ГЛАВА ПЕРВАЯ
ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ФОРМЫ ДИСПЕТЧЕРСКОГО
И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ
1-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ ПРОИЗВОДСТВА И УПРАВЛЕНИЯ
Энергетическому производству, как и любому производству других отраслей народного хозяйства, присуща иерархичность, т. е. порядок подчиненности взаимосвязанных уровней (рангов) системы управления.
Имеются следующие уровни энергетического производства: отрасль, объединенная энергосистема, энергосистема, электростанция (предприятие электрических сетей), цех (производственная служба), энергоблок (подстанция), смена (оперативно-эксплуатационная и ремонтная бригада), дежурный и ремонтный персонал.
Энергетическому производству присуща также системность. Под системностью, определение которой дал акад. А. И. Берг, понимается «организованное множество структурных элементов, взаимосвязанных и выполняющих определенные функции». На основании такого определения можно сделать вывод, что каждый уровень энергетического производства представляет собой совокупность трех систем: физической, кибернетической и экономической.
Физическая система производства содержит совокупность сырья и средств его переработки в соответствии с заданной технологией. В физическую систему производства не входят технические средства управления, поскольку они в технологическом процессе непосредственно не участвуют. По мере того, как возникла необходимость в организации диспетчерского управления, дальнейшее усложнение энергетического производства привело к усложнению функций управления. В связи с этим поток сведений о ходе производственного процесса настолько возрос, что для восприятия, обработки и использования этих сведений порой оказывается недостаточно человеческих способностей. Для организации управления на научной основе привлечена кибернетика — наука об управлении и технических средствах управления.
Г. М. Матлин, опираясь на применение кибернетики в системе производства, научно разработал вопросы о роли и месте средств производственной связи в системе производства и их оптимизации [26].
Энергетическое производство так же, как каждое производство, можно рассматривать как кибернетическую систему, состоящую из управляющей и управляемой подсистем, связанных между собой потоками информации (рис. 1-1). В информации, передаваемой в виде сообщений, содержатся сведения о каких-либо предметах, процессах или явлениях. С точки зрения кибернетики каждому действию подсистеме путем сравнения ее с установленными критериями. Если в результате сравнения заданных и фактических значений контролируемых параметров возникает рассогласование, то исходя из характера и значения рассогласования принимается решение о стратегии управления, допустимого для данной управляющей подсистемы и рождается новая информация — управляющее воздействие. Далее передается команда на исполнительный орган, который переводит управляемый объект в требуемое состояние.
Описанный процесс доставки информации на каждом уровне представляет собой ряд последовательных операций, например превращение информации в электрические колебания, механический перевод системы в требуемое состояние и т. д.
в ходе производства соответствует определенное движение информации между управляющей и управляемой подсистемами. На рис. 1-2 показана схема потоков информации в иерархической кибернетической системе. Из приведенных схем следует, что управляющая подсистема каждого уровня Производства является управляемой ДЛЯ следующего высшего уровня, а потоки информации соответствуют кибернетическому отображению процессов производства. При переходе производства из одного состояния в другое изменяются содержание и количество информации во времени, т. е. потоки информации оказываются динамичными. Так как перемены в состоянии производства, за исключением аварийных ситуаций, происходят не хаотично, а целенаправленно под воздействием управляющей подсистемы, то такой процесс перевода управляемой системы в требуемое состояние и получил название управления. Управляющие воздействия (команды), показанные на рис. 1-2, имеют четко выраженную информационную сущность, т. е. всегда существуют как сообщения. Поэтому процесс управления может рассматриваться как информационный процесс, содержанием которого является: формирование информации об управляемой подсистеме, доставка информации в управляющую подсистему; обработка информации в управляющей подсистеме и т.д.
Рис. 1-1. Иерархическая кибернетическая система. Органы управления: ОУВС — высшей ступени; ОУСС — средней ступени; ОУНС — низшей ступени; 1 — командная информация; 2 — обратная связь.
Рис. 1-2. Кибернетическая система.
1 — командная информация; 2 — первичная информация.
Рис. 1-3. Автоматизированная система управления.
1 — командная информация; 2 — первичная информация; 3 — обработанная информация.
Таким образом, существо процесса управления всегда заключается в выработке, доставке, обработке и использовании информации. Как видно из рис. 1-1, в основе структуры управляющей подсистемы находятся датчики и прочие устройства ввода информации, средства передачи информации, человек или вычислительная машина с искусственной памятью, а также исполнительные органы (электрические, механические и др.) с устройством восприятия команд и их преобразования в соответствующее действие.
Производство как экономическая система рассматривается в специальных трудах. Однако нужно иметь в виду, что технические средства управления являются составным элементом экономической системы энергетического производства.
В каждой кибернетической системе в соответствии с ее функциями циркулирует информация, отображающая управление (контроль, регулирование, учет), планирование, нормирование и организацию. При доставке этих видов информации роль технических средств информации неодинакова. Для управления требуются более оперативные средства, тогда как документальные виды информации могут передаваться менее оперативными средствами, например почтой. Так происходит передача информации в неавтоматизированных системах управления.
В автоматизированных системах управления (АСУ) процессы выработки, передачи и обработки информации осуществляются автоматическими устройствами, а принятие решений остается за человеком. В составе АСУ используются электронные вычислительные машины и технические средства сбора, обработки, хранения и доставки информации (рис. 1-3). В зависимости от применяемых устройств ввода и вывода информации автоматизированные системы разделяются на информационно-справочные и информационно-советующие. Первые обеспечивают сбор и частичную подготовку информации для использования ее человеком, а вторые выдают информацию о ходе производства, а также подготавливают определенные предложения и рекомендации. Автоматизированная система диспетчерского управления (АСДУ), применяемая в энергетике, может быть отнесена к информационно-советующей системе, хотя в нее по мере необходимости вводятся и справочные функции.
В автоматизированных системах на ЭВМ возлагаются функции учета, контроля и планирования. В память ЭВМ вводятся сведения по ведению производственного процесса, вследствие чего возрастает роль технических средств передачи информации, так как процесс доставки информации на вычислительные центры должен быть соизмерим со скоростью производственного процесса.
Этими же техническими средствами осуществляется обмен информацией между людьми, выполняющими свои функции в автоматизированной системе управления. Доля информации, передаваемой в АСУ средствами неэлектрической связи, резко уменьшается.
