cap_4_5 automatizari.pdf

8/18/2019 cap_4_5 automatizari.pdf

1/48

STRUCTURI DE CONDUCERE A PROCESELOR

Capitolul 4

STRUCTURI DE CONDUCERE

A PROCESELOR

4.1. STRUCTURI DE CONDUCERE CU

CALCULATORUL A PROCESELORINDUSTRIALE

4.1.1. Structuri de conducere monocalculator

Procesele tehnologice moderne sunt caracterizate printr-un număr mare

de variabile, prin puternice interdependenţe neliniare între aceste variabile, prin

exigenţe înalte privind calitatea etc. În aceste condiţii, funcţia de conducere

optimală nu mai poate fi exercitată de către operatorul uman, această sarcină

revenind calculatorului. În conducerea proceselor tehnologice calculatoarele

pot fi folosite în diverse moduri, în funcţie de particularităţile procesului

condus, de scopul urmărit ş.a.

Structuri de conducere cu calculatorul în regim de consultant

Sub această formă poate fi folosit orice calculator fără să fie conectat

direct la proces. În acest mod, calculatorul este folosit pentru a prelucra o partedin informaţia provenită de la proces, pentru a simula procesul respectiv şi a

furniza personalului de conducere rezultatele prelucrării. Achiziţia de date se

face prin intermediul omului şi tot omul execută şi funcţia de conducere

modificând valorile de referinţă ale regulatoarelor sau ale diferitelor

echipamente de conducere [4].

În figura 4.1. este prezentată schema generală a unui sistem de

conducere ce utilizează calculatorul în regim de consultant.


2/48

AUTOMATIZĂRI INDUSTR IALE

ASPECTE ALE CONDUCERII PROCESELOR ECONOMICE148

Dezavantajele utilizării acestei variante:

- achiziţia de date este lentă şi succeptibilă de erori;

- această variantă se utilizează pentru procese simple şi lente.

Fig.4.1. Sistem de conducere cu calculatorul în regim de consultant.

I/R- indicatoare, înregistratoare; C- regulatoare; EC- echipamente de conducere;

PS- periferice standard.

Structuri de conducere cu calculatorul conectat unidirecţional

In acest caz, calculatorul este folosit numai pentru achiziţia datelor din proces. Conectarea la proces se face prin intermediul echipamentelor de

interfaţă proces- calculator. Informaţia este preluată rapid şi neeronată.

Rezultatele prelucrării sunt furnizate personalului de conducere [7].

Fig.4.2. Sistem de conducere cu calculatorul conectat unidirecţional.


3/48


ASPECTE ALE CONDUCERII PROCESELOR ECONOMICE 149

În figura 4.2 este prezentată schema generală a unui sistem de

conducere ce utilizează calculatorul conectat unidirecţional: EIPC este un

echipament de interfaţă proces - calculator care are rolul de a transpune

informaţia analogică provenită de la traductoarele din proces în semnalenumerice acceptate de calculator.

Structuri de conducere cu calculatorul conectat bidirecţional

Conectarea la proces se face în ambele sensuri atât pentru

achiziţionarea de date cât şi pentru distribuţia de comenzi (fig.4.3). Această

soluţie îmbină tehnica reglării automate realizată cu echipamente analogice cu

tehnica optimizării automate realizată cu echipamente numerice. Funcţiile de

reglare, semnalizare şi protecţie se realizează cu subsisteme analogice

independente, iar funcţia de optimizare se realizează cu calculatorul numeric.

Fig.4.3. Sistem de conducere cu calculatorul conectat bidirecţional.

Calculatorul modifică la nevoie valorile de referinţă ale regulatoarelor

sau execută acţiuni asupra elementelor de execuţie de tip analogic, lăsând în

seama personalului de conducere numai sarcina de supervizare a sistemului de

automatizare [4].

Avantajul : fiabilitate înaltă datorită sistemelor analogice care

funcţionează în paralel. În caz de avarie a calculatorului sistemul poate

funcţiona în continuare cu sisteme de reglare, semnalizare şi protecţie de tip

analogic, iar funcţia de optimizare poate fi exercitată temporar de personalul de

exploatare.


4/48



Structuri de conducere cu calculatorul conectat direct

Calculatorul este conectat direct la proces fără intermediul

regulatoarelor şi alte echipamente de tip analogic (fig.4.4). Calculatorul

realizează achiziţia de date, alarmarea, protecţia, reglarea, optimizarea şidistribuţia de comenzi prin intermediul echipamentului de interfaţă proces

calculator proces. Comunicaţia cu personalul se realizează prin intermediul

perifericelor standard [4].

Fig.4.4. Sistem de conducere cu calculatorul conectat direct.

Ierarhizarea funcţiilor de conducere într-un sistem monocalculator

Există patru nivele de ierarhizare: la nivelul 1 se realizează interfaţarea

cu procesul. La nivelul 2 se stabilesc mărimile de referinţă pentru subsistemele

de reglare de la nivelul inferior. La nivelul 3 se alege un model de conducere în

funcţie de particularităţile de evoluţie ale parametrilor procesului condus. La

nivelul 4 se iau decizii privind structura echipamentelor active şi structura

algoritmilor asociaţi cu nivelele inferioare de ierarhizare (fig.4.5).

Dezavantajele utilizării sistemelor monocalculator:

- problema fiabilităţii: în caz de avarie a calculatorului se compromite

întreg sistemul;

- apare problema canalelor de transmitere a semnalelor între calculator

şi zonele extinse ale instalaţiei;

- concentrarea unui număr prea mare de sarcini asupra unui singur

calculator poate face imposibilă conducerea în timp real a procesului mai ales

dacă este vorba de un proces complex cu o derulare rapidă.


5/48



Ca urmare a acestor dezavantaje se utilizează structuri ierarhizate şi

distribuite multicalculator (multiprocesor).

Utilizarea acestor structuri face posibilă conducerea unor procese de

complexitate mare prin descompunerea lor în subprocese decuplabile atât peverticală cât şi pe orizontală. Este vorba de fapt de o structură piramidală.

Există calculatoare de supraveghere şi reglare utilizate pentru reglarea directă a

proceselor de la baza piramidei, la următorul nivel se utilizează alte

calculatoare care au rolul de a analiza derularea proceselor de la nivelul

inferior, iar la nivelul al treilea se află calculatorul coordonator care realizează

optimizarea globală a întregului proces [4].

Fig.4.5. Ierarhizarea funcţiilor de conducere într -un sistem monocalculator.


6/48



4.1.2. Structuri de conducere ierarhizate şi distribuite

multicalculator

Utilizarea structurilor ierarhizate multiprocesor face posibilă

conducerea unor procese de complexitate medie şi mare prin descompunerealor în subprocese decuplabile, atăt pe orizontală cât şi pe verticală. În figura 4.6

este prezentată schema simplificată a unei structuri ierarhizate multiprocesor.

Fig.4.6. Structură ierarhizată şi distribuită multiprocesor:

CSR1 … CSRN –calculatoare de supraveghere şi reglare; Pi…PN – subprocese

cvasiindependente; C1…CN – calculatoare.

În cadrul primului nivel se realizează reglarea numerică directă a

subproceselor de la baza piramidei, utilizând în acest scop mai multe

calculatoare, având pe lângă funcţia de reglare directă şi alte funcţii ca:

achiziţia de date, protocolare de evenimente, semnalizare, protecţie ş.a. [4].

Nivelul al doilea de ierarhizare este alcătuit din mai multe calculatoare

care au rolul de a analiza derularea subproceselor pe care le controlează

precum şi obiectivele şi restricţiile primite de la nivelul superior şi de a stabili,

pe această bază, referinţe şi restricţii pentru elementele de la nivelul inferior,

astfel încât subprocesele controlate de fiecare calculator de la acest nivel să se

desfăşoare în condiţii optime locale.


7/48



La nivelul al treilea calculatorul coordinator realizează funcţia de

coordonare a întregului ansamblu în vederea optimizării globale a procesului.

Intr-o structură piramidală multiprocesor se realizează o ordonare în

timp a tuturor activităţilor. Perioada la care are loc un ciclu de decizie creştespre vârful piramidei şi scade spe baza acesteia. Spre vârful piramidei

predomină datele şi obiectivele de ordin economic, în timp ce la baza acesteia

predomină datele şi obiectivele de ordin tehnic.

Dintre avantajele acestui tip de structuri, se remarcă:

- reducerea volumului de calcul şi a volumului de date transmise între nivele,

deoarece funcţiile de coordonare – optimizare se realizează la nivele superioare

cu o frecvenţă relative mică, în timpde funcţiile de reglare – semnalizare –

protecţie se realizează la nivelul cel mai mic;

- mărirea siguranţei în exploatare a sistemului, datorită faptului că funcţiile de

supraveghere şi reglare se realizează la nivelul 1 unde există mai multe

calculatoare cu funcţionare cvasiindependentă;

- reducerea timpului de elaborare şi a costului sistemului datorită faptului că

algoritmii de reglare şi optimizare, precum şi sistemele de programe pot fi

dezvoltate pas cu pas, de la simplu la complex.

