1. ЕОМ в управлінні виробництвом
ЕОМ міцно входять в нашу виробничу діяльність і в даний час немає необхідності доводити доцільність використання обчислювальної техніки в системах управління технологічними процесами, проектування, наукових досліджень, адміністративного управління, в навчальному процесі, банківських розрахунках, охороні здоров'я, сфері обслуговування і т.д.
При цьому останні роки як за кордоном, так і в нашій країні характеризуються різким збільшенням виробництва міні- і мікро-ЕОМ (персональні ЕОМ).
На основі міні і персональних ЕОМ можна будувати локальні мережі ЕОМ, що дозволяє вирішувати складні завдання з управління виробництвом.
Дослідження показали, що з усієї інформації, що утворюється в організації, 60-80% використовується у тієї ж організації, циркулюючи між підрозділами і співробітниками, і лише решта в узагальненому вигляді надходить в міністерства і відомства. Це означає, що державні кошти обчислювальної техніки, розосереджені по підрозділах і робочих місць, повинні функціонувати в єдиному процесі, а співробітникам організації повинна бути поставлена можливість спілкування за допомогою абонентських коштів між собою, з єдиним або розподіленим банком даних. Одночасно повинна бути забезпечена висока ефективність використання обчислювальної техніки.
Вирішенню цього завдання в значній мірі сприяла поява мікроелектронних коштів середньої та великої ступеня інтеграції, персональних ЕОМ, устаткування з умонтованими мікропроцесорами. В результаті поряд з регіональними мережами ЕОМ, побудованими на базі великих ЕОМ і розподілених на великій території, з'явилися і знаходять все більшого поширення так звані локальні обчислювальні мережі (ЛОМ), що представляють собою відкриту для підключення додаткових абонентських і обчислювальних засобів мережа, що функціонує відповідно до прийнятими протоколами (правилами). Пристрої обробки, передачі і зберігання в ЛВС розташовуються один від одного на відстані до декількох кілометрів, т. Е. В межах одного або групи будівель. Взаємодія пристроїв ЛВС здійснюється за єдиним каналу зв'язку (моноканалу), що забезпечує високу швидкість передачі інформації (до 10-15 Мбіт / с). У мережу можуть об'єднуватися ЕОМ як одних типів (однорідні мережі) або різних типів (неоднорідні мережі), так і різної продуктивності. Однорідні мережі простіше і дешевше, так як для їх створення потрібні відносно просте обладнання та програмне забезпечення, які не потребують великої кількості типів засобів сполучення. Це означає, що такі мережі створити простіше і дешевше.
ЛВС є в даний час універсальної базою сучасної індустрії обробки інформації та характеризуються великою різноманітністю методів побудови будь-яких видів інформації. Концепція локальних мереж ЕОМ є однією з найбільш корисних системних концепцій, що виникли в результаті тривалих наукових досліджень і прогресу в області мікроелектроніки.
ЛВС дозволяє невеликим підприємствам скористатися нагодою об'єднання персональних, мікро- і міні-ЕОМ в єдину обчислювальну мережу, а великим підприємствам - звільнити обчислювальний центр від деяких функцій з обробки інформації «цехового значення» і забезпечити їх рішення в цеху, відділі. Крім того, експлуатація мережі одним замовником дозволить спростити вирішення питання про закриття інформації.
Використання ЛВС дає високий економічний ефект. Наприклад, створення наскрізного маршруту проектування мікропроцесорів на базі ЛВС дозволило зменшити терміни розробки на 35% і одночасно знизити вартість на 48%. При цьому фахівці - розробники можуть перебувати на своїх робочих місцях і вести спільне проектування з використанням абонентських засобів. «Вузькі» місця вироби визначаються під час проектування, що дозволило скоротити обсяг робіт при доведенні вироби до промислового зразка в 2 рази. Одночасно забезпечується автоматизація розробки документації.
За своєю архітектурою (структурі) ЛВС є спрощеним варіантом архітектури регіональних і глобальних мереж ЕОМ і можуть створюватися на базі будь-яких ЕОМ.
Впровадження ЛВС доступно масовому користувачеві і дозволяє створити в організаціях і установах розподілені обчислювальні потужності та бази даних, інформаційно-пошукові і довідкові служби, об'єднати в єдину систему автоматизовані робочі місця, друкують і копіюють пристрої, графопостроители, касові апарати і т.д. ЛВС дозволяють підвищити надійність обробки інформації завдяки дублювання ресурсів мережі, забезпечити редагування листів, довідок, звітів, здійснити обмін документами без роздруківки їх на паперовому носії, вести бухгалтерський і складський облік, здійснити управління роботами, машинами, верстатами, передачі інформації в заданий час, використовувати систему пріоритетів, спрямовувати циркулярні розпорядження всім, деяким, або одному підрозділу організації, проводити телесовещания.
