книги из ГПНТБ / Применение вычислительной техники на металлургическом заводе

3. А В Т О М А Т И З И Р О В А Н Н А Я С И С Т Е М А У П Р А В Л Е Н И Я ПРЕДПРИЯТИЕМ И ВЦ

Металлургические заводы настоящего и ближайшего будущего становятся трудноуправляемыми из-за роста объемов и уменьшения стабильности производства. Улуч­ шение управления хозяйством только за счет увеличения управленческого персонала становится невозможным. Единственным выходом из положения является примене­ ние вычислительной техники [7] . Наибольший эффект при этом достигается, когда на базе современной техни­ ки осуществляется комплексная машинная обработка поступающей информации. Под этим следует понимать [54] работу по замкнутой системе, в которой единая ис­ ходная информация (технологическая, нормативно-пла­ новая, учетная, фиксируемая и передаваемая с помощью технических средств) обрабатывается современными вы­ числительными машинами в непрерывном процессе та­ ким образом, чтобы получаемая производная информа­ ция полностью удовлетворяла требованиям управления производством (в том числе требованиям учета, норма­ тивно-плановых и других расчетов), составления уста­ новленной отчетности и проведения экономического ана­ лиза.

В настоящее время является общепризнанным, что наилучшей формой, обеспечивающей комплексную ма­ шинную обработку информации п оптимальные методы управления производственными процессами, является автоматизированная система управления предприятием (АСУП). АСУП представляет собой совокупность мето­ дов и технических средств, обеспечивающих наиболее эффективное выполнение функций управления предприя­ тием на основе использования экономико-математичес­ ких методов и средств обработки данных, включающих в себя вычислительную технику, средства сбора, фикса­ ции, передачи и хранения информации.

Существенно возрастает роль вычислительного цент­ ра в управлении производством при внедрении на пред­ приятии АСУ.

Установка ЭЦВМ в вычислительном центре завода сама по себе не изменяет характера взаимодействия меж­ ду объектом управления, органом управления и вычис­ лительной машиной (рис. 58), так как сбор информации в

212

этом случае (стрелками па рисунке показаны потоки ин­ формации), а также подготовка информации для управ­ ления осуществляются вручную, а не вычислительной ма­ шиной. ЭЦВМ решает только некоторый круг задач. Та­ кая система условно может быть названа электронной системой обработки данных.

При автоматизированной системе управления (рис. 59) информация от объекта собирается вычислительным

центром, обрабатывается вычислительными машинами и поступает по запросу или по заданной программе в ор­ ган управления. Выходные документы (команды), кото­ рые идут на объект управления, тоже готовятся на ЭЦВМ и подвергаются контролю со стороны органов управле­ ния (выбирается, например, один из нескольких вариан­ тов загрузки прокатных станов). Непосредственный об­ мен между объектом и органом управления осуществля­ ется только той информацией, которую нельзя или невы­ годно обрабатывать на вычислительных машинах (пунк­ тирная линия на рис. 59).

При такой системе вычислительный центр решает не только задачу вычислений, но и задачи оформления до­ кументов (в том числе и автоматизацию документообо­ рота), сбора данных, выработки вариантов управляющих воздействий и, в определенной мере, их передачи управ­ ляемому объекту.

Работы по созданию АСУ велись в 1971 г. на ^ п р е д ­ приятиях Министерства черной металлургии УССР и по

213

отрасли в целом. Значительный объем работ по созданию общезаводских АСУ выполнен на заводах «Азовсталь» п «Запорожсталь».

Последовательность и содержание работ при проек­ тировании и создании АСУ заводом «Азовсталь» близки к рекомендуемой методическими материалами.

Исходное задание па проектирование было подготов­ лено заводом. Предпроектная проработка завершилась выдачей технического задания па автоматизированную систему управления заводом «Азовсталь», разработан­ ного Украинским государственным проектным институ­ том «Металлургавтоматпка» (г. Днепропетровск). Тех­ ническое задание согласовали с Институтом кибернети­ ки АН УССР и утвердили в Министерстве черной метал­ лургии УССР.