Comunicaţia între calculatoarele de la nivelul 1 şi calculatorul

coordinator poate fi organizată în stea, aşa cu se arată în figura 4.6, printr -o

magistrală comună, figura 4.7 sau poate fi realizată direct între calculatoare –

figura 4.8.

Fig.4.7. Structură ierarhizată şi distribuită cu comunicaţie prin magistrală comună.


8/48



În cadrul acestor structuri, comunicaţia între calculatoarele de la nivelul

1 precum şi comunicaţia între acestea şi calculatorul coordinator se face prin

magistrala comună MDC, aflată sub comanda unui controlor de trafic, CT.

Existenţa unei singure magistrale de comunicaţie între nivele limitează volumulşi viteza de schimb de informaţie. Această soluţie este de preferat în cazul

proceselor de complexitate medie.

În figura 4.8 este prezentată o str uctură în care comunicaţia între

calculatoarele C1…CN de la nivelul 1 se realizează prin intermediul unor

magistrale şi unităţi locale de comunicaţie, ULC, iar comunicaţia între

calculatoarele de la nivelul 1 şi calculatorul coordinator se face prin

intermediul altei magistrale şi al altor unităţi globale de comunicaţie, UCG.

Această structură mai conţine un microprocesor cu funcţia de control al

traficului pe magistralele MPCM şi un microprocesor pentru testarea şi

diagnosticarea funcţionării întregului sistem.

Fig. 4.8. Structură distribuită cu comunicaţie directă intercalculatoare.

O astfel de structură poate asigura performanţe înalte în conducerea

proceselor complexe puternic interdependente: conducerea unie instalaţii de

extracţie, colectare şi separare din industria de petrol şi gaze sau structura

pentru comanda şi optimizarea fabricaţiei în celulele flexibile.


9/48



4.2. CONDUCEREA PROCESELOR

INDUSTRIALE CU AUTOMATE

PROGRAMABILE (PLC)

4.2.1. Noţiuni generale despre automate programabile

Un automat programabil de tip industrial (Programmable Logic

Controller - PLC) este un calculator specializat, proiectat special pentru a fi

utilizat în conducerea proceselor. PLC-urile sunt utilizate frecvent în

conducerea proceselor industriale pentru că sunt uşor de configurat şi de

programat, comportarea lor este predictibilă şi sunt suficient de robuste pentru

a funcţiona în condiţii de mediu nefavorabile (praf, umezeală, etc.).

Un PLC are un aspect diferit de cel al unui calculator personal obişnuit.

O primă diferenţă este aceea că un PLC nu are un monitor şi nici o tastatură

conectate la el. În fig. 4.9 sunt prezentate câteva PLC-uri ale unor companii

importante.

Fig. 4.9. Câteva tipuri de automate programabile de tip industrial.


10/48



Alte două diferenţe principale între PLC şi un calculator obişnuit sunt:

(1) PLC-urile sunt construite astfel încât să fie uşor pentru utilizator să

alcătuiască un sistem de conducere şi (2) PLC-urile sunt pre-programate cu un

sistem de operare şi cu programe de aplicaţie optimizate pentru conducerea proceselor.

4.2.2. Structura unui automat programabil

de tip industrial

Unele PLC-uri sunt integrate într-o singură unitate, îm timp ce altele au

o construcţie modulară. Dacă un PLC integrat este disponibil şi are

caracteristicile cerute de un utilizator, atunci el va fi cea mai economicăopţiune. PLC-urile modulare sunt alcătuite din componente opţionale care pot

alcătui un sistem complex de conducere; aceste componente sunt alese de

utilizator în funcţie de aplicaţia dorită. Componentele unui PLC sunt

următoarele (Fig. 4.10):

- modulul unitate centrală de prelucrare (CPU), care conţine

calculatorul central şi memoria acestuia [1].

- modulele de intrare şi cele de ieşire (module I/O), care permit PLC-ului să citească semnale care provin de la senzori şi, respectiv, să transmită

semnale către elemente de execuţie. Constructorii oferă module I/O cu o mare

varietate de caracteristici, pentru diferite tipuri de senzori şi de elemente de

execuţie.

- un modul sursă de alimentare, pentru alimentarea CPU şi, uneori,

pentru alimentarea senzorilor şi a elementelor de execuţie de putere mică.

- o magistrală de semnale (bus) prin intermediul căreia modulul CPU

poate schimba date cu modulele I/O. La unele variante acest bus este realizat în

partea posterioară a unui cadru metalic (rack ) în care se introduc modulele

componente. La alte variante această componentă nu aste necesară deoarece

fiecare modul se cuplează direct la modulul vecin.

Un sistem PLC care conţine aceste elemente reprezintă tot ceea ce este

necesar pentru a conduce un sistem automatizat. Pentru că un PLC trebuie să

fie programat înainte de a putea fi folosit, este necesară o altă componentă: o


11/48



unitate de programare, pentru a putea dezvolta programe-utilizator şi pentru a

le transmite în memoria unităţii centrale [1].

De obicei sunt disponibile şi componente adiţionale opţionale:

- adaptoare de comunicaţie pentru transmiterea la distanţă (module I/O

conectate la distanţă), astfel încât un controller central să poată fi conectat la

senzori şi elemente de execuţie la distanţă.

- interfeţe de reţea, pentru a permite interconectarea PLC-urilor şi/sau a altor

controllere pentru a forma un sistem distribuit.

- interfeţe operator, pentru a permite introducerea datelor şi/sau monitorizarea

datelor de către operatori.

Modulul CPU din PLC foloseşte un sistem de operare diferit de acela

din majoritatea calculatoarelor personale. Acesta determină iniţializarea PLC-

ului atunci când se conectează sursa de alimentare (ON), rularea programului-

utilizator atunci când PLC-ul este comutat în modul RUN şi transmiterea de

răspunsuri la comenzile utilizatorului prin rularea programelor de aplicaţie

potrivite. Programele de aplicaţie permit utilizatorului să introducă programe în

Unitate de programare

pentru a monitoriza şi/sau edita programe şi date din PLC

Interfaţă de reţea către alte controllere(interfaţa poate fi chiar în modulul CPU)

Legătură de comunicaţie către module I/Ola distanţă (interfaţa poate fi chiar în

modulul CPU)

Sursă de

alimentare

Modul

CPU

Modulintrări

digitale

Modulieşiri

digitale

Modulieşiri

analogice

Conectori pe bus pentru alte

module I/O

De la senzori de tip digital(senzori de proximitate,

limitatoare de cursă, etc.)

La elementede execuţie de

tip analogic(motoare,controllere

poziţie, etc.)

La EE de tipdigital (valve pneumatice,lămpi, etc.)

5V dc220Vac

24V dc

Fig. 4.10. Structura generală a unui PLC.


12/48



memoria PLC-ului. Anumite zone din memoria accesibilă utilizatorului sunt

memorate chair şi dacă sursa de alimentare este deconectată.

Un PLC îşi păstrează sistemul de operare, programele de aplicaţie,

programele utilizator şi anumite date în memoria nevolatilă, dacă PLC-ul estetrecut în starea OFF, sau chiar dacă este deconectat de la alimentare.

Sistemul de operare determină execuţia programelor -utilizator într-o

manieră diferită faţă de calculatoarele de uz general. Se execută un pas de

iniţializare de fiecare dată când este trecut în modul RUN, apoi PLC -ul execută

în mod repetat un ciclu de scanare, atâta timp cât PLC-ul este în modul RUN.

Aşadar, execuţia programelor este ciclică. Modul în care se execută programele

într-un PLC este prezentat în Fig. 1.3 Deşi există anumite diferenţe între

diferite tipuri de PLC-uri, mai ales în modul în care se realizează pasul de

iniţializare, acest ciclu de scanare, alcătuit din trei paşi, este fundamental

pentru modul în care un PLC conduce procesele automatizate. După cum se

poate observa în Fig. 4.11, sistemul de operare parcurge ur mătoarele etape:

1. Copiază date de la modulele de intrare înzona imaginilor de intrare din memoria

2. Execută programul utilizator care modifică datedin RAM, inclusiv din zona imaginilor de ieşire.

3. Copiază date din zona de memorie

Iniţializare program PLC

Comutare PLC RUN

Fig. 4.11. Ciclul standard de scanare pentru un PLC


13/48



1. Un pas de iniţializare pre- programat, care se execută o singură dată,

atunci când PLC-ul este trecut în modul RUN, înainte de intrarea în

ciclul de scanare alcătuit din trei paşi.

2.

Ciclul de scanare, care constă din: a. Scanarea intrărilor . PLC-ul citeşte date din toate modulele de intrare

(achiziţionează date de la senzorii conectaţi la modulele de intrare).