У міру розвитку ЛВС можна змінити її конфігурацію, об'єднати з іншими ЛВС (наприклад на великому підприємстві або об'єднанні), підключити ЛВС до регіональної обчислювальної мережі, що дозволить реалізувати інтегровані автоматизовані системи управління (АСУ). На певному етапі розвитку ЛВС може стати безпаперових бюро, в якому інформація записується на магнітні диски, стрічки з можливістю при необхідності отримання твердої копії і її розмноження, а також, навпаки, отримання машинних носіїв з твердої копії.
З усього різноманіття ЛВС умовно можна розділити на чотири групи:
1) орієнтовані на масового споживача і споруджувані, в основному, на базі персональних ЕОМ;
2) які включають, крім персональних ЕОМ, мікро-ЕОМ і мікропроцесори, вбудовані в засоби автоматизованого проектування і розробки документальної інформації, електронної пошти;
3) побудовані на базі мікропроцесорних засобів, мікро-і міні-ЕОМ і ЕОМ середньої продуктивності;
4) створювані з урахуванням всіх типів ЕОМ, включаючи високопродуктивні.
Перші з них застосовуються в навчальних процесах, торгівлі, дрібних і середніх навчальних закладах, другі - в системах автоматизованого проектування і конструювання (САПР), треті - в автоматизованих системах наукових досліджень (АСНИ), управління складними виробничими процесами і гнучких автоматизованих виробництвах, четверті - в системах управління великим виробництвом, галуззю.
Впровадження локальних обчислювальних мереж чинитиме серйозний вплив на організацію виробництва, де інформаційно-керуючі системи будуть пов'язані з автоматизованими технологічними системами. Одночасно ЛВС, орієнтовані на автоматизацію основних напрямків діяльності підприємств, можуть бути пов'язані з системами обробки інформації об'єднань, главків, міністерств.
При цьому буде значно підвищена швидкість обміну інформацією на всіх рівнях управління, тобто буде створена ієрархічна мережа обміну інформацією.
При вирішенні питання про створення ЛВС має бути проведене обстеження об'єкта автоматизації і визначено кількість і тип пристроїв, що включаються в мережу, умови експлуатації мережі, відстані між об'єктами мережі, інтенсивність потоку даних, максимальна швидкість передачі даних, необхідність забезпечення пріоритетності обслуговування абонентів мережі, максимальне час очікування для оператора робочої станції, необхідність реалізації режиму діалогу, чи повинна дана ЛВС з'єднуватися з іншого ЛВС або регіональною мережею ЕОМ, які завдання б Удут вирішуватися за допомогою ЛОМ, якими повинні бути рівень надійності і час відновлення працездатності після виходу будь-якого компонента мережі з ладу, необхідність розширення або зміни конфігурації мережі в майбутньому, витрати на створення і експлуатацію мережі та інші параметри.
Структура ЛВС повинна чітко відповідати організаційній структурі об'єкта автоматизації і його інформаційним зв'язкам, а також враховувати повний спектр проблем, пов'язаних з її використанням протягом періодів максимального навантаження. Це означає, що на кожну ЛВС для конкретного об'єкта необхідно мати проектну документацію, орієнтовану на промислові технічні та програмні засоби.
Для вирішення проблеми масового впровадження локальних мереж ЕОМ промисловими міністерствами відповідно до єдиної нормативної документацією і ГОСТ повинен бути створений ряд комплексів технічних і програмних засобів для ЛВС, орієнтованих на різний максимальне число підключаються до мережі вузлів і швидкість передачі інформації з техніко-економічними характеристиками на рівні кращих зразків і забезпечена постачання їх споживачам як комплектних виробів виробничо-технічного призначення.
При цьому повинні бути розроблені засоби сполучення з ЛВС широкої номенклатури засобів обчислювальної техніки, що є у споживачів і планованої до освоєння у виробництві. Найбільш реальним напрямом вирішення цієї проблеми є організація випуску спеціалізованих НВІС.
Вирішення зазначених проблем безумовно серйозно вплине на ефективність всього народного господарства.
Як відомо, головними системними застосуваннями обчислювальної техніки є автоматизовані системи управління економіко-організаційного типу (ОАСУ, АСУП тощо) системи автоматизації проектування і конструювання (САПР), інформаційно-пошукові системи і системи управління складними технологічними процесами (АСУ ТП).
Сьогодні технологічні процеси постійно ускладнюються, а агрегати, реалізують їх, робляться все більш потужними. Наприклад, в енергетиці діють енергоблоки потужністю 1000-1500 МВт, установки первинної переробки нафти пропускають до 6 млн. Т. Сировини в рік, працюють доменні печі об'ємом 3.5-5 тис. Кубометрів, створюються гібкоперестраіваемие виробничі системи в машинобудуванні.
Людина не може встежити за роботою таких агрегатів і технологічних комплексів і тоді на допомогу йому приходить АСУ ТП. В АСУ ТП за роботою технологічного комплексу стежать численні датчики-прилади, які змінюють параметри технологічного процесу (наприклад, температуру і товщину прокочується металевого листа), які контролюють стан обладнання (температуру підшипників турбіни) або визначають склад вихідних матеріалів і готового продукту. Таких приладів в одній системі може бути від декількох десятків до декількох тисяч.
