Предлагаемая вашему вниманию нижеизложенная информация не является истиной в последней инстанции и, конечно, не претендует на полноту изложения. Она лишь отражает наш подход к решению задач построения автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ) объектами и процессами. Мы рассмотрим лишь информационную составляющую таких систем. Сознательно уходя от академических терминов и возможных областей применения, мы постараемся в двух словах рассказать — что такое АСДУ, для чего они нужны и какие проблемы ожидают вас при реализации собственных проектов. Если вы не нуждаетесь в предварительных объяснениях, вы можете сразу перейти к рассмотрению конкретного примера.

На самом деле, каждому из нас ежедневно приходится сталкиваться с такими системами и задачами, решаемыми ими. Как это ни странно, самая совершенная АСДУ — человек плюс его взаимодействие с многообразным окружением. Ежедневно мы принимаем множество решений, то есть выполняем определенные действия, направленные на достижение заданной конечной цели, исходя из анализа информации, поступающей к нам по различным каналам, – зрительному, слуховому, тактильному, обонятельному. Простейший пример — управление автомобилем. В данном примере есть объект управления — автомобиль, который обладает рядом параметров, характеризующих его состояние через информационную панель. Есть внешнее окружение — другие участники движения, качество дорожного покрытие, знаки дорожного движения. Есть диспетчер — водитель, который в зависимости от меняющейся ситуации должен вносить определенные коррективы в движение автомобиля, например, остановиться на светофоре, пропустить другой автомобиль, сбросить скорость на опасных участках дороги и т.д.

В этом примере важно выделить следующие составляющие:

1. Информационная:

• Объект управления — автомобиль — поставляет информацию о своем состоянии диспетчеру — водителю. Эту информацию — скорость движения, наличие топлива, уровень масла, температуру двигателя и т.д. — необходимо постоянно обрабатывать и контролировать.
• Внешнее окружение также вносит свой информационный поток, который постоянно меняется и который нужно отслеживать, оценивать и вносить коррективы в управление автомобилем.
• Наличие источника шума, маскирующего полезную информацию и заставляющего водителя отвлекаться от его основной задачи управления: от объективно тяжелых погодных условий до субъективно пустой болтовни соседа-пассажира или громкой музыки в салоне.

2. Вычислительная:

• фильтрации шума;
• анализ полезной информации;
• принятие решения.

3. Исполнительная — наличие исполнительных механизмов для воздействия на объект управления — непосредственно процесс управления;

4. Связующая — наличие обратной связи между объектом управления, вычислительной составляющей и исполнительными механизмами для контроля и оценки правильности принятого решения.

В первом приближении — первые две составляющие образуют систему диспетчерского контроля, то есть сбор, первичную обработку информации для принятия решения. Совокупность же всех четырех составляющих образуют систему диспетчерского контроля и управления объектами и процессами.

Особое внимание мы бы уделили информационной составляющей. Разноплановая и разнородная, взаимосвязанная и абсолютно независимая, поступающая по различным каналам и с различной скоростью — именно она является основой для принятия решения. И оттого, насколько вычислитель (диспетчер) успевает ее оперативно обработать, зависит своевременность и качество принятого решения. В ряде задач, например, важно анализировать не абсолютное значение измеряемого параметра, а его выход за установленные пороговые величины. Следовательно, есть смысл передавать на анализ вычислителю факт выхода измеряемого параметра за норму. (Наиболее актуально для водителей, так как в зависимости от превышения скорости автомобиля пороговых значений согласно установленным «технологическим нормам» (правила дорожного движения), возникают риски довольно ощутимых денежных потерь, не говоря о жизненных рисках). И, наоборот, в ряде случаев необходимо не только постоянно поддерживать конкретный параметр в заданном диапазоне значений определенное время, то есть выдержать заданный режим работы оборудования, но и отслеживать динамику его изменения. Но даже и в этом случае диспетчеру бывает достаточно всего двух показателей – значения параметра и временного интервала, в течение которого параметр находился в заданном режиме. Поэтому очень важно определить минимальный набор информативных параметров и показателей, которые наиболее полно характеризуют состояние контролируемого объекта. Этот этап важен и с точки зрения дальнейшего подбора оборудования для реализации конечных задач сбора и предварительной обработки информации.

Системы сбора информации являются многоуровневыми.

Первый уровень состоит из первичных датчиков и интеллектуальных микропроцессорных измерителей. Первичные датчики преобразуют входной измеряемый сигнал в стандартный нормализованный вид, например, датчики тока и напряжения. Микропроцессорные измерители непосредственно измеряют контролируемые параметры, производят расчеты, архивируют измеренные значения, имеют возможность сетевой работы с контроллерами второго уровня.

Второй уровень представляет собой более производительные контроллеры, основное назначение которых собрать информацию с устройств первого уровня.

Третий уровень – высокопроизводительные диспетчерские станции со специализированным программным обеспечением, обеспечивающие удобный интерфейс с диспетчером-оператором.

На самом деле, такое деление довольно-таки условно, и количество уровней определяется сложностью объекта, их количеством и степенью разделения информационных потоков по различным службам.

Основное назначение таких систем уменьшение технологических рисков, так как большинство объектов управления и технологических процессов являются потенциально опасными и при возникновении нештатных или аварийных ситуаций приводят к жертвам, материальному и экологическому ущербу. И конечно нельзя забывать, что использование современных вычислительных средств должно существенно снизить интенсивность труда и снять психологическую напряженность у диспетчера при принятии решения.