекта,
технических условий, правил производства
строительных и монтажных работ, а также
в случае применения дефектных и некаче-
ственных конструкций, деталей, изделий,
строительных материалов и оборудования,
457
уведомляя об этом заказчика, генерального
подрядчика, генерального проектировщика
и соответствующие органы, осуществляю-
щие контроль и надзор за строитель-
ством ;
вносить в соответствующие органы пред-
ставления о привлечении к ответственности
должностных лиц, допустивших некачествен-
ное выполнение строительно-монтажных ра-
бот.
5.	Подготовительные работы
по переходу на АСУ ТП
Для перехода на работу в условиях АСУ
ТП необходимо выполнить комплекс работ
и осуществить ряд организационно-техниче-
ских мероприятий. Эти вопросы освещены
в гл. XXIII - XXVI.
Опыт создания АСУ ТП показывает,' что
основная роль во внедрении должна принад-
лежать предприятию, а подрядные организа-
ции могут только оказать помощь при вне-
дрении, но не подменять работников пред-
приятия при внедрении АСУ ТП.
Руководство предприятия, собирающего-
ся внедрить АСУ ТП, должно четко пред-
ставлять, что основные работы по переходу
на работу в условиях АСУ будут выполнять-
ся подразделением АСУ ТП. Следовательно,
его необходимо своевременно организовать.
Этапы внедрения приведены в табл. XXIII.1.
Перечень этапов и периодов укрупненный
и не дает полной картины работ по внедре-
нию проекта. Требуется разработать план-
график внедрения системы и обеспечить его
выполнение. Комплектацию системы следует
осуществлять строго по проекту. Отсутствие
даже небольшого числа первичных приборов
из общей номенклатуры и числа поста-
вляемых изделий к моменту перехода на
АСУ может значительно снизить эффектив-
ность работы системы в целом. Чтобы избе-
жать этого, необходимо на всем периоде
комплектации налаживать действенный кон-
троль и учет комплектуемого оборудования,
приборов КИПиА, средств автоматизации
и др. В наладочных работах работники пред-
приятия должны принимать самое активное
участие. К периоду перехода на АСУ в шта-
те подразделения АСУ ТП или участка
службы главного прибориста должны быть
электронщики, знающие эксплуатацию ЭВМ,
и программисты, которые смогут принять от
наладчиков завода-изготовителя КТС, а от
разработчиков — программы задач и уча-
ствовать как в автономной отладке функций
системы, так и в ее комплексной наладке.
458
К этому времени оперативный персонал
должен изучить должностные инструкции,
определяющие действие его в условиях функ-
ционирования АСУ ТП. После того как раз-
работчики сдадут систему в опытную экс-
плуатацию, система должна выполнять свои
функции силами предприятия. Разработчики
в этот период оказывают помощь и вносят
в случае необходимости корректировки
в программы и эксплуатационную докумен-
тацию. Таким образом, работники предприя-
тия смогут накопить необходимый опыт
и вести затем промышленную эксплуатацию
системы.
6.	Обучение персонала
Требования к обеспечению кадрами со-
здаваемых АСУ ТП по численности, спе-
циальностям и квалификации оперативного
и ремонтного персонала, к программам его
обучения и подготовки определяет разработ-
чик соответствующей системы.
Организацию обучения требуемых кадров
обеспечивает предприятие путем заключения
отдельных договоров или соглашений (на-
пример, с организацией — разработчиком си-
стемы). Подготовка ИТР для разработки
и эксплуатации АСУ ТП проводится отрас-
левыми министерствами при методической
помощи Минприбора и Минвуза СССР.
К этапу выполнения наладочных работ
персонал подразделения АСУ ТП должен
быть обучен обслуживанию технических
средств, программисты должны овладеть об-
щим программным обеспечением и пройти
курсы (в случае необходимости), чтобы со-
провождать специальное программное обес-
печение. В этот период технологи-операторы
и диспетчеры должны изучить соответствую-
щие должностные инструкции и уметь поль-
зоваться устройствами ввода, вывода и ото-
бражения оперативных данных. Анализу по-
лученных результатов необходимо уделить
особое внимание, следует научиться прини-
мать наилучшие решения для разных про-
изводственных ситуаций. Проект АСУ ТП
должен быть изучен всеми цехами производ-
ства, начиная от работников службы КИПиА
до начальника производства. С выходными
документами должны быть ознакомлены
производственный и плановый отделы,
службы главного экономиста, главного энер-
гетика и др. Весь оперативный персонал не-
обходимо ознакомить с организацией пере-
хода на новые формы управления производ-
ством.
7.	Эксплуатация АСУ ТП
Подразделение АСУ ТП обеспечивает
нормальную эксплуатацию систем, пере-
данных в промышленную эксплуатацию,
в соответствии с правилами и требованиями,
изложенными в технической документации.
Т ехнол оги-операторы,	осуществляющие
управление технологическим объектом, со-
вместно с эксплуатационным персоналом
подразделения АСУ ТП обеспечивают эф-
фективную и качественную работу техноло-
гического объекта управления. Этим подраз-
делением обеспечивается текущий и планово-
предупредительный ремонт, наладка и мон-
таж после ремонта (в необходимых случаях)
технических средств АСУ ТП. Кроме этого
совместно с организациями-разработчиками
необходимо провести испытания АСУ ТП на
надежность, а совместно с экономической
службой предприятия — исследования по
определению экономической эффективности
эксплуатируемых систем (см. приложение 1).
Подразделение АСУ ТП разрабатывает
и реализует мероприятия по дальнейшей мр-
дернизации и развитию внедренных систем,
в том числе участие совместно с организа-
циями — разработчиками систем в разработ-
ке и программировании алгоритмов, реали-
зующих решение новых задач управления.
В результате накопленного опыта эксплуата-
ции подразделение АСУ ТП вносит, если это
необходимо, по согласованию с разработчи-
ками соответствующие коррективы в дол-
жностные инструкции технологов-операто-
ров и диспетчеров производств.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРИМЕР РАС-
ЧЕТА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВ-
НОСТИ АСУ ТП
Приложение 1. Пример расчета экономической эф-
фективности АСУ ТП 460
Приложение 2. Образцы форм документов АСУ
ТП 462
Приложение 3. Оформление программной докумен-
тации 464
Приложение 4. Программа-методика проведения
приемно-сдаточных испытаний АСУ ТП (при-
мер) 464
Приложение 5. Технические средства 465
Приложение 6. Образцы технических заданий 487
Приложение 7. Образцы проектной докумен-
тации 491
Приложение 8. Смета на оборудование и
монтаж 492
Приложение 9. Образцы документации для внедре-
ния и эксплуатации АСУ ТП 492
Приложение 10. Применение АСУ ТП для контро-
ля качества промышленной продукции 498
Приложение 11. Адаптивные системы управления
с идентификатором в цепи обратной связи 499
Приложение 12. АСУ ТП в народном хозяй-
стве 500
Единовременные и текущие затраты. В соответ-
ствии со сметно-финансовыми расчетами капи-
тальные вложения на создание и внедрение некото-
рой АСУ ТП определены в размере 1200,0 тыс. р.,
в том числе предпроизводственные затраты
180 тыс. р.; затраты на приобретение вычисли-
тельных устройств, периферийного и комплектую-
щего оборудования с учетом транспортных расхо-
дов 910 тыс. р.; затраты на монтаж оборудования
и периферийных устройств 75 тыс. р.; затраты на
реконструкцию действующих систем автоматики
25 тыс. р.; стоимость ликвидируемых средств авто-
матики, не находящих применения и не реали-
зуемых, 10 тыс. р. [см. формулу (V.5)].
Текущие затраты, связанные с эксплуатацией
АСУ ТП, определены в размере Г75 тыс. р., в том
числе на амортизацию вычислительной техники,
периферийных устройств, средств связи и вспомо-
гательного оборудования 91 тыс. р., на текущий
ремонт и профилактическое обслуживание вычис-
лительных устройств, приборов и систем автома-
тизации 26 тыс. р., заработная, плата основная
и дополнительная с отчислениями на социальное
страхование эксплуатационного и обслуживающе-
го персонала 43 тыс. р., затраты на электроэнер-
гию 10 тыс. р. и накладные расходы 5 тыс. р. [см.
формулу (V.7)].
Расчет возможного увеличения выпуска продук-
ции. В качестве исходных данных используются
сведения о ежедневном выпуске продукции по гра-
фику и фактические с последующим расчетом от-
рицательных отклонений помесячно и в целом за
год [см. формулу (V.11)].
В табл. 1 приведен расчет отрицательных от-
клонений за месяц.
Аналогичные расчеты, выполненные по всем
месяцам года, дали следующую сумму отрица-
тельных отклонений фактического выпуска от
установленных заданий по графику (в тоннах):
I - 29,5
II - 17,4
III - 49,5
IV	- 27,7
V	- 13,9
VI	-41,5
VII	- 59,9
VIII	- 86,4
IX	- 78,2
X	- 19,9
XI	- 40,7
XII	- 32,9
Всего за год 497,5.
460
При стабилизации выпуска продукции на
уровне установленных графиком заданий по дням
выпуск продукции возможно увеличить на рассчи-
танную величину. Объем выпуска продукции в ус-
ловиях функционирования АСУ ТП [см. формулу
(V.8)] при условии, что годовой объем выпуска
продукции по отчету 5102,5 т, составит 5600 т
(5102,5 + 497,5).
Расчет экономии затрат на сырье, основные
и вспомогательные материалы и энергию всех ви-
дов. В качестве исходных данных для расчета эко-
номии предметов труда используют сведёния
о нормативных и фактических расходных коэффи-
циентах по всем месяцам года и по всем видам ис-
пользуемых в производстве материально-сырьевых
и энергетических ресурсов с последующим опреде-
лением отклонений фактических расходных коэф-
фициентов от нормативных [см. формулу (V.17)].
Пример расчета по одному виду сырья дан
в табл. 2.
При цене за единицу используемого сырья
2,73 р. возможная экономия затрат составит 23,0
тыс. р. Аналогичные расчеты, выполненные по
всем видам материально-сырьевых и энергетиче-
ских ресурсов, используемых для выпуска продук-
ции, дали следующие результаты:
экономия затрат на сырье и основные мате-
риалы 143,9 тыс. р.;
экономия затрат на вспомогательные мате-
риалы 38,0 тыс. р.;
экономия затрат на энергию всех видов
54,3 тыс. р.
Общая сумма экономии затрат на предметы
труда 236,2 тыс. р., а с учетом увеличения выпуска
продукции 257,5 тыс. р.
236,2-
5600,0 \
5102,5 /
Расчет экономии заработной платы основных
производственных рабочих. Исходные данные: при-
рост выпуска продукции — 497,5 т, общий расход
зарплаты основной и дополнительной с отчисле-
ниями на соцстрах на единицу продукции 502 р.,
в том числе по сдельным расценкам 156 р. Расчет
осуществляется по формуле (V.21):
Э = 502-497,5 — 156,0-497,5 = 172,1 тыс. р.
30	г
Внедрение АСУ ТП высвободит из производ-
ства 25 рабочих. Среднемесячная зарплата основ-
ная и дополнительная с отчислениями на социаль-
ное страхование одного рабочего 137,5 р. Абсо-
лютная экономия заработной платы производ-
ственных рабочих [см. формулу (V.23)]
Э = 137,5-25-12 = 41,3 тыс. р.
з.а	-	±
Общая экономия заработной платы производ-
ственных рабочих 213,4 тыс. р. (172,1+41,3).
Расчет экономии амортизационных отчис-
лений и цеховых расходов. Исходные данные:
амортизация производственного оборудования
3600 тыс. р.; цеховые расходы 1530 тыс. р.; объем
производства по отчету 5102 т, ожидаемый объем
с внедрением АСУ ТП 5600 т. Расчет осущест-
вляется по формулам (V.24) и (V.25):
Таблица 1
Расчет отклонений фактического выпуска от выпус-
ка по графику
Дни	Выпуск, т		От- кло- не- ние, т (-)	Дни	Выпуск, т		От- кло- не- ние Т (-)
	по гра- фи- ку	фак- тиче- ски			по гра- фи- ку	фак- тиче- ски	
1 2		-	-	16 17	21,5	22,6	
3	21,4	22,3	—	18	21,5	21,4	0,1
4	21,4	22,0	—	19	21,5	21,9	—
5	21,4	22,9	—	20	21,5	22,2	—
6	21,4	21,0	0,4	21	21,5	20,8	0,7
7	21,4	22,1	—	22	—	—	—
8	21,5	22,2	—	23	21,5	20,7	0,8
9	—	—	—	24	21,5	24,8	—
10	21,4	21,5	—	25	21,5	22,6	—
11	21,5	20,1	1,4	26	21,5	17,6	3,9
12	21,5	22,7	—	27	21,5	17,4	4,1
13	21,7	19,4	2,3	28	—	—	—
14	21,4	21,3	0,1	29	—	—	—
15	21,5	21,4	о,1	30	—	—	—
				Итого			13,9
3600,0
5102,5
/ 1530,0
Э = --------—
ц \ 5102,5
3600,0 \
5600,0 J
5600 = 351,4 тыс. р.;
1530,0 \
5600,0 J
5600 = 149,3 тыс. р.
Общая сумма экономии условно-постоянных
расходов — 500,7 тыс. р. (351,4+ 149,3).
Таблица 2
Расчет отклонений расхода сырья от нормативного
уровня
Меся- цы	Выпуск продук- ции, т	Удельный рас- ход, кг/т		Отклонение от нормати- ва, кг ( —)	
		по нор- мативу	факти- чески	на еди- ницу	на вы- пуск
I	570	981,3	982,5	1,2	684
II	515	981,3	982,5	1,2	618
III	571	981,3	978,3	—	—
IV	392	981,3	979,4	*	—
V	377	981,3	983,6	2,3	867
VI	460	981,3	980,0	—	—
VII	470	981,3	991,0	9,7	4559
VIII	220	981,3	984,0	2,7	534
IX	364	981,3	981,0	—	—
X	491	981,3	981,0	—	—
XI	252	981,3	986,0	4,7	1184
XII	420	981,3	980,0	—	—
Итого:	-	-	-	-	8446
461
Таблица 3
Расчет прогрессивного уровня I сорта
|; Месяцы {	Выпуск всего, т	В том числе I сорта		Месяцы	Выпуск всего, т	В том числе I сорта	
		1 о" « с	\О о\ £8 z*» в			। 3 £ « S	Уд. вес, %
I				VII	98,1	69,0	70,4
II	84,3	61,8	73,3	VIII	—	—	—
III	—	—	—	IX	—	—	—
IV	94,1	68,4	72,7	X	—	—	—
V	93,4	67,1	71,4	XI	98,4	72,0	73,2
VI	97,1	69,3	71,3	XII	—	—	—
Итого: 565,4 407,6	72,0
Таблица 5
Расчет снижения себестоимости продукции в связи
с улучшением посортной структуры выпуска
Себестои- мость выпуска, тыс. р.	Стоимость выпуска, тыс. р.		Затраты на 1 р., р.		Сни- жение зат- рат, тыс.р.
	факти- ческая	воз- мож- ная	фак- тиче- ские	воз- мож- ные	
25835,4	32294,5	32424,3	0,8	0,797	97,3
паемости капитальных вложений [см. формулы
(V.2), (V.3) и (V.4)]:
Расчет экономии от повышения качества про-
дукции. Исходные данные: посортная структура
выпускаемой продукции, ее себестоимость и стои-
мость. Прогрессивная посортная структура опреде-
ляется по данным о выпуске продукции в те пе-
риоды, когда удельные веса отдельных сортов
были лучше средних за год. Пример расчета про-
грессивного уровня I сорта дан в табл. 3.
Принимаемый в расчет прогрессивный уро-
вень I сорта составляет 72,0 %, II сорта — 28,0 %.
Расчет стоимости продукции при фактической
и возможной посортной структуре выпуска дан
в табл. 4.
Результаты аналогичных расчетов, выпол-
ненных по всем подвидам продукции, использо-
ваны для расчета снижения себестоимости про-
дукции, полученного в результате улучшения ее
качества [см. формулу (V.27)], и приведены
в табл. 5
Расчет годовой экономии от снижения себестои-
мости [см. формулу (V.1)]:
Э =257,5 + 213,4 + 500,7 + 97,3- 175,0 =
с
= 893,9 тыс. р.
Расчет годового экономического эффекта, уров-
ня общей экономической эффективности и срока оку-
Эт = 893,9 - 0,15 • 1200,0 = 713,9 тыс. р.;
Е
Р
893,9
-----— = 0,75;
1200,0	'
1200,0
Т =----------=1,3 года.
Р 893,9
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОБРАЗЦЫ ФОРМ
ДОКУМЕНТОВ АСУ ТП
В АСУ ТП используются первичные и про-
изводные документы, документы, заполняемые
вручную и с помощью технических средств. Для
примера приведены четыре технологических жур-
нала аппаратчиков (рис. П.1), один лабораторный
журнал (рис. П.2) и журнал для учета расхода ком-
понентов (рис. П.З). В АСУ ТП эти документы мо-
гут быть первичными, т. е. использоваться на вхо-
де АСУ ТП, но могут получаться и автоматически,
если данные вводятся в ЭВМ с датчиков и имеют-
ся соответствующие программы.
Таблица 4
Расчет стоимости выпуска продукции при фактической и возможной посортной структуре
Сорт	Структура выпуска, %		Выпуск, т		Цена, р/т	Стоимость выпуска, тыс. р.	
	фактиче- ская	возмож- ная	фактиче- ский	возмож- ный		фактиче- ская	возмож- ная
I II	69,5 30,5	72,0 28,0	804,6 339,4	823,8 320,2	9650,0 9380,0	7765,9 3183,2	7949,3 3004,9
Итого:	100,0	100,0	1144,0	1144,0	-	10949,2	10954,2
462
Смену сдал ________________________________
Старший аппаратчик _________________________
Аппаратчик _________________________________
Рис. П.1. Технологический журнал
аппаратчика-абсорбщика
Смену принял _________________________________
Старший аппаратчик ______________________'_____
Аппаратчик ____________________________________
Ярлык печатается на обложке журнала
Дата		Смена			Время работы			Фамилия, И., 0																	
					смены			начальника смены				лаборанта													
					с	до„_																				
Часы работы	Разложение гидроокиси алюминия						Отделение фильтрации			Реактор двойной соли		Отделение получения дОойной соли				Отделение получения фтористого аммония							Промывной раствор	II ii	III It II
	Реактор получения А1Г3					1 * 1^-	Кремнегель					рч	А1, г/л	NH3, г/л		рн	F, г/л	NH3, г/л		н2о, %	Оснобной раствор				
			Оста - тон кис- лоты				н2о, %		AIR %’’																
																									
																									
																									
																									
																									
																									
																									
																									
																									
																									
Отделение абсорбции																			Трубопровод					Отделение прокалки	
Бак						Бак					Бак				Бак									Система	Система
pH	F, г/л		NH3, г/л	Р2о5, %		pH F, NH3, г/л г/л					pH	F, NH3, г/л г/л				pH F, NH3, г/л г/л				pH	F г/п			NH3 г/л		Т3	NH3 %
Предприятие________________________ Чюрма № п-!-34х
					—						Цех			Отверждена Мипхимпромом „ИГ июля, 1970 г Нв ,4£0_ СВОДНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ ЖУРНАЛ Начато	 Окончено 	 В журнале пронумеровано					страниц
											
											
											
											
Смену сдал____________________________
Рис. П.2. Лабораторный журнал
Смену принял ___________________________
Ярлык печатается на обложке журнала
463
Дата____________________________ Начальник смены_________________________________________________________________________________
Смена____________________________ Аппаратчик_____________________________________________________________________________________
Учет сырья
Наименование сырья	И' партии	Принято по смене	Принято со склада	Расход	Сдано по смене
ДВуокись титана					
Вазелиновое масло					
Стеарат Zn					
Полигард					
Окись Zn					
Литопон					
НаВески					
					
					
Смену сдал___________________________ Смену принял______________________________
Учет полистирола 0 бункерах
№ бункера	№ партии	Марка	Уровень
			
			
			
			
			
			
Начальник смены_____________________________
Ярлык печатается на обложке журнала
Рис. П.З. Журнал учета смещения компонентов
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПРИМЕР ОФОР-
МЛЕНИЯ ПРОГРАММНОЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ
Состав и содержание программной документа-
ции АСУ ТП регламентируется стандартами
[711—739]. В качестве примера оформления доку-
ментации ниже приведено описание программы.
Описание программы «Диспетчер программ пе-
чати». Программе присвоено имя CHIF. Она пред-
назначена для получения печатных сводок о ходе
технологического процесса, а также для докумен-
тирования информации о процессе через опреде-
ленные интервалы времени.
Функциональное назначение. Программа вызы-
вает на печать следующие документы.... Вызов
программы осуществляется с пульта диспетчером.
Программа функционирует следующим обра-
зом. При поступлении заказа на решение задачи он
анализируется, и, если заказ задан корректно, уп-
равление передается в «Блок постановки зада-
ния». ...
Программа предназначена для эксплуатации
на ЭВМ М-6000 или СМ-2 в системе ДОСРВ. Ис-
пользуются следующие устройства....
Описание логики. Программа CHIF состоит из
следующих блоков:
блок защиты;
блок постановки задания;
блок завершения.
Блок защиты предназначен для .... Блок по-
становки задания ....
Программа написана на языке МНЕМОКОД.
Исходной информацией для программы
является:
признак режима работы (PRR), вводимый
с дисплея, ....
Выходная информация включает ....
Схема алгоритма может оформляться анало-
гично приведенному образцу на рис. XVII. 18.
Исходный текст программ заполняется на спе-
циальных бланках (см. рис. XIV. 15) для облегчения
контроля и перфорации.
Листинг программы включает инструкцию
оператору и текст программ с комментариями.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ПРОГРАММА-МЕ-
ТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПРИЕМО-
СДАТОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ АСУ ТП
(ПРИМЕР)
1.	Объект испытаний
Объектом испытаний является АСУ ТП про-
изводства № 1 в составе 73, 115, 117, 119 и 151
цехов.
АСУ ТП представлена техническим, информа-
ционным и специальным математическим, про-
граммным, организационным обеспечением.
464
1.1.	Техническое обеспечение реализовано
ЭВМ М-6000 (комплекс 7), периферийными устрой-
ствами, датчиками, преобразователями, линиями
связи между объектом и ЭВМ, мнемосхемой, стан-
цией индикации данных, приборами и устройства-
ми, необходимыми для наладки и проверки рабо-
тоспособности комплекса технических средств
АСУ ТП.
1.2.	Информационное и специальное математи-
ческое обеспечение представлено документами
входных и выходных сигналов и данных; таблица-
ми нормативно-справочной информации; макета-
ми представления информации; формулами (алго-
ритмами) решения задачи; контрольными приме-
рами для решения задач (перечень задач должен
соответствовать утвержденному в установленном
порядке техническому заданию на АСУ ТП).
2.	Объем, последовательность и методи-
ка испытаний
2.1.	Условия проведения испытаний (указы-
вается место проведения, дата начала и окончания
испытаний).
2.2.	Проверка состояния выполненных работ:
строительно-монтажных работ, оснащение техни-
ческими средствами, обучение персонала, наличие
проектной документации, актов приемки строи-
тельно-монтажных работ и технических средств,
сдачи АСУ ТП в опытную эксплуатацию.
Для проверки выполнения перечисленных ра-
бот назначаются подкомиссии, председатели этих
подкомиссий — члены ведомственной комиссии, на-
значенной приказом по объединению (ведомству),
министерству (к работе подкомиссий можно при-
влекать соответствующих специалистов).
2.3.	Проверка технической документации вы-
полняется в следующем порядке: техническое, ин-
формационное, специальное математическое про-
граммное и организационное обеспечение.
При проверке документации технического
обеспечения проверяют объем и содержание, необ-
ходимые для заказа оборудования и монтажа
КТС; при проверке информационного и специаль-
ного математического обеспечения — объем вход-
ной, выходной информации и алгоритмы решения
задач, формы документов; при проверке про-
граммного обеспечения — отдельные подпро-
граммы, реализующие алгоритмы обработки
данных по контрольным примерам.
2.4.	При проверке состояния КТС определяют
физическое состояние и соответствие паспортным
данным.
2.	5. При проверке монтажа выясняют соответ-
ствие монтажа проектной документации.
2.6.	Проверка действующей системы осущест-
вляется по п. 1.2 настоящей программы на кон-
трольном примере, а затем на данных, поступаю-
щих из цехов производства.
3.	Результаты испытаний
3.1.	Все решения комиссии и подкомиссии по
приемке АСУ ТП оформляются протоколом.
3.2.	Результат работы комиссии по приемке
в промышленную эксплуатацию первой очереди
АСУ ТП производства оформляется актом.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
5.1.	Датчики (входные преобразователи)
Таблица
Датчики различного назначения
Наименование	Тип	Изготовитель	Наименование	Тип	Изготовитель
1. Датчики температур Датчик бесшкальный с газовой маномет- рической термосисте- мой и электриче- ским выходным сиг- налом	*ы, влажности и тдгэ (ТДГ-Х)	। состава воздуха Ордена Трудо- вого Красного Знамени	ПО «Теплоконт- роль» (Казань)	Термометр термо- электрический	ТПП-1378, ТВР-251 И др.	Приборострои- тельный завод (г. Луцк)
			Термометр сопро- тивления платино- вый (одинарный)	ТСП-5071	Приборострои- тельный завод «Теплоприбор» (Челябинск)
То же, с пневмати- ческим выходным сигналом	тдг-п (ТДГ-1Х)		2. Датчики измерения Манометр показы- вающий с электри- чески м выходным сигналом	давления, р МП-4-VI	азреження, расхода Ордена Трудово- го Красного Зна- мени ПО «Тепло- контроль» (Казань)
Автоматический пси- хрометрический вла- гомер	АП В-201	Опытный завод аналитических приборов(Гори)			
			Вакуумметр пока- зывающий	ВП4-У1	
Датчик газоанализа- тора для определе- ния двуокиси углеро- да в воздухе	ОТ-2201	ПО «Аналит- прибор» (Смо- ленск)			
			Напорометр силь- фонный	НС-П1	Ордена Трудо- вого Красного
16 п/р Смилянского Г. Л.
465
Продолжение таблицы
Наименование	Тип	Изготовитель	Наименование	Тип	Изготовигель
Манометр сильфон- ный	МС-Ш	Знамени завод «Манометр» (Москва)	5. Датчики технико-экономической информации		
			Блок ввода состоя- ния оборудования	Б4301	Северодонецкий филиал
Вакуумметр силь- фонной	ВС-П1				
Дифманометр мем- бранный электриче- ский бесшкальный	ДМЭ		Цифровой задат- чик	П1201	ОКБА
			Блок ручного ввода планово-экономи- ческой информации	Б4201	
з. / Уровнемер буйко- вый электрический	Датчики уровня УБ-Э	Завод «Тепло- прибор» (Ря- зань)			
			Регистратор произ- водства цифровой суммирующий	РП-50	Завод управляю- щих	вычисли- тельных машин (Орел)
Уровнемер буйко- вый	пневматиче- ский	УБ-П				
			Регистратор инфор- мации	РИ-7501	
4. Датчики измерения механических величин					
Датчик силоизмери- тельный тензорезис- торный бесклеевой	ДСТБ-С-0,16	ПО «Веда» (Ки- ев)	Пункт абонентский	ЕС-8504 (АП-4)	Ордена Ленина завод электрон- ных	вычисли- тельных машин им Орджони- кидзе (Минск)
Сигнализатор угло- вой скорости	СОБ-017	НПО «Термо- прибор» (Львов)			
5.2.	Промежуточные (внутрисистемные) преобразователи
Таблица 1
Входные промежуточные преобразователи неунифицированного сигнала в унифицированный сш нал посюянного
тока 0 — 5 мА
№ по пор.	Наименование преобразователя	Тип	Изготовитель
Аналоговые электроэлектрические преобразова гели Преобразование термо-ЭДС термоэлектрических термомег ров			
1	Измерительный	ПТ-ТП-68	Опытный завод «Энергоприбор» (Москва)
2	Нормирующий	НП-ТЛ1-И	Завод геофизическог о приборостроения (Уфа)
3	Измерительный быстродействующий	НП-5-Б1	
4	Преобразование изменения со Измерительный	•противления терм ПТ-ТС-68	го метра сопротивления Опытный завод «Энергоприбор» (Москва)
466
Продолжение таблицы 1
№ по пор.	Наименование преобразователя	Тип	Изготовитель
5	Измерительный быстродействующий	НП-5-Б2	Завод геофизического приборострое- ния (Уфа)
6	Нормирующий	НП-СЛ1-И	
Преобразование термо-ЭДС термоэлектрических термометров и изменения сопротивления
термометра сопротивления
7	Групповой	А614-1	НПО им. XXV съезда КПСС «Им- пульс» (Северодонецк)
Преобразование изменения сопротивления реохорда
Нормирующий
НП-Р1-М
8
Завод геофизического приборостроения
(Уфа)
Преобразование постоянного тока
9	Измерительный	Е826НП Е826НЗ Е826У	Завод электроизмерительных приборов им. 60-летия Великого Октября (Витебск)
Преобразование переменного напряжения датчиков неэлектрических величин
10	Нормирующий	нп-пз	Завод геофизического приборостроения (Уфа)
11	Преобразование н Измерительный	апряжения переме Е825НП/1,2 Е825НЗ/1,2 Е825У/1,2	иного тока Завод электроизмерительных приборов им. 60-летия Великого Октября (Витебск)
12	Преобразовг Измерительный	1	1ние переменного Е824НП и др.	тока То же
Преобразование мощности трехфазной сети			
13	Измерительный для активной мощ- ности	Е829НП/1-5 и др.	Завод электроизмерительных приборов им. 60-летия Великого Октября
14	Измерительный для реактивной мощ- ности	Е830НП/1-5 и др.	(Витебск)
Преобразование термо-ЭДС термоэлектрических термометров, ЭДС датчиков постоянного тока
и напряжения в унифицированный частотный сигнал 4 — 8 кГц
15 I Напряжение в частоту	I ППСН2-1 I Завод «КИП» (Харьков)
	Преобразование изменения сопротивления термометра сопротивления
16	| Сопротивления в частоту	| ППСН2-2	| Завод «КИП» (Харьков)
16*
467
Продолжение таблицы 1
№ по пор.	Наименование преобразователя	Тип	Изготовитель
Аналоговые механоэлектрические Преобразование угловых перемещений рабочих органов в унифицированный сигнал переменного тока 17 I Ферро динами веский	1 ПФ	1	—			
18	Преобразование угловых перемещений рабочих органов сигнал 4 — 8 кГц Струнный	I ПС		в унифицированный частотный
Аналоговые механопневматические Преобразование угловых перемещений рабочих органов в унифицированный пневматический сигнал 19 I Задатчик дистанционный пультовый 1 ДЗП-Г	1 Завод «КИП» (Харьков)			
20	Дискретно-аналоговые электрокомбинированные Преобразование позиционных сигналов в унифицированные сигналы частоты 4 — 8 кГц, пневматические или напряжения переменного тока Поцизионных сигналов в аналоговые 1 ППРА-1	1 Завод «КИП» (Харьков)		
Таблица 2 Входные промежуточные преобразователи унифицированного сигнала в унифицированный			
№ по пор.	Наименование преобразователя	Тип	Изготовитель
] 1	Аналоговые электро Преобразование частотного сигнала 4- Частотного сигнала в напряжение	электрические пре< 8 кГц в напряже! ППСН-1	образователи ще постоянного тока 0—100 мВ Завод «КИП» (Харьков)
2	Аналоговые электро! Преобразование сигнала постоящ Электропневматический	пневматические пр< юго тока 0 — 5 м/ эпп-м	^образователи 1 в пневматический сигнал Ордена Трудового Красного Знамени приборостроительный завод им. 60-ле- тия СССР (Саранск)
31	Аналоговые пневмоэлектрические преобразователи Преобразование пневматического сигнала в сигнал постоянного тока 0 — 5 мА Пневмоэлектрические	1 ПЭ-55М	1 ПО «Промприбор» (Чебоксары)		
_L1	Аналого-дискретные электроэлектрические Преобразование постоянного напряжения Аналого-цифровой	| Ф4881		преобра зователи в цифровой код | ПО «Микроприбор» (Львов)
468
Продолжение таблицы 2
№ по пор.	Наименование преобразователя	Тип	Изготовитель
5	Одноплатный блок	П5-АЦП Р-12-1	
Преобразование постоянного напряжения и тока в цифровой код
6	| Аналого-цифровой| Ф4892| ПО «Микроприбор» (Львов)
Дискретные пневмоэлектрические преобразователи
Преобразование пневматического сигнала в электрический
7	Пневмоэлектрический	П1ПР.4	Завод приборов (Усть-Каменогорск)
8	Блок преобразователей	Б3.3.1	
Дискретные электропневматические преобразователи Преобразование электрического в пневматический сигнал			
9	Электропневматический	П1ПР.5	Завод приборов (Усть-Каменогорск)
10	Блок преобразователей	Б3.3.1	
11	Дискретно-анало! Преобразование цифров< Трехканальный двоичного кода в на- пряжение	говые электроэлек ого кода в постоя П5-ЗПКН-1О	трические [иное напряжение
Выходные промежуточные преобразователи			Таблица 3
№ по пор.	Наименование преобразователя	Тип	Изготовитель
Аналоговые электрические преобразователи
Преобразование сигнала в напряжение переменного тока для управления исполнительными
механизмами
1	Пускатель бесконтактный реверсив- ный	ПБР-2-3	ПО «Промприбор» (Чебоксары)
Преобразование сигнала в напряжение постоянного тока
2 I Усилитель мощности выходной I ПУФТ	Завод «КИП» (Харьков)
Аналоговые электрогидравлические преобразователи
Преобразование электрического сигнала в пропорциональное давление рабочей жидкости
3	Электрогидравлический	ПЭГ-Д	Опытный завод ОКБ «Теплоавтомат» (Харьков)
469
Продолжение таблицы 3
№ по пор.	Наименование преобразователя	Тип	Изготовитель
Аналоговые пневмопневматические преобразователи
Преобразование пневматического сигнала в выходной пневматический сигнал усиления
4	Пневмоповторитель с мощным вы- ходом	П2П.7	Завод приборов (Усть-Каменогорск)
5	Пневмоповторитель — усилитель мощности	П2П.З	
Дискретноаналоговые электропневматические преобразователи
Преобразование электрического кода в пневматический сигнал
„и	Электропневматический	|	КЭПП-2М	Завод приборов (Усть-Камено! орск)
Преобразование числового значения единичного нормального кода в пневма!ический аналоговый си1нал
	| Код — пневмосигнал	| П1401	| Севере донецкий филиал ОК БА
8	Дискретные электро Преобразование электрического с Кодовый с памятью	«электрические пре игнала в коде 8 — К161ПР2	образователи 4 — 2—1 в код индикатора
5.3.	Средства вывода информации
Таблица
Средства сигнализации, контроля и диалога
№ по пор.	Наименование	Тип	Изготовитель	№ , по пор.	Наименование	Тип	Изготовитель
1	1. Средст Сигнали Индикатор электронно-све- товой	гва сигнали [зация свет ИВ-15	зрции овая Завод им. 60-летия Октября (Ровно)	5	2. Срс Знаковые Вакуумный лю- минесцентный индикатор	;дства контро; средства кон Vi В -1	1Я гроля
2	Индикатор тлеющего раз- ряда	ИН-28		6	Индикатор (ряд модификаций)	Ф228	Завод Электро- точприбор (Омск)
				7	Индикатор ва- куумный нака- ливания	ИВ-10	-
3	Сигнали Звонок громко- го боя	[зация звук МЗ-1; МЗ-2	овая Завод Севкав- электроприбор (Нальчик)				
				8	Индикаторная лампа	ИН-15А ИН-15Б	Завод им. 60-ле- тия Октября (Ровно)
4	Сирена сигналь- ная	СС-1; СС-2					
470
Продолжение таблицы
| № по пор. |	Наименование	Тип		Изготовитель	| don on on]	Наименование	Тип	Изготовитель
9 10	Цифровые Индикатор Индикатор	средства к< Ф208 Ф228	энтроля Завод Электро- точприбор (Омск)		19	Средства контрол Приборы пока- зывающие и ре- гистрирующие	я и регистращ АСКР	1и аналоговые Приборострои- тельный завод «Мукачевпри- бор» (Мукачево)
11	Вакуумный ин- дикатор	ИВ-12	-					
								
