SADPT

SADPT Concepto: Sistema hombre-máquina que realiza la recolección y procesamiento automatizado de la información del objeto tecnológico de dirección, así como la formación de acciones de dirección y su transmisión a este, en correspondencia con los criterios de dirección adoptados.

SADPT. Las técnicas de la computación son empleadas prácticamente en todas las esferas de la vida de la sociedad. Los sistemas automatizados de dirección de procesos (SADPT) basados en dichas técnicas han revolucionado la dirección de las instalaciones industriales; constituyen un estadio superior en el desarrollo de la automatización de los procesos tecnológicos, los métodos basados en la aplicación de las técnicas de la computación. El desarrollo de la automatización está fuertemente ligado al de la producción industrial.

Definiciones básicas empleadas en los SADTP

Las tareas de dirección son necesarias para coordinar las interrelaciones entre los elementos de un sistema y lograr que las tareas funciones de dichos elementos sean realizadas de acuerdo con los objetivos del sistema como un todo. Las tareas de dirección están presentes practícamele en todo el sistema.

Desde el punto de vista de su tecnología, todo sistema de dirección resuelve las tres tareas fundamentales siguientes

• Recolección y transmisión de información del objeto dirigido.
• Procesamiento de la información recolectada.
• Emisión de directivas hacia el objeto de dirección.

Los sistemas automatizados de dirección (SAD) realizan las tres tareas básicas del proceso de dirección de forma automatizada.

Existen dos tipos básicos de estos sistemas

• El SAD organizacional (SADO).
• El SAD de procesos tecnológicos (SADPT).

En los SADO el objeto de dirección es un sistema en el cual transcurre un proceso económico o social y la dirección se ejecuta sobre hombres. El soporte principal de todo movimiento de información es el documento. Forman parte de este grupo de SAD aquellos que realizan las tareas de dirección en las emperezas y otras entidades económicas. A diferencia de los SADO, en los SADPT la dirección se efectúa en una instalación tecnológica, constituida por maquinarias, equipos, etcétera, y en el proceso tecnológico que en ella se transcurre. El objeto de dirección en un SADPT se denomina objeto tecnológico de dirección y está constituido por el proceso tecnológico propiamente dicho y por la instalación tecnológica, es decir un conjunto de máquinas, mecanismos, equipos, etcétera, en los cuales el proceso tiene lugar. La transportación dentro de la instalación tecnológica de materias primas, productos semielaborados y terminados, etcétera, y los medios empleados para estas se consideran dentro del objeto tecnológico de dirección. El conjunto formado por el objeto tecnológico de dirección y el SADPT es que en ellos, a diferencia de los SADO, la transferencia de la información se realiza fundamentalmente en forma de señales físicas: eléctricas, neumáticas, hidráulicas, ópticas, etcétera. El SADTP puede ser definido como un sistema hombre-máquina que realiza la recolección y procesamiento automatizado de la información del objeto tecnológico de dirección, así como la formación de acciones de dirección y su transmisión a este, en correspondencia con los criterios de dirección adoptados.

A partir de está definición se pueden precisar las tres cuestiones siguientes

• La existencia de la máquina computadora electrónica que soluciona la automatización de las tareas.
• La participación activa del hombre como parte integrante del sistema.
• La existencia de un criterio de dirección que determina las acciones de dirección en el objeto tecnológico de dirección.

El criterio de dirección es una expresión matemática en función de los valores de magnitudes que caracterizan el funcionamiento del objeto tecnológico de dirección y los valores numéricos que toma, según dichas magnitudes, reflejan la calidad resultante de la dirección que se efectúa en este. En los primeros SADPT existía una única máquina computadora electrónica, generalmente, una microcomputadora, que realizaba todas las operaciones matemáticas y lógicas necesarias para la dirección del objeto tecnológico de dirección. Esto significa que cuando está salida de servicio por algún desperfecto el sistema completo quedaba inutilizado. La situación anterior determinó que el desarrollarán distintos métodos de respaldo para asegurar la continuación de las acciones de dirección, cuando se producían interrupciones en la operación de la máquina computadora electrónica. En general, estos métodos significan la existencia de dispositivos convencionales de respaldo, los cuales generalmente se mantienen inactivos pero en condiciones de entrar de servicio ante la interrupción de la máquina computadora. En ocasiones se utilizan dos máquinas computadoras con diferentes variantes para lograr un grado elevado de fiabilidad.

Con la aparición de los SADPT en los cuales la dirección del objeto tecnológico de dirección se organiza por secciones de este y es llevada a cabo por dispositivos basados en la técnica de microprocesadores, de forma tal que la salida de uno de ellos de servicio solo afecta una sección dada de la instalación tecnológica. De está forma se logra un incremento sustancial de la fiabilidad del sistema como un todo. Para la realización de las tareas más complejas del sistema, se emplea una máquina computadora interconectada a los dispositivos locales, la cual recibe de ellos información de cada sección e interactúa con esta. Los SADPT basados en esta organización se denominan distribuidos, mientras que aquellos en los que hay un único centro para la dirección del objeto tecnológico de dirección se llaman concentrados.