Aceste date de intrare sunt transmise în zona de memorie CPU

rezervată pentru memorarea imaginilor datelor de intrare.

b. Scanarea programului-utilizator . Programul de conducere, scris de

utilizator, este executat odată, de la început până la sfârşit. Programul

trebuie să conţină instrucţiuni pentru examinarea datelor imagine de

intrare şi pentru a determina valorile care vor fi transmise către

elementele de execuţie. PLC-ul nu transmite încă datele de ieşire la

modulele de ieşire, dar le salvează într -o zonă a memoriei RAM din

CPU rezervată pentru memorarea imaginilor datelor de ieşire.

Programul scris de utilizator poate examina şi modifica toate zonele

adresabile ale memoriei RAM. (aceasta înseamnă că imaginile datelor

de intrare pot fi modificate de programul utilizator, iar imaginile

datelor de ieşire pot fi examinate). O anumită parte RAM nu este

adresabilă, astfel că nu se poate schimba conţinutul ei de către

programul utilizator. De exemplu, programul utilizator nu se află în

zona adresabilă a memoriei.

c. Scanarea ieşirilor . Pe durata acestui pas, PLC-ul copiază toate datele

din zona imaginilor de ieşire din RAM în modulele de ieşire.

De fiecare dată când PLC-ul încheie un ciclu de scanare şi începe un

altul, sistemul de operare declanşează un temporizator . Acesta funcţionează

atâta timp cât se execută ciclul de scanare. Dacă temporizatorul îşi atinge

valoarea setată înainte de a fi restartat (dacă ciclul de scanare consumă mai

mult timp pentru a fi completat), PLC-ul se va bloca într-o stare de eroare şi

execuţia se va opri. După eroare, este nevoie de intervenţia operatorului înainte

de a se relua execuţia.


14/48



Toate PLC-urile sunt pre- programate şi cu programe de aplicaţie care se

execută ca răspuns la comenzi recepţionate de la unitatea de programare,

panourile interfeţe cu operatorul sau alte calculatoare conectate la PLC.

Programele de aplicaţie permit utilizatorilor să scrie şi să transfere programe şidate în memoria RAM, să comande lansarea în execuţie a programelor şi

permit PLC-ului să transmită informaţii de stare la interfeţele cu operatorul.

Rutinele driver sunt subrutine pe care alte programe (programul ciclic de

scanare sau programul utilizator) le pot apela pentru a comanda circuitele I/O

din modulul CPU. Rutinele driver sunt pre-programate în memoria ROM de

constructorul PLC-ului. Funcţiile de I/O care necesită rutine driver sunt:

1. Conectarea la o unitate de programare. Toate modulele CPU includ

drivere şi hardware de comunicaţie pentru a permite unui programator să

monitorizeze şi să modifice date prin intermediul unităţii de programare.

Această unitate este conectată la un port serial al PLC-ului dedicat

acestui scop.

2. Citirea şi scrierea modulelor locale I/O pe durata unui ciclu de scanare.

Toate modulele CPU pentru PLC-uri modulare includ drivere software

şi hardware pentru a schimba date cu modulele locale I/O (module I/O

conectate direct la CPU prin conductoare paralele din rack sau bus).

3. Recepţia şi transmisia datelor I/O la distanţă. Staţiile I/O de la distanţă

pot fi: module I/O separate, controlate de acelaşi PLC; module I/O

independente, neconectate în rack sau senzori; elemente de execuţie care

conţin adaptoare de comunicaţie. Modulul CPU poate conţine hardware

de interfaţă şi drivere pentru a permite schimbul de date cu staţii I/O de

la distanţă prin legături seriale.

4. Recepţia şi transmisia datelor I/O la staţii extinse. Staţiile I/O extinse

sunt rack-ur i separate de module I/O controlate de acelaşi PLC, dar care

sunt montate în apropierea rack-ului principal astfel încât poate avea loc

un transfer rapid de date, folosind programe driver şi circuite hardware

diferite de cele implicate în comunicaţiile la distanţă.

5. Recepţia şi transmiterea datelor printr -o reţea locală (LAN). Dacă un

PLC are circuite hardware şi drivere potrivite, modulul CPU poate fi

conectat direct la un sistem care conţine alte controllere (inclusiv PLC)


15/48



prin intermediul unei legături seriale partajate. În acest caz, programele

utilizator din PLC pot include schimburi programate de date. Unele

PLC-uri au un singur port de comunicaţie dar acesta conţine drivere

selectabile, astfel că utilizatorul poate conecta modulul CPU la LANdupă cum doreşte. Unităţile de programare şi panourile de interfaţă cu

operatorul sunt uneori conectate la PLC prin portul de reţea şi pot folosi

LAN împreună cu CPU. Dacă unitatea de programare se conectează în

acest fel prin portul de reţea, va fi posibil să se folosească unitatea de

programare pentru a monitoriza şi modifica memoria tuturor modulelor

CPU din LAN. Unele module CPU au porturi multiple de comunicaţie.

Dacă un modul CPU nu are un driver sau circuit hardware special pentru

LAN, trebuie să se folosească un modul separat de comunicaţie I/O.

6. Citirea sau scrierea dispozitivelor subordonate (slave), cum sunt o

imprimantă serială sau un cititor de coduri de bare. Această funcţie se

realizează prin intermediul unei legături seriale folosind un protocol

standard de comunicaţie cum este RS-232.

Programe utilizator

Programele utilizator nu sunt incluse în partea pre- programată din setul de

programe cu care se livrează un PLC la cumpărare. Acestea trebuie să fie

introduse în memoria RAM a PLC-ului de către progr amator, prin intermediul

unităţii de programare (care se poate deconecta apoi de la PLC). PLC-ul

salvează programele utilizator într -o zonă de memorie care fie nu este afectată

de deconectarea de la sursa de alimentare, fie este conectată la o baterie cu

ciclu lung de viaţă. Programele utilizator rămân în memoria PLC-ului până

când se realizează modificarea lor prin intermediul unităţii de programare.

De multe ori, pentru scrierea programelor utilizator se foloseşte logica în

scară (ladder logic). Programele scrise în logica în scară au la bază o

reprezentare grafică a unor circuite electrice şi seamănă cu circuitele cu relee

folosite de electricieni. În Fig. 4.12 este prezentat un program simplu împreună

cu sistemul pe care acesta îl conduce.


16/48



Imaginiintrare

Programutilizator

Imaginiie ire

Imaginiintrări

Imagini -

ie iri

Pistol pt.vopsit

Switchoperator

Senzorviteză zero

On

Off

Senzor piesă

Senzornivel

vopseaVopsea

Motor

Indicatoralarmă

CPUModul intrări

digitale

Modul ieşiri

digitale

PLC

Alarmăo erator

SwitchOn

Senzor piesă

Pistolvopsire

Pistolol

Conveyoroprit

Trepte din program

Fig. 4.12. Un program în scară cu două trepte.


17/48



Fiecare treaptă dintr -un program în scară constă dintr -o instrucţiune

logică; aceasta se poate evalua la adevărat sau fals şi stabileşte funcţia de ieşire

a treptei respective.

Prima treaptă a programului din Fig. 1.4 controlează un element deexecuţie al unui pistol de vopsire. Pistolul este deschis ori de câte ori switch -ul

este ON dar numai dacă un senzor detectează o piesă în zona de vopsire.

Următoarea treptă (următorul circuit) activează un semnal de alarmă (vizual)

pentru a inf orma operatorul fie că rezervorul cu vopsea este gol, fie că sistemul

de transport (conveyor) s-a oprit dintr-un motiv oarecare. Acesta este numai un

exemplu introductiv, prezentat aici din raţiuni didactice. Este posibil să nu se

înţeleagă în amănunt modul în care funcţionează programul dar vom reveni în

capitolele următoare.

Un PLC execută în mod repetat ciclul de scanare, care include

programul utilizator, la intervale care depind de lungimea programului. Din

figură se observă că există întotdeauna o întârziere între momentul în care un

senzor detectează o schimbare a unei variabile de proces şi momentul în care

un element de execuţie începe să răspundă. În cazul cel mai defavorabil, dacă

senzorul de piesă din exemplul nostru detectează o piesă imediat după ce

valoarea lui a fost citită pe durata unui ciclu de scanare, elementul de execuţie

al pistolului de vopsea nu va fi acţionat până când următorul ciclu de scanare

se încheie. Pentru că PLC-ul execută ciclurile de scanare la intervale de ordinul

milisecundelor, această întârziere nu este, în general, o problemă.

4.2.3. Exemple de aplicaţii industriale ale PLC

Sistem cu PLC pentru reglarea după profil impus

a temperaturii unei incinte

Structura sistemului şi logica funcţionării

Obiectivul prezentei aplicaţii este realizarea unui sistem de măsurare şi

reglare a temperaturii dintr-o incintă, după o caracteristică stabilită anterior.