12	Индикатор тле- ющего разряда	ИН-18	Завод им. 60-ле- тия Октября (Ровно)		20	кредита pciMui] Блок цифро-бук- венной регист- рации	рации алфави! БА 11-005	ни-цифривыс
13	Индикаторная лампа	ИН-12А						
14	Знако-цифровь Вакуумный ин- дикатор	»ie средства ИВ-3	L контроля			Блок управле- ния печати	БА 14-001	
					21	Средства р Механизм пе- чатающий	•егистрации ци МП-16-2	фровые Завод ЭВМ (Казань)
15	То же, вместо запятой — точка	ИВ-3						
					22	Устройство пе- чатающее мало- габаритное	МПУ-16-3	-
16	Вакуумный ин- дикатор	ИВ-11						
								
17	Алфавитно-цифр Индикатор тлеющего раз- ряда	овые среде ИН-23	тва контроля		23	3. Средства диал Дисплейный модуль	оговые, алфав! ДМ-500; А544-1	ггно-цифровые Завод «Терминал» (Винница)
18	Вакуумный ин- дикатор	ИВ-4	-		24	Дисплейный модуль	ДМ-2000	
5.4.	Вторичные приборы
Таблица
Серии вторичных приборов и изготовители
Серия	Типы приборов	Изготовитель	Серия	Типы приборов	Изготовитель
КП1	КПД1, КСД1, КПП), КСП1, КПМ1, КСМ1, КПУ1, КСУ1	Завод «Автомати- ка» (Кировакан)	КВ1	КВП1, КВМ1, КВУ1, КВД1	Приборостроитель- ный завод «Мука- чевприбор» (г. Му- качево)
КСЗ	КСПЗ-П, кемз-п, КПМЗ-МГ, КСУЗ, кедз, кстз	Приборостроитель- ный завод «Теп- лоприбор» (Челя- бинск)	КС2	КСП2, КСМ2, КСУ2, КСД2	НПО «Термопри- бор» (Львов)
			-	Л64-И, МВУ6- 41 КП, МВУ6- 41КЛ	Завод электроизме- рительных приборов (Ереван)
КС4	КСП4, КСМ4, КСУ4	Завод «Манометр» (Москва)			
471
Продолжение таблицы
Серия	Типы приборов	Изготовитель	Серия ’	Типы приборов	Изготовитель
-	ВФП-М, ВФС-М, ВЧС, ВЧП, ИЧС, ИЧП	Завод «КИП» (Харь- ков)			прибор» (Ленин- град)
-	П1710, П1711, П1712	Завод «Мегомметр» (Умань)	-	М153О	Завод «Электроточ- прибор» (Омск)
-	ЛКД4, ПДП4-002	НПО «Лентепло-			
5.5.	Регуляторы и исполнительные устройства
Таблица 1
Регуляторы
№ по пор.	Наимено- вание	Тип	Завод-изго- товитель	№ по пор.	Наимено- вание	Тип	Завод-изго- товитель
1	Регуляторы температуры	PT-15, РТ-20 и др.	Завод «Тепло- контроль» (г. Са- фоново)	7	Регуляторы перепада давления	ДРД2-ДО ДРД2-ДЗ	Приборо- строитель- ный завод (Баку)
2		РТК-5215-15	ПО «Промпри- бор» (Орел)				
				8	Электриче- ские регуля- торы	КП2, РП2 и др.	ПО «Пром- прибор» (Че- боксары)
3	Регуляторы давления	РД-25-64, РД-40-64 и др.	Приборострои- тельный завод «Старорусспри- бор» (г. Старая Русса)				
				9	Пневматиче- ские регуля- торы	ПР1,5 и др.	Завод точных измеритель- ных прибо- ров «Тизпри- бор» (Моск- ва)
4	Регуляторы низкого дав- ления	РД-32 м/с-10 РД-32 м/с-6 И др.	Завод «Тепло- контроль» (г. Са- фоново)				
				10	Электрон- ные регуля- торы	РПИБ-1П и др.	Завод тепло- вой автома- тики «МЗТА» (Москва)
5	Регулятор газа	РДУК2Н- 50/35	Эксперимен- тальный завод «Газавтомати- ка» (Саратов)				
				11	Частотно- ферродина- мические ре- гуляторы	РФ-Ф, РФ-ПИ	Завод КИП (Харьков)
6	Регуляторы уровня	ОРП-50	Завод им. 50-ле- тия СССР «Теп- лоприбор» (Улан-Уде)				
				12	Гидравличе- ские регуля- торы	ГР-П и др.	Опытный за- вод ОКБ «Теплоавто- мат» (Харь- ков)
Исполнительные устройства
Таблица 2
№ по пор.	Наименова- ние	Тип	Завод-изго- товитель	№ по пор.	Наимено- вание	Тип	Завод-изго- товитель
1	Электриче- ские испол- нительные устройства	ДР-М, МЭО-0,25 и др.	ПО «Промпри- бор» (Чебокса- ры)		То же	МЭМ-4/1; МЭП-100 и др.	-
472
Продолжение таблицы 2
№ по пор.	Наимено- вание	Тип	Завод-изго- товитель	|№ по 1 пор.	Наимено- вание	Тип	Завод-изго- товитель
3	Пневматиче- ские испол- нительные механизмы	К, КР, КРЯ	Завод «Прибо- родеталь» (Орехово-Зуево)	7	Пневматиче- ские испол- нительные механизмы	25нж36нж (но)	Арматурный завод (г. Ко- тельникове)
4		25чЗОнж (но) и др.	Арматурный завод «Крас- ный Профин- терн» (Гусь- Хрустальный)	8		774-3-ООБ	-
				9	Мембранно- пружинные исполни- тельные уст- ройства	ППХ, ОПХ	Завод им. 50- летия СССР «Теплопри- бор» (Улан- Уде)
5		МКС, МКРС	—				
6		КРШ	Приборострои- тельный завод «Старорусс- прибор» (Ста- рая Русса)				
				10	Гидравличе- ские испол- нительные устройства	СПГП-2и др.	Опытный за- вод ОКБ «Теплоавто- мат» (Харь- ков)
Таблица 3
Вспомогательные устройства
Наименование	Тип	Завод-изго- товитель	Наименование	Тип	Завод-изго- товитель
Усилители, рабо- тающие с испол- нительным меха- низмом	МУ-2Б И др.	Завод тепловой автоматики «МЗТА» (Моск- ва)	Блоки управле- ния	БУ-1/6 и др.	Завод тепловой ав- томатики «МЗТА» (Москва)
			Пускатели	МКР-0-58	Завод «Ильмарине» (Таллин)
Дистанционные указатели поло- жения	ДУП-М	ПО «Промпри- бор» (Чебокса- ры)			
				ПБР-2	ПО «Промприбор» (Чебоксары)
	ДУП-1	-			
				ПМРТ-69-1 и др.	Завод тепловой ав- томатики «МЗТА» (Москва)
	ИПУ	Завод тепловой автоматики «МЗТА» (Моск- ва)			
5.6.	Средства передачи информации
Аппаратура производственной и учрежденческой телефонной
связи
Таблица 1
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
АТС общеп{ У чрежденческо- производствен- ная АТС	юмышленного УПАТС— 100/400	применения Автоматическая		АТСК- 50/200м У АТСК- 50/200 м	телефонная связь на промышленных предприятиях и в уч- реждениях
			АТС системы «Прогресс»	АТСК-20, АТСК-60 АТСК-100/300	
АТС координат- ной системы	АТСК-50/200				
473
Продолжение таблицы 1
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
Автоматиче- ский необслужи- ваемый коммута- тор	АТК-6 АТК-9у	То же	автоматической телефонной свя- зи		взрывоопасной сре- дой
			Искробезопас- ная приставка (для водородо- воздушной сре- ды)	ОПХ-4А	Связь во взрывоопас- ной среде 4-й кате- гории группы А
Иск] Комплекс аппа- ратуры шахтной	робез опасные 4 ШАТС-3	kTC Связь в уголь- ных шахтах со			
Таблица 2
Аппаратура оперативной телефонной связи
Наименование	Тип	Назначение 1	Наименование	Тип	Назначение
Устано: Установка опера- тивной телефон- ной связи	вки комбинирс «Кристалл- 70» «Кри- сталл-1 10» «Псков-1» «Псков-2»	)ванные Диспетчерская и директорская связь на про- мышленных предприятиях и в учреждениях	v Устанс Установка опе- ративной связи	>вки диспетчер «МИГ»	ской связи Диспетчерская связь на предприятиях и в учреждениях
			Коммутатор диспетчерский	КД-12; КД- 18; КД-36Д; КД-60; КД- 120	
Станция опера- тивной связи	СОС-60				
			Пульт опера- тивной связи	ПОС-90	То же, с дуплекс- ной громкоговоря- щей связью
Коммутатор опе- ративной связи	КОС-22М				
			Станция теле- фонная диспет- черская	для энергосистем	ЭДТС-66	Связь на ДП энер- госистем
Таблица 3
Оконечные устройства телефонной связи
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
Концентратор те- лефонный	К-3-1 К-3-2	Абонентское устройство в се- тях АТС и ЦБ АТС	Тел< Телефонный ап- парат настоль- ный АТС	гфонные аппар ТАУ-04	»аты Включение в уда- ленные линии го- родских сетей АТС
Телефонное уст- ройство	«Автонабор-24» «Элетап»	Программиро- ванный набор номеров абонен- тов в сетях АТС			
				ТА-72, ТАН-70	Работа в сетях АТС
			То же, настоль- ный громкого- ворящий	АТГ-70	Громкое воспро- изведение
Приставка дуб- лирования сигна- ла вызова	пдсв	Вызывной сиг- нал телефонно- го аппарата дуб- лируется светом и звуком			
			То же с уси- лителем приема	ТАН-У-74	Для абонентов с ослабленным слухом
Автоответчик те- лефонный	АТГ-2	См. приложение 5.7, табл. 2			
			То же, настен- ный	ТАСТ-70	Работа в сетях АТС
474
Продолжение таблицы 3
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
То же, повышен- ной надежности, брызгозащищен- ный	ТА-200	Работа в тяже- лых условиях			в системе ОПХ- -4А
			То же, постовой (с ревуном) ста- ционарный, ЦБ (с батареей в центре)	ТАП-50	Связь постов, вклю- чение в линии РТС
То же, искробе- зопасный, хими- чески стойкий	ТАХ-Б	Работа во взры- воопасных поме- щениях классов В-1, В-1А, В-1Б			
Таблица 4
Аппаратура i ромкоговорящей связи
Наименование	Тип	Назначение	Наименование |	Тип	| Назначение	
Радиотрансля- ционная установ- ка	ТУ-100, БУ4.2	Ретрансляция радиовещатель- ных программ и ведение передач по проводной сети	Коммутаторные Устройство пе- реговорное	установки оби применения «Лотос», «Гарса с»; ПУ-5, П ГУ-18	непромышленного Двусторонняя громкоговоря- щая связь руко- водителя (диспет- чера) с абонента- ми
Усилитель	У-100 4.2	Усиление сигна- лов звуковой частоты			
Усилитель тран- сляционный	УМ-50				
			Комплексные установки шахтной связи и сигнализации		
Стационарные громко. Прибор громко- говорящей связи	установки прямой говорящей связи ( П ГС-0,2; ПГС-3; ПГС-10	i двусторонней удгс) Оперативная громкоговоря- щая симплекс- ная связь	Аппаратура иск- робезопасной связи и сигна- лизации	ИГАС-3	Сигналы аварии диспетчеру и пер- соналу подзем- ных выработок, громкоговоря- щее оповещение, диспетчерская связк
Аппаратура	«Связь-2»	То же, между операторами технологиче- ских агрегатов	Комплекс аппа- ратуры громко- говорящей СВЯЗИ} рудничного дво- ра	ГСШ	Руководство про- цессами форми- рования соста- вов,	работой стрелок и опро- кидывателя
					