Основными этапами в предпроектной разработке бы­ ли: обследование завода п его структурных подразделе­ ний; выбор задач управления заводом, подлежащих ав­ томатизации с применением средств вычислительной техники; предварительная оценка ожидаемого экономи­

и формулировка технических требований к необходимым средствам; предварительный анализ информационных потоков в АСУ. В проработке экономических вопросов технического задания принимали участие Институт эко­ номики промышленности АН УССР (г. Донецк) п эконо­ мическая служба завода.

Техническое задание содержит информацию по сле­ дующим вопросам:

назначение и функции системы; технические требова­ ния к системе и ее составным частям; условия эксплуа­ тации аппаратуры АСУ; этапность развития.

Техническое задание на АСУ разрабатывалось парал­ лельно с разработкой проектного задания. Кроме крат­ кой характеристики АСУ и ее функций, проектное зада­ ние содержит сметио-финансовый расчет системы. Про­ ектное задание на АСУ вошло составной частью в про­ ектное задание второй очереди завода со строительством толстолистового стана 3600.

Выполнение научно-исследовательских и опытно-кон­ структорских работ, предусмотренных проектным зада-

214

мнем (разработка алгоритмов и специальных техничес­ ких средств), осуществляют совместно с заводом 15 на­ учно-исследовательских, проектно-конструкторских и учебных институтов. Сроки и порядок выполнения работ определяются координационным планом-графиком по те­ ме «Исследование, разработка и внедрение автоматизи­ рованной системы оперативного планирования, учета и управления доменным, мартеновским и прокатным про­ изводством, а также строительство вычислительного центра завода «Азовсталь».

К крупным исследованиям, осуществляемым в рам­ ках АСУП, относятся разработка и реализация матрич­ ной модели техпромфииплана завода, система оптималь­ ного планирования производственных и технических опе­ раций на участке разливочное отделение мартеновского цеха — нагревательные колодцы блюминга, система оп­ тимального календарного планирования мартеновского и прокатного производства, исследование и разработка рациональной организационно-экономической схемы пла­ нирования, учета и анализа, разработка информационнопланирующей системы транспорта и единой информаци­ онной системы завода, создание вычислительного цент­ ра, управление технологическими процессами и др.

Институтом экономики промышленности АН УССР создана организационно-экономическая схема АСУП, которая представляет собой методическую основу конк­ ретных разработок, увязанную с укрупненной схемой последовательности н взаимосвязи решения задач пла­ нирования, учета и анализа.

В организационно-экономической схеме на основе ис­ следования функций управления, учета потребностей в информации для управления предприятием, анализа су­ ществующей организации управления сформирован пе­ речень планово-аналитических задач, решаемых на каж­ дом уровне в структурных подразделениях. Установле­ ны критерии оптимизации текущих и оперативных пла­ нов производства, а также минимум необходимых пер­ вичных учетных, нормативных и справочных данных, обе­ спечивающих решение задач управления. Определена периодичность сбора, обработки и получения информации.

Основные принципы построения п технической реали­ зации проектируемой АСУП изложены в вышеупомяну­ том Техническом задании и Проектном задании второй

215

очереди завода со строительством толстолистового стана 3600. Эти принципы заключаются в следующем. Систе­ ма строится иерархически, т. е. разбивается на взаимноподчиненные уровни управления. На каждый уровень возлагается решение определенной части задачи.

Принято три уровня (ступени). На первой ступени располагаются различного рода программные устройст­ ва, цифровые вычислительные устройства и управляю­ щие вычислительные машины, обеспечивающие управ­ ление отдельными технологическими процессами и агре­ гатами, накопление и передачу исходной информации в высшую ступень системы управления заводом.

На второй ступени располагаются общецеховые си­ стемы управления, оснащенные ЭВМ (аглодоменного, сталеплавильного и прокатного производств, железнодо­ рожного транспорта и цехов главного энергетика), где решаются задачи оптимизации технологических процес­ сов и управления производством цехов, включая задачи технико-экономического анализа данного производства.