Caracteristica după care se doreşte realizarea profilului de temperatură

în incintă are următoarea configuraţie (Fig.4.13):


18/48



Logica funcţionării este asigurată de un program implementat într -un

controler (PLC), cu ajutorul căruia se realizează comanda temperaturii,

menţinerea şi monitorizarea acesteia şi constă în următoarele:

- Se porneşte automatul, se afişează starea curentă (temperatura

ambiantă);

- Se trece automatul în modul RUN, programul începe să ruleze şi

compară în permanenţă temperatura incintei (semnalul sosit de la traductor) cu

temperatura de referinţă, adică prima treaptă de temperatură cerută. Se afişează

în tot acest timp pe ecran mesajul în încălzire”. Când se atinge prima treaptă

de temperatură prescrisă, automatul decuplează rezistenţa de încălzire şi

menţine temperatura la valoarea prescrisă cu ajutorul unui circuit de răcire –

necesar în cazul acesta deoarece incinta este un mini cuptor cu ulei - şi poate

porni o pompă pentru recircularea unui lichid de răcire, un compresor cu aer.

Incinta este prevăzută cu un agitator cu rolul de a uniformiza temperatura

lichidului încălzit.

- Sistemul are inerţie termică ridicată (regim tranzitoriu mare) ceea ce

înseamnă că după atingerea pragului de temperatură setat şi decuplarea

rezistenţei, valoarea temperaturii va continua să crească şi de aceea este

necesar sistemul de răcire menţionat anterior.


19/48



Menţinerea valorii setate la prima treaptă se face în acest caz într -un interval

de timp bine determinat (180 s), după care, prin program se trece automat la

cea de-a doua referinţă setată, iar după atingerea acesteia se menţine acelaşi

interval de timp (stabilit prin program) după care automatul trece în stareainiţială (de aşteptare) urmând a primi comandă pentru efectuarea unui nou ciclu

de încălzire sau trecerea acestuia în starea STOP.

Se realizează astfel un control riguros al temperaturii cu ajutorul PLC

(economie de energie şi precizie) şi o menţinere a acestuia la o valoare cât mai

apropiată de valoarea necesară tratamentului produsului pe perioade bine

determinate.

În cazul defectării unui echipament antrenat în acest proces de reglare,

controlerul are implementată funcţia de AVERTIZARE” şi AUTO OFF” a

programului sau programul se poate întrerupe de către operator prin trecerea în

starea STOP.

Pentru a aborda programarea acestei aplicaţii, se realizează în primul rând

schema electrică de comandă, prezentată în Fig.4.14.

Ieşirea Out 1 este de tip releu pentru circuitul de comandă al rezistenţei de

încălzire.

Sursa de alimentare acceptă la intrare o tensiune de 220Vca şi furnizează la

ieşire o tensiune stabilizată de 24 Vcc necesară alimentării controlerului şi

adaptorului folosit. Terminalul A este conectat la borna minus, ceea ce va

conduce la o conectare a intrărilor de tip PNP sau cu potenţial faţă de masă.

Rezistenţa RL este necesară pentru a face conversia semnalului din

domeniul unificat 4...20mA în domeniul de tensiune 1...5V, necesar intrării

porţii analogice IN. Acest semnal este generat de adaptorul inteligent AdR -I de

tip Rosemount 248 HART care converteşte rezistenţa variabilă generată de

termorezistenţa PT 100 în semnal unificat.


20/48



Fig. 3.2 Schema electrică

Sursa de alimentare Omron S8VS-06024

Pentru a obţine tensiunea de alimentare necesară pentru automatul

programabil utilizat ZEN se foloseşte o sursă stabilizată Omron S8VS-06024.

Schema acesteia a fost deja prezentată în Fig.4.3.

Termorezistenţa ROSEMOUNT de tip PT 100

În Fig.4.15 este prezentată dependenţa rezistenţă - temperatură pentru un

senzor din platină de 100 Ω .

Fig.4.15. Dependenţa rezistenţă - temperatură pentru un senzor PT 100


21/48



Pentru condiţionarea semnalului de la termorezistenţe se întâlnesc o

varietate de echipamente. Pentru această aplicaţie s-a utilizat adaptorul R-I

ROSEMOUNT de tip 248 HART.

Acesta converteşte variabilele fizice în semnal de ieşire condiţionat şistandardizat. Semnalul analogic în curent continuu 4...20 mA permite şi

decelarea situaţiei de nefuncţionare (lipsă curent sau curent sub 4mA).

Transmisia în curent, atât pentru semnale analogice cât şi digitale,

permite obţinerea uni nivel sporit al imunităţii la perturbaţii. Informarea la

receptor nu este afectată de căderea de tensiune pe cabluri şi conectori , nici de

termocuplurile parazite distribuite în diverse puncte pe traseul semnalului.

Se pot realiza, pentru semnale analogice, transmisii pe o distanţă de

maxim 600 m, dependente şi de rezistenţa buclei de curent. Conectarea la sursa

de alimentare se face printr-o pereche de fire care servesc totodată şi pentru

transmiterea rezultatului măsurării, realizându-se astfel bucla de curent.

Valoarea de zero electric a curentului este de 4 mA, iar valoarea de cap

de scală de 20 mA, deci unei variaţii de la 0 la 100% a parametrului de măsurat

îi corespunde o variaţie a curentului de 16 mA. Acelaşi aparat este întâlnit în

tehnică şi cu denumirea de adaptor, adaptor cu transmitere pe două fire,

convertor rezistenţă - curent, convertor tensiune – curent, etc.

Ada ptorul (transmiterul) de temperatură de tip ROSEMOUNT 248H

este un adaptor universal, inteligent, care se conectează prin protocol HART pe

2 fire la un comunicator din aceeaşi serie HART sau la un PC, şi este construit

pentru a se monta direct în capătul termorezistenţei ROSEMOUNT tip PT 100.

Tensiunea de alimentare a transmiterului este cuprinsă între 12 - 42 Vdc

tensiune care nu poate fi depăşită şi care în această plajă asigură o caracteristică

liniară de ieşire şi face posibilă configurarea adaptorului cu protocolul HART

atunci când este conectat la HART Comunicator.

ROSEMOUNT 248H face parte din familia de adaptoare inteligente, de

aceea comunicatorul dedicat poate face, cu ajutorul unui soft specializat, setări

pentru domenii de temperatură de lucru, nivele şi tensiuni de ieşire, toate

acestea fiind posibile pe numai două fire (cele de alimentare), adaptorul

generând un semnal digital în paralel cu tensiunea de alimentare.


22/48



În Fig. 4.16 este indicat modul în care se poate face conectarea

termorezistenţei PT 100 precum şi a comunicatorului specializat.

Valva electromagnetică

În circuitul de răcire este utilizată o valvă electromagnetică (Fig.4.17)

cu rolul de a permite trecerea lichidului cu rol de răcire, valvă comandată

electric la momente de timp stabilite prin program.

Caracteristicile tehnice ale electrovalvei: tensiune de alimentare –

220Vca; Putere consumată – 7 W; Presiune nominală – 0,2 – 1,0 bar.

Fig. 4.16 Schemă bloc de conectare comunicator HART

Fig. 4.17 Valvă electromagnetică


23/48



Pompa de recirculare (evacuare)

Pentru antrenarea prin serpentinele incintei a lichidului de răcire se

foloseşte o pompă electrică (fig.4.18) având următoarele caracteristici tehnice:

tensiune de alimentare - 220 Vca; putere consumată – 37 W; viteză de rotaţie – 800 rot/min; debit antrenat – 50 l/min.

Comanda pompei este asigurată prin programul implementat şi aceasta

intră în funcţiune numai atunci când temperatura incintei depăşeşte valoarea

prescrisă.

Incinta Termică

Aplicaţia a fost implementată pe o incintă termică cu următoarea

configuraţie – Fig. 4.19.

Fig. 4.18. Pompă electrică

Fig. 4.19. Incintă termică: 1 - vas cu apa; 2 – indicator de debit tip rotametru; 3 - robinet manual; 4 - serpentina pentru apa de

racire; 5 - rezistenta de încalzire; 6 - agitator; 7 -contact cuplare rezistenţă; TT - traductor detemperatură (termorezistenta Pt100);

TC - regulator bipoziţional PLC; r - mărime de reacţie; u - mărime de comandă;T – temperatura curentă; Ti - referinţă.


24/48



Automatul Programabil

Aplicaţia a fost configurată cu ajutorul PLC MITSUBISHI AL2-14MR-

D, al cărui cărui panou frontal este prezentat în Fig.4.20.

Fig.4.20. PLC MITSUBISHI AL2-14MR-D

PLC este programat cu ajutorul unei metode user-friendly de combinare

a unor blocuri speciale şi dedicate de funcţii. Sarcina de lucru este împărţită în

diverse etape care pot fi reprezentate de un număr de blocuri de funcţii.