УДГС Аппаратура вы- сокочастотной связи	для подвижных О< «Украина-М65- УЭЧМ»	эъектов Для электровоз- ного транспор- та в горноруд- ной промышлен- ности	Системы произ. Аппаратура про- изводственной громкоговоря- щей связи	водственной г[ связи П ГС-71 ПГСИ-10М ПГСИ-ЗОМ	юмкоговорящей Организация симплексной громкоговоря- щей связи на предприятиях
Аппаратура производствен- ной ВЧ связи	пвчс	Для металлур- гических и кок- сохимических предприятий			
			Аппаратура громкоговоря- щей диспетчер- ской связи	«Радиус»	Обеспечение громкоговоря- щей и телефон- ной связи в раз- ных звеньях уп- равления
475
Таблица 5
Оконечные радиотехнические устройства
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
Микрофон дина- мический	Микрофоны МД-66А	В установках звукоусиления, репортажа, зву- козаписи	То же, рупор- ный динамиче- ский	10ГРД- -6ИГАС	Работа в искро- безопасной си- стеме громкого- ворящей связи (И ГАС)
То же, нагрудный	МД-63, МД-63Р				
				10ГРД-1У-6, 25ГРД-1У-5	Работа в усло- виях пыли, фер- ромагнитных ча- стиц и агрес- сивной среды
Микрофон элек- тромагнитный	МЭМ-60	То же, в ус- ловиях шума			
Однопрограммные абонентские громкоговорители					
Громкоговори- тель абонентский	«Тайга-44» «Сюрприз»	Прослушива- ние в закрытых помещениях пе- редач радио- трансляционной сети		25ГРД-7ВЗГ	Работа во взры- воопасных поме- щениях, в наруж- ных установках
			Звуковые колонки и выносные акустические		
Громкоговор То же, рупорный динамический	ители рупорные и 10ГРД-1У-5 25ГРД-1П-2 5ОГРД-Ш-8 100ГРД-П1-1	[ радиальные Озвучение от- крытых прост- ранств и боль- ших помещений	Колонка звуко- вая	системы 2КЗ-5	Озвучение закры- тых помещений
				15КЗ-1, 2, 4	Озвучение боль- ших помещений
То же, ненаправ- ленный	10ГДН-1, 25ГДН-1				
			Система акусти- ческая	10МАС-1	Качественное воспроизведение стерео- и моно- фонических про- грамм
Таблица 6
Телеграфная и факсимильная аппаратура
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
Станция	або- нентская теле- графная автома- тическая	АТА-МК-2 АТК-20	Создание авто- номных ведом- ственных теле- графных сетей	Вспомо Универсальный вызывной при- бор	гательная апп: УВП-2	аратура Включение лю- бых стартстоп- ных аппаратов в сеть телеграфа
Аппараты телеграфные					
Аппарат рулон- ный	РТА-6 «Риони»	Работа в раз- личных схемах телеграфирова- ния	Anna] Аппарат прие- мо-передаю- щий	раты факсимиз «Штрих-М»	1ьные Передача и од- ноцветный прием графики и текста
То же, ленточ- ный	СТА-М67				
Аппаратура пневмопочты	Таблица 7
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
Полуавтоматиче- ская двухтрубная	«Дуплекс-1» «Дуплекс-2»	Пересылка до- кументов при больших доку-	система	«Дуплекс-3»	ментопотоках между двумя пунктами
476
Продолжение таблицы 7
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
То же, однотруб- ная с проходны- ми станциями	«Транзит»	То же, между несколькими пунктами при средних и малых документопото- ках	То же, с тупи- ковыми станци- ями	«Магист- раль-1»	То же, но с ра- диальной сетью
Таблица 8
Аппаратура сигнализации времени
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
Система единого времени	«Сэвэна»	Электрочасофи- кация городов, предприятий, организаций, транспорта и т. д.	Электровторич- ные часы	ВНУ-2-800- 24; ВЩ-80-24; ВП-85К	
			То же, сигналь- ные	ЭВЧС-180-24, корпус 325К	Автоматическое включение по за- данной програм- ме сигналов и приборов управ- ления
Электрочасовые центральные станции	ЭЦС-ЗА; ЭЦС-6А; ЭЦС-9А; ЭЦС-12А; ЭЦС-15А; ЭЦС-18А; ЭЦС-21А	Посылка 1 раз в минуту зна- копеременных импульсов для централизован- ного управле- ния группами вторичных ча- сов (ЭВЧ)			
			Штамп-часы ав- тономные	72ЧТ-71ЧТ	Отметка текуще- го времени (часы, минуты) и услов- ного индекса на документах
Электрочасовые подстанции	ЭЧП-ЗА ЭЧП-6А	Централизован- ное управление работой групп электровторич- ных часов (ЭВЧ)			
			Штамп-часы	72ЧТМ	То же, в систе- мах единого вре- мени
Электрочасовые щиты	ЭЧЩ-2А; ЭЧЩ-ЗА; ЭЧЩ-4А; ЭЧЩ-6А				
			Табельные часы	11ПТЭЧ-2М	Регистрация при- хода и ухода с работы (месяц, число, часы, ми- нуты) отпечатка- ми на бланке
Электро вторич- ные часы	рП-300-24 ВП-400-24 ВП2-400-24 ВНУ-800-24,	Преобразование импульсов тока от первичных часов в показа- ния текущего времени			
Таблица 9
Аппаратура сигнализации
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
Аппаратура i Станция пожар- ной сигнализации	пожаро-охранной < ТОЛ-Ю/50С	сигнализации Регистрация сиг- налов о пожаре от автоматиче- ских и ручных извещателей на судах	Станция пожар- ной сигнализа- ции	ТОЛ-10/100	То же, на пред- приятиях, учреж- дениях и т. д.
			Сигнализацион- ная дымовая по- жарная установ- ка	СДПУ-1	Обнаружение дыма, места за- горания,	сиг-
477
Продолжение таблицы 9
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
		нализация о по- жаре, управле- ние тушением через автомати- ческую пуско- вую установку	Устройство кон- троля разруше- ния	«Сигнал-38»	Контроль цело- стности стеклян- ных конструкций, дверных и дру- гих проемов
				«Луч»	Блокировка ох- раняемого объек- та кольцом из инфракрасных лучей
Сигнализацион- ная комплексная пожарная уста- новка	СКПУ-1	То же, с выда- чей данных о месте загорания по телефону 01. Охранная сигна- лизация поме- щений и сейфов			
			Фотоэлектриче- ское устройство	ФЭУП	То же, для по- мещений, витрин, проемов
Концентратор малой емкости (пульт пятино- мерной)	«Комар-Сиг- нал 12АМ»	Централизован- ное наблюдение за охраняемыми объектами на не- большой терри- тории, контроль состояния шлей- фов			
			1 Датчики (извещ и вспом Биметалличе- ский пожарный извещатель	атели) пожарн огательные ус МДПИ-028	ой сигнализации тройства Сигнализация о повышении тем- пературы контро- лируемой среды выше предела
То же (блок пя- тиномерной)	«Комар-Сиг- нал-12БМ»	Наращивание емкости основ- ного концентра- тора			
			Световой изве- щатель	СИ-1	Сигнализация появления откры- того пламени (ра- ботает с СКПУ-1)
Система дистан- ционной охран- ной сигнализации	«Сирень-2М»	Дистанционное наблюдение по абонентским ли- ниям АТС за охраняемыми объектами			
			Термоизвеща- тель	ТРВ-2	Для взрывоопас- ных помещений всех классов
			Датчик пожар- ной сигнализа- ции	ДПС-038	
Устройство ох- ранной сигнали- зации	«Нева-10»	То же, с воз- можностью контроля состо- яния блокировки объекта по трем признакам			
			Промежуточный исполнительный орган	ПИО-017	Для	передачи сигнала датчика ДПС-038 сигна- лизирующему устройству
Приемная стан- ция системы ох- ранной сигнали- зации	«Нева-60»	Централизован- ная охрана объек- тов с помощью действующих абонентских ли- ний АТС			
			Извещате Пожарный кно- почный извеща- тель	ли пожарные ] ПКИЛ-4М-1	ручные Ручная подача сигнала тревоги в станцию ТОЛ 10/50С
flvniTOiTiTi то r»iinin гтт нт то \/Л'т/\ттл'тпп					
Прибор охран- ной сигнализа- ции	DIV VninCUlDnDlU JV «Сигнал-ЗМ» «Сигнал-31»	1pvnvi Da Охрана неболь-		ПКИЛ-9	То же, в стан- цию ТОЛ 10/100
		ших объектов различного на- значения	Датчики (извещ Датчик емкост- ный	атели) охраннс «Сигнал-51»	)й сигнализации Блокировка про- емов и отдель- ных предметов
478
Продолжение таблицы 9
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
		в помещениях. Работает с «Си- ре нь-2М»	Токопроводя- щий состав	«Паста»	Токопроводящие контуры на стек- лянных деталях охраняемых объ- ектов
			Провод	ПЭЛ	
То же, пьезомет- рический	«Сигнал-52»	Контроль це- лостности ос- текленных про- емов			
			Датчик элект- роконтактный	БК-1М, ДЭК-2 ДЭК-3	Блокировка от- крывания двер- ных проемов и других элементов зданий
То же, магнито- контактный	дмк	Блокировка от- крывания двер- ных и оконных проемов. Рабо- тает с ТОЛ 10/100, «Сигнал»* и др.			
			Датчик ударно- контактный	УКД-1М	Блокировка вит- рин, окон, дверей
То же, ультра- звуковой	ДУЗ-4	Сигнализация перемещения че- ловека в конт- ролируемом по- мещении			
			Охранный кно- почный извеща- тель	ОКИЛ-6	Ручная подача сигнала тревоги в станцию ТОЛ 10/100
Таблица 10
Промышленные телевизионные установки
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	|	Назначение
Прикладная те- левизионная од- нокамерная уста- новка	ПТУ-29 (12 модифика- ций)	Дистанционное визуальное наб- людение и конт- роль производ- ственных и тех- нологических процессов во всех отраслях народного хо- зяйства при нор- мальной осве- щенности	То же, однока- мерная	ПТУ-34М	Наблюдение расплавленной зоны, регулиро- вание диаметра слитка
То же, с не- сколькими уст- ройствами конт- роля	ПТУ-30 (16 модифика- ций)				
				ПТУ-38 ПТУ-39	Неразрушаю- щий контроль сварных и других соединений, литья, микроиз- делий
Прикладная мно- гокамерная уста- новка с несколь- кими устройства- ми контроля	ПТУ-31 (56 модифика- ций)				
			То же, много- камерная	ПТУ-48 ПТУ-49	Работа во взры- воопасных поме- щениях и опас- ных зонах наруж- ных установок
То же, с одним устройством контроля	ПТУ-33	Осмотр объек- тов наблюдения с ручным и ав- томатическим включением ка- мер			
			Однокамерная установка с од- ним устройст-	ПТУ-42	Наблюдение за удаленными под- вижными и не-
	ПТУ-32	Работа при лю- бом освещении			
479
Продолжение таблицы 10
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
вом контроля		подвижными объектами в чер- но-белом изоб- ражении	То же, с одним устройством контроля	«Сварка» (3 вида)	Наблюдение и контроль за про- цессами сварки и т. п.
				«Интро- скоп», «Дефекто- скоп»	Контроль свар- ных швов, литья, металлоизделий в составе рент- генотелевизион- ного микроскопа
То же, с не- сколькими уст- ройствами конт- роля	ПТУ-44 — -ПТУ-48 ПТУ-51 — -ПТУ-53	Дистанционные наблюдения тех- нологических процессов			
Таблица 11
Устройства сопряжения оконечного оборудования с аппаратурой передачи данных и каналами связи
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
Модуль сопряже- ния	А721-3	Подключение к ЭВМ СМ-1, СМ-2 аппаратуры переда- чи данных АПД-МА	Модуль сопряже- ния с модемами	А722-4	Подключение к СМ-1, СМ-2 моде- мов, имеющих стык С2 (ГОСТ 18145-81)
	А721-6	Подключение к СМ-1, СМ-2 (А721- 6/1) или к дисплей- ному модулю (А721-6/2) аппара- туры АПД-МПП	Модуль сопряже- ния с телеграфны- ми линиями	А722-2	Сопряжение СМ-1, СМ-2 с каналами се- ти абонентского те- леграфирования
			Модуль сопряже- ния комбинирован- ный	А722-3	То же, с телеграф- ными каналами, мо- демами, аппарату- рой передачи дан- ных
Модуль согласо- вания (стык СЗ)	А722-5 А722-7	Подключение АПД со стыком СЗ (ГОСТ 18146-72) к дисплейным моду- лям ДМ-500 и ДМ- 2000			
Таблица 12
Аппаратура передачи данных
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
Аппаратура пере- дачи данных	АПД-МА	Полудуплексный обмен информацией оконечного оборудо- вания данных (ООД) и ЭВМ. То же, между периферий- ными пунктами	Модем низко- скоростной	ЕС-8001 ЕС-8002	Согласование око- нечного оборудова- ния данных или устройств сопряже- ния, имеющих стык С2 с каналами связи, имеющими стык С1
			Модем средне- скоростной	ЕС-8005 ЕС-8010	
			Модем высоко- скоростной	ЕС-8015	
	АПД-МД	Дуплексный обмен информацией меж- ду ООД и управ- ляющими вычисли- тельными комплек- сами			
			Устройство пре- образования сигналов в теле- графный код (УПС ТГ)	ЕС-8030 ЕС-8032	Согласование ООД или устройств сопря- жения, имеющих стык С2 с теле- графными каналами связи
	АПД-МПП	Полудуплексный об- мен информацией между ООД в АСУ ТП и АСУП			
480
Продолжение таблицы 12
Наименование	Тип	Назначение	Наименование	Тип	Назначение
Устройство пре- образования сигналов	для соединительных линий	ЕС-8027 ЕС-8028 УПС-1	То же, с провод- ными линиями свя- зи на короткие рас- стояния	ратор информа- ции		АСУ ТП, АСУП, ОАСУ, организо- ванных с помо- щью аппаратуры АПД-МД; АПД- МА; АПД-МПП
Телеконцент-	тки	Концентрация и распределение дан- ных в сетях			
5.7.	Средства фиксации информации
Таблица 1
Устройства первичного счета
Типы устройств	Изготовитель	Типы устройств	Изготовитель
СО-66, СЭД-2, СИД-2, СХ-106	Завод счетных машин (г. Дубны)	РРП-2	Приборостроительный за- вод (Таллин)
СИ-206, СИ-206-1, СИШ-100	Завод счетных машин (Смо- ленск)	СД-1	Опытный завод гидромет- приборов (Рига)
		228 чп	Часовой завод (Чистополь)
Е-526, Е-531, Ф5111- -Ф5115	ПО «Точэлектроприбор» (Киев)		
		1СМХВ, СР-35	ПО «Электроприбор» (Тби- лиси)
А-440	Завод счетных машин (г. Тельшяй)		
		СИ-1, СО-45, СО- 205, СО-35, ИИСЭ1- 48	Завод электроизмеритель- ной техники (Вильнюс)
И-1508	ПО «Вибратор» (Ленин- град)		
Таблица 2
Средства фиксации речи
Таблица 3
Блоки машинной памяти
Наименование	Тип
Автоматический телефонный ответ- чик городской	АТГ-1
Телефонный автосекретарь	CAT
Автоизвещатель	АИ-50
Аппарат магнитной записи звука	М-64 «Звук»
Магнитофон студийный	МЭЗ-62
Аппаратура записи звука на кино- пленку	100у-3
Наименование	Тип		
Накопитель на маг- нитной ленте		СМ5401	ЕС-5012 ЕС-5017
Накопитель на маг- нитных дисках	СМ 1800. 5602	СМ5402 СМ5602	ЕС-5061
Оперативная память	СМ 1800. 3501	СМ1301 СМ 1302	
Кассетные накопи- тели		СМ5208	
481
Таблица 4
Информационно-справочные устройства
Наимено- вание	Назначение	Техническая характеристика	Наимено- вание	Назначение	Техническая характеристика
Плоская ме- ханизирован- ная картотека	Поиск телефон- ных номеров, адресов, абонен- тов, поиск спра- вочных сведений	Выбор ограни- чен 15 клавиша- ми, связанными с 15 картами; за счет двусто- роннего исполь- зования карт можно выбирать 30 признаков	«Диакорр» типа ВУО-02	ме, самоконт- роль, профессио- нальный отбор, автоматизация приема экзаме- нов	35-миллиметровой пленке 500 Питание 220 В, 260 Вт От- вет учащеюся кно- почный Оценку под- считывает счетчик
			Устройст- во группово- го контроля УГК	Оперативный контроль зна- ний учащихся с регистрацией результатов	Контролируется до 40 учащихся Пред- варительного коди- рования информа- ции нет Габаритные размеры пульта пре- подавателя 400 х х 335 х 115 мм, пуль га учащегося 165 х 80 х 25 Масса 8 кт, 0,15 кг
Вертикальная механизиро- ванная карто- тека	Поиск данных о движении поез- дов, самолетов, автобусов; об- служивание пас- сажиров	Выбор ограни- чен клавишами, связанными с металлически- ми картами			
Горизонталь- ная механизи- рованная кар- тотека	Указание време- ни отправления транспорта	Дистанционный набор четырех знаков в 00.00.— 24.00			
			Универсаль- ный учебный прибор «Ре- петитор»	Программиро- ванное обучение и контроль зна- ний по различ- ным предметам Может быть со- ставной частью АСУ и диагно- стических сис- тем	Реализует разветв- ленные программы любой сложности Емкость до 1000 кад- ров 35-миллиметро- вой кинопленки Га- баритные размеры 500 х 350 х 440 мм. Масса 30 кт
Машина для индивидуаль- ного обучения и контроля	Обучение по ча- стично адапти- рующейся обу- чающей програм-	Пленочный диа- проектор с экра- ном 180 х 210мм, число кадров на			
5.8.	Средства вычислительной техники
Таблица 5
Средства фиксации изображения в динамике
Наименование	Тип
Кассетный цветной видео- магнитофон-приставка	«Спектр —230 — — видео»
Видеомагнитофон бытовой цосимый	«Электроника — — 501 — видео»
Цветной кассетный видео- магнитофон	«Электроника — — 505 — видео»
Видеомагнитофон перенос- ной цветной катушечный	«Электроника — — 506 — видео»
•	Таблица 1
Счетно-клавишные машины
Класс	Типы
Суммирующие клавиш- ные машины	СДВ-107, СД-107Д и др
Электронные клавиш- ные машины	«Электроника БЗ-36» и др.
Бухгалтерские машины	«Зоемтрон-385» и др
Фактурные машины	«Искра 2301» и др
482
Таблица 2
Сравнительные технические характеристики отечественных мини- и микро-ЭВМ
Техни- ческие характе- ристики j,	Мини-ЭВМ				Микро-ЭВМ						
	СМ-2М	СМ-3	СМ-4	ПС-300	СМ-1М	«Элект- роника С5»	«Элект- роника НЦ»	СМ 1800	«Элект- роника 60»	«Элект- роника К1-10»	«Крис- талл-60»
Разряд- ность сло- ва, бит	16	16	16	16	16	16	16	8	16	8	8
Быстродей- ствие, тыс. оп./с Число команд, шт.	500 80	200 80	500 80	50 26	250	10-200 31	100 — 550 120 — 320	500	250 72	500 78	500 78
Совмести- мость си- стемы ко- манд	СМ-2, М-7000	М-400			СМ-1, СМ-2				СМ-3, СМ-4		«Элект- роника 100/ /16И»
Емкость ОЗУ, Келов Емкость ПЗУ, Келов	32-128	16-32	16-128	10	32-64	0,1-10 1-24	0,1-16 1-32	64 4	28 2	64 2-16	64 4
Внешняя память на магнитных дисках	+	+	+		+		+	+	+		
Внешняя память на магнитных лентах	+	+	+		+				+		
Вывод на параллель- ную печать	+	—	+	—	—	—	—	—	—	—	—
Вывод на последова- тельную печать	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Вывод на дисплей	+	+	+	Цифро- вые приборы	+	—	+	+	+	+	—
Ввод с пер- фоленты	+	+	+	+	+	+	+	—	+	+	+
Вывод на перфоленту Устройство связи с объ- ектом.	+	+	+		+	+	+		+	+	+
ввод диск- ретной ин- формации	+	+	+	+	+	—	—	+	—	—	—
вывод диск- ретной ин- формации	+	+ г	+		+		—	+ '	—	—	—
ввод ана- логовой информа- ции	+	+	+	+	+	+		+	+		
вывод ана- логовых сигналов	+	+	+	+	+			+	+		
483
Продолжение таблицы 2
Техни- ческие характе- ристики	Мини-ЭВМ				Микро-ЭВМ						
	СМ-2М	СМ-3	СМ-4	ПС-300	СМ-1М	«Элект- роника С5»	«Элект- роника НЦ»	СМ 1800	«Элект- роника 60»	«Элект- роника К1-10»	«Крис- талл-60»
Изготови- тели	НПО им. XXV съезда КПСС «Им- пульс» (Севе- родо- нецк)	Опыт- ный завод «Энер- гопри- бор» (Моск- ва)	ПО «Элект- рон- маш» (Киев)	НПО элект- ронной вычис- литель- ной техники «Элва» (Тбили- си)	НПО им. XXV съезда КПСС «Им- пульс» (Севе- родо- нецк)	Объе- динение элект- ронного прибо- ростро- ения «Свет- лана» (Ленин- град)		ПО «Элект- рон- маш» (Киев)		п</ «Крис- талл» (Киев)	ПО им. Коро- лева СП. (Киев)
Таблица 3
Основные технические характеристики серийных моделей вычислительных и управляющих микро-
систем (ВУМС)
Технические характеристики	«Электро- ника ТЗ-16»	«Электро- ника ТЗ-16М»	15ВСМ-5	«Электро- ника ДЗ-28»	«Электро- ника ТЗ-29»
Быстродействие, мс:					
сложение десятичное	2	2	3	1,5	5
сложение двоичное	—	—	—	0,5	0,01
элементарные функции	100-200	100-200	120-150	100-200	60-100
Объем памяти, Кбайт	0,4	1,0	1	16	32
Встроенные устройства ввода- вывода :					
клавиатура	Цифровая	Цифровая	Цифровая	Цифровая	Алфавитно- цифровая
индикация на дисплее	»	»	»	»	»
долговременное запоминаю- щее устройство	Магнитная кассета(МК)	МК	Магнитная лента (МЛ)	МЛ	МЛ
Потребляемая мощность, ВА	80	100	120	120	85
Габаритные размеры, мм		—	580 х 480 х х 180	580 х 480 х х 180	500х450х х 180
Масса, кг	18	18	25	24	25
Таблица 4
Классы моделей второй очереди СМ ЭВМ
Класс моде- ли	Наимено- вание класса	Возможности, области применения	Класс моде- ли	Наимено- вание класса	Возможности, области применения
СМ-50	Микро- -ЭВМ	Применение в системах чис- лового программного управле- ния для встраивания в слож- ные научные и измеритель- ные приборы и т. п.			технико-экономические показа- тели (быстродействие, габарит- ные размеры, объем ОЗУ и т. д.)
			ЗМ-52	ЭВМ ре- ального времени высокой произво- дительно- сти	Возможны многопроцессор- ные варианты моделей. В ка- честве каналов ввода-вывода в этих моделях могут приме- няться ЭВМ классов СМ-50 и СМ-51. По своим возмож- ностям являются промежуточ- ными между малыми ЭВМ
СМ-51	Систем- но-совме- стимые малые ЭВМ	Обеспечивают преемствен- ность программного обеспече- ния и всей гаммы периферий- ного оборудования с моделя- ми первой очереди. По срав- нению с моделями первой оче- реди значительно улучшены			
484
Продолжение таблицы 4
Класс моде- ли	Наимено- вание класса	Возможности, области применения	Класс моде- ли	Наимено- вание класса	Возможности, области применения
		и ЕС ЭВМ. Могут исполь- зоваться для небольших проб- лемно-ориентированных сетей в иерархических интегрирован- ных системах управления	СМ-54	Специа- лизиро- ванные процессо- ры	Применение этих процес- соров в сочетании с моде- лями других классов СМ ЭВМ второй очереди позволит стро- ить эффективные системы об- работки информации в режиме реального времени в таких областях применения, как ана- лиз и синтез речи, анализ аэрофотоснимков, анализ ре- зультатов сейсморазведки и других, в которых применение ЭВМ ограничено из-за малого их быстродействия
СМ-53	Мульти- процес- сорные и многома- шинные комплек- сы	Многопроцессорные и много- машинные комплексы, пост- роенные на основе моделей других классов, аппаратуры межмашинной, межпроцессор- ной связи, объединенных про- граммными средствами, обеспе- чивающими рациональное рас- пределение вычисли гельного процесса по средствам си- стемы			
Таблица 5
Общие технические характеристики аналоговых вычислительных машин
Тип анало- говой вычис- лительной машины	Порядок решае- мых уравне- ний	Потреб- ляемая мощ- ность, кВА	Зани- маемая пло- щадь, м2	Мас- са, кг	Тип анало- говой вычис- лительной машины	Порядок решае- мых урав- нений	Потреб- ляемая мощ- ность, кКА	Зани- маемая пло- щадь, м2	Мас- са, кг
МН-10М	10	0,250	0,2	35	МН-17	60	12	8	2000
МН-11	9	10	15	1500	«Экстрема-1»	6	0,2	2	85
МН-14-1; МН-14-2	20	18	10	2000	(гибридная)				
Состав обслуживания персонала управляющего вычислительного комплекса
Таблица 6
Вычислительные комплексы	Началь- ник машины	Начальник смены инженер	Дежурный инженер в смене	Дежурный слесарь (техник) КИП (не ниже 5-го разряда)	Слесарь (тех- ник) КИП (не ниже 5-го раз- ряда) для ре- монтных работ	Итого при ра- боте в 1 смену
Комплексы базовые						
М-6000:						
№ 20	1	—	—	—	—	1
№ 21	1	1	—	1	1	4
Комплексы базовые						
СМ-1:						
№ 1	1	—	—	—	—	1
№ 2	1	—	1	—	. 1	3
№ 3	1	—	1	—	1	3
№ 4	' 1	—	1	—	1	3
№ 5	1	—	—	—	—	1
№ 6	1	—	—	—	—	1
№ 7	1	—	—	—	—	1
№ 8	1	—	—	—	—	1
485
Микропроцессорные комплекты БИС
Таблица 7
Параметр	К536	К580	К581	К582	К587	К688	К589
Число БИС	7	1(6)	3	1	L		7
Разрядность, бит	8*	8	16	4*	4	1 |6*	2*
Время цикла, мкс	10,0	2,0	1,6	1,5	2,	[°	0.1
Напряжение питания, В Потребляемая мощность,	27	+ 5; -5;	+ 12	1,2	9	j	
мВт Тип корпуса	413.48.-1	300-750	900 244.48-1	200	5 429.42-1		750 247 28-2
* Рязрядно-модульная архитектура.
5.9. Оборудование для рабочих мест диспетчеров и операторов
Таблица
Основные конструктивы, используемые для организации рабочего места диспетчера и оператора
Наимено- вание	Тип	Назначение	Размеры одной секции, мм.	Изгою- витель
Стол	КЗСП1 КЗСП2 КЗСПЗ КЗСП4	Размещение индикаторов, аппаратуры связи и элементов коммутации, хра- нение документации Размещение элементов индикации, контроля, коммутации Размещение автоматических регист- рирующих устройств, органов управ- ления и функциональных блоков управления регистраторами Размещение элементов индикации, контроля, коммутации	1090 х 1000 х 1700 1100 х 1000 х 860 830 х 1000 х 800 1100 х 1600 х 860	Завод «Пром- автомати- ка» (Жито- мир)
Секция пуль- тов	КЗПА1 КЗПА2 КЗПАЗ КЗПА4	Конструктивная база пульта П (ГОСТ 3244-68) Конструктивная база пульта ПП (ГОСТ 3244-68) Конструктивная база пульта ПНП (ГОСТ 3244-68) Создание рабочего места оператора	900 х 600 х 800 900 х 600 х 600 1200 х 600 х 1200 1200 х 800 х 1200	
Пульт (рояль- ный, радиаль- ный с подъ- емной доской на 60°)	ПРР	Установка аппаратуры и измеритель- ных приборов (радиус оперативного контроля 8 м)	1250 х 678 х 1200 и др.	Завод «Элект- ронуль г» (Ле- пит рад)
Пульт дис- петчерский универсаль- ный	ПДУ	Размещение индикаторов, эффекто- ров, аппаратуры связи и др.	1740 х 1724 х 830 и др.	
Секция щита	КЗЩК1	Установка приборов, элементов ин- дикации, подсоединение к внешним цепям, размещение мнемонических схем	2200 х 600 х 650	Завод «Пром- автомати- ка» (Жито- мир)
Щит диспет- черский сек- ционный	ЩД-5	Отображение схемы энергообъектов с помощью мнемосхемы и символов	2480 х 1000 х 410	Завод «Элек- тропуль г» (Лениш рад)
486
Продолжение таблицы
Наимено- вание	Тип	Назначение	Размеры одной секции, мм	Изгото- витель
Панель	ПН-550/800 ПСБ-3 ПСБ-4	Установка аппаратуры на фасадной стороне панелей Установка мнемосхемы аппаратуры сигнализации, управления и защиты То же, но с одним рядом клем- мника на каждой боковине	2400 х 800 х 550 3500 х 1100 х 800 3500 х 1100 х 800	Завод «Элект- ропульт» (Ле- нинград)
Щиты диспет- черские, сек- ционные, мо- заичные	ЩДСМ-1	Для размещения мнемонических схем	3500 х 1100 х 800	Завод «Пром- автомати- ка» (Жито- мир)
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ОБРАЗЦЫ ТЕХНИ-
ЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ
6.1.	Пояснительная записка к техниче-
скому заданию на проектирование
АСУ ТП
1	. Основание для проектирования АСУ ТП
Автоматизированная система управления техноло-
гическим процессом производства стальных па-
нельных радиаторов Братского завода отопи тель-
ного оборудования разрабатывается в соответ-
ствии с решением министерства...
Настоящее техническое задание на проектиро-
вание АСУ ТП выполнено по договору с НИИ са-
нитарной техники № . от ... Техническое за-
дание на проектирование АСУ ТП выполнено
в соответствии с ОРММ-2 АСУ ТП, действующи-
ми ГОСТами и ведомственной нормалью ..
Настоящее техническое задание может быть
изменено но согласованию «Заказчика» и «Испол-
ни геля»
«Заказчик» (наименование)	«Исполни-
тель» (наименование)
2	Цель создания АСУ ТП_____________
3	Данные о перепекгиве развития производ-
ства _	.	_____ _______________
4	. Общие сведения о производстве и техноло-
гическом обьекге управления. (Приводятся струк-
тура автоматизируемого производства; сметная
стоимость строительства; стоимость выпускаемой
продукции за год; общее число работающих, в том
числе но категориям, источники энергии; характе-
ристики технологического процесса, технологиче-
ского оборудования, состав оборудования, описа-
ние технологического процесса и другие данные).
5	. Характеристика систем управления анало-
гичными процессами в СССР и за рубежом.
(Приводится обзор и краткий сравнительный ана-
тиз аналогов.)
6	Перечень реализуемых в АСУ ТП функций.
АСУ ТП производства стальных панельных радиа-
торов предусматривает выполнение следующих
функций.
Управляющих:
1) расчет оптимального режима сварки для ка-
ждой сварочной машины
2) автоматическое отключение сварочных ма-
шин в аварийных ситуациях.
Информационно-вычислительных:
1) отчет о точности поддержания параметров
каждой именной сменой
2) сводки о простоях оборудования и о необ-
ходимости профилактического ремонта.
7	. Условия функционирования. Механосбо-
рочный корпус № 1 выполнен из сборного железо-
бетона. Естественное освещение корпуса обеспече-
но за счет оконных проемов и световых (пото-
лочных) фонарей. Вентиляция в корпусе общая,
приточно-вытяжная. У мест интенсивного пыле-
образования и у сварочных кабин оборудованы
местные вентиляционные отсосы. Помещение не
взрывоопасно.
Изготовление радиаторов сопровождается по-
стоянным выделением искр и тепла. Помещение
этого участка относится к пожароопасным поме-
щениям категории «Г» согласно главе П — М,
СНиП 2-72.
Уровень шума на участке оценивается в 90 дБ.
Уровень электрических помех, обусловленный ра-
ботой сварочных машин, высокий.
При сварочных операциях в цех поступают
окислы железа (0,2 мг/м3). При зачистке торцов ра-
диаторов шлифовальной машиной образуется
кремнесодержащая пыль (до 4,3%). Климатические
условия в помещении ...
8	Требования к общим техническим характе-
ристикам системы. Требования к характеристикам
системы разделены на общие и связанные со
спецификой объекта. Общие требования также раз-
делены на три группы.
487
8.1.	Общая часть. (Приводятся основные функ-
циональные группы технических средств Ъ ссылкой
на чертеж структуры комплекса и общие рекомен-
дации по выбору ЭВМ.)
8.2.	Общие организационно-экономические
требования. При выборе КТС необходимо макси-
мально соблюдать следующие основные прин-
ципы :
совместимость (возможность совместной ра-
боты);
возможность подключения технических
средств для автоматической совместной работы;
согласованность всех устройств по производи-
тельности.
КТС должен обеспечить:
сбор информации с автоматических датчиков
и датчиков ручного ввода;
решение задач в реальном масштабе времени
с возможностью прямого цифрового управления;
контроль достоверности информации на всех
этапах преобразования;
передачу информации в АСУ высшего уровня;
возможность изменения и развития его струк-
туры в случае изменения содержания задач или их
числа.
8.3.	Общие технические требования:
1.	Датчики, преобразователи, аппаратура УВК,
размещенные в цехах, должны быть приспосо-
блены для работы в условиях, изложенных в разде-
ле «Условия функционирования».
Климатические условия для эксплуатации
управляющего вычислительного комплекса дол-
жны соответствовать санитарным нормам СНиП
П-Г-7-62.
2.	Надежность устройств, входящих в КТС,
должна соответствовать требованиям ГОСТ
13216-74. ...
9.	Требования по привязке. (Обосновывается
необходимость организации специальных техноло-
гических операторских пунктов управления и дис-
петчерских пунктов. Указываются площади, необ-
ходимые для размещения этих пунктов и комплек-
са технических средств. Приводятся требования,
которым должно удовлетворять помещение с раз-
мещенным в нем КТС (например, должно соответ-
ствовать действующим нормам СНиП П-А-5-70
«Противопожарные нормы проектирования про-
мышленных предприятий» и требованиям ...; дол-
жно быть звуко- и виброизолированным и защи-
щено от магнитных и электрических помех, созда-
ваемых сваркой и т. п.).
10.	Обоснование целесообразности и возмож-
ности выполнения требований технического зада-
ния на создание АСУ ТП. (Приводятся экономиче-
ский эффект от внедрения АСУ ТП, срок окупае-
мости затрат на создание системы, обоснование
возможности реализации функций АСУ ТП, ос-
новные трудности.)
И. Этапы создания АСУ ТП. Процесс созда-
ния АСУ ТП разделяется на этапы, предусмо-
тренные ОРММ-2. Специфика конкретного объек-
та позволяет некоторые этапы совмещать или
исключать. С учетом этого план работ и разбивка
на этапы приведена в таблице.
6.2.	Тематическая карточка на
опытно-конструкторскую работу
«Утверждаю»	Форма ТК-1
« » ______________________
Тематическая карточка на ОКР по разработке
вычислительных средств для систем прямого ци-
фрового программного управления (СПЦПУ).
Шифр разработки СПЦПУ
1.	Организация — заказчик ... (предприятие,
Главное управление, ведомство).
2.	Организация — предполагаемый разработ-
чик ...
3.	Наименование темы. Разработка принципов
построения и создание специализиро|ванных вычис-
лительных средств для типовых локальных систем
прямого цифрового программного управления
АСУ ТП в прокатном производстве.
4.	Цель и назначение работы. Создание спе-
циализированных средств обработки информации,
обладающих возможностью изменения состава
оборудования и его функций в соответствии с тре-
бованиями конкретного производства.
Разработка предполагает анализ комплекса за-
дач, решаемых АСУ ТП в прокатном производ-
стве, выработку систем информационных потоков
данной группы АСУ ТП и алгоритмов их функцио-
нирования с целью определения основных характе-
ристик специализированных средств локальных
СПЦПУ и принципов их построения.
Обзор состояния разработок и внедрения АСУ
ТП показывает, что в настоящее время отсут-
ствуют специализированные технические средства,
которые можно было бы использовать в качестве
базовых при разработках конкретных локальных
СПЦПУ. Создание таких средств позволит упро-
стить процесс и сократить сроки разработок АСУ
ТП, ускорить их внедрение и повысить эффектив-
ность эксплуатации.
Специализированные средства обработки ин-
формации локальных СПЦПУ предназначены для
автоматизированного управления отдельными
участками различных технологических процессов,
где применение управляющих цифровых ЭВМ со
сложной структурой и программированием неэф-
фективно экономически или невозможно из-за
предъявляемых специальных требований.
Решение информационно-логических задач,
обеспечение позиционного регулирования, вычис-
ления по простым алгоритмам целесообразно ре-
ализовать аппаратным способом с использованием
специализированных устройств обработки инфор-
мации, набираемых в соответствии с решаемыми
задачами из типовых логических и операционных
488
блоков, построенных на единой элементно-кон-
структивной базе, объединяемых в общую систему
АСУ ТП по унифицированным связям.
Основные параметры специализированных
средств (быстродействие, надежность, точность
и функциональные возможности) выбирают в со-
ответствии с требованиями, определяемыми клас-
сом и характером решающих задач.
5.	Основные технические требования. Техниче-
ские характеристики разрабатываемых специализи-
рованных вычислительных средств для локальных
СП ЦПУ определяются требованиями, предъя-
вляемыми к автоматизированным системам упра-
вления технологическими процессами:
а. Опытный образец разрабатываемого спе-
циализированного устройства должен обеспечи-
вать прямое цифровое программное управление
работой группы клетей тонколистового стана; мо-
дификации опытного образца должны обеспечи-
вать прямое цифровое программное управление на
заготовительных, сортовых листопрокатных ста-
нах.
б.	Структура устройства должна обеспечивать
простую компоновку функциональных блоков в со-
ответствии с числом и характером задач, ре-
шаемых разрабатываемой локальной СП ЦПУ.
в.	Специализированные средства должны
строиться на базе унифицированных агрегати-
руемых блоков: программно-задающего, опера-
ционного, информационно-логического, каждый из
которых набирается из типовых модулей.
г.	В состав специализированных средств дол-
жен входить также блок связи, обеспечивающий
сопряжение и совместную работу разрабаты-
ваемых локальных систем с оборудованием АСУ
ТП и с объектами управления.
д.	Разрабатываемые специализированные сред-
ства должны предусматривать сопряжение ло-
кальных СП ЦП У с системами унифицированных
датчиков при использовании типовых серийно из-
готовляемых средств связи с объектом.
е.	Разрабатываемые средства предназначены
для эксплуатации в макроклиматических районах
с умеренным климатом в помещениях категории
4 согласно ГОСТ 15150-69 (СТ СЭВ 458-77; СТ
СЭВ 460-77).
ж.	Устройство по устойчивости к механиче-
ским воздействиям должно иметь обыкновенное
исполнение согласно ГОСТ 12997-76.
з.	Устройство по устойчивости к воздействию
окружающей среды должно иметь обыкновенное
исполнение согласно ГОСТ 12997-76.
и.	Параметры надежности по ГОСТ 13216 — 74.
к.	Патентная чистота только по отношению
к СССР.
6.	Аналогичные изделия, выпускаемые отече-
ственной промышленностью, и обоснование невоз-
можности их использования. Аналогичные изделия
отечественной промышленностью не выпускаются.
Подобные разработки ведутся в СССР, но но-
сят узкоспециализированный частный характер.
7.	Аналогичные изделия, выпускаемые за рубе-
жом. Аналогичные изделия, выпускаемые за рубе-
жом, неизвестны. По имеющимся сведениям по-
добные средства прямого цифрового управления
разработаны в ФРГ фирмой «Сименс», однако они
решают только частную задачу регулирования
толщины полосы в чистовой группе клетей листо-
прокатного стана горячей прокатки.
В США фирмой «Digital Equipment Corp» раз-
работано устройство подобного назначения, пред-
ставляющее собой программатор, в ПЗУ которого
«зашиваются» предварительно отлаженные про-
граммы. Это устройство используется для непос-
редственного цифрового управления технологиче-
скими процессами.
Фирма «Ferry Controls Corp» (США) поста-
вляет программные регуляторы для автономного
управления (или совместно с цифровой ЭВМ) тех-
нологическими процессами и агрегатами в черной
металлургии.
Во Франции разработано вычислительное
устройство с микропрограммным управлением ти-
па «Mu/ri-8», в котором осуществляется изменение
в широких пределах характеристик процессора
и ЗУ микрокоманд.
В Англии разработана система «Discola», пред-
назначенная для непосредственного цифрового
управления технологическими процессами в хими-
ческой промышленности. Локальные системы по-
добного назначения разработаны также в Японии.
8.	Технико-экономическое обоснование разра-
ботки. Разработка специализированных средств
для локальных СП ЦПУ позволит повысить про-
изводительность прокатных станов, улучшить ка-
чество выпускаемой продукции, упростить функции
обслуживающего персонала, упростить и ускорить
процесс разработки и внедрения АСУ ТП метал-
лургических и других производств.
Экономическая эффективность от разработки
и внедрения одной локальной СП ЦПУ составит
около 250 тыс. р., что достигается за счет сокраще-
ния в 2,5 — 3 раза сроков разработки локальных
систем при использовании типовых решений, уни-
фицированных модулей и специализированных вы-
числительных устройств. Специализированные
устройства, выполненные на базе блоков, обла-
дают меньшей аппаратурной избыточностью, легко
компонуются в соответствии с требованиями
конкретной локальной системы, более просты в
обслуживании и надежны в эксплуатации по
сравнению с цифровой ЭВМ.
9.	Ориентировочная стоимость всего объема
разработки: 500 тыс. р.
10.	Ориентировочная потребность в разра-
батываемом изделии на 5 лет: 1978 г. — 3 шт.,
1979 г.-7 шт., 1980 г.— 20 шт., 1981 г.-30 шт.,
1982 г. - 40 шт.
11.	Ориентировочная стоимость единицы изде-
лия в серийном производстве, в которую желатель-
но уложиться, 20 тыс. р.
12.	Согласие финансировать разработку по до-
говору. (Указывать в соответствии с существующи-
ми законами).
13.	Срок окончания разработки: IV кв. 1979 г.
14.	Чем оканчивается разработка. Поставкой
опытных образцов в количестве ...
Подпись заказчика........ « » 
Заключение организации-исполнителя разработ-
ки ___________________________________________
489
«------Р -------------- Главный инженер
Решение Министерства приборостроения, средств
автоматизации и систем управления
6.3.	Тематическая карточка на научно-
исследовательскую работу
Карточка заполняется по форме ТК — 1 (см.
ГОСТ 16084 — 75), аналогично тематической кар-
точке, приведенной в приложении 6.2. В п. 4 — 8 от-
ражается специфика НИР и отличия от ОКР (см.
гл. XXV).
6.4.	Технические задания на смежные
части проекта АСУ ТП
К смежным частям проекта относятся раз-
делы, выполняемые специальными проектными
подразделениями или организациями: строитель-
ная часть, санитарно-техническая, электроснабже-
ние и электроосвещение [514 с. 561 —568], связь,
сигнализация, пожаротушение, питание сжатым
воздухом (см. п. 6 гл. XXI и [514 с. 565-568]).
В качестве образца приводятся два вида техниче-
ских заданий.
Техническое задание на питание средств ав-
томатизации сжатым воздухом
1.	Общие положения.
1.1.	Настоящее техническое задание служит ос-
нованием для проектирования системы питания
сжатым воздухом средств локальной автоматики.
1.2.	Проектные материалы на систему питания
сжатым воздухом должны быть согласованы с ...
2 Технические требования
2.1	. Системы питания сжатым воздухом дол-
жны обеспечить бесперебойную подачу питающего
воздуха с техническими характеристиками, со-
ответствующими ГОСТ 11882 — 73, и данными,
приведенными в табл 1.
2.2	Допустимое отклонение давления питаю-
щего воздуха должно быть не более + 10%.
2.3	. Воздухопровод рекомендуется выполнять
из стальных водогазопроводных оцинкованных,
медных или пластмассовых труб
2	4 Коллекторы сжатого воздуха расположить
в .. цехе.
1.	На отметке -I- 18.00 м в осях 5 — 22 вдоль ...
по оси Е,
2.	На отметке + 18.00 м в осях 8—12 вдоль
помещения ... по оси Б;
3.	На отметке + 0 00 м в осях 21-25 вдоль
по оси А
Техническое задание на проект производ-
ственной связи
1.	Общие положения.
1.1	Настоящее техническое затание служит ос-
нованием для выполнения проекта производствен-
ной связи помещений службы АСУ ТП
1.2	. Предусматриваются следующие виды
связи.
а)	телефонизация (городская и внутризавод-
ская связь),
б)	часофикация.
1 3. Проектные материалы но связи должны
быть согласованы с (служба святи автоматизи-
руемого предприятия, генпросктировщик пред-
приятия).
2.	Телефонизация.
Потребность в сжатом воздухе
Таблица 1
№ по пор.	Потребитель	Параметры питающет о воздуха			Точ- ка росы, С	№ чертежа г рафической части «задания»	Приме- чание
		Давление, МПа	Расход, нм Уч	Диапазон допустимых температур, С			
1 2	Щит КИП, 1 шт. Информационно-изме- рительная система «Центр», 1 шт.		15 160			Чершж бу- де i выдан при рагра- ooikc рабо- чих черте- жей	Установ- лено в ...
3 4 5 6 7	УровнемерУБ-ПВ,2шт. Позиционный регуля- тор, ПР 1.5, 2 шт. Уровнемер УБ-ПВ, 13 шт. Блок питания воздухом БПВЩ-1А, 13 шт. Электропневмопреоб- разователь ЭПП-63, 13 шт.	0,14 ±0,014	0,4 0,8 2,4 0,5 3,0	5-50	-10		Уел анов- лено воз- ле Установ- лено воз- ле
490
2 1. Телефонизация является организационно-
техническим мероприятием, предназначенным для
оперативного управления и согласования работы
службы АСУ ТП и технолога-оператора цеха
с внешними организациями и подразделениями
предприятия.
2.2.	Городскую телефонную связь абонентов
службы АСУ ТП следует обеспечить установкой
и подключением дополнительных аппаратов к те-
лефонной сети предприятия, имеющей выход в го-
род (в табл 2 дано размещение устройств связи).
2.3.	Телефонную связь абонентов, указанных
в таблице, с подразделениями завода необходимо
обеспечить присоединением дополнительных аппа-
ратов к телефонной сети предприятия.
2.4.	Распределительные коробки комплексной
телефонной сети рекомендуется устанавливать на
стене на отметке + 2,5. м от пола.
2.5.	Прокладку комплексной сети в помеще-
ниях службы АСУ ТП следует осуществлять
скрыто.
3.	Часофикация.
3.1.	Для обеспечения фиксации единого време-
ни установить в помещениях службы АСУ ТП
и центральном пункте технолога-оператора вто-
ричные электрические часы и подключить их
к имеющимся на заводе первичным электрическим
часам.
Таблица 2
Таблица размещения устройств связи
№ по пор.	Наиме- нование помеще- ний	Кол-во персо- нала в поме- щении, человек	Вид устройства		
			Город- ская теле- фонная сеть	Теле- фонная сеть пред- приятия	Вто- ричные элект- рочасы
1	Поме- щение началь- ника АСУ	1	1	1	1
2	Поме- щение началь- ника УВК	2	1	1	1
3	Машин- ный зал	1	—	1	1
3.2.	Для присоединения вторичных электриче-
ских часов рекомендуется использовать комплекс-
ную телефонную сеть. Места установки часов ука-
заны в таблице размещения устройств связи.
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ОБРАЗЦЫ ПРОЕКТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
7.1. Паспорт технического проекта АСУ ТП
№ по пор	Наименование вопроса	Основные данные и технические характе- ристики	№ по пор.	Наименование вопроса	Основные данные и технические характе- ристики
1 2 3 4 —J	1. Характерж Наименование и место распо- ложения пред- приятия Тип производ- ства и характе- ристика продук- ции Масштабы производства Характеристи- ка технологичес- ского процесса 2 Характерис I Основные за- дачи, решаемые	:тика объекта 	 Завод синтеТичес- кого волокна, в 	 области Химический цех — мас- совое производство по- лиамидной крошки для производства корда и шелка Годовой выпуск: 12 600 т крошки для корда на сумму 24 580 тыс. р.; 5500 т крошки для шелка на сумму 10807 тыс. р. Технологический процесс непрерывный тика АСУ ТП |	1. Централизованный контроль технологичес-	2 3	АСУ ТП Тип управля- ющего вычисли- тельного комп- лекса, постав- щик Принцип ра- боты системы	ких параметров 2.	Расчет оптималь- ного статического ре- жима полимеризации 3.	Динамическая си- стема автоматического управления аппаратами непрерывной полиме- ризации 4.	Расчет технико- экономических показа- телей производства Типовой комплекс М-6000 № 8, расширен- ный дополнительными моделями, изготови- тель НПО «Импульс», г. Северодонецк Система работает в реальном масштабе вре- мени и выполнена по схеме «непрямого ком- бинированного управ- ления» процессами при- готовления сырья и по-
491
Продолжение таблицы
№ по пор.	Наименование вопроса	Основные данные и технические характе- ристики	№ по пор.	Наименование вопроса	Основные данные и технические характе- ристики
4	Датчики (ти-	димеризации с возмож- ностью последующего перехода к схеме пол- ного «прямого управ- ления» этими процесса- ми (в соответствии с классификацией ОРММ-1 АСУ ТП). Сбор информации осу- ществляется по радиаль- ной схеме путем цикли- ческого опроса датчиков Аналоговых	282	' 6 7 8 9	Места вывода информации Время работы системы Количество персонала Необходимые	гистрация (за смену, де- каду, месяц, по мере возникновения информа- ции, по вызову); перфорация; Центральный пункт технолога-оператора; машинный зал УВК Круглосуточно 27 человек 458 м2
5	пы и число, шт.) Способы вы-	двухпозиционных ... 41 инициативных .... 14 число-импульсных 16 ручного ввода .... 1 Сигнализация откло-	3. Затрат 1	площади ы на создание и < Стоимость	обслуживание АСУ ТП 1137,5 тыс. р.
	вода и отобра- жения информа- ции	нения и состояния на мнемощите; вывод алфавитно-циф- ровой информации на дисплей СИД-1000; ре-	2 3	оборудования и монтажа Годовых эк- сплуатационных затрат Окупаемость системы	133,371 тыс. р. 2,7 года
7.2. Графические документы проектов
В проекте АСУ ТП используется 22 вида гра-
фических документов (рис. XXVI.2 и XXVI.3). Неко-
торые из них не вызывают трудностей у инжене-
ров, например принципиальные электрические
схемы, схемы питания, внешние виды щитов
и пультов и др.
Однако по многим документам желательно
иметь образцы форм. Ниже приведены:
функциональная структурная схема системы
(рис. П.4);
схема организационной структуры системы
(рис. П.5);
схема информационных потоков (рис. П.6);
формы документов (рис. П.7).
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. СМЕТА НА ОБО-
РУДОВАНИЕ И МОНТАЖ
Основные затраты на создание АСУ ТП обыч-
но приходятся на технические средства и их мон-
таж. Эти затраты определяются в специальном до-
кументе — смете. На нестандартное оборудование
АСУ ТП составляются калькуляции, прилагаемые
к смете (например, на щиты). Формы смет и каль-
куляций см. в СН 202.81.
В сметной документации на строительство
следует выделять нормативную условно-чистую
492
продукцию, для расчета которой рекомендуется
следующая формула:
Н =0 (1,45 +К К ) + 1,45Э 4 0,0453 ,
ч з'	н ч'	м	эм’
где О - основная заработная плата (14-я графа
сметы|; К — коэффициент предельных норм на-
кладных расходов; К — коэффициент нормативно
условно-чистой продукции в предельных нормах
накладных расходов; Э - стоимость эксплуатации
машин (15-я графа сметы); Э — зарплата персо-
нала, обслуживающего машины (15-я графа
сметы).
Значения К и К см. в «Общая часть к ценни-
кам на монтаж оборудования», с. 14, М., Стройиз-
дат 1977, 96 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 9. ОБРАЗЦЫ ДО-
КУМЕНТАЦИИ ДЛЯ ВНЕДРЕНИЯ И
ЭКСПЛУАТАЦИИ АСУ ТП
Организационное руководство внедрением
и эксплуатацией АСУ ТП осуществляет предприя-
тие или организация, на которых внедряется систе-
ма, а техническое руководство — разработчик (про-
ектная организация). Формально это руководства
реализуется в виде авторского надзора.
Для упорядочения отношений между заказчи-
ком (предприятием или организацией) и разработ-
чиком в период внедрения является журнал автор-
Условные обозначения:
 автоматическая связь;
неавтоматическая связь;
—	указания и распоря-
жения;
—	управляющие воздей-
ствия;
—	информация о состоя-
нии объекта;
—	ввод информации.
Отделение
полимеризации
----------!----
_________i_____
Отделение экст-
ракции и сушки
Автоматические датчики

