Оптимизация структуры связей АСУ: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «АСУ и оптимизация режимов энергосистем»

ВВЕДЕНИЕ

Эффективная работа системы АСУ  возможна при достаточной и необходимой схеме ее структуры.

Действующая система управления энергосистемой насчитывает несколько десятков тысяч связей и при переводе ее на автоматическое управление, как правило, производится механический перенос существующих связей в систему АСУ. Лишние связи приводят к сбоям при передаче информации и, наоборот, отсутствие прямых связей между элементами системы снижает эффективность ее действия.

Сбор информации о структуре связей системы и обработка ее может быть облегчена применением матричных методов анализа.

Данная работа составлена по результатам десятилетнего опыта с использованием методических указаний “Исследование информационных потоков в системах управления энергетикой” доцента Репкиной Н.Г.

ЦЕЛЬ  И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Целью данной лабораторной работы является ознакомление с существующими методами анализа информационных потоков, а также выявление, анализ и исследование предложенного варианта структуры энергетического управления.

Поток информации - это группа данных, являющаяся частью какой-либо информации, рассматриваемая в процессе ее движения в пространстве и времени в одном направлении при условии, что у этих данных есть общий источник и общий приемник.

Информационную систему любой структуры организационной системы управления можно представить в виде схемы (рисунок 1).

Более подробно информационная система может быть представлена  в виде графа, вершины которого соответствуют узлам системы, в которых производится обработка информации, а ветви - направлениям передачи информации. Все составные информационные потоки системы управления можно подразделить на 2 группы: внешние, то есть связывающие элементы любого ранга системы управления с внешней средой, и внутренние, то есть связывающие элементы между собой.

Для - го элемента системы внешний информационный поток можно определить как:

,      (1)

где:  - входы, с помощью которых элемент  связан с внешней средой,

 - выходы, с помощью которых элемент  связан с внешней средой, - управляющие элементы по отношению к элементу .

Внутренний составной информационный поток для  будет иметь вид:

,     (2)

где  - входы с помощью которых элемент  связан с другими элементами системы,

 - выходы, с помощью которых элемент  связан с другими элементами системы,

 - управляющие элементы по отношению к  .

Анализ информационных потоков необходим для успешной реализации АСУ исследуемого объекта и производится по следующей схеме (рисунок 2).

Изучение потока на макроуровне позволяет понять общую схему функционирования системы управления. На  микроуровне выявляются элементы информационного отображения объекта в системе управления - сообщения, их структура и динамика.

Изучение информационных потоков и анализ проводится в 2 этапа:

1. Обследование существующих потоков информации:

n выбор метода изучения потоков;

n сбор сведений;

n описание информационных потоков.

2. Обработка результатов обследования. Выполнение второго этапа определяется методом, выбранным для описания системы информационных потоков. Различают 2 метода описания:

1).Графический метод (исследование на макроуровне; представление информационных потоков в виде графов, матриц, информационных схем);

2).Формализованный метод (исследование на микроуровне при изучении потоков большой размерности; представление в виде таблиц, содержащих структурную связь компонент потока и их характеристики, или в виде блок-схемы алгоритма).

1.1. Составление обобщенной матрицы

Структура связей системы может быть выявлена путем горизонтальных и вертикальных сечений. При этом сечение устанавливается на каком либо уровне иерархии системы    и фиксируются  все потоки информации (величина и направление) через это сечение, после этого сечение переносится на другой уровень и операция повторяется. Аналогичная операция проводится и при вертикальном сечении системы для выявления элементов одного уровня. Приняв (условно) 1 МБ информации за исследуемый период за одну связь, мы можем определить количество связей между элементами системы и составить обобщенную матрицу S.

Преимущество этого метода в том, что он легко может быть проведен с использованием технических средств фиксации и обработки информации.

1.2. Правила формирования матрицы S

Каждой  и каждому  системы кроме  ставится в соответствие строка.

Каждому  и каждой  системы и всем элементам кроме  ставится