Programarea blocurilor de funcţii simplifică reprezentarea aplicaţiei dar de

asemenea asigură controlul complet al proceselor. Programul poate fi construit

în câţiva paşi simpli, dar chiar şi o sarcină de lucru complexă poate fireprezentată aşa. Pentru uşurarea utilizării acestora, blocurile de funcţii au fost

preprogramate pentru a executa anumite sarcini, dar de asemenea oferă

flexibilitate putând fi îmbunătăţite.

Userul poate construi un circuit complex foarte simplu. PLC va aduna

şi procesa informaţii şi va pune la dispoziţie controlul necesar pentru aplicaţie

după algoritmul sistemului. Fiecare bloc de funcţie pune la dispoziţie

parametrii specifici de control accesibili userului, să customizeze fiecare


25/48



program pentru aplicaţii. Blocurile de funcţie se leagă împreună ca să formeze

un circuit folosind Diagrama blocurilor de funcţii (FBD).

Programarea aplicaţiei în tehnologie FBD La lansarea executabilului AL-PCS/WIN-E apare fereastra din Fig.

4.21 de unde se pot alege opţiunile pentru realizarea unui nou program,

conectarea şi verificarea PLC.

O parte din icoane sunt dezactivate, ele devenind active în modul de

simulare sau când automatul programabil MITSUBISHI AL2-14MR-D este

conectat la PC.

Programarea efectivă se realizează astfel:

1. Se deschide meniul File şi se alege opţiunea New.

2. Pe ecran apare fereastra de selecţie a tipului de controler; se bifează

AL2 Series şi 8 Input and 6 Output (Fig.4.22), apoi se apasă OK.

Fig. 4.21 Bara principală de meniuri

Fi . 4.22. Fereastră de setări a ro rietă ilor


26/48



Fig. 4.23. Fereastra spațiului de lucru

3.Va apărea o nouă fereastră (Fig. 4.23), care reprezintă spaţiul de lucru

pentru configurarea noului program. În fereastra FBD, baza FBD furnizează

platforma pe care se construieşte programul seriei alpha. Baza FBD seconstituie dintr-o arie de cablare lărgită (de culoare verde) o căsuţă -titlu şi

dreptunghiuri intrare-ieşire verticale de-a lungul părţii drepte şi stângi a mâinii.

Componentele programate sunt amplasate în zona de cablare sau în

dreptunghiuri şi conectate cu fire. Când fereastra FBD este deschisă, baza FBD

are o mărime predeterminată. Baza poate fi redimensionată pe lăţime sau

înălţime prin tragerea marginii din dreapta sau de jos.

4.

Din noua bară principală de meniuri activată după aceste operaţii sealege funcţia Com pentru selectarea portului de conectare a controlerului la PC,

în cazul nostru am ales Com 1, fig. 4.24.

5. În fereastra de lucru afişată se depun itemurile selectate, necesare

pentru realizarea programului, astfel: se alege din grupul de Intrări intrare

analogică” şi se depune în I01. Pentru configurarea programului se aleg

funcţiile necesare: GAIN, COMPARE, ADD, SUB, SET RESET, DELAY,


27/48



DISPLAY, OR, AND, DISPLAY FB CONTROLER, HEATER şi se depun pe

baza FBD ca în Fig. 4.25.

Fig. 4.25. Baza FBD cu funcțiile selectate

6. Cu ajutorul analizorului de cablare se realizează conectarea

componentelor plasate pe spaţiul bazei FBD – Fig.4.26.

7. După realizarea conexiunilor între blocurile de funcţii şi alegerea

corespunzătoare a parametrilor acestora – parametrii care rezultă din

caracteristicile procesului de condus, se trece la simularea funcţionării

programului – Fig.4.27.

8.

Fig. 4.24. Fereastra de selecţie a portului


28/48



Fig. 4.26. Baza FBD cu funcţiile selectate şi interconectate


29/48



Fig. 4.27. Simularea funcţionării programului


30/48



9. După verificarea funcţionării corecte a programului şi corectarea

eventualelor erori, acesta se scrie în PLC şi se salvează în PC.

Programul astfel salvat se poate folosi pentru realizarea obiectivului

propus.

Descrierea funcţionării programului

Ţinând cont că, pentru realizarea acestui proiect, s-a utilizat un automat

programabil, s-a încercat atingerea obiectivului propus cu ajutorul unor blocuri

de funcţii logice (mai simple), cu anumiţi parametri care pot fi setaţi la

implementarea funcţiei respective şi nu cu ajutorul unui regulator specializat în

a cărui structură internă nu se poate interveni pentru a conecta sau deconecta

din multitudinea de funcţii logice ci doar se pot seta parametrii de reglare

(acordare) pentru anumiţi algoritmi stabiliţi anterior.

Automatul programabil – deşi mai simplu – îmbină avantajele unor

multiple combinaţii ce se pot crea între blocurile de funcţii şi uşurinţa cu care

acestea se pot manipula şi interconecta pentru conceperea programului.

Ştiind toate acestea putem descrie funcţionarea programului prin

descrierea în particular a rolului fiecărui bloc sau a unui grup de blocuri care

interacţionează, astfel – Fig. 4.28:

- cu ajutorul porţii de intrare analogică I01, urmărim în mod

continuu semnalul primit de la traductorul de temperatură, semnal pe care îl

aplicăm unui bloc amplificator a cărui amplificare poate fi modificată între

anumite limite;

- semnalul prelucrat se aplică unui comparator şi unui display

pentru afişarea valor ii curente a temperaturii;

- comparatorul primeşte şi referinţa – o valoare fixă pe care o

compară în permanenţă cu valoarea primită de la traductor;

- atunci când Tref > Tcrt este acţionată ieşirea O01 (de tip releu), se

afişează “ÎN ÎNCĂLZIRE”;

- atunci când Tref = Tcrt ieşirea O01 este decuplată, se porneşte

automat funcţia delay care va menţine referinţa setată timp de 180 s;


31/48



- dacă Tref < Tcrt cu un grad, se comandă pe ieşirea O02 pornirea

răcirii (pompa şi electrovalva), se menţine comanda până când când Tcrt = Tref -

1;

-

se utilizează blocul Trigger căruia i se setează ON = T ref +1 şiOFF = Tref -1. Se asigură astfel un histerezis în jurul valorii T ref de 2 grade;

Fig. 4.28. Schema de funcţionare a programului


32/48



- după expirarea timpului de 180 s se decuplează referinţa 1 cu

funcţia SET/RESET şi se cuplează a doua referinţă generată la un alt bloc

Compare unde este comparată permanent cu valoarea curentă generată de

traductor.Algoritmul de lucru este acelaşi cu treapta anterioară, inclusiv blocurile

funcţionale utilizate, cu specificaţia că după expirarea timpului de menţinere de

180 s produsul trebuie răcit până la atingerea unei temperaturi de răcire proprii

materialului respectiv după o caracteristică de răcire bine determinată.

Răcirea, ca parte integrantă a procesului termic, se poate efectua în

timpi ce pot varia de la câteva secunde (viteză mare, pantă abruptă, condiţii

tehnice speciale) până la câteva ore.

Din cele prezentate anterior rezultă că acest sistem, format din

subsistemele de programare şi conducere, subsistemul de încălzire, subsistemul

de răcire şi menţinere, subsistemul de protecţie automată, poate fi implementat

cu succes în industrie pentru realizarea cerinţelor de precizie şi automatizare la

un proces industrial modern.

O îmbunătăţire care poate fi adusă ulterior ar putea fi folosirea în

programul automatului şi a altor funcţii şi module spre exemplu a modulelor

radio dedicate sau a celor GSM specializate pentru transmiterea la distanţă a

parametrilor şi a stării procesului, stare care poate fi afişată şi astfel

monitorizată în permanenţă de către un operator aflat la distanţă într -o cameră

de comandă şi supraveghere. Prin mărirea capacităţii de memorie, automatul

poate funcţiona şi în regim de regulator prin implementarea din soft a blocului

regulator PID în regim de SRA abatere şi prescrierea componentelor

(proporţională, integratoare, derivatoare) ştiind că procesul este lent.


33/48



LUCRARE DE VERIFICARE

1. Care sunt principalele avantaje ale structurilor de conducere cu

echipamente numerice?

2. Ce tipuri de structuri de conducere monocalculator cunoaşteţi?

3. Caracterizaţi pe scurt structura de conducere cu calculator în regim

de consultant.

4. Caracterizaţi pe scurt structura de conducere cu calculator conectat

direct.

5. Pentru ce tipuri de procese se recomandă structura de conducere

multiprocesor?

6. Cum poate fi organizată comunicaţia între calculatoarele de la primul nivel al structurii de conducere multiprocesor şi calculatorul

coordinator?

7. Definiţi automatul programabil.

8. Care sunt principalele componente ale unui PLC?

9. Ce tehnici de programare ale PLC cunoaşteţi ?

TEST DE AUTOEVALUARE

4.1. Care este rolul calculatorului într-o structură de conducere cu

calculatorul în regim de consultant?

4.2. Care sunt dezavantajele utilizării structurii de conducere cucalculatorul în regim de consultant?


calculatorul conectat unidirecţional?


calculatorul conectat bidirecţional?