						 завод син- тетического волокна	573-1.1-01	
							
							
					АСУ ТП произ- водства полиа- мидных волокон (химический цех) Функциональ- ная структур- ная схема системы	Стадия	Масштаб
Изм.	Лист	Кол. изм.	Подп.	Дата		ТП	б/м
Разраб.						Лист 1	Листов 1
Провер.						УГПИ «Т яжпромавтома- тика» Киевское отделение	
Рук. гр.							
Гл. спец.							
Нач. отд.							
ГИП							
Рис. П.4. Функциональная структурная схема системы
493
Примечания:
1.	Вновь создаваемые и до-
полняемые звенья организа-
ционной структуры изобра-
жаются толстой линией.
2.	Штриховой линией пока-
зана оперативная связь звень-
ев АСУ ТП, сплошной —
административная связь.
3.	Штаты обслуживающего
персонала АСУ ТП см. ТМ
573-2.1-02
					завод син- тетическо! о во- локна	573-1 1 -02	
							
							
					АСУ ТП произ- водства полна- мидных волокон (химический цех)	Стадия	Масштаб
Изм.	Лист	Кол. изм	Подп	Дата		ТП	б/м
Разраб.						Лис 1 I	Лисюв I
Провер.					Схема организационной структуры системы	УГПИ «Тяжпромавю- магика» Киевское отделение	
Рук. гр.							
Гл. спец.							
Нач. отд.							
гип							
Рис. П.5. Схема организационной структуры системы
494
Руководство цехом
Примечания.
1 Объем информации, пере-
даваемой с автоматических
датчиков, приведен в коли-
честве датчиков, опрашива-
емых за один цикл
2 Объемы информации на
линиях связи приведены в
десятичных знаках за смену
						 завод син- тетического во- локна	573-1.1-03	
							
							
					АСУ ТП произ- водства полна- мидных волокон (химический цех)	Стадия	Масштаб
Изм.	Лист	Кол. изм.	Подп.	Дата		ТП	б/м
Разраб.						Лист 1	Листов 1
Провер.					Схема информационных потоков	УГПИ «Тяжпромав- томатика» Киевское отделение	
Рук. гр							
Гл. спец.							
Нач. отд							
ГИП							
Рис. П.6. Схема информационных потоков
495
	 завод синтетического волокна Ярлык № данных лабораторного анализа 	 (материал) на 	 именная	смена 	 (параметр) за	время	отбора пробы	 (число, месяц, год)		
Код оборудо- вания	Код параметра	Величина параметра
1	2	3
		
Начальник лг А	Моратории		
	(подпись) нализ выполнил 	 (подпись)	
Характеристика документа
Наз- наче- ние	Пери- одич- ность ^печа- ти	Срок пред- ста- вления	Коли- чество раз- новид- ностей	Наименова- ние под- разделений (должност- ных лиц), которым направляется документ	Упо- рядо- чение строк	Осо- бые требо- вания
1	2	3	4	5	6	7
Учет дан- ных лабо- ратор- ного ана- лиза		Сог- ласно графи- ку отбо- ра проб	4	Начальник смены	Каж- дый ярлык содер- жит одну стро- ку	
			«согласовано»			Гл. приб.				
						Зам. гл. пр.		20.4.77		
										