На третьей ступени располагается общезаводская си­ стема управления, имеющая в своем составе вычисли­ тельный центр, где решаются задачи управления, обес­ печивающие наиболее эффективное функционирование всех подразделений завода. В вычислительном центре завода установлены четыре электронные вычислительные машины «Минск-32», две из которых работают непре­ рывно в течение месяца, а две работают по прерывному графику. Первые две машины предназначаются для ре­ шения задач оперативного планирования и учета и име­

равления технологическими процессами, а ручной ввод — с помощью пультов ручного ввода, расположенных непо­ средственно на производственных участках. По мере раз­ работки необходимых датчиков автоматического ввода

216

Информации ручной пвод будет постепенно уменьшаться. Автоматизированную систему внедряют по этапам. На первом этапе намечено строительство здания вычис­ лительного центра завода и установка в нем двух ЭВМ «Минск-32», на которых будут проводить отладку алго­ ритмов и программ создаваемой системы управления.

скреплений

Координационным планом-графиком по теме преду­ сматривается выполнение основных работ по созданию общезаводской автоматизированной системы оператив­ ного управления в течение 1968—1975 гг. Однако часть локальных подсистем автоматизированного оперативно­ го планирования уже вводится в действие. Так, совмест­ но с Днепропетровским институтом транспорта (ДИИТ) разрабатывается и внедряется информационно-планиру­ ющая система железнодорожного хозяйства завода. В

21Г

1970 г. изготовлен и испытан на заводе опытный образец автомата для бесконтактного съема информации о под­ вижном составе.

капчивает изготовление технических средств системы сбора передачи и первичной обработки информации, вы­ полняемых по теме «Разработка и внедрение системы оперативного планирования и управления производст­ венными и технологическими операциями па участке раз­ ливочное отделение—линия блюминга. ЦНИИКА (Моск­ ва) завершает разработку математического описания автоматизированной системы планирования, учета и от­ четности участка мартен—прокат. По этой системе реша­

Исходными данными для составления планов служат наряды-заказы и информация о производственной ситуа­ ции в цехах и на складах, которая вводится в ЭЦВМ как результат автоматизированного учета. Функционирова­ ние системы основано на использовании алгоритмов опе­ ративного планирования. Алгоритмы предусматривают многократное составление планов и сравнение их между собой для выбора оптимального. В качестве критерия оп­ тимальности принимается максимальная прибыль рас­ сматриваемого участка при условии выполнения приня­ тых к производству наряд-заказов. Прибыль данного участка выражается как разница между стоимостью про­ изведенной продукции и себестоимостью продукции с уче­ том штрафов за нарушение условий поставки продукции заказчикам.

Одним из важнейших вопросов создания АСУП явля­ ется правильная ориентация и последовательность вы­ полняемых работ. Ежегодно на заводе проводятся коор­ динационные совещания соисполнителей работ для подведения итогов и выработки согласованных ре-

218

шеннй о дальнейших направлениях и сроках выполняе­ мых работ. В техническом проекте АСУ изложены ре­ зультаты как научно-исследовательских, так и опытноконструкторских работ. Проект содержит обоснование принятых решений, описание самой АСУ, иллюстрируе­ мое структурными, функциональными и другими схема­ ми, исчерпывающие данные по объемам и формам инфор­ мации, циркулирующей в системе, документообороту, алгоритмам управления, используемым техническим средствам (серийно выпускаемым). На нестандартные технические средства, требующиеся для создания АСУ, приводятся подробные технические задания. Даются предварительные сведения об ожидаемой надежности и экономической эффективности, организации эксплуата­ ции АСУ, соображения по патентным и лицензионным вопросам.

Технический проект АСУ является основным докумен­ том, па основании которого проводится окончательный выбор вариантов и выпускается рабочий проект.

Рабочий проект содержит следующие разделы:

а) комплект рабочих чертежей по изготовлению не­ стандартных технических средств;

б) комплект машинных программ (допускается, что некоторые из этих программ будут отлажены лишь в про­

д) технические условия на АСУ, инструкции по эк­ сплуатации, программированию и другие текстовые ма­ териалы.