34/48




calculatorul conectat direct?

4.6. Care sunt nivelele de organizare ale funcţiei de conducere într -unsistem monocalculator?

4.7. Care sunt dezavantajele utilizării structurii de conducere

monocalculator?

4.8. Prezentaţi avantajele utilizării structurilor ierarhizate şi distribuite

multicalculator.


35/48




36/48



Capitolul 5

ASPECTE ALE CONDUCERII

PROCESELOR ECONOMICE

5.1. CIRCUITE SI FLUXURI INFORMATIONALE

Rolul hotãrâtor în conducerea şi organizarea oricãrei activitãţi, îl are

factorul uman, dar elementul care leagã şi condiţioneazã diferitele faze ale

procesului îl constituie informaţia. Caracterul complex al producţiei, de lanivelul oricãrei firme productive face ca informaţiile despre trecut sã-şi piardã

valoarea de cunoaştere necesarã luării deciziei [10].

În condiţiile în care calitatea managementului este în funcţie de

informaţie, este firesc ca problemele informaţionale să capete o pondere din ce

în ce mai mare.

Pe de altă parte, economia de piaţă impune o adaptare cât mai rapidă a

producţiei la diferite cerinţe, ceea ce face ca agenţii economici să fie ,,siliţi" sã-

şi raţionalizeze desfãşurãrile producţiei prin crearea unei cât mai mari

flexibilitãţi.

Conceptul de informaţie este un concept de mare generalitate,

întâlnindu-se în absolut toate activitãţile umane şi în naturã. Nu este posibil nici

un sistem natural sau social fãrã schimb de informaţii, atât între sistemul

respectiv şi alte sisteme din spaţiul exterior, cât şi în interiorul sistemului

propriu, între componentele acestuia.

Din punct de vedere teoretic se defineşte cantitatea de informaţii ca o

mãrime ce caracterizeazã înlãturarea nedeterminãrii prin transmiterea şi

recepţionarea mesajului. Se defineşte de asemenea noţiunea de entropie, ca o

mãsurã a cantitãţii de informaţie, prin relaţia:

H(A) = H(p1, p2, ..., pn) (5.1)

Matematicianul C.E. Shannon a reuşit în 1948 sã dea, pentru prima

datã, expresia matematicã a lui H, arãtând cum se exprimã mãsura


37/48



nedeterminãrii experimentului A, în funcţie de probabilitãţile p1, p2, ..., pn ale

rezultatelor a1, a2, ..., an în care se concretizeazã A:

(5.2)Prin alegerea bazei logaritmului b = 2, înseamnã cã avem de-a face cu

un experiment cu 2 evenimente echiprobabile:

(5.3)

Astfel, unitatea de mãsurã a nedeterminãrii se numeşte unitate diadicã,

binarã sau bit (de la prescurtarea cuvintelor englezeşti binary digit = cifrã

binarã).La noi în ţarã, academicianul Octav Onicescu a observat cã pentru

scopurile pur statistice, se poate pãstra ca formaţie probabilitatea însãşi şi nu

logaritmul ei. De aceea, se poate considera urmãtoarea expresie ca informaţie

medie:

(5.4)

Aceastã expresie a fost numitã de el energie informaţionalã. Pe baza

ei, a fost creatã o nouã disciplinã - statistica informaţionalã -, acest concept

caracterizând, de fapt, gradul de organizare a unui sistem.

Între componentele (elementele) oricãrui sistem şi/sau între sisteme,

informaţiile iau naştere, în mod aleator sau determinist, locul de emitere a

informaţiei numindu-se ,,sursã", iar locul de destinaţie ,,receptor". Între sursã şi

receptor informaţia cir culã printr-un canal de comunicaţie.

Pentru realizarea unor produse materiale sunt necesare transmiterea şi

utilizarea unor informaţii, ce poartã numele, în acest, caz, de informaţii

economice.

Ca noţiune de sine stãtãtoare, ,,informaţia economicã" se ex primã

printr-un sistem de indicatori care formeazã baza de date necesarã pentru

conducerea unui proces economic.

Ţinând cont de principiile generale ale funcţionãrii sistemelor şi de

rolul informaţiilor în procesul de conducere a lor, se poate afirma cã în timp ce


38/48



conţinutul informaţiilor este determinat în principal de sistemul condus, forma

lor este determinatã de sistemul de conducere.

Informaţiile utilizate în conducerea şi funcţionarea oricãrei firme pot fi

clasificate - din punct de vedere funcţional - în urmãtoarele categorii:a) informaţiile de stare - caracterizeazã, cantitativ şi calitativ,

potenţialul tehnic de producţie, economic şi social al firmei;

b) informaţiile de intrare - caracterizeazã cantitativ şi calitativ nivelul

resurselor alocate companiei, activitãţilor şi entitãţilor sale funcţionale;

c) informaţiile de ieşire - caracterizeazã cantitativ şi calitativ nivelul

rezultatelor şi consumurilor de resurse ale companiei respective ;

d) informaţiile de cooperare - caracterizeazã cantitativ şi calitativ

relaţiile şi legãturile operaţionale dintre firma respectivã şi sistemul

economico-social, dintre activitãţile firmei precum şi dintre entitãţile sale

funcţionale;

e) informaţiile de execuţie - sunt utilizate în procesele informaţionale

pentru execuţia lucrãrilor informaţionale şi conţin atât informaţiile menţionate,

cât şi alte informaţii operative pentru conducerea şi funcţionarea firmei;

f ) informaţiile de planificare - sunt informaţiile utilizate la

fundamentarea planurilor de perspectivã şi curente pentru o anumitã perioadã;

g) informaţiile de planificare operativã şi programare - sunt

informaţiile utilizate pentru elaborarea planului operativ unitar, la nivelul

firmei şi defalcarea lui pe entitãţi funcţionale.

h) informaţiile de pre gãtire, lansare - sunt informaţiile utilizate la

lansarea lucrãrilor ce urmeazã sã fie executate, precum şi la alocarea resurselor

necesare;

i) informaţiile de control şi reglare - sunt informaţiile rezultate din

urmãrirea operativã a procesului de producţie şi utilizate atât pentru reglarea

abaterilor cât şi pentru adaptarea programelor şi planurilor;

j) informaţiile de evaluare şi raportare - sunt informaţiile ce se referã la

rezultatele şi consumurile de resurse la nivelul entitãţilor funcţionale ale f irmei.

În procesul conducerii activitãţilor economico-sociale, al fundamentãrii

şi formulãrii deciziei, informaţia economicã trebuie sã posede urmãtoarele

calitãţi:


39/48



1) acurateţea - exprimã valoarea informaţiei şi se referã la reflectarea

exactã a realitãţii;

2) oportunitatea - se referã la calitatea informaţiei de a fi disponibilã la

momentul la care este solicitatã şi se mãsoarã prin parametrul timp.Referitor la aceastã calitate se evidenţiazã procesul de ,,îmbãtrânire" a

informaţiei. În vederea reducerii la maximum a acestui proces şi a efectelor lui,

managementul trebuie sã asigure condiţii pentru o scurtare a ciclului: producere

- prelucrare - transmitere - recepţionare - utilizare a informaţiei.

3) valoarea - trebuie privitã prin prisma conţinutului informaţional al

informaţiei, a efectelor sale asupra procesului condus. Valoarea informaţiei

economice poate fi măsuratã prin expresii de forma:

(5.5)

unde: V i - reprezintã valoarea informaţiei furnizate, exprimatã prin efecte

economice; E - efectele economice asociate tipului de decizie; t - perioada în

care informaţia este utilã; C - cantitatea de informaţie; A - acurateţea

informaţiei; T - timpul de rãspuns al sistemului care produce informaţia

respectivã; N - numãrul deciziilor luate în perioada t (utilizând informaţiarespectivã); n - numãrul de subperioade ale lui t ; p - probabilitatea de luare a

unei decizii corecte pe baza informaţiei respective.

Sistemul informaţional reprezintã ansamblul mijloacelor şi metodelor

de culegere, prelucrare, stocare, transmitere, receptare a informaţiilor cu privire

la funcţionarea unei structuri organizaţionale şi la relaţiile ei cu mediul

(fig.5.1).

El cuprinde urmãtoarele elemente componente:

- fondul de informaţii;

- tehnicile de colectare şi stocare;

- metodele şi modelele de prelucrare;

- mijloacele necesare.


40/48



Fig.5.1. Sistemul informaţional – interfaţă între sistemul conducător şi cel condus.

În definirea sistemului informaţional se opereazã cu noţiunile de flux

informaţional şi circuit informaţional.

Fluxul informaţional reprezintã totalitatea informaţiilor transmise într -un interval de timp determinat, de la o sursã de informaţii la un receptor printr -

o mulţime de canale informaţionale. Un sistem informaţional cuprinde mai

multe fluxuri informaţionale, precum şi o mulţime de conexiuni ce se stabilesc

între diferite componente ale acestora.