								Подп.		Дат.
						 завод син- тетического во- локна		573-1.1-04			
										
										
					АСУ ТП произ- водства полна- мидных волокон (химический цех)		Стадия		Масштаб	
Изм.	Лист	Кол. изм.	Подп.	Дата			ТП		б/м	
Разраб.							Лист 1		Листов 12	
Провер.					Формы докумен- тов и макеты представления информации		УГПИ «Тяжпромав- томатика» Киевское отделение			
Рук. гр.										
Гл. спец.										
Нач. отд.										
ГИП										
Рис. П.7. Формы документов
496
ского надзора. Его ориентировочная структура
представлена на рис. П.8.
При необходимости составляются протоколы
технических совещаний, протоколы согласований.
Для упорядочения проектных материалов,
своевременного внесения изменения и контроля за
отрабатываемой документацией ведется перечень
документов с изменениями или дополнениями, вне-
сенными во время внедрения. Перечень состоит из
трех частей:
I. Документы, в которые внесены изменения или
дополнения; II. Новые документы; III. Аннулиро-
ванные документы. Все записи об изменении тех-
нической документации можно вести по одной
форме (рис. П.9).
Ведение перечня документов не отменяет дей-
ствующих правил ведения технической документа-
ции, подготовки листов изменений и т. д.
Организационное руководство эксплуатацией
АСУ ТП осуществляет предприятие или организа-
ция, у которой система состоит на балансе. Для
обеспечения выполнения основных функций могут
использоваться следующие документы: «Сменное
задание», «Сменно-суточное задание», «Часовой
график» (оперативное управление); «Технологиче-
ский журнал аппаратчика» (см. приложение 2),
«Журнал регистрации работы АСУ ТП», «Журнал
технического состояния системы» (контроль).
«Журнал регистрации работы АСУ ТП» (или
работы АТК) обеспечивает контроль времени ра-
боты технических средств и обслуживающего пер-
сонала в увязке с результатами труда. Ориентиро-
вочная форма его дана на рис. П.10.
«Журнал технического состояния системы»
предназначен для контроля за состоянием АТК
и для подготовки мероприятий по обеспечению ра-
ботоспособности комплекса. Ориентировочная
форма его показана на рис. П.П.
Оба журнала могут использоваться также для
статистической обработки, выявления неисправно-
стей, прогноза качества, сбоев.
№ по пор.	Дата	Замечания и предложения по внедряемой ра- боте	Автор предло- жений	Предложения ав- торского надзора по устранению за- мечаний; фамилия, подпись	Принято к исполнению; фамилия, подпись	Отметки об испол- нении и дата под- писи прораба строи- тельной организации и технадзора заказ- чика
Рис. П.8
№ по пор.	Дата	Изменяемые документы			Характер изменений	Новые доку- менты (но- мера)	Основные дан- ные об измене- ниях, дополне- ниях и причи- нах	Подпись
		Номер	Наиме- нование	Архив- ный но- мер				
Рис. П.9
Дата	Смена	Время		Отработано часов за смену	Сдано продукции за смену		Дежурный пер- сонал (бригада, смена, диспет- чер)	Подпись
		включе- ния	выклю- чения					
					Всего	В том числе годной		
Рис. П. 10
Дата	Смена	Описание неис- правности (в чем она проявляет- ся)	Причины неис- правности		Время существова- ния неисправности		Отметка об останове АСУ ТП	Выводы и ре- комендации
			Наиме- нование	Код	Начало	Конец		
Рис. П.П
17 п/р СмилянскОго Г. Л.
497
ПРИЛОЖЕНИЕ 10. ПРИМЕНЕНИЕ
АСУ ТП ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА
ПРОМЫШЛЕННОЙ ПРОДУКЦИИ
Основные определения
Основные термины и определения, которыми
надлежит пользоваться при решении вопросов
управления качеством промышленной продукции,
приведены в ГОСТ 15467 — 70. Взаимная последо-
вательность использования этих терминов и опре-
делений представлена схемой на рис. П.12 этого
приложения.
Качество определяется не всей совокупностью
свойств продукции, а только частью этих свойств;
контроль или управление совокупностью всех
свойств включает соответственно контроль или
управление качеством этой продукции как частный
случай;
вопросы управления, контроля, определения
количественных характеристик контролируемой со-
вокупности могут решаться только в определенной
последовательности;
определение количественных характеристик ка-
чества обязательно предшествует решению вопро-
сов контроля, которые, в свою очередь, предше-
ствуют вопросам управления качеством.
Рис. П.12. Взаимосвязь терминов, используемых при
управлении качеством
Многообразие видов промышленной продук-
ции, разнообразный характер ее назначения и по-
требительских свойств приводит к необходимости
использования самых различных характеристик ка-
чества.
Выбор характеристик качества тесно связан
с особенностями технологии производства, свойств
и назначения продукции. При этом необходимо,
чтобы их определение было практически воз-
можным в процессе производства или при выводе
продукции из процесса производства.
Качество продукции и параметры, его регла-
ментирующие, обычно определяются в соответ-
ствующих ГОСТах или ведомственных техниче-
ских условиях (ТУ).
При разработке ГОСТов и ТУ решаются так-
же вопросы оптимальных значений параметров,
характеризующих качество, если они альтерна-
тивны: например, срок службы и светоотдача для
электрических лампочек накаливания и т. п.
АСУ ТП участвует в управлении качеством
промышленной продукции, обеспечивая системати-
ческий контроль параметров и целенаправленное
воздействие на условия и факторы, влияющие на
свойства промышленной продукции.
АСУ ТП управляет качеством промышленной
продукции в процессе ее изготовления и эксплуата-
ции или потребления.
Стадии разработки продукции и подготовки
производства обычно лежат вне контуров непос-
редственного управления АСУ ТП. Однако в ряде
случаев, когда автоматизированный технологиче-
ский комплекс не имеет действующих аналогов,
АСУ ТП может внести существенные уточнения
в вопросы, решение которых обычно завершается
на предпроизводственных стадиях.
Потенциальные возможности АСУ ТП в упра-
влении качеством промышленной продукции могут
быть в полной мере реализованы только при усло-
вии определения конкретных параметров и факто-
ров, которые оказывают на качество наибольшее
влияние.
Выбор и определение этих параметров и фак-
торов проводится на стадии формулирования це-
левых функций и разработки математической мо-
дели процесса.
Выполняя централизованную интегрирован-
ную обработку первичной информации, характери-
зующей качество, и преобразуя ее в форму, при-
годную для использования на вышестоящих уров-
нях управления, АСУ ТП, тем самым, является
составной частью комплекса управления качеством
на предприятии.
АСУ ТП в управлении качеством промышлен-
ной продукции
Имеющийся опыт контроля и управления ка-
чеством промышленной продукции в процессе про-
изводства продукции свидетельствует о целесо-
образности стадийного (операционного) контроля
и управления, так как последствия промахов и упу-
щений на одной из предыдущих стадий (операций)
на последующих только усугубляется.
В условиях АСУ ТП воздействие на пара-
метры и факторы, определяющие качество, осу-
498
Рис. ПЛЗ. Классификация показателей-качества
изделия
ществляется путем реализации основных информа-
ционно-вычислительных и управляющих функций,
обеспечивающих управление или контроль каче-
ства сырья, материалов, полуфабрикатов, энерго-
обеспечения, функционирования объекта автомати-
зации, функционирования технологического обору-
дования, производственной среды, продукции
и технологических процессов.
Степень и форма участия конкретной АСУ ТП
в управлении качеством зависит прежде всего от
класса системы [966], определяемого по ряду фак-
торов [см. параграф 6 гл. III].
Организационно АСУ ТП находится на ниж-
нем уровне в иерархии управления качеством. Этот
уровень управления имеет основное значение
в обеспечении качества продукции.
Воплощая в себе системный подход, целевую
направленность функций и структуры управления,
АСУ ТП является качественно новой ступенью
развития методов и технических средств управле-
ния качеством продукции. .
^етоды и технические средства контроля
и управления качеством промышленной продукции
принципиально ничем не отличаются от методов
и техники, используемой в АСУ ТП для контроля
и управления свойствами промышленной продук-
ции в процессе ее производства.
’ Все показатели качества изделий можно клас-
сифицировать (рис. ПЛЗ). Это облегчает выбор по-
казателей качества для нужд контроля и управле-
ния, формулирование показателей качества и их
использование.
Приведенные в приложении 12 системы обес-
печивали определенный уровень качества продук-
ции на предприятиях.
ПРИЛОЖЕНИЕ 11. АДАПТИВНЫЕ
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С ИДЕНТИ-
ФИКАТОРОМ В ЦЕПИ ОБРАТНОЙ
СВЯЗИ
Адаптивные системы с идентификатором
(АСИ) — класс систем управления сложными
объектами с изменяющимися характеристиками.
Принцип действия АСИ заключается в управлении
по возмущению на основе прогноза выходных ха-
рактеристик объекта, получаемых с помощью регу-
лярно обновляемой модели в цепи обратной
связи >.
Для широкого класса объектов управления
требуется постоянное уточнение модели в связи
с изменяющимися во времени характеристиками.
Таково большинство технологических процессов,
для которых износ инструментов и оборудования,
старение катализаторов, совершенствование техно-
логии, методов управления и т. д. приводят к изме-
нению характеристик объекта. Для этого класса
объектов изменения характеристик и внешних воз-
действий необходимо учитывать непосредственно
в процессе управления. Отсутствие или недостаток
априорной информации об объекте как на стадии
проектирования системы управления, так и в про-
цессе эксплуатации, большая инерционность объек-
та, стохастический характер связей требуют ис-
пользования модели объекта для управления по
возмущению на основе прогноза выходных пере-
менных по учитываемым входным переменным.
Применение методов управления, базирующихся
на постоянной, неизменной модели здесь невоз-
можно.
Для таких объектов необходима возможность
уточнения модели в условиях функционирования
объекта. Это требование ведет к необходимости
иметь в цепи обратной связи системы управления
структурный элемент, решающий задачу идентифи-
кации, т. е. построения и уточнения модели объек-
та. Конструктивно этот элемент (идентификатор)
может быть выделен в управляющей вычислитель-
ной машине программно, реализован в отдельном
универсальном или специализированном вычисли-
1 См. Основы управления технологическими
процессами. Под ред. Н. С. Райбмана. М.: Наука,
1978.
17*
499
Рис. ПЛ 4. Размещение идентификатора в цепи
обратной связи системы управления
тельном устройстве и т. п. Принцип работы АСИ
иллюстрируется схемой (рис, П.14). Система рабо-
тает в двух режимах: первый — только обучение,
второй — обучение и управление. Основным в этой
схеме является идентификатор, где осуществляется
процесс самообучения: Исходной информацией для
решения задач идентификации являются входные
и выходные переменные объекта, результаты изме-
рения которых соответствующими датчиками не-
прерывно или в заданные моменты времени вво-
дятся в идентификатор.
Рассмотрим работу АСИ на примере линейно-
го объекта. В этом случае реальный технологиче-
ский процесс представляется моделью, структура
которой может быть задана следующим уравне-
нием связи между выходной переменной у \в мо-
мент времени Nn входными измеряемыми пере-
менными и входной управляемой переменной
и в тот же момент времени:
у(А)= £ g^N) + дои.
i= 1
Задача идентификатора состоит в построении
оценок параметров модели gt в каждом N-м так-
те на основе текущих результатов измерений
и предыдущих оценок (адаптивный подход к по-
строению модели). Наиболее приемлемо исполь-
зование в АСИ следующего одношагового ал-
горитма идентификации:
y(N)~
+--------
У + Ё v,2(N)
i= 1
где у — положительный параметр. Увеличение
у повышает точность модели, но уменьшает ско-
рость сходимости алгоритма. Точность модели
можно также повысить с помощью многократного
(повторного) использования алгоритма идентифи-
кации.
По завершении процесса обучения, критерием
чего служит близость предсказанного по модели
у* и измеренного у значений выходной перемен-
ной, АСИ переходит к управлению, продолжая
в то же время уточнение модели в каждом такте.
Управляющее воздействие определяется по фор-
муле
U(N) = — [(у - Ё - 1)х,т
00	3	1-1
где уз — заданное или требуемое значение выход-
ной переменной. Подробные рекомендации по вы-
бору алгоритмов идентификации и управления
в АСИ и описание стандартного программного
обеспечения, реализующего принцип АСИ для
управления реальными технологическими процес-
сами можно найти в печатных работах [150].
Принцип АСИ реализован, в частности, на
трубопрокатном агрегате «160» Первоуральского
новотрубного завода (система находится в промы-
шленной эксплуатации с 1973 г.). Процесс обучения
в данном случае занимает около 2 мин. АСЙ тру-
бопрокатного агрегата позволила осуществлять
прокатку по минусовым допускам, что дает значи-
тельную экономию металла. Срок окупаемости си-
стемы — менее года. Принцип АСИ испытывался
на ряде предприятий металлургии, химии и т. д.
Этот опыт подтвердил высокую эффективность
и универсальность принципа АСИ; системы рабо-
тают устойчиво и надежно.
Принцип АСИ может также эффективно ис-
пользоваться для управления комплексами техно-
логических процессов, технологическими линиями,
организационно-технологическими объектами,
включающими технологические процессы и вспо-
могательные процессы, такие как материально-тех-
ническое снабжение, ремонтное обслуживание
и т. д. В этом случае целесообразна иерархическая
структура АСИ. Адаптивные системы нижнего
уровня работают в реальном времени и оптимизи-
руют работу отдельных технологических объектов
на основе критериев оптимальности и ограниче-
ний. Критерии задаются АСИ более высокого
уровня с помощью адаптивной модели всего
объекта в целом, создаваемой в стратегическом
идентификаторе, входящем в состав этой АСИ.
АСИ верхнего уровня работает вне реального
времени или в режиме «советчика» и осуществляет
согласование локальных критериев и ограничений
для отдельных подсистем, исходя из заданных по-
казателей качества функционирования всей си-
стемы в целом.
Рассмотренные свойства АСИ, опыт их прак-
тического применения позволяют сделать вывод
об их простоте, эффективности и достаточной уни-
версальности для управления разнообразными тех-
нологическими процессами. Это дает возможность
утверждать, что АСИ будут служить основой для
создания типовых систем управления технологиче-
скими процессами для объектов разной физической
природы.
ПРИЛОЖЕНИЕ 12. АСУ ТП В НАРОД-
НОМ ХОЗЯЙСТВЕ
В таблице приведены наиболее эффективные
АСУ ТП. Это рекомендации проектировщикам для
ознакомления и распространения опыта.
500
Таблица
Примеры высокоэффективных АСУ ТП
Наименова- ние отрасли, объекта	Организа- ция — разра- ботчик АСУ ТП	Год внедре- ния АСУ ТП	Краткая харак- теристика объекта	Число контро- лируе- мых и ре- гулируе- мых па- раметров	Краткая ха- рактеристика АСУ ТП	Экономические показатели
Химическая промышлен- ность		1973	• Производство аммиака и его переработка	80/-	ИС; УВМ УМ-1	Повышение опера- тивности управле- ния, годовая эконо- мия 100 тыс. р.
ПО «Азот» (Днепродзер- жинск)	НПО «Неф- техимавто- матика» (Москва)					
ПО им. 50-ле- тая БССР «Полимир» (Новополоцк)	ЦНИИКА	1974	Производство этилена, управ- ление отделени- ем пиролиза и газоразделен ия	280/40	ИС, НЦУ АРЧ-1000, ЕС-1010В	Рост производитель- ности, уменьшение себестоимости, по- вышение оператив- ности управления, годовая экономия 360 тыс. р.
Химический завод им. 50- летия СССР (Гомель)	ЦНИИКА	1972	Производство серной кислоты	160/-	ИС; УВМ УМ-1	Годовая экономия 300 тыс. р., умень- шение себестоимости продукции
ПО им. 50- летия БССР «Полимир» (Новополоцк)	ЦНИИКА	1972	Производство серной кислоты	—	ИС, рассчи- тывает ТЭП; УВМ «УМ-1»	Снижение себестои- мости продукции на 1,7 /,„ увеличение вы- пуска продукции на 0,2 годовая эконо- мия 260 тыс. р.
		1978	Производство этилена	350/60	ЕС 1010В	Увеличение выхода этилена и пропилена на 5 %; годовая эко- номия 800 тыс. р.
ПО им. В. В. Куйбышева «Минудоб- рения» (Воск- ресенск)	Харьковский филиал ОКБА	1978	Производство аммофоса и эк- стракционной фосфорной кис- лоты	300/48	ИС М-6000	Годовая экономия 300 тыс. р., повыше- ние производитель- ности оборудования 3,5 %
Цветная металлургия		1973	Приготовление шихты	49/4	ИС, рассчи- тывает ТЭП; УВМ УМ-1	Экономия сырья, и материалов на 2 — — 3 %, сокращение брака, годовая эко- номия 220 тыс. р.
Глиноземный комбинат им. 50-летия СССР (г. Пи- калево)	-					
Свинцовый комбинат (г. Зырья- новск)	ЦНИИКА	1972, 1976	Управление процессами обо- гащения руд (АСУ ТП «Старт»)	490/54	ИС, НЦУ, рассчитывает ТЭП; «ВНИИЭМ- 3»; УВМ М-6000	Увеличение произво- дительности труда на 61,4 /,,, увеличение извлечения металлов из руд на 3 %,
501
Продолжение таблицы
Наименова- ние отрасли, объекта	Организа- ция — разра- ботчик АСУ ТП	Год внедре- ния АСУ ТП	Краткая харак- теристика объекта	Число контро- лируе- мых и ре- гулируе- мых па- раметров	Краткая ха- рактеристика АСУ ТП	Экономические показатели
						уменьшение числен- ности обслуживаю- щего персонала на 137 человек, годовая экономия 4100 тыс. р.
Алюминие- вый завод (Новокуз- нецк)	ВНИКИ ЦМА	1968	Управление про- цессом электро- лиза алюминия		Выполняет оптимальное управление, ИС, рассчи- тывает ТЭП; специальный вычислитель- ный комп- лекс	Г одовая экономия 50 тыс. р., окупае- мость капитальных затрат 1,4 года
Черная металлургия		1974	Управление процессом про- катки в цехе бес- шовных труб	-	Выполняет оптимальное управление ИС, рассчи- тывает ТЭП; УВМ М-6000	Экономия сырья и материалов на 2 %, сокращение брака го- товой продукции на 1,5 %, годовая эконо- мия 200 тыс. р.
Трубопрокат- ный завод им. Ленина (Днепропет- ровск)	ВНИТИ Минчермета СССР					
Металлурги- ческий завод (Новоли- пецк)	ЦНИИКА, НИИА- чермет Мин- чермета СССР	1978	Управление процессом не- прерывной раз- ливки стали, оп- тимальный рас- крой непрерыв- ного слитка	85/16	ИС, рассчи- тывает ТЭП, частично НЦУ; УВМ М-6000	
Энергетика		1974	Управление энергоблоками	240/-	ИС, рассчи- тывает ТЭП, выполняет оптимальное регулирова- ние; УВМ М-6000	Повышение эконо- мичности работы энергоблока на 1 — 3 %, годовая эконо- мия 220 тыс. р.
Змиевская ГРЭС	ЦНИИКА, Теплоэлект- ропроект Минэнерго СССР					
Цементная промышленность		1972	Приготовление сырьевой смеси, помол цемента, обжиг клинкера	-	ИС, выпол- няет опти- мальное уп- равление,	Экономия сырья и материала, увеличе- ние выхода продук- ции 1-го сорта, го- 1	
Себряковский цементный за- вод им. П. А. Юдина	ВИАСМ Минстрой- материалов СССР					
502
Продолжение таблицы
Наименова- ние отрасли, объекта	Организа- ция — разра- ботчик АСУ ТП	Год внедре- ния АСУ ТП	Краткая харак- теристика объекта	Число контро- , лируе- мых и ре- гулируе- мых па- раметров	Краткая ха- рактеристика АСУ ТП	Экономические показатели
(Волгоград- ская обл.).					рассчитывает ТЭП; ЭВМ «Тбилиси-1»	довая	экономия 150 тыс. р.
Завод асбоце- ментных кон- струкций (г. Чимкент)	ВИАСМ Минстрой- материалов СССР	1974	Управление процессом по- мола	—	ИС, рассчи- тывает ТЭП, выполняет оптимальное управление; УВМ «Днепр»	Годовая экономия 30 тыс. р., окупае- мость капитальных вложений 2 года
Западно-Си- бирский ме- таллургичес- кий завод им. 50-летия Великого Ок- тября (Ново- кузнецк)	ЦПКБ*, ЦНИИКА	1979	Система управ- ления кислород- но-конвертор- ным цехом (под- система управ- ления конвер- торной плавкой)	100/16	ИС, У, УВМ, АСВТ, М-6000	Годовая экономия 900 тыс. руб. Экономия сырья, увеличение произво- дительности обору- дования
Газовая промышленность		1970	Управление про- цессом перера- ботки газа	-	ИС, рассчи- тывает ТЭП ВК; ЭВМ ARCH- 1000	Годовая экономия 150 тыс. р.
Газоперера- батывающий завод (Пермь)	ВНИКАнеф- тегаз					
Нефтехимия и нефтепере- работка		1976	Установка за- медленного кок- сования	20/5	ИС, рассчи- тывает ТЭП УВМ М-6000	Увеличение произ- водительности уста- новки на 2 %, меж- ремонтного пробега на 20 %, годовая экономия 500 тыс. р.
Новобакин- ский нефтепе- рерабатываю- щий завод им. Владими- ра Ильича (Баку)	НИПИ«Неф- техимавто- мат»					
Новобакин- ский нефтепе- рерабатываю- щий завод им. Владими- ра Ильича (Баку)	нипи «Нефтехим- автомат»	1976	Установка сту- пенчатого про- тивоточного крекинга	30/3	ИС, рассчи- тывает ТЭП; УВМ М-6000	Увеличение глубины отбора бензина на 3 %, производитель- ности установки —на 2,9 %, годовая эконо- мия 690 тыс. р.
ЦП КБ по системам автоматизации производства
503
Продолжение таблицы
Наименова- ние отрасли, объекта	Организа- ция — разра- ботчик АСУ ТП	Год внедре- ния АСУ ТП	Краткая харак- теристика объекта	Число контро- лируе- мых и ре- гулируе- мых па- раметров	Краткая ха- рактеристика АСУ ТП	Экономические показатели
	НИПИнеф- техимавто- мат	1974	Установка сер- нокислотного алкилирования	26/6	ИС, рассчи- тывает ТЭП; УВМ М-6000	Увеличение выхода готового продукта на 2,5 %, сокращение расхода пара на 3 %, годовая эконо- мия 180 тыс. р.
Нефтехими- ческий комби- нат им. 50-ле- тия СССР (г. Салават)	СКБ Мос- ковского НПО «Неф- техимавто- матика» (г. Уфа)	1971	Производство аммиака	—	ИС, рассчи- тывает ТЭП; ЭВМ «Урал-11»	Экономия сырья и топлива 2 %, годовая экономия 340 тыс. р.
ПО «Кохтла- Ярвесланц- хим» (г. Кохт- ла-Ярве)	НИИслан- цев	1972	Производство смол	100/54	ИС, расчет ТЭП УВМ; АСВТ М-6000	Годовая экономия 165 тыс. р.
Куйбышевс- кий завод син- тетического каучука (г. Тольятти)	Воронеж- ский филиал ОКБА	1973	Производство изопрена	512/100	ИС, рассчи- тывает ТЭП; ЭВМ ЕС-1010В	Годовая экономия 460 тыс р.
ПО «Нижне- камскнефте- хим» (Нижне- камск)		1978	Производство изопрена из изо- пентана (двух- стадийное)	448/97	ИС, У, УВМ, АСВТ, М-6000, М-4030	Годовая экономия 1330 тыс. р. Эко- номия сырья (изо- пентана) 2,0 % эко- номия сырья 1,5% Экономия пара 2%, воды 1,5%
ПО «Шат- лыкгаздобы- ча» (Туркмен- ская ССР)	-	1977	Подготовка газа к транспорти- ровке	—	ИС, УВМ, АСВТ, М-6000	Годовая экономия 200 тыс. р.
СПРАВОЧНО-
ПОИСКОВЫЙ
АППАРАТ	СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПО ГЛАВАМ
Список литературы по главам 505	Глава I
Список справочников 512	1. Киперман Г. Я. Классификация отраслей на- родного хозяйства СССР. — М.: Статистика, 1974.
Стандарты 514	76 с.
Руководящие методические материалы 518	2. Организация, планирование и управление предприятием машиностроения/И. М. Разумов,
Алфавитно-предметный указатель 520	Л. А. Глаголева, М. И. Ипатов и др. М.: Маши- ностроение, 1982. 544 с.
Оглавление 524	3.	Технология важнейших отраслей промыш- ленности. М.: Изд. ВПШ и АОН при ЦК КПСС, 1959, ч. I, 272 с.; 1959, ч. II, 377 с.; 1958, ч. III, 178 с. Глава II 4.	Кавалеров Г. И., Мандельштам С. М. Вве- дение в информационную теорию измерений. М.: Энергия, 1974, 375 с. 5.	Материалы XXV съезда КПСС. М.: Полит- издат, 1976. 186 с. 6.	Материалы XXVI съезда КПСС. М.: Полит- издат, 1981. 223 с. 7.	Общесоюзный классификатор. Технико-эко- номические показатели: Методические указания. М.: Изд-во стандартов, 1975. 22 с. 8.	Основы управления технологическими про- цессами /Под ред. Н. С. Райбмана. М.: Наука, 1978. 440 с. Глава III 9.	Вальков В. М., Вершинин В. Е. Автоматизи- рованные системы управления технологическими процессами. 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Машино- строение, 1977. 240 с.	ф 10.	Вальков В. М., Колесов В. И. Организация автоматического взаимодействия между ЦВМ в иерархических АСУ. — Управляющие системы и машины, 1974, № 6, с. 78-83. И. Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Т. 3. Устрой- ства преобразования, обработки, отображения, хранения информации и выработки команд упра- вления. Вып. 2. Агрегатный функционально-аппа- ратный комплекс пневматических средств «Центр»: Каталог. М.: ЦНИИТЭИприборостроения, 1975, 60 с. 12.	Мясников В. А., Вальков В. М., Омельчен- ко И. С. Автоматизированные и автоматические системы управления технологическими процесса- ми. М.: Машиностроение, 1978. 232 с. 13.	Организация АСУ ТП авиационного маши- ностроения. М.: Машиностроение, 1979. 176 с.
505
14.	Рапопорт Г. Н., Солил Ю. В., Гривцов С. П.
Автоматизированные системы управления тех-
нологическими процессами. М.: Машиностроение,
1977. 248 с.
Глава IV
15.	Глушков В. М. Введение в АСУ. 2-е изд.,
испр. и доп. Киев: Техшка, 1974. 319 с.
16.	Калман Р., Фалб П., Арбиб М. Очерки по
математической теории систем: Пер. с англ./Пер.
Э. Л. Ниппельбаум. М.: Мир, 1971. 400 с.
17.	Квейд Э. Анализ сложных систем. Пер.
с англ./Пер. И. М. Верещагин и др.; Под ред.
И. И. Андреева. М.: Сов. радио, 1969, 519 с.
18.	Мангейм М. Л. Иерархические структуры.
Модель процессов проектирования и планирова-
ния: Пер. с англ./Пер. Б. М. Авдеев и др. М.: Мир,
1970. 180 с.
19.	Месарович М., Мако Д., Такахара И. Тео-
рия иерархических многоуровневых систем: Пер.
с англ./Пер. ред. И. Ф. Шахнова. М.: Мир, 1973,
344 с.
20.	Оптнер С. Л. Системный анализ для реше-
ния деловых и промышленных проблем: Пер.
с англ./Пер. С. П. Никаноров. М.: Сов. радио, 1969.
216 с.
21.	Рабин М. Основы современной системотех-
ники: Пер. с англ./Под ред. Е. К. Масловского. М.:
Мир, 1975. 527 с.
22.	Черняк Ю. И. Системный анализ в упра-
влении экономикой. М.: Экономика, 1975. 192 с.
23.	Янг С. Системное управление органи-
зацией: Пер. с англ./Пер. Э. А. Антонов. М.:
Сов. радио, 1972. 455 с.
Глава V
24.	Вальков В. М. АСУ ТП в производстве из-
делий электронной техники. М.: Сов. радио, 1974.
72 с.
25.	Жимерин Д. Г., Мясников В. А. Автома-
тизированные и автоматические системы управле-
ния. М.: Энергия, 1975. 680 с.
26.	Критерий эффективности научно-техниче-
ских разработок. М.: Экономика, 1973. 64 с.
27.	Кручинин И. А. Экономическая эффектив-
ность АСУ. М.: Знание, 1972. 48 с.
28.	Методика определения экономической эф-
фективности автоматизированных систем управле-
ния предприятиями и производственными объеди-
нениями. М.: Статистика, 1979. 62 с.
29.	Методика (основные положения) определе-
ния экономической эффективности использования
в народном хозяйстве новой техники, изобретений
и рационализаторских предложений. М.: ЦНИИ-
ПИ, 1978. 31 с.
30.	Пашкевич Б. В. Экономические проблемы
создания АСУ. Минск: Наука и техника, 1973.
280 с.
31.	Типовая методика определения экономиче-
ской эффективности капитальных вложений. М.:
Госплан СССР, Госстрой СССР, АН СССР, 1969.
16 с.
Глава VI
32.	Дружинин Г. В. Теория надежности радио-
электронных систем в примерах и задачах. М.:
Энергия, 1976. 448 с.
506
33.	Надежность и эффективность АСУ ./Под
общ, ред. Ю. Г. Заренина. Киев: Техшка, 1975.
368 с.
34.	Заренин Ю. Г. Пути обеспечения требуе-
мой надежности АСУ ТП. — Механизация и авто-
матизация управления, 1976, № 6, с. 71—74.
35.	Лёвин А. А., Заренин Ю. Г. Надежность
АСУ ТП. — Приборы и системы управления, 1974,
№ 8, с. 1-2.
36.	Заренин Ю. Г., Тимофеев А. П. Стандарти-
зация надежности АСУ ТП. — Измерения, кон-
троль, автоматизация, 1976,, № 1(5), с. 14—17.
37.	Коваленко И. Н. Исследования по анализу
надежности сложных систем. Киев: Наукова думка,
1975. 212 с.
38.	Павленко В. А. Электрические системы ре-
гулирования с сигналами связи постоянного тока.
М.: Энергия, 1971. 455 с.
39.	Пасковатый О. И. Электрические помехи
в системах промышленной автоматики. М.: Энер-
гия, 1973. 104 с.
40.	Показатели надежности АСУ ТП.—При-
боры и системы управления, 1976, № 4, с. 1 — 2.
41.	Холл А. Д. Опыт методологии для систе-
мотехники: Пер. с англ./Под ред. Г. Н. Поварова.
М.: Сов. радио, 1975. 448 с.
42.	Шастова Г. А. Кодирование и помехо-
устойчивость передачи телемеханической информа-
ции. М.: Энергия, 1966. 453 с.
Глава VII
43.	Брук В. М. Построение интегрального кри-
терия эффективности сложной системы. — В кн.:
Автоматизированные системы управления. Л.:
ЛГУ, 1974, вып. 1, с. 33-37.
44.	Гринберг А. С., Седегов Р. С., Шабад Я. А.
Методологические основы оценки научно-техниче-
ского уровня АСУП.—Приборы и системы упра-
вления, 1976, № И, с. 5-8.
45.	Гунеев Г. С. Метод определения и резуль-
таты анализа научно-технического уровня
АСУП.—В кн.: Сборник тезисов докладов Все-
союзного совещания по типизации и унификации
АСУП отраслей промышленности. Секция «Маши-
ностроение», М.: ГКНТ, 1975, с. 22 — 27.
46.	Клиланд Д., Кинг В. Системный анализ
и целевое управление: Пер. с англ./Пер. М. М. Го-
ряйнов, А. М. Горбунов.; Под ред. И. М. Верещаги-
на. М.: Сов. радио, 1974. 279 с.
47.	Научно-технический уровень автоматизиро-
ванных систем управления объединениями и пред-
приятиями. М.: Статистика, 1977. 213 с.
48.	Научно-технический уровень автоматизиро-