Технико-рабочее проектирование осуществляют по отдельным подсистемам по мере завершения научно-ис­ следовательских и опытно-конструкторских работ.

Вопрос автоматического съема и передачи информа­ ции по каналам связи в вычислительный центр и на уп­ равляемые объекты является одним из важнейших на всех стадиях создания АСУП, так как обмен информа­ цией внутри системы определяет, насколько оператив­ но будет функционировать система. Этому вопросу на заводе уделяется особое внимание уже на стадии созда^ ния локальных подсистем. Так, в железнодорожном це-

219

хе создается информационно-планирующая система, в которой прорабатываются связи ЭЦВМ «Минск-32» вы­ числительного центра с подвижными транспортными единицами.

Упрощенная структурная схема, поясняющая прин­ цип действия информационной системы железнодорож­ ного цеха на базе автоматов для считывания информа­ ции н его связи с ЭЦВМ приведена па рис. 61. Для счи-

12 —диспетчер цеха

тывання и запоминания информации с подвижного состава используются специальные напольные считываю­ щие устройства (НСУ) и промежуточные запоминаю­ щие устройства (ПЗУ). НСУ располагаются иа перего­ нах и складских путях, у горок раздельных пунктов за последней выходной стрелкой данного направления. Ин­ формация считывается со всех проходящих мимо НСУ поездов независимо от направления движения. Считан­ ная информация временно хранится в ПЗУ. По задан­ ной программе ЭЦВМ через преобразователь и прием- но-передающее устройство считывает информацию с ПЗУ. Включение НСУ осуществляется автоматически при прохождении состава по рельсовым педалям. Таким образом, регистрируется всякое перемещение подвижно­ го состава между всеми станциями, постами и погрузоч- но-выгрузочными пунктами.

Структура массивов памяти ЭЦВМ и алгоритмов пе­ реработки информации позволяет иметь все исходные данные для технико-экономических расчетов. Так, мож­ но вести расчеты по определению оптимального режи­ ма использования участков и перегонов, рассчитывать

220

наилучшие варианты использования локомотивного и ва­ гонного парков и т.д. Для этих целей часть исходной информации вводится в ЭЦВМ с пультов ручного ввода.

Устройство считывания информации с подвижного состава состоит из носителя информации — кодового устройства (КУ) и НСУ. Емкость КУ равна 12 двоичнодесятичных цифр, с помощью которых кодируют посто­ янную il переменную информацию. В конструкции КУ используется светоотражателыіый материал. Кодовые устройства навешиваются с двух сторон подвижного со­

устройства основана на принципе восприятия отражен­ ного от КУ луча лазера. На вагонах собственного пар­ ка КУ могут закрепляться постоянно, а на подвижном составе МПС их необходимо навешивать на станции примыкания при поступлении и снимать при отправле­ нии подвижных единиц.

По данным ДИИТа, информационная система цеха должна состоять из 124 напольных считывающих и 62 промежуточных устройств, передающих информацию в ЭЦВМ «Минск-32», установленную в ВЦ. Предвари­ тельные экономические расчеты показали, что информа­ ционная система уже па первом этапе внедрения окупит

ся и внедряются устройства, автоматизирующие процес­ сы взвешивания подвижного состава и грузов на желез­ нодорожных весах. С этих устройств предусмотрен ав­ томатический съем и передача информации в ВЦ. Од­ новременный съем информации о подвижном составе и его массе позволяет создать модель основных мате­ риальных потоков, непрерывно отображающую в памя­ ти ЭЦВМ динамику материальных и информационных потоков на заводе.

Параллельно ведутся разработки по другим подси­ стемам АСУП іі созданию единого информационного комплекса. При этом постепенно будут реорганизовы­ ваться системы планирования, управления производст­ вом и учета, основанные на применении ЭЦВМ, автома­ тизации подготовки информации и передачи данных по линиям связи.

221