În funcţie de locul unde existã fluxurile informaţionale se clasificã în:

a) fluxuri informaţionale la nivel macroeconomic;

b) fluxuri informaţionale la nivel microeconomic.Aceste clase de fluxuri se subîmpart în:

- fluxuri orizontale, vizând compartimente ale firmei sau ,,centre

de decizie" de acelaşi nivel;

- fluxuri verticale, care pornesc de la nivel ierarhic inferior la un

nivel ierarhic superior formând aşa numita ,,piramidã informaţionalã";

- fluxuri informaţionale pentru intrãri de date;

- fluxuri informaţionale pentru ieşiri de date;

- fluxuri informaţionale pentru prelucrarea datelor.

Într-o firmã, fluxurile informaţionale pot fi clasificate şi în conformitate

cu funcţiile acesteia: marketing, cercetare-dezvoltare, producţie, financiar -

contabilã, comercialã, personal.

Circuitul informaţional reprezintã itinerarul parcurs de informaţii de la

locul culegerii lor pânã la locul de utilizare a acestora. În aceastã circulaţie, se

include parcurgerea tuturor operaţiilor din momentul apariţiei datelor, pânã în

Sistemul

informaţional

Sistemulconducător

Sistemulcondus

Decizii

Informa ii

Ra oarte

Informa ii

Rapoarte Decizii


41/48



momentul declanşãrii unei acţiuni. Având în vedere faptul cã mesajul

informaţional este definit de mulţimea informaţiilor transmise simultan de la

sursã la receptor printr-un canal, rezultã cã circuitul informaţional reprezintã o

succesiune a mesajelor inf ormaţionale, interdependente transmise prin canaleadiacente între surse şi receptori.

Sistemul informatic are obiective similare şi îndeplineşte în mare

mãsurã aceleaşi funcţii ca şi sistemul informaţional. Se poate afirma, aşadar, cã

sistemul informatic pentru conducerea unei firme este sistemul informaţional al

acesteia în care, pentru execuţia proceselor informaţionale, sunt utilizate

mijloacele automatizate. La acest nivel, este deosebit de importantã utilizarea

calculatoarelor electronice de la cele mai simple pânã la cele din ultima

generaţie în transmiterea şi recepţionarea informaţiilor între sucursalele

regionale ale unei companii sau între acestea şi sediul central .

Sistemul informatic pentru conducerea activitãţilor unei firme are drept

obiectiv furnizarea informaţiilor utile, fundamentãrii şi luãrii deciziilor pe toate

treptele organizatorice, la toate nivelele ierarhice. De aceea, un sistem

informatic la nivelul unei firme trebuie sã aibã ca arie de cuprindere acele

compartimente care corespund funcţiilor economice de bazã ale organizaţiei,

adicã sã fie compus din subsisteme informatice care sã furnizeze informaţii

necesare conducerii activitãţilor de producţie, de cercetare-dezvoltare,

financiar-contabilitate, marketing, personal, comercial. Un astfel de sistem

informatic, care integreazã toate funcţiile unei firme, trebuie sã aibã în

componenţã o bazã de date structuratã în raport cu cerinţele de prelucrare a

informaţiilor şi de informare operativã a managerilor.

5.2. COMUNICATIILE IN CADRUL STRUCTURILOR

DE CONDUCERE

Comunicaţiile reprezintã un aspect vital al funcţiei manageriale de

conducere. Fãrã comunicaţii, managerii nu pot influenţa indivizi sau grupuri de

indivizi pentru a atinge performanţa managerialã [7].

În analizarea rolului şi importanţei comunicaţiilor trebuie ţinut cont de

trei aspecte importante:


42/48



- rolul interpersonal al managerului presupune o relaţie de comunicare

constantã între manageri şi subordonaţi, clienţi, furnizori şi superiori. Henry

Mintzberg susţine cã managerii îşi petrec circa 45% din timp în contacte cu

angajaţi de acelaşi grad, 45% cu persoane din afara domeniului lor de activitateşi numai 10% cu superiorii;

- rolul informaţional presupune cã managerul este într -o permanentã

cãutare de informaţii obţinute din toate contactele care ar putea - chiar potenţial

- rolul decizional al managerului constã în utilizarea acestor informaţii,

contacte şi relaţii, în scopul valorificãrii resurselor (limitate), rezolvãrii unor

situaţii conflictuale şi iniţierii unor soluţii optime pentru problemele pe care le

are de rezolvat. Odatã ce decizia este luatã de manager, ea trebuie comunicatã

în mod clar tuturor celorlalţi factori.

Existã numeroşi factori organizaţionali care efectueazã procesul de

comunicare, cum ar fi factorii de mediu externi, incluzând aici pe cei

educaţionali, sociologici, politici, legislativi şi economici. De exemplu, un

sistem politic represiv inhibã fluxul liber al comunicaţiei interumane. Alte

situaţii des întâlnite sunt distanţa geograficã sau lipsa unor tehnologicii

adecvate.

Comunicaţiile interpersonale reprezintã legãtura vitalã ce existã între

oameni. Cu ajutorul lor, oamenii transferã idei, înţelesuri de la unul la altul. S -a

observat cã şi în organizaţii dintre cele mai moderne se consumã un timp foarte

lung în tot felul de activitãţi de ,,public relations", de comunicare la diferite

niveluri şi în toate sensurile în procesul muncii.

În abordarea comunicaţiei ca proces sau factor managerial, un rol de

primã mãrime îl joacã percepţia umanã. Prin acest concept se înţelege acel

mijloc care face lumea înconjurãtoare sã devinã inteligibilã pentru noi. De cele

mai multe ori însã, percepţia noastrã asupra lumii nu este perfectã. Erorile care

pot apãrea în perceperea unei stãri, obiect sau fiinţe pot cauza numeroase

greutãţi din punct de vedere managerial. Tocmai de aceea, managerii trebuie sã

ţinã cont de toate variantele în care se poate strecura o eroare de percepţie

umanã şi sã-şi ia mãsurile în consecinţã pentru îndeplinirea obiectivelor

organizaţionale. Managerii trebuie sã asigure comunicaţii pe trei direcţii


43/48



diferite: în jos, în sus şi pe orizontalã. Aceste trei canale formale de comunicare

sunt prezentate în figura 5.2.

Fig.5.2. Canale de comunicare formale.

Managerul care înţelege şi foloseşte aşa cum trebuie fluxul formal de

comunicaţii este capabil sã aprecieze mai bine barierele care existã la nivelul

comunicaţiei organizaţionale efective şi, desigur, sã ia toate mãsurile pentru

depãşirea lor. O structurã organizaţionalã formalã poate influenţa chiar prin

definiţie fluxurile de comunicaţii interne. Cele trei modele formale de bazã (în

jos, în sus şi orizontal) influenţeazã şi relaţiile care sunt stabilite prin

regulamentul de organizare şi funcţionare a organizaţiei. Atât managerii cât şi

angajaţii tind sã adapteze şi sã modifice canalele formale de comunicaţii pentru

a rãspunde nevoilor, scopurilor şi timpului pe care îl au la dispoziţie.

Pentru cã, de cele mai multe ori, informaţia ce provine de la ,,top

manageri" poate fi distorsionatã sau modificatã, este neapãrat necesarã

existenţa unui sistem feed-back care sã demonstreze cât de corect ajunge

informaţia pe ruta emiţãtor -receptor.

Comunicaţii ,,staff and line", comunicaţii ,,staff - staff"

În principiu, acţiunile managerilor sunt orientate spre patru direcţii

distincte în obţinerea performanţei: profitabilitate, competitivitate, eficienţã şi

flexibilitate. În fond, obiectivul principal al performanţei manageriale este

obţinerea performanţei organizaţionale [7].

O modalitate de examinare a performanţei manageriale este legatã de

studiul sintagmelor ,,staff and line" şi ,,staff and staff". Un manager de tip

,,line" desfãşoarã activitãţi care sunt apropiate de scopul central al organizaţiei


44/48



respective: producerea şi vânzarea bunurilor realizate. Un manager de tip

,,staff" desfãşoarã activitãţi care susţin în diferite moduri atingerea scopului

central al organizaţiei. Se ajunge astfel la situaţia când manageri tip ,,staff"

devin consultanţi pentru manageri de tip ,,line". Pentru a ilustra - din acest punct de vedere - cum poate fi cuantificatã performanţa managerialã vor fi

abordate douã entitãţi de tip ,,line" - producţia şi marketingul - şi douã entitãţi

de tip ,,staff" - cercetarea-dezvoltarea şi finanţele.

În cadrul acestor sisteme au loc schimburi de informaţii ce se transmit

prin diferite canale de comunicaţii.

Analiza coroboratã a conceptelor de ,,linie" şi ,,staff" conduce la

concluzia cã cel mai semnificativ aspect îl constituie studiul relaţiei dintre ele.