ванных систем управления в Украинской ССР.
Киев: УкрНИИНТИ, 1977. 37 с.
49.	Общая методика оценки научно-техниче-
ского уровня автоматизированных систем управле-
ния технологическими процессами. — М.: ЦНИИ-
КА, 1970. 23 с.
Глава VIII
50.	Венецкий И. Г., Венецкая В. И. Основные
математико-статистические понятия и формулы
в экономическом анализе. М.: Статистика, 1974.
280 с.
51.	Винер Н. Кибернетика или управление
и связь в животном и машине. Пер. с англ. 2-е изд.
М.: Сов. радио, 1968. 326 с.
52.	Кузьмин И. В., Кедрус В. А. Основы тео-
рии информации и кодирования. Киев: Вища шко-
ла, 1977. 280 с.
53.	Лапа В. Г. Математические основы кибер-
нетики. Киев: Вища школа, 1971. 420 с.
54.	Либерман В. Б. Информация в АСУП. М.:
Статистика, 1978. 208 с.
55.	Лоскутов В. И. Автоматизированные си-
стемы управления. М.: Статистика, 1972. 185 с.
56.	Мазур М. Качественная теория информа-
ции: Пер. с польского/Пер. И. ,О. Лочмель. М.:
Мир, 1974. 239 с.
57.	Мартин Дж. Организация баз данных в вы-
числительных системах.: Пер. с англ./Под ред.
А. Л. Щерса. М.: Мир, 1978. 616 с.
58.	Новопашенный Г. Н. Информационно-из-
мерительные системы. М.: Высшая школа. 1977:
59.	Орлов В. А., Филиппов Л. И. Теория ин-
формации в упражнениях и задачах. М.: Высшая
школа, 1976. 136 с.
60.	Рожков Л. И. Средства передачи данных
в АСУ. Киев: Техшка, 1977. 184 с.
61.	Советов Б. Я. Теория информации (теоре-
тические основы передачи информации в АСУ). Л.:
ЛГУ, 1977. 184 с.
62.	Темников Ф. Е., Афонин В. А., Дмитри-
ев В. И. Теоретические основы информационной
техники. 2-е изд., испр. и доп. М.: Энергия, 1979.
512 с.
63.	Цымбал В. П. Теория информации и коди-
рование. 2-е изд., испр. и доп. Киев: Вища школа,
1977. 288 с.
64.	Четвериков В. Н. Преобразование и пере-
дача информации в АСУ. М.: Высшая школа, 1974.
320 с.
65.	Шеннон К. Э. Работы по теории информа-
ции и кибернетике: Пер. с англ./Под ред. Р. Л. До-
брушина. М.: Изд-во иностранной лит., 1963. 829 с.
66.	Яглом А. М., Яглом И. М. Вероятность
и информация. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Наука,
1973. 512 с.
67.	Якобсон Б. М., Розинкин А. Е. Автоматизи-
рованные системы управления производством. М.:
Сов. радио, 1971. 224 с.
Глава IX
68.	Вульфсон И. А., Зусман В. Г., Розинов А. Г.
Кодирование информации управляющих про-
грамм. М.: Энергия, 1968. 95 с.
69.	Государственная система промышленных
приборов и средств автоматизации. Т.З. Устрой-
ства преобразования, обработки, отображения,
хранения информации и выработки команд упра-
вления: Каталог. ЦНИИТЭИ приборостроения.
1976, вып. 8 — 82 с; 1975, вып. 9 — 63 с.; 1976, вып.
10-19 с.; 1975, вып. 11-15 с.; 1977, вып. 16-36 с.
70.	Дадаев Ю. Г. О применении арифметиче-
ских кодов, исправляющих ошибки в ЦВМ. — В
кн.: Кодирование в сложных системах. М.: Наука,
1974, с. 78-82.
71.	Изделия радиопромышленности. Т. И.
Средства электронной вычислительной техники.
Выпуск «Электронные цифровые вычислительные
машины общего назначения»: Каталог. М.:
НИИЭИР, 1977. 50 с.
72.	Комплексы СМ-1: Каталог М.: ЦНИИ-
ТЭИприборостроения, 1977. 5 с.
73.	Ленская Ф. Построение кодов и ши-
фров. — Вестник статистики, 1972, № 8, с. 59 — 68.
74.	Математическое обеспечение гибридной
вычислительной системы ГВС-100. — М.: Ин-т про-
блем управления, 1974, вып. 1—41 с.; 1975, вып.
’2-67 с.; 1974, вып. 3-52 с.
75.	Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляю-
щие ошибки.: Пер. с англ./Под ред. Р. Л. Добру-
шина. М.: Мир, 1976. 600 с.
76.	Система М-6000/М-7000 АСВТ-М: Каталог
модулей. Северодонецк: НИИ управляющих вы-
числительных машин, 1975. 36 с.
77.	Система телеобработки данных
ЭКРАН-М: Проспект. М.: ЦНИИТЭИприборо-
строения, 1975. 2 с.
78.	Турин В. Я. Расчет основных показателей
верности передачи информации в системе с пере-
спросом.—В кн.: Кодирование и передача ди-
скретных сообщений в системах связи. М.: Наука,
1976, с. 121-130.
Глава X
79.	Автоматизированные системы управления
технологическими процессами: Пособие по монта-
жу и наладке/Под ред. Ю. С. Вальденберга. М.:
Статистика, 1974. 180 с.
80.	Белостоцкий А. А., Чухман В. Н. Исследо-
вание и организация производства при создании
автоматизированных систем управления. М.: Ме-
таллургия, 1971. 256 с.
81.	Дудников Е. Г., Лёвин А. А. Промыш-
ленные автоматизированные системы управления.
М.: Энергия, 1973. 192 с.
82.	Живов Н. П., Рызиков М. Л. Эргономиче-
ское обеспечение автоматизированных систем
управления технологическими процессами. М.: Ма-
шиностроение, 1973. 81 с.
83.	Живов Н. П. Эргономическое обеспечение
типовых АСУ ТП. — Приборы и системы управле-
ния, 1976, № 6, с. 1-4.
84.	Кунцевич В. М. Интегрированные системы
управления предприятиями, какими они должны
стать. — Управляющие системы и машины, 1974,
№ 4, с. 16-21.
85.	Оценка взаимодействия оперативного пер-
сонала при создании АСУ химико-технологиче-
ским производством. — Приборы и системы упра-
вления, 1973, № И, с. 6—9.
86.	Скурихин В. И., Морозов А. А. Ком-
плексные автоматизированные системы управле-
ния. Особенности построения и направления разви-
тия. — Управляющие системы и машины, 1976,
№ 2, с. 5-11.
Глава XI
87.	Арис Р. Дискретное динамическое про-
граммирование. Введение в оптимизацию много-
шаговых процессов: Пер. с англ./Пер. Ю. П. Плот-
ников; Под ред. Б. Т. Поляка. М.: Мир, 1969. 171 с.
88.	Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные зада-
чи динамического программирования: Пер.
507
с англ./Пер. Н. М. Митрофанова и др.; Под ред.
А. А. Первозванского. М.: Наука, 1965. 458 с.
89.	Болтянский В. Г. Математические методы
оптимального управления. М.: Наука. 1966. 307 с.
90.	Бурков В. Н., Ловецкий С. Е. Методы ре-
шения экспериментальных комбинаторных задач:
Обзор. — Изв. АН СССР. Техническая кибернетика,
1968, № 4, с. 82-93.
91.	Бусленко Н. П. Моделирование сложных
систем. 2-е изд., перераб. М.: Наука, 1978. 399 с.
92.	Вагнер Г. Основы исследования операций:
В 3-х томах. Пер. с англ./Пер. Б. Т. Вавилов. М.:
Мир, 1972. Т. 1. 335 с.; 1973.Т. 2. 488 с.; 1973. Т. 3.
501 с.
93.	Вентцель Е. С. Исследование операций. М.:
Сов. радио, 1972. 551 с.
94.	Гнеденко Б. В., Коваленко И. Н. Введение
в теорию массового обслуживания. М.: Наука,
1966. 431 с.
95.	Гольдштейн Е. Г., Юдин Д. Б. Новые на-
правления в линейном программировании. М.:
Сов. радио, 1966. 524 с.
96.	Данциг Дж. Линейное программирование,
его применения и обобщения: Пер. с агл./Пер.
Г. Н. Андрианов и др. М.: Прогресс, 1966. 600 с.
97.	Джури Е. И., Цыпкин Я. 3. Теория ди-
скретных автоматических систем (обзор). — Авто-
матика и телемеханика, 1970, № 6, с. 57 — 81.
98	Ермольев Ю. М., Мельник И. М. Экстре-
мальные задачи на графах. Киев: Наукова думка,
1968. 174 с.
99.	Зангвилл У. Нелинейное программирова-
ние. Единый подход: Пер. с англ./Пер. Д. А. Ба-
баев; Под ред. Е. Г. Гольштейна. М.: Сов. радио,
1973. 311 с.
100.	Зуховицкий С. И., Авдеева Л. И. Линей-
ное и выпуклое программирование. 2-е изд., пере-
раб. и доп. М.: Наука, 1967. 460 с.
101.	Ивахненко А. Г., Зайченко Ю. П., Дми-
тров В. Д. Принятие решений на основе самоорга-
низации. М.: Сов. радио, 1976. 280 с.
102.	Интрилигатор М. Математические методы
оптимизации и экономическая теория: Пер.
с англ./Под ред. А. А. Канюса. М.: Прогресс, 1975.
606 с.
103.	Корбут А. А., Финкельштейн Ю. Ю. Ди-
скретное программирование/Под ред. Д. Б. Юди-
на. М.: Наука, 1969. 368 с.
104.	Кофман А., Крюон Р. Массовое обслу-
живание. Теория и приложения: Пер. с франц./Пер.
В. И. Нейман и В. П. Швальб. М.: Мир, 1965. 302 с.
105.	Крамер Г. Математические методы стати-
стики: Пер. с англ. А. С. Монин и А. А. Петров;
/Под ред. А. Н. Колмогорова. 2-е стереотип, изд.
М.: Мир, 1975. 648 с.
106.	Кульба В. В., Мамиконов А. Г., Цвиркун
А. Д. Модели и методы, используемые при созда-
нии автоматизированных систем управления: Об-
зор. — Автоматика и телемеханика, 1971, № 7,
с. 116.
107.	Кюнци Г. П., Крелле В. Нелинейное про-
граммирование: Пер. с нем./Пер. О. И. Помазанец
и Е. Г. Миркина. М.: Сов. радио, 1965. 303 с.
108.	Лифшиц А. Л., Мальц Э. А. Статистиче-
ское моделирование систем массового обслужива-
ния. М.: Сов. радио, 1978. 248 с.
508
109.	Лукомский Я. И. Теория корреляции и ее
применение к анализу производства. 2-е изд. М.:
Госстатиздат, 1961. 375 с.
ПО. Математическая статистика/Под ред.
А. М. Длина. Л.: Высшая школа, 1975. 398 с.
111.	Методы алгоритмизации непрерывных
производственных процессов/Под ред. В. В. Ивано-
ва. М.: Наука, 1975. 400 с.
112.	Митропольский А. К. Техника статистиче-
ских вычислений. М.: Физматгиз, 1961. 479 с.
113.	Михалевич В. С., Шкурба В. В. Последо-
вательные схемы оптимизации в задачах упорядо-
чения выполнения работ. — Кибернетика, 1966, № 2,
с. 34-40.
114.	Мовшович С. М. Случайный поиск и гра-
диентный метод в задачах оптимизации. — Изв. АН
СССР. Техническая кибернетика, 1966, № 6,
с. 43-51.
115.	Моцкус И. Б. Многоэкстремальцые зада-
чи в проектировании. Статистические решения.
Усиление локальных методов. Эвристические спо-
собности человека. М.: Наука, 1967. 215 с.
116.	Пайк Г. Математическое обеспечение
в системах управления производственными процес-
сами. — В кн.: Труды института инженеров по элек-
тротехнике и радиоэлектронике. М.: Мир, 1970, т.
58, № 1, с. 95-106.
117.	Понтрягин Л. С. Математическая теория
оптимальных процессов. 3-е изд. М.: Наука, 1976.
392 с.
118.	Рыжиков Ю. И. Управление запасами.
М.: Наука, 1969. 343 с.
119.	Саати Т. Л. Элементы теории массового
обслуживания и ее применения: Пер. с англ. М.:
Сов. радио, 1971. 520 с.
120.	Спиди К., Браун Р., Гудвин Дж. Теория
управления. Идентификация и оптимальное упра-
вление: Пер. с англ./Пер. Ю. Ф. Ничатов. М.: Мир,
1973. 248 с.
121.	Уайлд Д. Дж. Методы поиска экстрему-
ма: Пер. с англ./Пер. А. Н. Кобалевский и др.;
Под ред. А. А. Фельдбаума. М.: Наука, 1967, 267 с.
122.	Фан-Лянь-Цэнь, Вань Чу-сен. Дискретный
принцип максимума. Оптимизация многоступен-
чатых процессов: Пер. с англ./Пер. В. И. Кузьмин
и X. Л. Мучник; Под ред. А. И. Пропоя. М.: Мир,
1967. 180 с.
123.	Фельдбаум А. А. Основы теории опти-
мальных автоматических систем. 2-е изд., испр.
и доп. М.: Наука, 1966. 623 с.
124.	Хазен Э. М. Методы оптимальных стати-
стических решений и задачи оптимального упра-
вления. М.: Сов. радио, 1968. 256 с.
125.	Хедли Дж. Нелинейное и динамическое
программирование: Пер. с англ./Пер. Ю. И. Во-
лков и др.; Под ред. Г. П. Акимова. М.: Мир, 1967.
506 с.
126.	Хорафас Д. Н. Системы и моделирование:
Пер. с англ./Пер. Е. Г. Коваленко и др.; Под ред.
И. Н. Коваленко. М.: Мир, 1967. 420 с.
127.	Шеффе Г. Дисперсионный диализ: Пер.
с англ. М.: Физматгиз, 1963. 625 с.
128.	Юдин Д. Б., Гольштейн Е. Г. Задачи и ме-
тоды линейного программирования. М.: Сов. ра-
дио, 1964. 736 с.
Глава XII
129.	Александровский Н. М., Егоров С. В., Ку-
зин Р. Е. Адаптивные системы автоматического
управления сложными технологическими процесса-
ми /Под общ. ред. Н. М. Александровского. М.:
Энергия, 1973. 272 с.
130.	Балакирев В. С., Володин В. М., Цирлин
А. М. Оптимальное управление процессами хими-
ческой технологии. М.: Химия, 1978. 384 с.
131.	Бондарь А. Г. Математическое моделиро-
вание в химической технологии. Киев: Вища шко-
ла, 1973. 280 с.
132.	Бояринов А. И., Кафаров В. В. Методы
оптимизации в химической технологии. 2-е изд.,
перераб. и доп. М.: Химия, 1975. 576 с.
133.	Брайсон А., Хо Ю-Ши. Прикладная тео-
рия оптимального управления. Оптимизация, оцен-
ка и управление: Пер. с англ./Под ред. А. М. Лето-
ва. М.: Мир, 1972. 544 с.
134.	Вазан М. Стохастическая аппроксимация:
Пер. с англ./Пер. Э. М. Вайсброд; Под ред. Д. Б.
Юдина. М.: Мир, 1972. 295 с.
135.	Винер Н. Интеграл Фурье и некоторые
его приложения: Пер. с англ./Пер. Н. Я. Виленкин.
М.: Физматгиз, 1963. 256 с.
136.	Винер Н. Нелинейные задачи в теории
случайных процессов: Пер. с англ./Пер. Э. М. Ха-
зен; Под ред. Ю. Л. Климонтовича. М.: Изд-во
иностранной лит., 1961. 159 с.
137.	Власов-Власюк О. Б. Экспериментальные
методы в автоматике. М.: Машиностроение, 1969.
412 с.
138.	Дехтяренко П. И., Коваленко В. П. Опре-
деление характеристик звеньев систем автоматиче-
ского регулирования. М.: Энергия, 1973. 117 с.
139.	Ицкович Э. Л. Статистические методы
при автоматизации производства. М. — Л.: Энер-
гия, 1964. 192 с.
140.	Кафаров В. В. Методы кибернетики в хи-
мии и химической технологии. 3-е изд., перераб.
и доп. М.: Химия, 1976. 464 с.
141.	Кафаров В. В., Перов В. В., Мешалки!
В. П. Принципы математического моделирования
химико-технологических систем. М.: Химия,
1974. 344 с.
142.	Ли Т. Г., Адамс Г. Э., Гейнз У. М. Упра-
вление процессами с помощью вычислительных
машин. Моделирование и оптимизация: Пер.
с англ./Под ред. В. И. Мудрова. М.: Сов. радио,
1972. 312 с.
143.	Липатов Л. Н. Типовые процессы химиче-
ской технологии как объекты управления. М.: Хи-
мия, 1973. 320 с.
144.	Максимов Ю. М., Рожков И. М., Саакян
М. А. Математическое моделирование металлурги-
ческих процессов. М.: Металлургия, 1976. 288 с.
145.	Остапчук Н. В. Математическое модели-
рование технологических процессов хранения
и переработки зерна. М.: Колос, 1977. 240 с.
146.	Пляскин Л. Г. Оптимизация непрерывно-
го производства. М.: Энергия, 1975. 336 с.
147.	Поспелов Д. А. Логические методы анали-
за и синтеза схем. 3-е изд., перераб. и доп. М.:
Энергия, 1974. 368 с.
148.	Построение математических моделей хи-
мико-технологических объектов. Л.: Химия, 1970.
312 с.
149.	Пухов Г. Е., Хатиашвили Ц. С. Критерии
и методы идентификации объектов. Киев: Наукова
думка, 1979. 190 с.
150.	Райбман Н. С. Что такое идентификация?
М.: Наука, 1970. 117 с.
151.	Райцын Т. М, Синтез систем автоматиче-
ского управления методом направленных графов.
Л.: Энергия, 1970. 96 с.
152.	Растригин Л. А., Маджаров Н. Е. Введе-
ние в идентификацию объектов управления. М.:
Энергия, 1977. 216 с.
153.	Трегуб В. Г. О разработке систем автома-
тизированного управления аппаратами периодиче-
ского действия. — Изв. вузов СССР. Пищевая тех-
нология, 1979, № 3, с. 96 — 99.
154.	Трегуб В. Г. Управление комплексом тех-
нологических аппаратов периодического дей-
ствия.— В кн.: Теория и практика управления про-
изводством. Киев: Ин-т автоматики, 1975,
с. 39-42.
155.	Химмельблау Д. Анализ процессов стати-
стическими методами: Пер. с англ./Пер. В. Д.
Скаржинский; Под ред. В. Г. Горского. М.: Мир,
1973. 957 с.
Глава XIII
156.	Карр Дж. Лекции по программированию:
Пер. с англ./Под ред. В. М. Курочкина. М.: Изд-во
иностранной лит., 1963. 288 с.
157.	Кафаров В. В., Дорохов И. Н. Системный
анализ процессов химической технологии. М.: На-
ука, 1979. 394 с.
158.	Лисичкин В. А. Теория и практика про-
гностики. Методологические аспекты. М.: Наука,
1972. 223 с.
159.	Математическое моделирование химиче-
ских производств: Пер. с англ./Под ред.
Г. М. Островского. М.: Мир, 1973, 391 с.
160.	Полисский Ю. Д. Цифровое сравнение
данных в АСУ ТП и схемах автоматики. М.: Энер-
гия, 1979. 136 с.
161.	Рокафеллар Р. Выпуклый анализ: Пер.
с англ./Пер. Л. Д. Иоффе и В. М. Тихомиров. М.:
Мир, 1973. 469 с.
162.	Сеа Ж. Оптимизация. Теория и алго-
ритмы: Пер. с франц./Пер. Л. Г. Гурин. .М.: Мир,
1973. 244 с.
163.	Скурихин В. И., Дубровский В. В., Ши-
фрин В. Б. АСУ ТП. Предпроектная разработка ал-
горитмов управления/Под общ. ред. В. И. Скури-
хина. Киев: Наукова думка, 1980. 296 с.
Глава XIV
164.	Агрегатндя система программного обеспе-
чения. Базовые операционные системы: Краткое
описание и руководство по пользованию. 3.100.006
Т. Северодонецк: НИИ управляющих вычисли-
тельных машин, 1976. 160 с.
165.	Агрегатная система программного обеспе-
чения. Пакет программных модулей генерации за-
дач сбора и обработки информации в АСУ ТП:
Краткое описание и руководство по пользованию.
3.340.001 Т. Северодонецк: НИИ управляющих вы-
числительных машин, 1977. 180 с.
509
166.	Агрегатная система программного обеспе-
чения М-7000 и СМ ЭВМ. Дисковые операционные
системы: Краткое описание и руководство по по-
льзованию. 3.100.007 Т. Северодонецк: НИИ упра-
вляющих вычислительных машин, 1977. 229 с.
167.	Агрегатная система программного обеспе-
чения М-7000 и СМ ЭВМ. Система управления
файлами: Краткое описание и руководство по ис-
пользованию. 3.116.008 Т. Северодонецк: НИИ
управляющих вычислительных машин, 1977. 80 с.
168.	Джермейн К. Программирование на
IBM/360: Пер. с англ./Под ред. В. С. Штаркмана.
2-е стереотип, изд. М.: Мир, 1973. 870 с.
169.	Мартин Дж. Программирование для вы-
числительных систем реального времени.: Пер.
с англ./Пер. В. П. Семиколенов; Под ред. Д. Ю.
Панова. М.: Наука, 1975. 395 с.
170.	Система М-6000/М-7000 АСВТ-М. Архи-
тектура М-7000. Северодонецк: НИИ управляю-
щих вычислительных машин, 1975. 90 с.
171.	Система М-6000/М-7000 АСВТ-М. Мнемо-
код М-7000: Руководство по программированию.
Северодонецк: НИИ управляющих вычисли-
тельных машин, 1976. 120 с.
172.	Система М-6000/М-7000 АСВТ-М. Ма-
кроязык: Руководство по программированию.
3.130.001 Т. 2-я ред. Северодонецк: НИИ
управляющих вычислительных машин, 1980. 69 с.
173.	Соучек Б. Мини-ЭВМ в системах обра-
ботки информации: Пер. с англ./Под ред. Е. В. До-
брова. М.: Мир, 1976. 520 с.
174.	Фортран: Программированное учебное
пособие /Под ред. Е. Л. Ющенко. Киев: Вища шко-
ла, 1976. 328 с.
Глава XV
175.	Бурдун Г. Д., Марков Б. Н. Основы ме-
трологии. 2-е изд., доп. М.: Изд-во стандартов,
1975. 335 с.
176.	Гитис Э. И., Данилович Г. А., Самойленко
В. И. Техническая кибернетика. М.: Сов. радио,
1968. 486 с.
177.	Ицкович Э. Л. Контроль производства
с помощью вычислительных машин. М.: Энергия,
1975. 417 с.
178.	Лабутин А. А. Краткие сведения о между-
народной системе единиц измерений СИ. Киев: Ви-
ща школа, 1975. 88 с.
179.	Макаров И. М., Менский Б. М. Линейные
автоматические системы (Элементы теории, ме-
тоды расчета и справочный материал). М.: Маши-
ностроение, 1977. 470 с.
180.	Орнатский П. П. Теоретические основы
информационно-измерительной техники. Киев: Ви-
ща школа, 1976. 423 с.
181.	РД 50-160-79. Методические указания.
Внедрение и применение СТ СЭВ 1052 — 78. Метро-
логия. Единицы физических величин. М.: Изд-во
стандартов, 1979. 56 с.
182.	Теория автоматического управления. М.:
Высшая школа, 1977. 448 с.
183.	Теория автоматического управления. Ч. 2.
Теория нелинейных и специальных систем автома-
тического управления. М.: Высшая школа, 1977.
288 с.
184.	Теория автоматического управления. 2-е
изд., доп. и перераб. М.: Высшая школа, 1976.
400 с.
185.	Теория систем с переменной структурой.
М.: Наука, 1970. 592 с.
186.	Техническая кибернетика. Теория автома-
тического регулирования: В 3-х книгах/Под ред.
В. В. Солодовникова. М.: Машиностроение, 1967.
Т. 1 -770 с. Т. 2 - 682 с.; Т. 3 - 337 с.
187.	Яшугин Е. А. Справочное пособие по по-
строению и использованию логарифмических ча-
стотных характеристик в теории автоматического
управления. Минск: Вышэйшая школа, 1978. 127 с.
Глава XVI
188.	Клейн М., Морган Г., Аронсон М. Цифро-
вая техника для вычислений и управления.: Пер.
с англ./Пер. Л. А. Чарихов; Под ред. В. Б. Ушако-
ва. М.: Изд-во иностранной лит., 1960 386 с.
189.	Левинсон Н. Г. Механизация управленче-
ского труда (оргатехника). Т. 1. М.: Машгиз, 1958.
388 с.
190.	Лоскутов В. И. Основы современной тех-
ники управления. М.: Экономика, 1973. 311 с.
191.	Слезингер Г. Э. Труд в управлении про-
мышленным производством. М.: Экономика, 1967.
257 с.
192.	Смилянский Г. Л. Основы автоматизации
управления производством промышленных пред-
приятий. Киев: Техшка, 1969. 200 с.
Глава XVII
193.	Андреев А. А. Автоматические показы-
вающие, самопишущие и регулирующие приборы.
Л.: Машиностроение, 1973. 287 с.
194.	Балакин А. С., Матлин Г. М., Яхнис Л. Н.
Связь на промышленных предприятиях: В 2-х ча-
стях. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Связь, 1977, ч.
1 -255 с. ч. 2-176 с.
195.	Бруфман С. С. Цифровые индикаторы.
М.: Энергия, 1964. 76 с.
196.	Вальков В. М. Микроэлектронные упра-
вляющие вычислительные комплексы: Системное
проектирование и конструирование. Л.: Машино-
строение, 1979. 199 с.
197.	Вальков В. М. Системное проектирование
иерархических управляющих вычислительных ком-
плексов АСУ ТП. — Электронная техника, сер. 9,
АСУ, 1976, вып. 5, с. 97-104.
198.	Гинзбург И. Б. Автоматическое регулиро-
вание и регуляторы в промышленности строи-
тельных материалов. 2-е изд., перераб. и доп. Л.:
Стройиздат, 1979. 232 с.
199.	Голубев В. С., Живов Н. П., Рызиков М. Л.
Пневм©электронные системы управления хими-
ко-технологическими комплексами: Разработка эр-
гономического обеспечения. М.: Химия, 1977. 320 с.
200.	Зимин Л. И., Савета Н. Н., Филиппов Б. Ф.
Средства подготовки данных в автоматизиро-
ванных системах управления предприятиями. М.:
Статистика, 1976. 192 с.
201.	Каган Б. М., Воителев А. И., Лукьянов Л. М.
Системы связи УВМ с объектами управления
в АСУ ТП /Под ред. Б. М. Кагана. М.: Сов. радио,
1978. 304 с.
510
202.	Качалина Л. Н. Научная организация
управленческого труда — оргпроектирование. М.:
Экономика, 1973. 256 с.
203.	Оргтехника в управлении /Под общ. ред.
Л. Н. Качалиной. М.: Экономика, 1975. 181 с.
204.	Панюшкин И. Е., Кусов А. Ф., Дроз-
дов И. М. Практика внедрения оргатехники. М.:
Экономика, 1970. 47 с.
205.	Позин И. Л., Щербо В. К. Телеобработка
данных в автоматизированных системах. М.: Ста-
тистика, 1976. 180 с.
206.	Свиридюк П. К., Шраер Ф. И. Проектиро-
вание производственной связи. М.: Связь, 1977.
256 с.
207.	Хилбурн Дж., Джулич П. Микро-ЭВМ
и микропроцессоры: Технические средства, про-
граммное обеспечение, применения. Пер. с англ./-
Под ред. С. Д. Пашкеева. М.: Мир, 1979. 463 с.
208.	Яхнис Л. Н. Автоматизация оперативной
связи. М.: Связь, 1976. 120 с.
Глава XVIII
209.	Агрегатное построение пневматических
систем управления. М.: Энергия, 1973. 112 с.
210.	Агрегатные средства чсонтроля и регули-
рования АСКР: Обзорная информация. Л.: Госу-
дарственное союзное конструкторское бюро
средств контроля и автоматизации, 1971. 16, с.
211.	Вопросы промышленной телемеханики:
Сборник статей. М.: Энергия, 1970. 255 с.
212.	Куликовский Л. Ф. Автоматические ин-
формационные измерительные приборы. М.: Энер-
гия, 1966. 424 с.
213.	Левин А. А., Павлов В. В. Автоматизиро-
ванные системы управления технологическими
процессами и производствами. М.: ЦНИИТЭИ
приборостроения, 1973. 73 с.
214.	Диденко К. И. Машины централизованно-
го контроля часто гно-ферродинамической си-
стемы. Киев: Ин-т технической информации, 1965.
38 с.
215.	Павлов В. В. Управляющие устройства
логического типа. М.: Энергия, 1968. 80 с.
216.	Пшеничников А. М., Портнов М. Л. Теле-
механические системы на интегральных микросхе-
мах. М.: Энергия, 1977. 297 с.
217.	Штейнберг Ш. Е., Хвилевицкий Л. О.,
Ястребенецкий М. А. Промышленные автоматиче-
ские регуляторы/Под ред. Е. П. Стефани. М.: Энер-
гия, 1973. 568 с.
Глава XIX
218.	Введение в эргономику /Под ред. В. П.
Зинченко. М.: Сов. радио, 1974. 352 с.
219.	Инженерная психология /Под ред. Ан.
Леонтьева. М.: МГУ, 1964. 396 с.
220.	Кузнецов В. В. Организация работы по
охране труда на машиностроительном предприя-
тии. М.: Машиностроение, 1978. 160 с.
221.	Линдсей П., Норман Д. Переработка ин-
формации у человека. (Введение в психологию):
Пер. с англ./Под ред. А. Р. Лурия. М.: Мир, 1974,
550 с.
222.	Лоос В. Г. Промышленная психология.
Киев: Техшка, 1974. 231 с.
223.	Типовое положение о подразделении тех-
нического обслуживания АСУ ТП на промыш-
ленных предприятиях. Ред. 1—77. Проект. — М.:
ЦНИИКА, 1977. 17 с.
224.	Указания по проектированию служб ре-
монта и обслуживания КИП и А. предприятий хи-
мических волокон. Мытищи: Государственный ин-
ститут по проектированию предприятий искус-
ственного волокна (ГИПРОИВ), 1972. 33 с.
225.	Чебышева В. В. Психология трудового
обучения: Трудовые умения и навыки и условия
трудового обучения. М.: Просвещение, 1969. 303 с.
Глава XX
226.	Гарус М. В., Свердлин В. М., Исаков Е. Н.
Операторские и диспетчерские пункты автома-
тизированных систем управления предприятиями.
Л.: Энергия, 1974. 134 с.
227.	Дудников Е. Е., Цодиков Ю. М. Типовые
задачи оперативного управления непрерывным
производством. М.: Энергия, 1979. 272 с.
228.	Костюк В. И., Ходаков В. Е. Системы
отображения информации и инженерная психоло-
гия. Киев: Вища школа, 1977. 192 с.
229.	Майдельман И. Н., Ревенко В. Н., Сарки-
сян Б. Г. Отображение информации в автоматизи-
рованных системах управления /Под ред. Б. Г.
Саркисяна. — М.: Сов. радио, 1972. 296 с.
230.	Проектирование подсистем и звеньев авто-
матизированных систем управления/Под ред. А. Г.
Мамиконова. М.: Высшая школа, 1975. 248 с.
231.	Хазацкий В. Е. Управляющие машины
и системы: Книга для заказчика АСУ. М.: Энергия,
1976. 248 с.
Глава XXI
232.	Адабашьян А. К., Минаев П. А. Монтаж
систем контроля и автоматики. 2-е изд., перераб.
и доп. М.: Стройиздат, 1974. 407 с.
233.	Венда В. Ф. Информационная техника
и эргономика. М.: Знание, 1970. 48 с.
234.	Дубровский В. Я., Щедровицкий Л. П.
Проблемы системного инженерно-психологическо-
го проектирования. М.: МГУ, 1971. 93 с.
235.	Живов Н. П. Тенденция развития и прин-
ципы построения операторского интерфейса АСУ
ТП.—Вопросы промышленной кибернетики. М.:
Энергия, 1977, вып. 50. с. 7-9 (Труды ЦНИИКА).
236.	Зефельд В. В. Художественное конструи-
рование операторских пунктов. М.: Машинострое-
ние, 1969. 152 с.
237.	Кузин М. Д. Монтаж, наладка и эксплуа-
тация автоматических устройств. М.: Металлургия,
1972. 304 с.
238.	Хрюкни Н. С. Оборудование вычисли-
тельных центров. М.: Статистика, 1972. 148 с.
239.	Хрюкни Н. С., Резников Г. В. Кондицио-
нирование воздуха для машинных залов ЭВМ
в вычислительных центрах: Обзор. М.: ЦИНИС
Госстроя СССР, 1974. 67 с.
Глава XXII
240.	Венда В. Ф. Инженерная психология
и синтез систем отображения информации. М.:
Машиностроение, 1975. 400 с.
241.	Галактионов А. И. Основы инженерно-
психологического проектирования АСУ ТП. М.:
Энергия, 1978. 208 с.
511
242.	Инженерная психология /Под ред. Г. К.
Середы. Киев: Вища школа, 1976. 308 с.
243.	Основы инженерной психологии /Под ред.
Б. Ф. Ломова. М.: Высшая школа, 1977. 336 с.
Глава XXIII
См. пп. 561. 905, 909, 913.
Глава XIV
См. пп. 514, 912, 928, 930.
Глава XXV
244.	Амиров Ю. Д. Организация и эффектив-
ность научно-исследовательских и опытно-кон-
структорских работ. М.: Экономика, 1974, 237 с.
245.	Березин И. С., Жидков Н. П. Методы вы-
числений. 2-е изд., перераб. М.: Физматгиз, 1962
Т. 2. 639 с.
246.	Берж К. Теория графов и ее применение
Пер. с фр./Под ред. И. А. Вайнштейна. М.: Изд-во
иностранной лит., 1962. 319 с.
247.	Брага В. В., Панюшина Т. П. Система
обработки статистической информации на ЭВМ.
М.: Статистика, 1977. 208 с.
248.	Бусленко Н. П. Математическое модели-
рование производственных процессов на цифровых
вычислительных машинах. М.: Наука, 1964. 362 с.
249.	Герасимов И. Г. Научное исследование.
М.: Политиздат, 1972. 279 с.
250.	Зак Ю. А., Рейдман Р. М., Рувин-
ский А. А. Методы оптимизации и применение
их в целлюлозно-бумажной промышленности. М.:
Лесная промышленность, 1973. 248 с.
251.	Линник Ю. В. Метод наименьших квадра-
тов и основы математико-статистической теории
обработки наблюдений. 2-е изд., испр. и доп. М.:
Физматгиз, 1962. 349 с.
252.	Налимов В. В., Чернова Н. А. Статистиче-
ские методы планирования экстремальных экспе-
риментов. М.: Наука, 1965. 340 с.
253.	Пузыня К. Ф., Запаснюк А. С. Экономиче-
ская эффективность научно-исследовательских
и опытно-конструкторских разработок в машино-
строении. М.: Машиностроение, 1978. 304 с.
254.	Сичивица Т. М. Методы и формы научно-
го познания. М.: Высшая школа, 1972. 94 с.
255.	Холл М. Комбинаторика: Пер. с англ./
Пер. С. А. Широкова: М.: Мир, 1970. 424 с.
Глава XXVI
См. пп. 602, 634, 635, 638, 640, 890, 891,
897, 930, 931.
Глава XXVII
См. пп. 532, 931, 914, 915, 932, 935, 961.
СПИСОК СПРАВОЧНИКОВ
1.	Общие вопросы
501.	Автоматизация производства и промыш-
ленная электроника: В 4-х томах /Гл. ред. А. И.
Берг и В. А. Трапезников. М.: Сов. энциклопедия,
1962, т. 1 - 524 с.; 1963, т. 2 - 528 с.; 1964, т. 3 -
487 с.; 1965, т. 4 — 544 с.
502.	Англо-русский толковый словарь по вы-
числительной технике /Под ред. Э. А. Якубайтиса.
Рига: Зинатне, 1977. 504 с.
503.	Большая советская энциклопедия: В 30-и
томах. 3-е изд. М.: Сов. энциклопедия, 1969-1978,
Т. 19, 1975. 648 с.; т. 27, 1977. 622 с.
504.	Государственные стандарты СССР Указа-
тель. 1982 (По состоянию на 1 января 1982 г.):
В 3-х томах, М.: Изд-во стандартов; 1982, т. 1-
368 с.; т. 2-303 с.; т. 3-268 с., т. 4-351 с.
505.	Макол Р. Справочник по системотехнике:
Пер. с англ./Под ред. А. В. Шилейко. М.: Сов. ра-
дио, 1970. 688 с.
506.	Паулин Г. Малый толковый словарь по
вычислительной технике: Пер. с нем./Под ред.
Д. А. Поспелова. М.: Энергия, 1975. 296 с.
507.	Энциклопедия кибернетики: в 2-х томах.
Киев: Укр. сов. энциклопедия, 1974, т. 1—607 с.; т.
2-624 с.
2.	Автоматизация управления
508.	Автоматизированные системы управления
предприятиями. (Методы создания): Справочное
пособие /Под ред. Е. Н. Сальникова.- М.: Энергия,
1978. 224 с.
509.	Автоматизированные системы управления
технологическими процессами. Идентификация
и оптимальное управление: Справочник /Под ред.
В. И. Салыги. Харьков: Вища школа, 1976. 180 с.
510.	Емельянов А. И., Капник О. В. Проекти-
рование автоматизированных систем управления
технологическими процессами: Справочное посо-
бие по содержанию и оформлению проектов. 2-е
изд. перераб. и доп. М.: Энергия, 1974. 500 с.
511.	Лаптев А. Л. и Смирницкий Е. К. Механи-
зация и автоматизация инженерно-управленческого
труда: Справочник. М.: Экономика, 1967. 279 с.
512.	Справочник проектировщика АСУП. /Под
ред. Н. П. Федоренко, В. В. Карибского. М.: Эко-
номика, 1974. 375 с.
513.	Справочник проектировщика системы ав-
томатизации управления производством/Под ред.
Г. Л. Смилянского. М.: Машиностроение, 1971.
424 с.
514.	Справочник проектировщика систем авто-
матизации управления производством/Под ред.
Г. Л. Смилянского. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Ма-
шиностроение, 1976. 590 с.
515.	Справочное пособие по теории систем ав-
томатического регулирования и управления /Под
общ. ред. Е. А. Санковского. Минск: Вышэйшая
школа, 1973. 584 с.
516.	Техника проектирования систем автома-
тизации технологических процессов: Справочное
пособие /Под ред. Л. И. Шипетина. 2-е изд., пере-
раб. и доп. М.: Машиностроение, 1976. 495 с.
3.	Экономика, информация и организация
517.	Библиографический указатель литературы
по вопросам экономической эффективности авто-
матизированных систем управления (АСУ) за
1971 -1973 гг. М.: ВНИИПОУ, 1974. 19 с.
518.	Воронков В. Д. Справочник инженера-ор-
ганизатора. М.: Московский рабочий, 1973. 376 с.
512
519.	Кодирование информации. z Двоичные
коды: Справочник /Под ред. Н. Т. Березюка. Харь-
ков: Вища школа, 1978. 251 с.
520.	Математика и кибернетика в экономике:
Словарь-справочник. 2-е изд., перераб. и доп. М.:
Экономика, 1975. 700 с.
521.	Расчеты экономической эффективности
новой техники: Справочник./Под ред. К. М. Вели-
канова. Л.: Машиностроение, 1975. 430 с.
522.	Словарь терминов по информатике: На
русск. и англ. яз./Под ред. А. И. Михайлова.
М.: Наука, 1971, 359 с.
523.	Справочник экономиста по строительству
/Под ред. М. X. Лапидуса. 2-е изд., перераб. и доп.
Л.: Стройиздат, 1972. 319 с.
4.	Математика
524.	Выгодский М* Я. Справочник по элемен-
тарной математике.: Таблицы, арифметика, алге-
бра, геометрия, тригонометрия, функции и графи-
ки. 23-е изд. М.: Наука, 1974. 416 с.
525.	Корн Г. и Корн Т. Справочник по матема-
тике для научных работников и инженеров. Опре-
деления, теоремы, формулы: Пер. с англ./Под общ.
ред. И. Г. Арамановича. 4-е изд. Пер. со 2-го аме- *
рикан. перераб. изд. М.: Наука, 1977. 831 с.
526.	Операционная система ДОС ЕС: Справоч-
ник. М.: Статистика, 1977. 271 с.
527.	Программирование на ФОРТРАНе: Спра-
вочник. Пер. с нем./Пер. X. Н. Цаллагов; Под
ред. Э. А. Трахтенгерца. М.: Статистика, 1973.
175 с.
528.	Справочник по вероятностным расчетам.
2-е изд., доп. и испр. М.: Воениздат, 1970. 536 с.
529.	Справочник по теории вероятностей и ма-
тематической статистике/Под ред. В. С. Королюка.
Киев: Наукова думка, 1978. 582 с.
530.	Средства отладки программ в ОС ЕС
ЭВМ: Справочное пособие /Под ред. В. Н. Лебе-
дева. М.: Статистика, 1979. 245 с.
531.	Языки программирования ДОС ЕС ЭВМ:
Краткий справочник. М.: Статистика, 1977. 152 с.
5.	Технические средства
532.	Автоматические приборы, регуляторы
и вычислительные системы: Справочное пособие
/Под ред. Б. Д. Кошарского. 3-е изд., перераб.
и доп. Л.: Машиностроение, 1976. 484 с.
533.	Бачелис Д. С., Белоруссов Н. И., Саакян
А. Е. Электрические кабели, провода и шнуры:
Справочник /Под ред. Н. И. Белоруссова. 3-е изд.,
перераб. и доп. М. —Л.: Энергия, 1971. 704 с.
534.	Вычислительная техника для управления
производственными процессами: Справочник /Под
ред. Ю. С. Вальденберга. М.: Энергия, 1971. 480 с.
535.	Грубов В. Й., Кирдан В. С. Устройства
электронной вычислительной техники: Справочник
/Под ред. Б. Б. Тимофеева. Киев: Вища школа,
1974. 600 с.
536.	Доброневский О. В., Борохович Я. П.,
Самченко К. В. Справочник по электронным вы-
числительным машинам. Киев: Вища школа, 1976.
192 с.
537.	Згурский В. С. и Лисицын Б. Л. Элементы
индикации: Справочник. М.: Энергия, 1974. 224 с.
538.	Инженерно-технический справочник по
электросвязи. Электроустановки. М.: Связь, 1976.
592 с.
539.	Козлов Б. А., Ушаков И. А. Справочник
по расчету надежности аппаратуры радиоэлектро-
ники и автоматики. М.: Сов. радио, 1975. 472 с.
540.	Лавриненко В. Ю. Справочник по полу-
проводниковым приборам. 8-е изд., перераб. Киев:
Техшка, 1977. 376 с.
541.	Орлов С. П., Михайловский С. С., Тимо-
феев К. К. Весы и дозаторы: Справочник. 2-е изд.,
.перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1972. 328 с.
542.	Справочник по автоматизации и сред-
ствам контроля производственных процессов в не-
фтяной и нефтехимической промышленности: Се-
рия справочников /Гл. ред. Ю. И. Шендлер. Кн. 6.
Комплексная автоматизация технологических про-
цессов, производств и промышленных предприя-
тий. М.: Недра, 1972. 696 с. (
543.	Справочник по аналоговой вычислитель-
ной технике/Под ред. Г. Е. Пухова. Киев: Техшка,
1975. 432 с.
544.	Справочник по оргтехнике. Киев, Техшка,
1974. 208 с.
545.	Справочник по основам электронной тех-
ники /Под общ. ред. Б. С. Гершунского. 3-е изд.,
перераб. и доп. Киев: Вища школа, 1978. 392 с.
546.	Справочник по полупроводниковой элек-
тронике: Сокр. пер. с англ./Под ред. Л. П. Хантера.
М.: Машиностроение, 1975. 508 с.
547.	Справочник по радиоизмерительным при-
борам: В 2-х томах /Под ред. В. С. Насонова. М.:
Сов. радио, 1976, т. 1-232 с., 1977, т. 2-272 с.
548.	Справочник по техническим средствам
сбора и передачи информации. Киев: Техшка, 1973.
288 с.
549.	Справочник по цифровой вычислительной
технике./Под ред. Б. Н. Малиновского. Киев: Тех-
шка, 1974. 507 с.
550.	Управляющие вычислительные машины
в АСУ технологическими процессами: В 2-х томах.
Пер. с англ, под ред. И. М. Шенброта, М. В. Галь-
перина/ Под ред. Т. Харрисона. М.: Мир, 1975, т.
1-531 с.; 1976, т. 2-524 с.
551.	Шелихов А. А. и Селиванов Ю. П. Вычис-
лительные машины: Справочник/Под ред. В. В.
Пржиялковского. 2-е изд., перераб. и доп. М.:
Энергия, 1978. 224 с.
552.	Шраер Ф. И. Аппаратура производствен-
ной и учрежденческой связи: Справочник. М.:
Связь, 1974. 576 с.
553.	Электрическая связь на промышленных
предприятиях: Справочник. М.: Связь, 1972. 512 с.
6.	Условия функционирования
554.	Иванов А. А. Справочник по электротех-
нике. 2-е изд. Киев: Вища школа, 1973. 224 с.
555.	Справочник по электроснабжению промы-
шленных предприятий: В 2-х кн./Под общ. ред.
А. А. Федорова и Г. В. Сербиновского. М.: Энер-
гия, 1973, кн. 1 - 519 с.; кн. 2 - 528 с.
556.	Справочник проектировщика. Защита от
шума /Под ред. Е. Ф. Юдина. М.: Стройиздат,
1974. 134 с.
557.	Электротехнический справочник: В 2-х то-
мах /Под общ. ред. проф. М. Г. Чиликина. 4-е изд.,
513
перераб. М.: Энергия, 1971, т. 1, кн. 1 528 с.; кн.
2529-880 с.; 1972, т. 2, кн. 1488 с.; кн. 2489-816 с.
7.	Монтаж и наладка
558.	Клюев А. А., Этус Н. Г. Справочник по
монтажу вторичных устройств кабелей и электро-
освещения на электростанциях и подстанциях /Под
ред. Н. А. Иванова и др. 2-е изд., перераб. и доп.
М.: Энергия, 1978. 272 с.
559.	Монтаж приборов и средств автоматиза-
ции: Справочник /Под ред. А. К. Адабашьяна и др.
М.: Энергия, 1972. 503 с.
560.	Наладка автоматических систем
и устройств управления технологическими процес-
сами: Справочное пособие /Под ред. А. С. Клюева.
М.: Энергия, 1977. 400 с.
561.	Справочник по наладке автоматических
устройств контроля и регулирования. Киев: Пауко-
ва думка, 1976. 840 с.
562.	Справочник по наладке контрольно-изме-
рительных приборов и систем возбуждения на
электростанциях и подстанциях /Под ред. Э. С.
Мусаэляна. М.: Энергия, 1974. 344 с.
563.	Справочник по специальным работам. На-
ладка, регулировка и эксплуатация систем промы-
шленной вентиляции /Под ред. С. Я. Эрлихмана.
М.: Госстройиздат, 1962. 555 с.
564.	Справочник по специальным работам.
Производство электромонтажных работ /Под ред.
А. И. Зевакина. М.: Стройиздат, 1974. 352 с.
565.	Справочник строителя кабельных соору-
жений связи. 2-е изд., доп. и перераб. М.: Связь,
1977. 672 с.
8.	Прочие
566.	Бурдун Г. Д. Справочник по Междуна-
родной системе единиц. 2-е изд., доп. М.: Изд-во
стандартов, 1977. 232 с.
567.	Вудсон У., Коновер Д. Справочник по ин-
женерной психологии для инженеров и художни-
ков-конструкторов: Пер. с англ./Пер. А. М. Пашу-
тин; Под ред. В. Ф. Венда. М.: Мир, 1968. 518 с.
568.	Красько И. Е. и Москаленко И. М.
Справочник по договорной и претензионной рабо-
те на предприятиях. 2-е изд., перераб. Харьков:
Прапор, 1977. 118 с.
569.	Орлов П. И. Основы конструирования:
Справочно-методическое пособие. В 3-х книгах. 2-е
изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1977, кн.
1-623 с.; кн. 2-574 с.; кн. 3-360 с.
570.	Справочник по надежности: В 3-х томах/-
Пер. с англ. М.: Мир, 1969, т. 1 -339 с.; 1970, т.
2-304 с.; т. 3-376 с.
571.	Справочник по охране труда: В 4-х то-
мах/Под общ. ред. Л. П. Шарикова. Л.: Судострое-
ние, 1973, т. 1 -552 с.; 1974, т. 2-582 с.; т. 3-535
с.; 1975, т. 4-551 с.
572.	Справочник по охране труда и технике
безопасности в химической промышленности. М.:
Химия, 1974. 584 с.
573.	Справочник по пожарной безопасности
и противопожарной защите на предприятиях хими-
ческой, нефтеперерабатывающей и нефтехимиче-
ской промышленности. М.: Химия, 1975. 456 с.
574.	Справочник по сметному делу в строи-
тельстве (в нормах и ценах 1969 г.): В 2-х томах.
4-е изд., доп. и перераб. М.: Стройиздат, 1977, т.
1 -384 с.; т. 2-351 с.
575.	Справочник юрисконсульта (Законода-
тельные акты). Минск: Беларусь, 1973. 304 с.
576.	Федоренко В. А. и Шошин А. И. Справоч-
ник по машиностроительному черчению. 12-е изд.,
доп. и перераб./Под ред. Н. С. Меньшикова. Л.:
Машиностроение, 1975. 336 с.
СТАНДАРТЫ
1. ГОСТы
П. Измерительные приборы, средства автоматиза-
ции и вычислительной техники
ПОО. Термины и обозначения
601.	ГОСТ 16263-70
602.	ГОСТ 17194-76*
603.	ГОСТ 19675-74
ПО1. Техническая документация и общие техниче-
ские требования
604.	ГОСТ 9895-78
605.	ГОСТ 13053-76
606.	ГОСТ 13216-74
607.	ГОСТ 13418-79
608.	ГОСТ 20699-75
609.	ГОСТ 22315-77
610.	ГОСТ 22316-77
611.	ГОСТ 22317-77
612.	ГОСТ 22520-77
613.	ГОСТ 22521-77
ПО4. Детали и узлы общего применения в прибо-
ростроении
614.	ГОСТ 3244-68
П2. Приборы для измерения температуры
615.	ГОСТ 6651-78
616.	ГОСТ 3044-77
ПЗ. Приборы для электрических и ^магнитных
измерений
617.	ГОСТ 20798-75
П7. Регулирование, автоматика и телемеханика
618.	ГОСТ 16521 -74
619.	ГОСТ 12814-74
620.	ГОСТ 20999-78
621.	ГОСТ 21021-80
П8. Средства вычислительной техники и автомати-
зированные системы управления
622.	ГОСТ 21552-76
623.	ГОСТ 8853-73
624.	ГОСТ 13052-74
625.	ГОСТ 15029-69
626.	ГОСТ 19767-74
627.	ГОСТ 19768-74
628.	ГОСТ 19769-74
629.	ГОСТ 20852-75
630.	ГОСТ 20855-75
631.	ГОСТ 21551-76
632.	ГОСТ 22558-77
633.	ГОСТ 22731 -77
634.	ГОСТ 16084-75
635.	ГОСТ 17195-76
636.	ГОСТ 19359 — 74
514
637.	ГОСТ 20912-75
638.	ГОСТ 20913-75
639.	ГОСТ 20914-80
640.	ГОСТ 21705-76
641 ГОСТ 20397-74
642.	ГОСТ 23056-78
643.	ГОСТ 23057-78
644.	ГОСТ 20687-75
645.	ГОСТ 23252-78
646.	ГОСТ 24836-81
П9 Электронные измерительные приборы
и устройства
647.	ГОСТ 15094-69
Т. Общетехнические и организационно-методиче-
ские стандарты
ТО. Общетехнические и метрологические термины,
обозначения и величины
648.	ГОСТ 6.10.2-75
649.	ГОСТ 12.0.002-80
650.	ГОСТ 13377-75
651.	ГОСТ 15467-79
652.	ГОСТ 17369-78
653.	ГОСТ 19605-74
654.	ГОСТ 21033-75
655.	ГОСТ 21034-75
656.	ГОСТ 21035-75
657.	ГОСТ 21036-75
658.	ГОСТ 23004-78
659.	ГОСТ 22487-77
660.	ГОСТ 21878-76
661.	ГОСТ 22954-78
662.	ГОСТ 23004-78
ТЗ. Физика и механика
663.	ГОСТ 20445-75
Т52. Система проектно-конструкторской докумен-
тации
664.	ГОСТ 2.001-70
665.	ГОСТ 2.002-72
666.	ГОСТ 2.003-77
667.	ГОСТ 2.031-77
668.	ГОСТ 2.032-77
669.	ГОСТ 2.033-77
670.	ГОСТ 2.034-77
671.	ГОСТ 2.101-68
672.	ГОСТ 2.102-68
673.	ГОСТ 2.103-68
674.	ГОСТ 2.104-68
675.	ГОСТ 2.105-79
676.	ГОСТ 2.106-68
677.	ГОСТ 2.109-73
678.	ГОСТ 2.110-68
679.	ГОСТ 2.111-68
680.	ГОСТ 24.001-78
681.	ГОСТ 24.101-80
682.	ГОСТ 24.102-80
683.	ГОСТ 24.201-79
684.	ГОСТ 24.202-80
685.	ГОСТ 24.203-80
686.	ГОСТ 24.204-80
687.	ГОСТ 24.205-80
688.	ГОСТ 24.206-80
689.	ГОСТ 24.207-80
690.	ГОСТ 24.208-80
691.	ГОСТ 24.209-80
692.	ГОСТ 24.301-80
693.	ГОСТ 24.302-80
694.	ГОСТ 24.303-80
695.	ГОСТ 24.401-80
696.	ГОСТ 24.402-80
Т53. Система технологической документации
697.	ГОСТ 3.1001-81
698.	ГОСТ 14.402-76
699.	ГОСТ 14.417-81
700.	ГОСТ 14.413-80
701.	ГОСТ 14.414-79
Т54. Система планово-экономической, учетной, ста-
тистической, товаросопроводительной и других ви-
дов документации
702.	ГОСТ 6.10.1-80
703.	ГОСТ 6.13.1-75
704.	ГОСТ 6.13.2-75
705.	ГОСТ 6.15.1-75
706.	ГОСТ 6.16.1-75
707.	ГОСТ 6.16.2-75
708.	ГОСТ 6.17.1-75
709.	ГОСТ 6.38-72
710.	ГОСТ 6.39-72
Т55. Система административно-управленческой до-
кументации, документооборота, организация ар-
хивного дела
711.	ГОСТ 19.001-77
712.	ГОСТ 19.002-80
713.	ГОСТ 19.003-80
714.	ГОСТ 24525.2-80
715.	ГОСТ 19.101-77
716.	ГОСТ 19.102-77
717.	ГОСТ 19.103-77
718.	ГОСТ 19.104-78
719.	ГОСТ 19.105-78
720.	ГОСТ 19.106-78
721.	ГОСТ 19.201-78
722.	ГОСТ 19.202-78
723.	ГОСТ 19.301-79
724.	ГОСТ 19.401-78
725.	ГОСТ 19.402-78
726.	ГОСТ 19.403-79
727.	ГОСТ 19.404-79
728.	ГОСТ 19.501-78
729.	ГОСТ 19.502-78
730.	ГОСТ 19.503-79
731.	ГОСТ 19.504-79
732.	ГОСТ 19.505-79
733.	ГОСТ 19.506-79
734.	ГОСТ 19.507-79
735.	ГОСТ 19.508-79
736.	ГОСТ 19.601-78
737.	ГОСТ 19.602-78
738.	ГОСТ 19.603-78
739.	ГОСТ 19.604-78
Т58. Система стандартов в области охраны при-
роды и улучшения использования природных
ресурсов, безопасности труда, научной органи-
зации труда
740.	ГОСТ 12.0.001—74
741.	ГОСТ 12.0.003-74
742.	ГОСТ 12.1.003-76
743.	ГОСТ 12.1.004-76
515
744.	ГОСТ 12.1.005-76
745.	ГОСТ 12.1.007-76
746.	ГОСТ 12.3.002-75
747.	ГОСТ 20921-75
748.	ГОСТ 21480-76
749.	ГОСТ 21829-76
750.	ГОСТ 21752-76
751.	ГОСТ 21753-76
752.	ГОСТ 21837-76
753.	ГОСТ 21889-76
754.	ГОСТ 21958-76
755.	ГОСТ 21786-76
756.	ГОСТ 22269-76
757.	ГОСТ 22613-77
758.	ГОСТ 22614-77
759.	ГОСТ 22615-77
760.	ГОСТ 22902-78
761.	ГОСТ 22973-78
762.	ГОСТ 23000-78
763.	ГОСТ 23144-78
Т59. Общие методы и средства контроля и испыта-
ния продукции. Методы статистического контроля
качества, надежности, долговечности
764.	ГОСТ 16.304-74
765.	ГОСТ 16.305-74
766.	ГОСТ 16.306-74
767.	ГОСТ 16.307-74
768.	ГОСТ 16.308-75
769.	ГОСТ 16.309-75
770.	ГОСТ 23853-79
771.	ГОСТ 15893-77
772.	ГОСТ 16490-70
773.	ГОСТ 16493-70
774.	ГОСТ 16498-70
775.	ГОСТ 17331-71
776.	ГОСТ 17572-72
777.	ГОСТ 18049-72
778.	ГОСТ 18242-72
779.	ГОСТ 18321-73
780.	ГОСТ 18353-79
781.	ГОСТ 18442-80
782.	ГОСТ 20417-75
783.	ГОСТ 20427-75
784.	ГОСТ 20736-75
785.	ГОСТ 21104-75
786.	ГОСТ 21105-75
787.	ГОСТ 24660-81
788.	ГОСТ 21397-75
789.	ГОСТ 21406-75
790.	ГОСТ 22013-76
791.	ГОСТ 22014-76
792.	ГОСТ 22015-76
793.	ГОСТ 22248-76
794.	ГОСТ 22955-78
Т7. СреДства механизации и автоматизации упра-
вленческого и инженерно-технического труда
(оргтехника)
795.	ГОСТ 11476-79Е
796.	ГОСТ 6431-75
797.	ГОСТ 8274-78
798.	ГОСТ 8854-75
799.	ГОСТ 9372 — 80
800.	ГОСТ 14653-80
801.	ГОСТ 13.001-73
516
802.	ГОСТ 15099-80Е
803.	ГОСТ 14290-80
804.	ГОСТ 14291-77
805.	ГОСТ 14654-69
806.	ГОСТ 14655-69
807.	ГОСТ 14652-80
808.	ГОСТ 22381-77
809.	ГОСТ 5161-72Е
810.	ГОСТ 18248-72Е
811.	ГОСТ 22219-76
Т8. Государственная система обеспечения единства
измерений
812.	ГОСТ 8.001-80
813.	ГОСТ 8.002-71
Э. Электронная техника, радиоэлектроника и связь
ЭОО. Термины и обозначения
814.	ГОСТ 11076-69
815.	ГОСТ 23633-79
816.	ГОСТ 13699-80
817.	ГОСТ 15133-77
818.	ГОСТ 15971-74
819.	ГОСТ 16408-80
820.	ГОСТ 16465-70
821.	ГОСТ 17204-71
822.	ГОСТ 17657-79
823.	ГОСТ 17791-72
824.	ГОСТ 18341-73
825.	ГОСТ 19472-80
826.	ГОСТ 19542 — 74
827.	ГОСТ 19781-74
828.	ГОСТ 19852-74
829.	ГОСТ 20837-75
830.	ГОСТ 20886-75
831.	ГОСТ 22348-77
832.	ГОСТ 22515-77
833.	ГОСТ 22562-77
834.	ГОСТ 24214-80
835.	ГОСТ 24402-80
836.	ГОСТ 23335-78
837.	ГОСТ 23336-78
Э4. Аппаратура записи и воспроизведения инфор-
мации
838.	ГОСТ 22177-76
839.	ГОСТ 12107-74
840.	ГОСТ 23415-79
841.	ГОСТ 14907-78
842.	ГОСТ 20958-80
843.	ГОСТ 22344-77
844.	ГОСТ 18631-73
845.	ГОСТ 6198-75
846.	ГОСТ 8303-76
847.	ГОСТ 8304-77
848.	ГОСТ 8912-76
849.	ГОСТ 10860-68
850.	ГОСТ 12065-74
851.	ГОСТ 12413-79
852.	ГОСТ 13499-78
Э6. Машины электронные вычислительные,
устройства и приборы к ним
853.	ГОСТ 16325-76
854.	ГОСТ 14971-76
855.	ГОСТ 15816-79Е
856.	ГОСТ 5.767-71
857. ГОСТ 14127-69 858. ГОСТ 14128-73
859. ГОСТ 14288-69
860. ГОСТ 14289-69
861. ГОСТ 15100-77
862. ГОСТ 19098-79
863. ГОСТ 21460-76
864. ГОСТ 21461-76
865. ГОСТ 21723-76
866. ГОСТ 21776-76
867. ГОСТ 14129-69
868. ГОСТ 19770-78
869. ГОСТ 20732-75
870. ГОСТ 14287-69
871. ГОСТ 20446-75
2. ОСТы
880.	ОСТ 4ГО.071.032. Автоматизированная
система управления предприятием (АСУП). Разра-
ботка, состав и содержание проекта комплекса тех-
нических средств.
881.	ОСТ 4ГО.091.042. Автоматизированные
системы управления технологическими процесса-
ми. Основные положения. — Введ. с 1.01.75 г.
882.	ОСТ 4Г0.093.000. Системы автоматизи-
рованные управления технологическими процесса-
ми. Общие технические требования (ред.
1—75).— Введ. 1.07.76 на срок до 1.07.81.
883.	ОСТ 4 071.003 — 78. Автоматизированные
системы управления. Информационное обеспече-
ние. Делопроизводство. Правила подготовки
и передачи документов в автоматизированный ар-
хив.— Введ. с 1.07.80.
884.	ОСТ 4 071.007-79. Автоматизированные
системы управления. Отраслевой фонд алгоритмов
и программ. Порядок проведения приемо-сда-
точных испытаний программного обеспечения.
Введ. с 1.07.80.
885.	ОСТ 4 071.008 — 78. Автоматизированные
системы управления. Отраслевой фонд «алгоритмов
и программ. Правила оформления и порядок пред-
ставления материалов. — Введ. с 01. 07.79.
886.	ОСТ 4 071.010. Автоматизированные си-
стемы управления. Техническое обеспечение. Ком-
плекс технических средств. Требования к помеще-
ниям (ред. 1-77).-Введ. 01.07.78.
887.	ОСТ 4 071.011—78. Автоматизированные
системы управления. Техническое обеспечение.
Комплекс технических средств. Правила разработ-
ки проектно-сметной документации. — Введ.
01.07.79.
888.	ОСТ 4 071.012. Автоматизированные си-
стемы управления. Создание систем. Системный
анализ объектов. Основные положения (ред.
1-77).- Введ. 01.01.79.
889.	ОСТ 4 071.015. Автоматизированные си-
стемы управления. Создание систем. Техническое
задание. Состав и содержание (ред. 1—77).— Введ.
01.01.79 на срок до 01.01.82.
890.	ОСТ 4 071.018-78. Автоматизированные
системы управления. Создание систем. Система
технологической документации. Общесистемные
документы. Правила выполнения документов.
891.	ОСТ 4 071.020 — 78. Автоматизированные
системы управления. Создание систем. Система
технической документации. Документы по инфор-
мационному обеспечению: Правила выпол-
нения.
892.	ОСТ 4 071.022 — 79. Автоматизированные
системы управления. Информационное обеспече-
ние. Нормативно-справочные документы. Общие
положения. Введ. 1.07.80.
893.	ОСТ 4 071.026 — 78. Автоматизированные
системы управления. Создание систем. Обработка
данных. Система технологической документации.
Общие положения.
894.	ОСТ 4 091.078 — 78. Автоматизированные
системы управления. Информационное обеспече-
ние. Система классификации и кодирования.
Структуры кодов.— Введ. 01.07.79.
895.	ОСТ 6 20.5Б0.071.000 —78. Автоматизиро-
ванные системы управления технологическими
процессами. Организация и оформление работ.
896.	ОСТ И 052.010-74. Единая отраслевая
система датчиков. Методика унификации датчиков
для АСУ ТП. - Введ. 01.09.75.
897.	ОСТ И 091.325-77. Автоматизированная
система управления предприятием. Техническая до-
кументация. Требования к составу и содержанию.
898.	ОСТ 17 801 -79. Автоматизированные си-
стемы управления (АСУ). Документация техниче-
ская. Порядок разработки и согласования.
899.	'ОСТ 25 12-70. ГСП. Агрегатная система
средств вычислительной техники. Общие техниче-
ские требования.
900.	ОСТ 25 31 -70. Мнемосимволы для дис-
петчерских щитов систем и устройств автоматиза-
ции технологических процессов. Типы, основные
размеры. Технические требования. — Введ. 01.01.72.
901.	ОСТ 25 113 — 75. Автоматизированные си-
стемы управления. Техническая документация.
Виды, комплектность, содержание. — Взамен ОСТ
25 113-72.
902.	ОСТ 25 249 — 74. Автоматизированные си-
стемы управления. Обозначение технических доку-
ментов.
903.	ОСТ 25 323 — 73. ГСП. Комплекс техниче-
ских средств для локальных информационно-упра-
вляющих систем. Общие технические требования:
Взамен ОСТ 25 13-70.-Введ. 20.11.74.
904.	ОСТ 25 456 — 74. Автоматизированные си-
стемы управления технологическими процессами.
Типовая программа работ по обеспечению надеж-
ности.
905.	ОСТ 25 487-74. Автоматизированные си-
стемы управления технологическими процессами.
Классификация. — Введ. 01.10.75.
906.	ОСТ 25 515 — 74. Автоматизированные си-
стемы управления технологическими процессами.
Методика учета надежности при определении эко-
номической эффективности. — Введ. до 01.01.80.
907.	ОСТ 25 531 —75. Техническая документа-
ция по автоматизированным системам управления.
Общие требования к оформлению. — Введ. до
01.01.81.
908.	ОСТ 25 613 — 76. Агрегатный комплекс
средств оргтехники (АСОТ). Общие технические
требования. — Введ. до 01.01.82.
909.	ОСТ 25 699-76. Автоматизированные си-
стемы управления предприятиями. Персонал. Дол-
жностные инструкции специалистов вычислитель-
ного центра системы.
517
910.	OCT 25 704 — 76. Автоматизированные си-
стемы управления. Система пакетов прикладных
программ. Программная документация. Виды,
комплектность и содержание. Взамен ОСТ 25
231-74.
911.	ОСТ 25 705 — 76. Средства механизации
поиска документов. Термины и определения.—
Введ. 01.01.78.
912.	ОСТ 25 721 —76. ГСП. Агрегатная система
средств вычислительной техники на основе ми-
кроэлектронных схем (АСВТ — М). Интерфейс 2К.
Структура и состав. Параметры, схемы и конструк-
ции электрических связей. — Введ. 01.07.77 на срок
до 01.07.82.
913.	ОСТ 25 763 — 77. Отраслевой фонд алго-
ритмов и программ АСУ ТП. Ведение фонда. Ос-
новные положения. — Введ. 01.01.78 на срок до
01.01.83.
914.	ОСТ 25.776 — 77. Автоматизированные си-
стемы управления. Программное обеспечение. Об-
щие требования к системе пакетов прикладных
программ. — Введ. 30.03.78 на срок до 30.07.83.
915.	ОСТ 25 874 — 79. Автоматизированные си-
стемы управления технологическими процессами.
Приемо-сдаточные испытания. Порядок подго-
товки. Требования к содержанию программ.
916.	ОСТ 36 13 — 76. Щиты и пульты систем
автоматизации технологических процессов. Общие
технические условия. — Введ. с 1.01.80 г.
917.	ОСТ 36 27 — 77. Приборы и средства авто-
матизации. Обозначения условные в схемах авто-
матизации технологических процессов. — Введ. до
01.01.83.
918.	ОСТ 51 36 — 74. Щиты и пульты автомати-
зации производственных процессов. Шкафы, пане-
ли и корпуса. Конструкции, размеры и технические
требования: (Ограничение ГОСТ 3244 — 68).
919.	ОСТ 54 60001—78. Документация техни-
ческая по автоматизированным системам управле-
ния. Общие требования по оформлению.
920.	ОСТ 102 48 — 78. Автоматизированные си-
стемы управления технологическими процессами.
Техническое задание.
921.	ОСТ 108.001.106-78.
ванные системы управления
(АСУП). Техническое задание.
922.	ОСТ 108.001.107-78.
ванные сис гемы управления
(АСУП). Технический проект.
Автоматизиро-
предприятиями
Автоматиэиро-
предприятиями
OCT 108.С01.108-78.
системы управления
Рабочий проект.
ОСТ 108.001.109-78.
системы управления
923.
ванные
(АСУП)
924.
ванные
(АСУП).
925.
системы
Автоматизиро-
предприятиями
Автоматизиро-
предприятиями
Ввод АСУП в эксплуатацию.
РСТ ЭССР 371 — 77. Автоматизированные
управления. Основные положения. Тер-
мины и определения. — Введ. 01.01.77.
3. стп
930.	СТП 074 — 77. Автоматизированные си-
стемы управления технологическими процессами
(АСУ ТП). Проектная документация. Содержание
и методика оформления технических проектов.
Одесса: ВПКНИИ «Пищепромавтоматика». 1977.
56 с.
931.	СТП 080 — 77. Автоматизированные си-
стемы управления технологическими процессами
(АСУ ТП). Проектная документация. Содержание
и методика оформления пояснительной записки
к техническому проекту. Одесса: ВПКНИИ «Пи-
щепромавтоматика» 1977. 22 с.
932.	СТП 081-78. Щиты и пульты систем авто-
матизации технологических процессов. Технические
условия. Одесса: ВПКНИИ «Пищепромавтомати-
ка». 1,978.
933.	СТП 2Д-21-75. Методика оценки загрузки
и объема памяти ВК М-6000 на стадии проекти-
рования АСУ ТП. М.: ЦНИИКА. 1976. 22 с.
934.	СТП 4 П-11-74. Принципиальные электри-
ческие схемы питания для АСУ ТП. Содержание
и методика оформления. Союзпромавтоматика.
М.: ЦПКБ, 1974. 47 с.
935.	СТП 4П-15-75. Основные положения по
проектированию помещений для УВК М-6000
АСВТ-М. Союзпромавтоматика. М.: ЦПКБ. 1975.
16 с.
936.	СТП 36 УССР 1.4 — 78. Проектная доку-
ментация. Состав, содержание и комплектование
проектов автоматизации технологических процес-
сов. Харьков: УГПИ «Тяжпромавтоматика». 1978.
41 с.
937.	СТП 36.УССР 1.5-80. Проектная доку-
ментация. Состав, содержание и комплектование
проектов АСУ ТП. Харьков: УГПИ «Тяжпромав-
томатика, 1980. 55 с.
РУКОВОДЯЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ
МАТЕРИАЛЫ
950.	А05-102/75. Техническое задание на созда-
ние автоматизированных систем управления техно-
логическими процессами (АСУ ТП). Содержание,
методика оформления, порядок согласования
и утверждения. Одесса: ВНП О «Пищепромавтома-
тика», 1976. 38 с.
951.	А05-103/77. Методические указания по
оценке показателей и повышению надежности
АСУ ТП в процессе разработки технического про-
екта. Одесса: ВНПО «Пищепромавтоматика»,
1977. И с.
952.	А05-112/75. Проектная документация ав-
томатизированных систем управления технологи-
ческими процессами. Содержание и методика вы-
полнения. Вып. 1. Одесса: ВНПО «Пищепромавто-
матика», 1976. 42 с.
953.	Временная методика определения научно-
технического уровня автоматизированных систем
управления производственными объединениями
(комбинатами) и предприятиями (НТУ АСУП). 2-е
изд. М.: Экономика, 1977. 23 с.
954.	Временные указания по проектированию
систем автоматизации технологических процессов:
ВСН 281-75/Минприбор. М.: 1975. 55 с.
955.	Временный ценник на разработку проек-
тов АСУП: Изд. официальное. М.: Мин-во мон-
тажных и специальных строительных работ СССР,
1976. 9 с.
956.	Временный ценник на разработку проек-
тов АСУ ТП: Изд. официальное. М.: Мин-во мон-
тажных и специальных строительных работ СССР,
1978. 20 с.
518
957.	ДР06097-78. Руководящий материал. Ав-
томатизированные системы управления технологи-
ческими процессами (АСУ ТП). Комплектование
документов. Днепропетровск: УГПИ «Металлур-
гавтоматика», 1978. И с.
958.	Естественное и искусственное освещение.
Нормы проектирования: СНиП П-4-79. М.: Строй-
издат, 1979. 48 с.
959.	Инструкция по проектированию зданий
и помещений для электронно-вычислительных ма-
шин: СН 512 — 78. М.: Стройиздат, 1979. 22 с.
960.	Инструкция по разработке проектов
и смет для промышленного строительства: СН
202-81 *. Взамен СН 202-76. М.: Стройиздат,
1981.72 с.
961.	Инструкция по разработке проектов про-
изводства работ на монтаж приборов и средств ав-
томатизации в условиях треста «Промэнергоавто-
матика»: Г269. 1-я ред. Днепропетровск: УГПИ
«Металлургавтоматика», 1976. 59 с.
962.	Инструкция по проектированию связи на
промышленных предприятиях: ВСН-348-75 Мин-
монтажспецстрой СССР. М.: ЦБНТИ, 1975. 28 с.
963.	Методические указания к разработке госу-
дарственных планов развития народного хозяйства
СССР. М.: Экономика, 1977. 792 с.
964.	НТО-78-110-161. Разработка рекоменда-
ций по применению и развитию средств СМ ЭВМ
в АСУ ТП непрерывными процессами. М.: ЦНИИ-
КА, 1978, 94 с.
965.	НТО-78-110-56. Типовые решения по тех-
ническому обеспечению УВК для АСУ ТП на базе
средств СМ ЭВМ. М.: ЦНИИКА, 1978. 166 с.
