АСУ — автоматизированные системы управления¶
Автоматизированная система управления (АСУ) — это комплекс взаимосвязанных средств (технических, программных, информационных, методических и кадровых), обеспечивающих автоматизацию функций управления определённым объектом или процессом. АСУ применяются в промышленности, энергетике, транспорте, ЖКХ, военном деле и других сферах, где требуется оперативный сбор данных, обработка информации и принятие управляющих решений с минимальным участием человека.
¶Основные понятия
Согласно ГОСТ Р ИСО 15745, АСУ представляет собой систему, формируемую на базе автоматизированного рабочего места (АРМ), информационных и телекоммуникационных технологий для решения задач управления. В российской практике также действует ГОСТ 34.003-90 «Информационные технологии. Системы автоматизированные. Термины и определения», который устанавливает базовую терминологию.
Ключевые элементы АСУ:
- Объект управления — процесс, установка, предприятие или иная система, на которую воздействует АСУ.
- Контур управления — замкнутая цепь «измерение — сопоставление — воздействие», по которой проходит управляющий сигнал.
- Датчики и исполнительные механизмы — средства связи АСУ с объектом.
- Управляющая вычислительная машина (УВМ) или промышленный контроллер — вычислительное ядро системы.
- Операторский интерфейс — пульт, диспетчерская панель или программное рабочее место.
¶Классификация
АСУ принято классифицировать по нескольким признакам.
По уровню автоматизации:
- АСУ с автоматизацией отдельных операций — человек участвует в принятии решений.
- АСУ с автоматизацией управления в основном режиме — оператор контролирует работу и вмешивается лишь в нештатных ситуациях.
- АСУ с полной автоматизацией — человек задаёт цели, система реализует их без непосредственного участия.
По масштабу:
- Локальные АСУ (АСУ ТП) — управление конкретным технологическим процессом: печью, линией, агрегатом.
- Комплексные АСУ — охватывают несколько взаимосвязанных производств.
- Отраслевые и региональные АСУ — управление предприятием в целом, объединением или территорией.
По типу объекта:
- АСУ ТП (технологических процессов) — наиболее распространённый класс в промышленности.
- АСУП (управления производством) — планирование, учёт, снабжение, сбыт.
- АСУ ТК (транспортных коммуникаций) — диспетчеризация железных дорог, метро, воздушного движения.
- АСУ ВС (вооружённых сил) — системы управления войсками и оружием.
- АСУ ЖКХ — диспетчеризация теплосетей, водоканалов, электросетей.
¶Устройство и принцип работы
Типичная АСУ ТП строится по трёхуровневой архитектуре:
- Уровень полевых устройств — датчики температуры, давления, расходомеры, преобразователи, исполнительные механизмы (задвижки, клапаны, приводы). Связь — по шинам HART, Profibus, Modbus, Foundation Fieldbus.
- Уровень контроллеров — программируемые логические контроллеры (ПЛК) или распределённые системы управления (РСУ). Выполняют локальные алгоритмы регулирования, ПИД-регуляторы, логику блокировок.
- Уровень диспетчеризации — серверы сбора данных, SCADA-системы (Supervisory Control and Data Acquisition), АРМ операторов, историзация данных, архивы трендов.
В России и странах СНГ широко используются отечественные SCADA-платформы: «Рельс», «Визуон», «Trace Mode», «Корсар», «Грань», а также зарубежные Wonderware InTouch, Siemens WinCC, Ignition.
¶Применение
Основные области внедрения АСУ в России:
- Энергетика — диспетчерское управление ЕЭС, АСУ ТП на ТЭЦ и ГРЭС, системы релейной защиты.
- Нефтегазовая отрасль — автоматизация трубопроводного транспорта, буровых платформ, ГПЗ.
- Металлургия — управление доменными и сталеплавильными агрегатами, прокатными станами.
- Химическая промышленность — автоматизация реакторов, установок крекинга, систем безопасности.
- Транспорт — централизованная блокировка, автоматика метро, системы управления воздушным движением.
- ЖКХ — диспетчеризация тепловых сетей, водопроводов, уличного освещения.
¶История в России
Первые АСУ в СССР создавались в конце 1950-х — начале 1960-х годов. В 1959 году на Новотроицком металлургическом заводе была внедрена система управления прокатным станом. В 1966 году вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по внедрению систем автоматизированного управления технологическими процессами на предприятиях промышленности, транспорта и связи», которое ускорило массовое развитие направления.
В 1970-е годы в СССР были созданы отраслевые системы: АСУ ТП на ГЭС (Братская, Красноярская), в химической промышленности, на космических объектах (система управления полётом «Союз» — «Нептун»). Научные школы АСУ развивались в Институте проблем управления РАН (Москва), Институте кибернетики АН УССР (Киев), Ленинградском, Новосибирском и Свердловском политехнических институтах.
В постсоветский период российская промышленность перешла на открытые платформы, однако с 2010-х годов в рамках курса на импортозамещение активно развиваются отечественные контроллеры и SCADA-системы: «Триом», «Модульные АСУ ТП» (МПС), контроллеры «Элвис», «Кама», «Регул», «Пулсар». В 2022 году вступили в силу ограничения на поставку зарубежного промышленного ПО, что ускорило переход государственных и критически важных объектов на российские решения.
¶Нормативная база
Действие АСУ в России регулируется:
- ГОСТ 34.003-90 — термины и определения в области систем автоматизированных.
- ГОСТ Р ИСО 15745 — промышленные автоматизированные системы и интеграция.
- ГОСТ Р 51993 — методы оценки эффективности АСУ.
- Отраслевые стандарты (ОСТ), технические регламенты, требования ФСТЭК и Ростехнадзора к промышленной безопасности АСУ опасных производственных объектов.
Источники:
- ГОСТ 34.003-90 «Информационные технологии. Системы автоматизированные. Термины и определения»
- ГОСТ Р ИСО 15745 «Промышленные автоматизированные системы»
- Котельников В. А., Мешковский Н. К. «Автоматизация управления производством»
- Рапопорт Л. С. «Автоматизированные системы управления»
- Сборник постановлений и материалов ГКНТ СССР по вопросам автоматизации (1966—1985)
- Журнал «АСУ и новые технологии» (ИПУ РАН)