Autoritatea tip ,,linie", vãzutã în paralel cu autoritatea tip ,,staff", aratã relaţia

completã de la superior la subordonat. Aceastã gradare de autoritate se poate

identif ica în aproape toate organizaţiile ca o serie foarte precisã de paşi.

Fig.5.3. Relaţiile de autoritate linie” şi staff”.

Literatura de specialitate enunţã chiar un principiu scalar al organizãrii

în acest sens: cu cât liniile de autoritate de la manageri cãtre fiecare subordonat

sunt mai clare, cu atât va fi mai responsabilã decizia luatã şi mai eficient

sistemul de comunicaţii (fig. 5.3). În multe firme de dimensiuni mari, aceşti

Preşedinte

Consiler al preşedintelui

Vicepreşedintevânzări

Vicepreşedintefinanciar

Vicepreşedintede producţie

Manager producţie

Manager personal

Manager buget

SupervizorA

Supervizor B

SupervizorC


45/48



paşi sunt lungi şi complicaţi, dar, atât la acest nivel, cât şi în cele mai mici

firme, trebuie ţinut cont de existenţa şi funcţionarea principiului scalar.

În multe cazuri, conceptele de ,,linie" şi ,,staff" nu sunt privite ca simple

relaţii, ci, inclusiv, ca departamente. Deşi un departament se poate afla într -o poziţie predominantã ,,linie"/,,staff" - în legãturã cu alte departamente -

conceptele de ,,linie" şi ,,staff" se deosebesc numai prin relaţia de autoritate pe

care o incumbã şi nu prin ceea ce fac. De exemplu, departamentul de PR

(Public Relations) fiind prin definiţie de tip consultativ pentru managementul

de vârf, poate fi privit ca un departament tip ,,staff". În cadrul sãu însã, existã

relaţii tip ,,linie", pornind de la director pânã la subordonaţi. Dacã, însã,

directorul (aflat în aceeaşi relaţie tip ,,linie") consiliazã un şef executiv de la

nivelul companiei, aceastã relaţie devine de tip ,,staff".

Pentru a evita eventualele confuzii între conceptele ,,linie" şi ,,staff" se

considerã adesea - în mod greşit - cã distincţia dintre ele este lipsitã de

importanţã. Se argumenteazã chiar cã aceste concepte ar fi desuete, amintind de

vechea industrie de armament (de la începutul secolului), noile companii fiind

mult mai nuanţate în cantonarea pe relaţii de tip ,,linie" sau ,,staff".

Distincţia este, însã, importantã şi ca ,,mod de viaţã organizaţionalã".

Atât superiorul, cât şi subordonatul trebuie sã-şi dea seama dacã - într-un

anumit moment - se aflã într-o relaţie de tip ,,linie" sau de tip ,,staff". Existã,

însã, şi alte numeroase modalitãţi de percepere a celor douã noţiuni, studiul

fiecãruia în parte necesitând o adâncire suplimentarã a analizei.

Toate aceste activitãţi, fie ele tip ,,staff", fie ele tip ,,linie", se bazeazã

pe un summun de relaţii comunicaţionale interpersonale. Managerii produc

informaţie (care trebuie înţeleasã); ei emit comenzi şi instrucţiuni (care trebuie

înţelese şi executate), depun eforturi de a influenţa obţinerea unei soluţii sau

alteia într-un proces managerial. Astfel, modul în care comunicã managerii,

atât ca emiţãtori, cât şi ca receptori, este crucial pentru obţinerea performanţei

efective.


46/48



5.3. INTEGRAREA COMUNICATIONALA PRIN

SISTEME ELECTRONICE

Mijloacele necesare pentru producerea informaţiilor sunt din ce în cemai la îndemâna specialiştilor. Cu toate acestea, existã încã numeroase cazuri

în care managerii se plâng de pierderi, întârzieri sau distorsiuni ale informaţiei.

În mod aparent, mulţi manageri s-au preocupat în special de introducerea

tehnologiilor avansate şi utilizarea pe scarã largã a computerelor neglijând

etapa neapãrat obligatorie de evaluare a eficienţei economice a acestor aspecte.

În scopul capacitãrii managerilor de a lua deciziile cele mai potrivite la

momentul cel mai bun, sistemele informaţionale manageriale - SIM - au fostdezvoltate în sisteme suport de decizii – SSD [7].

Acest tip de sisteme a fost conceput pentru a înarma pe manager cu

informaţiile necesare pentru a lua decizia optimã, transformând informaţia

brutã în informaţie utilã în procesul deciziei. Astfel, un SIM este un SSD, dacã

şi numai dacã obiectivul sãu principal este luarea deciziei. Un sistem de

procesare a datelor computerizat nu este un SSD, decât în mãsura în care

contribuie în totalitate la luarea deciziei manageriale.

La prima conferinţã internaţionalã organizatã în 1977 pe problemele

inteligenţei artificiale, Feigenbaum a emis şi dezvoltat noţiunea de sistem

expert (SE), înţelegând prin aceasta un sistem extraordinar de important prin

puterea informaţiilor de specialitate deţinute, indiferent de formalismul

particular utilizat. Structura principalã a unui sistem expert este prezentatã în

figura 5.4.

Fig.5.4. Structura principială a unui sistem expert.


47/48



Sistemele expert lucrează în regim interactiv. Operatorul uman

adresează prin calculator întrebarea iar sistemul expert răspunde printr -un

mesaj afişat pe ecran. Acest program specializat oferă răspunsuri şi la întrebari

de tipul „de ce?‟. Din acest motiv sistemul expert poate fi considerat şi unmijloc de explicare a soluţiilor date la probleme.

Sistemul expert se perfecţionează continuu. El memorează soluţiile

problemelor rezolvate operaţional şi tine seama de soluţiile respective atunci

când ulterior este solicitat să facă expertiza altor probleme.

O parte importantă a sistemului expert este baza sa de cunoştinţe. Ea

este structurată pe fapte si reguli. Partea denumită maşină de inferenţă

realizează corelaţii între fapte, reguli şi soluţii. Interfaţa cu utilizatorul

constituie cea de a treia parte a sistemului expert. Utilizatorul este un operator

uman, care prin intermediul interfeţei introduce în sistem informaţiile şi

întrebările sale iar sistemul expert returnează concluziile rezultate sau soluţiile

problemei analizate, oferind şi explicaţii.

Noţiunea de SE a devenit acceptatã pe scarã largã, ea referindu-se la o

tehnologie nouã de calcul de valoare, având un ridicat potenţial comercial, cu

importante aplicaţii industriale.

Implementate pe calculatoare de ultimã generaţie, SE conduc la

îndeplinirea urmãtoarelor obiective:

a) rezolvarea efectivã a problemelor convergente ce au fost

algoritmizate (aspect de rutinã);

b) rezolvarea efectivã a problemelor divergente ce au fost algoritmizate

(aspect inteligent);

c) definirea de probleme convergente incomplet (dar nu greşit)

formulate (aspect inteligent);

d) algoritmizarea de probleme convergente complet formulate (aspect

inteligent);

e) definirea de probleme convergente (aspect creativ);

f) algoritmizarea de probleme divergente complet formulate (aspect

creativ);

g) asistenţã în definirea de probleme divergente (aspect creativ).


48/48


Toate aceste extraordinare instrumente ale tehnicii de calcul au dus la o

nouã abordare a producţiei, al cãrei efect cumulativ este mai degrabã

revoluţionar decât evolutiv.

Producţia, proiectatã cu calculatorul (computer integratedmanufacturing - CIM) sprijinã astfel întreaga muncã umanã, permiţând ca

automatizarea şi tehnicile de producţie în masã sã fie aplicate la cicluri scurte

de producţie, dar de diversitate, comparate cu ciclurile lung de producţie,

limitate ca varietate, solicitate în trecut.

Abordarea problemei comunicaţiilor, în cadrul structurilor de conducere

pune, deci, în evidenţã faptul cã societatea privitã ca un întreg, are capacitatea

de a se adapta la noile condiţii impuse de dezvoltarea explozivã a producerii,

transmiterii şi receptãrii informaţiilor, de a le folosi cu maximã eficienţã, în

interesul exclusiv al oamenilor.

LUCRARE DE VERIFICARE

1. Definiţi conceptul de energie informaţională.

2. Cum se exprimă informaţia economic?

3.

Cum se clasifică informaţiile utilizate în conducerea şi funcţionareaoricãrei firme?

4. Caracterizaţi comunicaţiile de tip ,,staff and line" şi comunicaţiile

,,staff - staff".

5. Prezentaţi structura unui sistem expert utilizat în conducerea

economică a unei firme.

TEST DE AUTOEVALUARE5.1. Definiţi noţiunea de informaţie economică.

5.2. Definiţi noţiunea de flux informaţional.

5.3. Definiţi noţiunea de circuit informaţional.

5.4. Care este obiectivul sistemului informatic în conducerea unei

firme?

Documents

cap_4_5 automatizari.pdf