966.	Общеотраслевые руководящие методиче-
ские материалы по созданию АСУ ТП: Практиче-
ское руководство. М.: Финансы и статистика, 1982.
967.	Общеотраслевые руководящие методиче-
ские материалы по созданию автоматизированных
систем управления предприятиями и производ-
ственными объединениями (АСУП). М.: Статисти-
ка, 1977. 264 с.
968.	Отопление, вентиляция и кондиционирова-
ние воздуха: СНиП П-33-75, М.: Стройиздат, 1976.
НО с.
969.	Правила устройства и безопасной экс-
плуатации грузоподъемных кранов. М.: Металлур-
гия, 1979. 176 с.
970.	Правила устройства электроустановок.
М.: Энергия, 1969. (см. также Приложения). 455 с.
971.	Проект методики нормирования количе-
ственных показателей надежности АСУ ТП в ос-
новных отраслях промышленности. Киев: Ин-т ав-
томатики, 1977. 84 с.
972.	РМ4-59-78. Системы автоматизации тех-
нологических процессов. Оформление и комплек-
тование документации проектов. М.: ГПИ «Про-
ектмонтажавтоматика», 1978. 76 с.
973.	РМ4-107-77. Щиты и пульты систем авто-
матизации технологических процессов. Требования
к выполнению технической документации, предъя-
вляемой заводу-изготовителю. М.: ГПИ «Проект -
монтажавтоматика», 1977. 114 с.
974.	РТМ 08039088. Рекомендации по приме-
нению в общепромышленных АСУ ТП комплекса
электрических средств ГСП в микроэлектронном
исполнении (АКЭСР). М.: НИИтеплоприбор, 1976.
97 с.
975.	РТМ 25-99-78. Руководящий технический
материал. Автоматизированные системы управле-
ния технологическими процессами промышленных
предприятий, строящихся за границей при техниче-
ском содействии СССР. Состав, содержание
и оформление проектной документации. М.:
ЦПКБ, 1978. 111 с.
976.	РТМ 25-147-74. Автоматизированные си-
стемы управления технологическими процессами.
Надежность. Общие технические требования. М.:
ЦНИИКА, 1974. 13 с.
977.	РТМ 25-164-74. Автоматизированные си-
стемы управления технологическими процессами.
Оценка надежности и эффективности методами
статистического моделирования на ЭЦВМ. М.:
Минприбор СССР, 1974. 100 с.
978.	РТМ 25-180-75. Автоматизированные си-
стемы управления технологическими процессами.
Функциональные схемы автоматизации. М.:
ЦНИИКА, 1975. 24 с.
979.	РТМ 25.207-75. Технико-экономическое
обоснование автоматизированных систем управле-
ния технологическими процессами (АСУ ТП). М.:
ЦНИИКА, 1975. 81 с.
980.	РТМ 25.208-75. Пояснительная записка
к проекту автоматизированной системы управле-
ния технологическими процессами. Содержание
и методика оформления. Л.: ГПИ «Проектавтома-
тика», 1976. 42 с.
981.	РТМ 25-240-76. Автоматизированные си-
стемы управления технологическими процессами.
Структурные схемы управления и контроля. Мето-
дика оформления. Л.: ГПИ «Проектавтоматика»,
1976. 15 с.
982.	РТМ 25-298-78. Автоматизированные си-
стемы управления технологическими процессами.
Задание генпроектировщику на проектирование
в смежных частях проекта объекта автоматизации:
В 4 частях. Л.: ГПИ «Проектавтоматика», 1978, ч.
1 25 с, ч. 2 30 с., ч. 3 39 с., ч. 4 11 с.
983.	РТМ 2873. Руководящий технический ма-
териал по проектированию автоматизированных
систем управления промышленными предприятия-
ми: 11 тем. Киев: Отделение УГПИ «Тяжпромав-
томатика», 1969. Тема 3 25 с.
984.	Руководящий технический материал. Ав-
томатизированные системы управления. Методика
проектирования комплексов технических средств:
В 8-и частях. Изд. официальное. ЦНИИТУ.
1976 ч. 1-91 с.; ч. 2- 136 с.; ч. 3- 140 с.; ч. 4-
167 с.; ч. 5—119 с.; ч. 6 — 70 с.; ч. 7 — 89 с.;
ч. 8 - 276 с.
985.	Санитарные нормы проектирования про-
мышленных предприятий: СН 245-71. М.: Изд-во
лит. по строительству, 1972. 96 с.
986.	Техника безопасности в строительстве:
СНиП III-4-80. М.: Стройиздат, 1980. 255 с.
987.	Типовое техническое задание на разработ-
ку вычислительного центра коллективного пользо-
вания: Руководящий технический материал. М.:
ВНИИпроблем организации и управления, 1977.17 с.
519
АЛФАВИТНО-ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Автоматизация:
производственного процесса 38
управления 39 — 45
— производственным процессом 38, 39
Автоматизированная система управления 38
Автоматическая система управления 39 — 43
Автоматические регуляторы 312 — 316
Авторский надзор 456 — 457
Алгоритм:
анализа ситуаций 230
моделирующий 201
обнаружения событий 228 — 229
подготовки рекомендаций 231
принятия решений 231 —232
Алгоритмизация 227
Алфавит 116, 136, 227
—	световой 140
—	цветовой 141
Анализ источников экономической эффективности
76-79
Аппаратные 377 — 378
Аппаратура для систем:
комплексных 349
локальных 344
централизованных 348
АСУ ТП:
направление действий 76
обоснование разработки 420 — 422
оперативный персонал 159
организационное обеспечение 160, 166
особенности 56
правила эксплуатации 451—454, 459
стоимость проектирования 76
Базовая операционная система 259 — 262
Безопасность труда 356 — 361
Безотказность 87
Библиотеки прикладных программ 234
Блага материальные 7
Вероятность события 169, 173, 174
Виды исследований 424
Внедрение АСУ ТП 455
Временные характеристики объекта 204
Время в АСУ ТП 125-126
— производства 8
Вспомогательное оборудование 337, 486
Вторичная переработка 12
Вторичные приборы 304 — 312
Вычислители 287, 327 — 336, 482 — 486
Датчики 297 — 301, 465 — 466
ДекЬмпозиция:
систем управления 45, 48 — 50
управляющей системы 45, 48 — 50
экономических основ 69
520
Динамические звенья 213
Дисковая операционная система (ДОС) 262 — 267
Дисперсия 176—177
Диспетчерская служба 361 —374
Документирование в АСУ ТП 122—123
Документы в АСУ ТП 122, 462
—	проекта 491 —496
—	для внедрения АСУ ТП 262 — 264, 492 — 497
Доход 67
Драйвер 234
Единицы измерения 119
Заказчик, права и обязанности 411—413
Затраты на создание 82
—	капитальные 67, 82 — 83
—	эксплуатационные 67, 82
Иерархические АСУ ТП 63
Иерархичность управления 24, 25
Иерархия, уровни 49, 58, 63 — 65
Интерфейс операторский 137
-	ЭВМ 157-159
Информационная система 126—127
Информационное обеспечение управления качест-
вом продукции 134
Информационно-поисковая система 132—133
Информационные потребности 129—133
Информация:
выполняемые с ней работы 120—122
единицы измерения 119—120
защита 159
количество 115
научно-техническая 127 — 133
поток 123 — 125
потребители 127—136
своевременность 117
терминология 115—117
экономичность 73
Исполнительные механизмы 314, 316 — 317
Исследование операций 61
Источники экономической эффективности 76 — 79,
80-82
Исходные данные:
для проектирования 418 — 420
сбор 417-420
Капитальные вложения 67
Качество продукции 134—135
— управления 23, 40
Квантование 121
Классификация:
АСУ ТП 52-55
каналов передачи 124—125
математических методов 170—173
методов измерения 270 — 271
моделей 195 — 197
отраслей производства 9—13
параметров 33 — 35
помех 98
сигналов 137 — 138
систем управления 343
событий 169
структурных составляющих 288 — 289
технических систем 293 — 294
-	средств 285-293, 298, 302, 303, 305, 313, 317,
318, 329
технологических процессов 16
функций управления 28, 29
Код 136-137, 144
Кодирование 137
—	зрительной информации 139 — 141
—	информации 122, 142
Коды:
АСУ ТП 116
для вывода данных 145 — 149
для сбора данных 145 — 149
используемые персоналом 138 — 142
магнитных лент 154
перфокарт 153—156
перфолент 152—153
типов производств 14—15
устройств ввода-вывода 152, 156, 157
ЭВМ 149-157
экономической информации 142—145
Комплексные системы 343, 349 — 351
•Комплексы технических средств 296 — 297, 342 — 351
Широкого назначения 293, 343
Контроль автоматический 269 — 284
— качества продукции 498, 499
Координация 63
Корреляция 178—181
Кривые разгона 219, 220
Критерий подобия 194
Локальные системы см. местные системы
Математическая статистика 175 — 182
Математические методы:
исследования производства 170
классификация 170 — 173
Математическое обеспечение 50
—	ожидание 175
—	программирование 182—188
Машины централизованного контроля 348
Местные системы 343, 344—347
Методика расчета экономии 83 — 86
Методы:
измерения 270 — 271
изучения деятельности человека 399
исследования 426—431
математические 169
описания объекта 170
оптимизации 170, 171, 182—186
разработки моделей 200 — 218
управления 23, 31
Механизация 38
Мнемокод 237 — 248
Модели:
аппаратов периодического действия 219
динамические 203 — 209
организационно-экономические 224 — 227
статические 201—203
цехов и производств 222-224
форма представления 194
—	— графическая 211—219
—	— математическая 201—210
Модуляция 116, 122
Монтаж 451—455
Надежность :
АСУ ТП 87-103
методы обеспечения 93 — 97
элементов АСУ ТП 92 — 93
Научно-исследовательские работы 424 — 437
Нелинейные системы 284, 285
Нормативный коэффициент экономической эф-
фективности 67, 103
Носители информации машинные 340 — 342
Обеспечение:
виды 50 — 51
информационное 50
математическое 50
организационное 50
программное 50
техническое 52
Обследование объекта 415 — 417
Обслуживание 16
Общая теория систем 59
Объекты автоматизации 269
Оператор:
математический 195, 227
человек 369 — 372
Операция:
с информацией 120—123
технологическая 16
управления 31, 32
Опытно-конструкторские работы 435 — 436
Организационная система 23 — 24
—	совместимость АСУ 160
—	структура АСУ ТП 159, 161, 367
—	— оценка 161 — 162
—	— предприятия 160
—	техника (оргатехника) 290 — 293
Организация работ:
планирование 404—405
по внедрению 455
по созданию АСУ ТП 404—413
экономичность 73 — 75
Орудия труда 7
Отрасли:
производства 9—13
промышленности 11
Ошибки регулирования 269
Пакет прикладных программ 234
Память машинная 325 — 327
Параметры технологических процессов 32 — 35
Первичная переработка 12
Персонал:
обслуживающий 352 — 356
обучение 355 — 356, 458
оперативный 369 — 372
расчет численности 353 — 354
условия работы 354 — 356
Планирование эксперимента 204 — 209
Погрешности измерений 271—273, 299
Подготовительные работы:
к переходу на АСУ ТП 458
к проектированию 414
521
Подсистемы 58
— типовые функциональные 48
Показатели:
научно-технического уровня 105
экономической эффективности 80 — 81
Помехи в АСУ ТП 98-102, 116
Помещения 375 — 386
Предметы потребления 8
предметы труда 7
Преобразователи:
входные (датчики) 297 — 301
выходные (вывод данных, управление) 303 — 304
промежуточные 301 —303
Принципы г-
автоматизации управления 43 — 48, 68 — 70
адаптивных систем с идентификатором (АСИ)
499-500
конструирования сложных систем 60
организации 43 — 45
управления 22
Прогнозирование взаимодействий 64
Программирование:
прикладное 234
системное 234
Программы прикладные 234
Проект АСУ ТП:
согласование и утверждение 449
состав 422—449
экономичность 76 — 80
Проектирование:
АСУ ТП 136
инженерно-психологическое 399 — 403
организация работ 438 — 440
подготовка 414—415
правовые основы 440
принципы автоматизации 438 — 439
Производство:
материальное 6 — 9
сложность 37
типы 13 — 15
фазы существования 29
Процесс:
виды 15,16
вспомогательные 16
обслуживающие 16
производственный 6
строительного производства 10, 13
технологический 15, 16
Пункт:
диспетчера 379, 382
оператора 379, 382
Рабочее место 372 — 375, 486
Рабочий период 8
Рабочий проект 446
Разработчик, права и обязанности 411, 413
Распределение случайных величин 177, 179, 180
Расчет экономической эффективности 460—461
Регулирование 22, 269 — 284
— автоматическое 269
Ремонтопригодность 87
Связь:
обратная 19
прямая 19
Сетевые графики 411
522
Сигналы:
импульсные 116
непрерывные 146-149
пневматические 149
частотные 147—148
Система:
автоматизированная 38
автоматического регулирования 269, 274 — 282
дискретная 270
замкнутая 58, 269
иерархическая 58
измерения 273
команд 237
организационная 23
открытая 58
сложная 58
создания АСУ ТП 406 — 411
управления 23, 24, 118
централизованная 294, 348
человек-машина 396 — 399
Системный анализ 61—63
—	подход 58 — 66
Системотехника 59
Смета:
на оборудование и монтаж 442, 447, 492
на проектирование 413 — 414
Совместимость организационная 160
Сообщение 116
Специализация 26
Средства:
вывода и управления 303 — 304, 470 — 471
передачи информации 317 — 325
производства 7
связи и сигнализации 318 — 320
телемеханики 351
труда 7
фиксации информации 325, 326, 481
языковые 258 — 259*
Срок окупаемости 67
Стандарты предприятия 514 — 518
Старение данных 117
Стимулирование персонала 167
Строительство 10, 13
Структура:
комплекса технических стредств 287 — 288
предприятия 160—161
производства 7, 8
технологического процесса 16
управления производством 367 — 369
—	технологическим процессом 41
Супервизор 235
Сферы народного хозяйства 11
Сырье 7
Теория вероятности 169—175
—	графов 211 —218
—	массового обслуживания 190—194
—	систем 59
Техника безопасности в АСУ ТП 357 — 361
—	— законодательные документы 356 — 360
Технико-экономические показатели 35 — 36
Техническая система управления 38
Технические задания:
на выполнение ОКР 436 — 437, 488 — 489
на проектирование АСУ ТП 422-424, 487-488
на разработку технических стредств 437 — 438
на смежные части проекта 490 — 491
на создание помещений 383 — 387
Технические средства:
структура 287 — 288
структурные составляющие 288 — 289
требования 294 — 296
экономичность 296
Технический проект 442 — 445
Технолог-оператор 159, 164
Технологические перерывы 8
Технологические процессы:
виды 15
вспомогательные 16
классификация 16
обслуживание 16
основные 16
особенности 21, 22
параметры 32 — 34
структура 17—18
управление 19 — 31, 364
Технология 8, 365 — 367
—	работы оперативного персонала 164
Технорабочий проект 448
Транслятор 235
Управление:
качество 23, 40
методы 19, 31
операции 31
основной цикл 21—23
особенности 21—22
программное 19
производством 19 — 31
сложность 37 — 38
стоимость 40, 41
технология 36, 360
цикл 21—23
Уровень автоматизации управления 15, 41, 42
- АСУ ТП 49
— научно-технический 104—112
— технико-экономический 112—114
Уровни иерархии 49, 58, 63 — 65
Услуга 7
Устойчивость системы 270, 282 — 283
Устройства обработки информации 327 — 336
Фазы производственного процесса 17—19
Файл 235 — 236
Фонды основные 7
ФОРТРАН 253-256
Функции:
АСУ ТП 51
переходные импульсные 197, 274 — 277
распределения 175
систем управления 364
управления 22, 28 — 30, 364
Характеристики:
автоматических регуляторов 313 — 316
вспомогательного оборудования 337 — 340
вторичных приборов 307 — 312, 471 —472
датчиков 299, 465—466
исполнительных механизмов 316, 472
машин централизованного контроля 348 — 349
преобразователей промежуточных 301—303
средств подачи информации 318 — 325
средств телемеханики 350 — 351
средств фиксации информации 325
человека 389 — 396
Ценность данных 116
Цикл производственный 8
—	управления 23, 40
Цифровая автоматика 285 — 287
ЭВМ 287, 327-336, 482-486
Экономический эффект АСУ ТП 67
Экономичность:
АСУ ТП 68, 73-76
математического обеспечения 74
организации 73
технических средств 74
Экономия 67
Этапы :
внедрения 449 — 450
предпроектных работ 432 — 433
проектирования 67
Эффект экономический годовой 67
Эффективность:
АСУ ТП 67, 70, 76
производства 70 — 72
Язык:
алгоритмический 227
Машино-ориентированный 227, 237 — 248
проблемно-ориентированный 227, 249, 253, 257
высокого уровня 253
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
Рекомендации по работе со справочником 4
Условные сокращения 5
ЧАСТЬ I
ПРОИЗВОДСТВО И УПРАВЛЕНИЕ
Глава I
Производство как объект автоматизации
1.	Основные понятия и определения 6
2.	Отрасли производства и их классифика-
ция 9
3.	Типы производств и их классификация 13
4.	Виды технологических процессов и их клас-
сификация 15
5.	Структура технологического процесса 16
6.	Фазы производственного процесса 17
Глава II
Управление технологическими процессами
1.	Основные определения 19
2.	Иерархия в управлении технологическими
процессами 24
3.	Технологические процессы и управление 25
4.	Функции управления производством и техноло-
гическим процессом 28
5.	Методы управления производством и техноло-
гическим процессом 31
6.	Основные операции управления технологиче-
ским процессом 31
7.	Параметры технологических процессов 32
8.	Технико-экономические показатели 35
9.	Технология управления 36
10.	Сложность управления 37
Глава III
Автоматизированное управление технологическими
процессами
1.	Основная терминология 38
2.	Понятие об автоматизации управления про-
изводством 39
3.	Основные принципы автоматизации управления
технологическим процессом 43
4.	Декомпозиция АСУ ТП 45
5.	Виды обеспечения АСУ ТП 50
6.	Классификация АСУ ТП 52
7.	Связи АСУ ТП с другими системами 52
8.	Особенности АСУ ТП 56
ЧАСТЬ 2
МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
АСУ ТП
Глава IV
Системный подход в АСУ ТП
1.	Основная терминология 58
2.	Сущность системного подхода 58
3.	Научные направления исследования и проек-
тирования систем 59
4.	Методология проектирования иерархических
АСУ ТП 63
5.	Пример использования системного подхода при
проектировании АСУ ТП 65
Глава V
Экономическая эффективность АСУ ТП
1.	Основная терминология 67
2.	Экономичность АСУ ТП 68
3.	Эффективность производства и АСУ ТП 70
4.	Экономичность элементов АСУ ТП 73
5.	Рекомендации по формированию экономиче-
ской эффективности АСУ ТП 76
6.	Экономичность проекта АСУ ТП 76
7.	Основные источники и показатели экономи-
ческой эффективности АСУ ТП 80
8.	Затраты на создание и эксплуатацию АСУ
ТП 82
9.	Методика расчета экономии от снижения себе-
стоимости продукции 83
Глава VI
Надежность АСУ ТП
1.	Основная терминология 87
2.	Понятие о надежности АСУ ТП 89
3.	Надежность элементов АСУ ТП 92
4.	Обеспечение надежности АСУ ТП 93
5.	Помехи в АСУ ТП 97
6.	Надежность и экономическая эффективность
АСУ ТП 101
7.	Показатели надежности технических
средств 103
Глава VII
Научно-технический и технико-экономический уров-
ни АСУ ТП
1.	Основные положения 104
524
2.	Методика определения научно-технического
уровня АСУ ТП 106
3.	Пример определения научно-технического уров-
ня АСУ ТП 112
4.	Технико-экономический уровень АСУ ТП 112
ЧАСТЬ 4
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСУ ТП
Глава XI
Математические методы в АСУ ТП
ЧАСТЬ 3
ИНФОРМАЦИОННОЕ И ОРГАНИЗАЦИОН-
НОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСУ ТП
Глава VIII
Информация в АСУ ТП
1.	Основная терминология 115
2.	Понятие информации в кибернетической управ-
ляющей системе 117
3.	Единицы измерения информации 119
4.	Операции, выполняемые с информацией 120
5.	Документирование в АСУ ТП 122
6.	Поток информации в канале связи АСУ
ТП 123
7.	Единое время в системе информации АСУ
ТП 125
8.	Обобщающие характеристики информацион-
ной системы 126
9.	Методы и системы обеспечения АСУ ТП
научно-технической информацией 127
10.	Информационное обеспечение систем управ-
ления качеством продукции 134
Глава IX
Сигналы и коды в АСУ ТП
1.	Основная терминология 134
2.	Классификация сигналов и кодов 137
3.	Сигналы и коды, используемые персона-
лом 138
4.	Коды экономической информации 142
5.	Сигналы и коды для сбора и вывода
данных 145
6.	Коды ЭВМ 149
7.	Интерфейс 157
8.	Защита информации 159
Глава X
Организация работы АСУ ТП
1.	Основная терминология 159
2.	АСУ ТП в организационной структуре пред-
приятия 160
3.	Организационная структура АСУ ТП 161
4.	Технология работы оперативного персона-
ла 164
5.	Организация рабочих мест операторов и обслу-
живающего персонала 165
6.	Последовательность работ по созданию орга-
низационной структуры и организационного
обеспечения АСУ ТП 166
7.	Стимулирование персонала 167
1.	Классификация математических методов 169
2.	Основные	положения теории вероятно-
стей 169
3.	Основные	понятия математической ста-
тистики 175
4.	Математическое программирование 182
5.	Математические методы построения опи-
сания функционирования физического объ-
екта 189
6.	Теория массового обслуживания 190
Глава XII
Модели и моделирование
1.	Основная терминология 194
2.	Классификация моделей 195
3.	Основы моделирования 197
4.	Теоретический метод разработки детерминиро-
ванных моделей статики и динамики 200
5.	Формальные методы разработки статических
моделей 201
6.	Формальные методы разработки линейных
динамических моделей 203
7.	Формальные методы разработки нелинейных
динамических моделей 209
8.	Графические формы представления моде-
лей 211
9.	Модели аппаратов 219
10.	Модели цехов и производств 222
11.	Организационно-экономические модели 224
Глава XIII
Алгоритмизация
1.	Основная терминология 227
2.	Алгоритм в АСУ ТП 227
3.	Алгоритмы обнаружения событий 228
4.	Алгоритмы анализа ситуаций 230
5.	Алгоритмы подготовки советов и рекомен-
даций 231
6.	Алгоритмы подготовки и принятия реше-
ний 231
7.	Алгоритмы вспомогательные 231
8.	Программная и аппаратурная реализация алго-
ритмов управления 232
Глава XIV
Прикладное и системное программирование
1.	Основная терминология 234
2.	Управляющая вычислительная система и при-
кладное программирование 236
3.	Система команд процессоров АСУ ТП 237
4.	Набор команд мини-ЭВМ АСУ ТП 237
5.	Элементы машинно-ориентированного языка
мини-ЭВМ АСУ ТП 237
525
6.	Пакет программных модулей генерации задач
сбора и обработки информации в АСУ
ТП 248
7.	Особенности проблемно-ориентированного язы-
ка ФОРТРАН мини-ЭВМ АСУ ТП 253
8.	Проблемно-ориентированный язык для задач
АСУ ТП 257
9.	Сравнительная характеристика языковых средств
АСУ ТП 258
10.	Базовые оперативные системы мини-ЭВМ
АСУ ТП 259
11.	Дисковые операционные системы мини-ЭВМ
АСУ ТП 262
ЧАСТЬ 5
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И СИСТЕМЫ
Глава XV
Автоматцческий контроль и регулирование в
АСУ ТП
1.	Основная терминология 269
2.	Классификация методов измерений 270
3.	Погрешности средств измерений 271
4.	Системы измерений в разработке и функцио-
нировании АСУ ТП 273
5.	Системы автоматического регулирования
(САР) 274
6.	Устойчивость САР 282
7.	Нелинейные системы автоматического регули-
рования 284
Глава XVI
Классификация технических средств
1.	Цифровая автоматика 285
2.	Структура технических средств 287
3.	Классификация структурных составляю-
щих 288
4.	Классификация средств механизации и автома-
тизации управления 290
5.	Классификация технических систем управ-
ления 293
6.	Требования к техническим средствам АСУ
ТП 294
7.	Структура комплекса технических средств
АСУ ТП 296
Глава XVII
Выбор технических средств
1.	Датчики (входные преобразователи) 297
2.	Промежуточные преобразователи 301
3.	Средства вывода информации и управле-
ния 303
4.	Вторичные приборы 304
5.	Автоматические регуляторы и исполнитель-
ные устройства 312
6.	Средства передачи информации 317
7.	Средства фиксации информации 325
8.	Устройства обработки технологической ин-
формации 327
9.	Вспомогательное оборудование 337
10.	Машинные носители информации 340
Глава XVIII
Системные комплексы технических средств
1.	Технические средства, выпускаемые комп-
лектно 342
2.	Аппаратура для локальных систем управ-
ления 344
3.	Аппаратура для централизованных систем
управления 348
4.	Аппаратура для комплексных систем управ-
ления 349
ЧАСТЬ 6
ЧЕЛОВЕК В АСУ ТП
Глава XIX
Деятельность человека в АСУ ТП
1.	Состав обслуживающего персонала 352
2.	Определение численности персонала 353
3.	Условия работы обслуживающего персо-
нала 354
4.	Основы безопасности труда 356
5.	Законодательные документы и документация
по технике безопасности 356
6.	Техника безопасности в проектах АСУ
ТП 360
Глава XX
Диспетчерская служба
1.	Функции и задачи диспетчерской службы 361
2.	Диспетчерская служба в АСУ ТП 364
3.	Технология работы диспетчерской служ-
бы 365
4.	Организационная структура диспетчерской служ-
бы в АСУ ТП 367
5.	Состав диспетчерской службы в АСУ ТП 369
6.	Операторы в АСУ ТП 369
7.	Рабочее место оператора 372
Глава XXI
Помещения для АСУ ТП
1.	Требования к помещениям АСУ ТП 375
2.	Аппаратные 377
3.	Пункты диспетчеров и операторов 379
4.	Размещение аппаратуры в общих производ-
ственных помещениях 380
5.	Зал и кабины операторов. Взаимное располо-
жение рабочих мест 382
6.	Технические задания на создание помещений
аппаратных и пультов операторов 383
Глава XXII
Инженерная психология в АСУ ТП
1.	Основная терминология 387
2.	Задачи инженерной психологии в АСУ
ТП 388
3.	Характеристика человека 389
4.	Человек-оператор как звено системы чело-
век — машина 396
526
5.	Методы изучения деятельности человека
в АСУ 399
6.	Инженерно-психологическое проектирова-
ние 399
ЧАСТЬ 7
СОЗДАНИЕ АСУ ТП
Глава XXIII
Организация работ по созданию АСУ ТП
1.	Планирование создания АСУ ТП 404
2.	Система создания АСУ ТП 406
3.	Права и обязанности заказчика и разра-
ботчика 411
4.	Исходные данные для проектирования и сете-
вые графики выполнения проектов 411
5.	Смета на проектирование 413
Глава XXIV
Подготовительные работы
1.	Подготовка к проектированию АСУ ТП 414
2.	Обследование объекта 415
3.	Сбор исходных данных 417
4.	Обоснование разработки АСУ ТП 420
5.	Техническое задание на проектирование АСУ
ТП 422
Глава XXV
Исследовательские и опытно-конструкторские
работы
1.	Научное исследование и его виды 424
2.	Методы исследований 429
3.	Научно-исследовательские работы при созда-
нии АСУ ТП 431
4.	Проектная организация и научно-исследова-
тельские работы 434
5.	Опытно-конструкторские работы (ОКР) 435
6.	Порядок оформления технических заданий на
опытно-конструкторские работы 436
7.	Порядок оформления заявок на разработку
новых технических средств для АСУ
ТП 437
Глава XXVI
Организация проектирования АСУ ТП
1.	Основные принципы организации проектирова-
ния АСУ ТП 438
2.	Правовые основы проектирования 440
3.	Порядок проектирования АСУ ТП и органи-
зация работ 441
4.	Состав технического проекта АСУ ТП 442
5.	Состав рабочего проекта АСУ ТП 446
6.	Состав технорабочего проекта АСУ ТП 448
7.	Согласование и утверждение проектной доку-
ментации АСУ ТП 449
Глава XXVII
Внедрение и эксплуатация АСУ ТП
1.	Этапы внедрения АСУ ТП 449
2.	Правила монтажа и эксплуатации элемен-
тов АСУ ТП 451
3.	Организация работ по внедрению АСУ
ТП 455
4.	Руководство внедрением и авторский над-
зор 456
5.	Подготовительные работы по переходу на
АСУ ТП 458
6.	Обучение персонала 458
7.	Эксплуатация АСУ ТП 459
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Пример расчета экономической
эффективности АСУ ТП 460
Приложение 2. Образцы форм документов
АСУ ТП 462
Приложение 3. Оформление программной доку-
ментации 464
Приложение 4. Программа-методика проведе-
ния приемо-сдаточных испытаний АСУ ТП
(пример) 464
Приложение 5. Технические средства 465
5.1.	Датчики (входные преобразователи) 465
5.2.	Промежуточные (внутрисистемные) преобра-
зователи 466
5.3.	Средства вывода информации 470
5.4.	Вторичные приборы 471
5.5.	Регуляторы и исполнительные устрой-
ства 472
5.6.	Средства передачи информации 473
5.7.	Средства фиксации информации 481
5.8.	Средства вычислительной техники 482
5.9.	Оборудование для рабочих мест диспетчеров
и операторов 486
Приложение 6. Образцы технических зада-
ний 487	*
6.1.	Пояснительная записка к техническому зада-
нию на проектирование АСУ ТП 487
6.2.	Тематическая карточка на опытно-конструк-
торскую работу 488
6.3.	Тематическая карточка на научно-исследова-
тельскую работу 490
6.4.	Технические задания на смежные части
проекта АСУ ТП 490
Приложение 7. Образцы проектной докумен-
тации 491
7.1. Паспорт технического проекта АСУ ТП 491
7.2. Графические документы проектов 492
Приложение 8. Смета на оборудование и
монтаж 492
Приложение 9. Образцы документации для внед-
рения и эксплуатации АСУ ТП 492
Приложение 10. Применение АСУ ТП для
контроля качества промышленной продук-
ции 498
Приложение 11. Адаптивные системы управ-
ления с идентификатором в цепи обратной
связи 499
Приложение 12. АСУ ТП в народном хо
зяйстве 500
СПРАВОЧНО-ПОИСКОВЫЙ АППАРАТ 505
Список литературы по главам 505
Список справочников 512
Стандарты 514
Руководящие методические материалы 518
Алфавитно-предметный указатель 520
527
ИБ № 1847
Григорий Лазаревич СМИЛЯНСКИЙ,
Лев Захарович АМЛИНСКИЙ,
Виктор Яковлевич БАРАНОВ и др.
СПРАВОЧНИК
ПРОЕКТИРОВЩИКА АСУ ТП
Редактор Е. В. ГРИГОРИН-РЯБОВА
Художественный редактор С. С. ВОДЧИЦ
Технический редактор Т. И. АНДРЕЕВА
Корректор А. А. СНАСТИНА
Оформление художника С. С. ВОДЧИЦА
Сдано в набор 11.03.82.
Подписано в печать 24.02.83. T-04Q57. Формат
70 х 1001/16.
Бумага типогр. № 1. Гарнитура Таймс.
Печать офсетная. Усл.-печ. л. 42,57.
Уч.-изд. л. 61,0 Тираж 40000 экз.
Заказ 345. Цена 3 р. 90 к.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство
«Машиностроение»
107076, Москва, Б-76, Стромынский пер., 4
Ордена Октябрьской Революции, ордена Трудо-
вого Красного Знамени Ленинградское производ-
ственно-техническое объединение «Печатный Двор»
имени А. М. Горького Союзполиграфпрома при
Государственном комитете СССР по делам изда-
тельств, полиграфии и книжной торговли.
197136, Ленинград, П-136, Чкаловский пр., 15.
3 р.90 К.
Справочник проектировщика
АСУТП
—---ИЗДАТЕЛЬСТВО «МАШИНОСТРОЕНИЕ»