Датчики постійно видають сигнали, мінливі відповідно до що вимірюється параметрами (аналогові сигнали), в пристрій зв'язку з об'єктом (УСО) ЕОМ. У УСО сигнали перетворяться в цифрову форму і потім за певною програмою обробляються обчислювальною машиною.
ЕОМ порівнює отриману від датчиків інформацію із заданими результатами роботи агрегату і виробляє управляючі сигнали, яку через іншу частину УСО надходять на регулюючі органи агрегату. Наприклад, якщо датчики подали сигнал, що лист прокатного стану виходить товщі, ніж наказано, то ЕОМ обчислить, на яку відстань потрібно зрушити валки прокатного стану і подасть відповідний сигнал на виконавчий механізм, який перемістить валки на необхідну відстань.
Системи, в яких управління ходом процесу здійснюється подібно сказаного вище до втручання державних людини, називаються автоматичними. Однак, коли не відомі точні закони управління людина змушена брати управління (визначення управляючих сигналів) він (такі називаються автоматизованими). В цьому випадку ЕОМ представляє оператору всю необхідну інформацію для управління технологічним процесом за допомогою дисплеїв, на яких дані можуть висвітлюватися в цифровому вигляді або у вигляді діаграм, що характеризують хід процесу, можуть бути представлені і технологічні схеми об'єкта із зазначенням стану його частин. ЕОМ може також «підказати» оператору деякі можливі рішення.
Чим складніше об'єкт управління, тим продуктивнішими, надійніше, потрібно АСУ ТП обчислювальна машина. Щоб уникнути все зростаючого нарощування потужності ЕОМ складні системи стали будувати за ієрархічним принципом. Як правило, в складний технологічний комплекс входить кілька щодо автономних агрегатів, наприклад, в енергоблок теплової електростанції входить парогенератор (котел), турбіна і електрогенератор. В ієрархічній системі для кожної складової частини створюється своя локальна система управління, як правило, автоматична на базі мікропроцесорної техніки. Тепер, щоб всі частини працювали як єдиний енергоблок, необхідно скоординувати роботу локальних систем. Це здійснюється ЕОМ, яка встановлюється на пульті управління блоком. Для цього вже буде потрібно невелика обчислювальна машина.
Перспективні АСУ ТП мають ряд характерних ознак. Перш за все це автоматичні системи, що здійснюють автоматичне керування робочим режимом, а також пуском і зупинкою устаткування (режимами, на які при ручному управлінні припадає найбільша кількість аварійних ситуацій через помилки операторів).
У системах передбачається оптимізація управління ходом процесу за обраними критеріями. Наприклад, можна задати такі параметри процесу, при яких вартість собівартість продукції буде мінімальної, чи, при необхідності, налаштувати агрегат на максимум продуктивності, не рахуючись із деяким збільшенням витрати сировини та енергоресурсів на одиницю продукції.
Системи повинні бути адаптійнимі, тобто мати можливість змінювати хід процесу при зміні характеристик вихідних матеріалів чи стану обладнання.
Одним з найважливіших властивостей АСУ ТП є забезпечення безаварійної роботи складного технологічного комплексу. Для цього в АСУ ТП передбачається возмояность діагностування технологічного обладнання. На основі показників датчиків система визначає поточний стан агрегатів й до аварійних ситуацій і може дати команду на ведення полегшеного режиму роботи або зупинку взагалі. При цьому оператору представляють дані про характер і місце розташування аварійних ділянок.
Таким чином, АСУ ТП забезпечують краще використання ресурсів виробництва, підвищення продуктивності праці, економію сировини, матеріалів та енергоресурсів, виключення важких аварійних ситуацій, збільшення міжремонтних періодів роботи устаткування. Ось кілька прикладів.
АСУ ТП електролізу алюмінію дозволяє економити приблизно 250 кВт-год. електроенергії на кожну тонну виплавленого металу. Цієї енергії достатньо, для живлення всіх електроприладів в двокімнатній квартирі протягом місяця.
Автоматизація із застосуванням ЕОМ установок первинної переробки нафти ЕЛОУ-АВТ6 забезпечує збільшення виходу світлих нафтопродуктів (бензину, гасу, дизельного палива) на 30 тис. Т. На рік за рахунок оптимізації ведення технологічного процесу.
Великий ефект в машинобудуванні дають гнучкі виробничі системи (ГВС), що складаються з стиків з числовим програмним управлінням, автоматизованих складських і транспортних систем, керованих за допомогою ЕОМ. Створення ГПЦ цеху на Дніпропетровському електровозобудівному заводі дозволило в 3.3 рази підвищити продуктивність праці, вивільнити 83 людини і скоротити парк верстатів на 53 одиниці. Коротко зупинимося на засадах організації і принципи побудови гнучких виробничих систем.