Relaciones del SADPT con el SAD de empresa

Los SADPT de la producción básica y de la producción auxiliar constituyen niveles primarios de los SAD de las empresas industriales (SADE) y deben ser incluidos dentro de la estructura de las empresas industriales. La interacción entre el SADPT y el SADE se organiza de la forma siguiente:

• El SADPT recibe del nivel superior de dirección los panes de producción y los requerimientos principales para el cumplimiento de estos, tales como especificaciones técnicas y de calidad de los productos terminados, el volumen de plazos de los plazos de elaboración de los productos, los criterios técnicos y económicos del cumplimiento de las diferentes tareas, etcétera.
• El SADPT envía al nivel superior de dirección la información cualitativa y cuantitativa del cumplimiento de las tareas y del funcionamiento del objeto tecnológico de dirección y del SADPT, tales como la producción realizada, los consumo de energía y materias primas. Los datos acerca del transcurso del proceso tecnológico y el estado de la instalación tecnológica, etcétera.

El intercambio de la información se lleva a cabo de dos formas diferentes: a través de documentos o mediante el enlace entre los complejos medios técnicos de ambos SAD. En le primer caso el SADPT se denomina autónomo, mientras que en el segundo se dice que es integrado. En el caso de SADPT integrado el intercambio se realiza de forma automatizada y se precisa resolver los problemas de compatibilidad tecnológica e informativa entre los niveles de SAD.

Objetivos funciones y regímenes de trabajo de los SADPT

En todo SADPT se definen sus objetivos, los cuales determinan sus funciones y regímenes de trabajo. Los objetivos de todos los SADPT se definen de sus objeto tecnológico de dirección que influyen más fuertemente en la definición de los objetivos del SADPT pueden señalarse los siguientes:

• Su nivel tecnológico.
• El volumen de la producción.
• Las componentes del costo de producción.
• El destino de su producción.
• El grado de especialización del personal de operación.

Atendiendo a las características anteriores los objetivos de un SADPT son los siguientes

• Garantizar el funcionamiento continuo y seguro del objeto tecnológico de dirección.
• Asegurar la calidad de los productos terminados.
• Optimizar el consumo de energía.
• Optimizar el aprovechamiento de la materia prima.
• Optimizar los regímenes de trabajo del objeto tecnológico de dirección.

De acuerdo con los objetivos del SADPT se establecen sus funciones y regímenes de trabajo. Las funciones de los SADPT son las acciones que estos realizan para asegurar el cumplimiento de los objetivos. Estas funciones se dividen en informativas y de dirección.

Las funciones informativas son aquellas relativas a la recolección, procesamiento y registro de la información del objeto tecnológico de dirección, incluyendo la entrega de está al personal de operación. A su vez las funciones informativas se subdividen en: funciones informativas de control y funciones informativas de operaciones lógicas y de computación.

Las funciones informativas de control comprenden

• Medición directa de las magnitudes que caracterizan el proceso tecnológico y el estado de la instalación tecnológica.
• Análisis del surgimiento de las señales de bloqueo y protección.
• Diagnóstico y pronóstico del transcurso del proceso tecnológico y el estado de la instalación tecnológica.
• Cálculo y análisis de indicadores generalizados del estado del objeto tecnológico de dirección y de sus componentes.
• Cálculo de indicadores técnicos, económicos y de explotación del objeto tecnológico de dirección.
• preparación de información y realización del intercambio automatizado de esta con otros SAD.

Por su naturaleza, estas funciones requieren de la utilización de la técnica de manipulación. Las funciones de dirección comprenden la elaboración de las acciones de dirección del objeto tecnológico de dirección y su envío a este. Entre ellas se incluyen:

• Determinación de las operaciones a efectuar para lograr el régimen racional de dirección del proceso tecnológico.
• Suministro al personal de operación de las recomendaciones para la dirección del proceso tecnológico.
• Formación de señales de dirección y su trasmisión a los mecanismos de ejecución.

Las funciones de dirección determinan principalmente el nivel científico y técnico de los SADPT. El régimen de trabajo de un SADPT está determinado por la participación del hombre en el proceso de dirección del objeto tecnológico de dirección existiendo las siguientes posibilidades de régimen de trabajo: régimen informativo, régimen asesor, régimen combinado o supervisorio y régimen de dirección digital directa.

• En régimen asesor los medios de la técnica de computación elaboran y entregan al personal operativo las intrusiones y recomendaciones para la dirección racional del proceso. El personal operativo da las instrucciones y recomendaciones para la dirección racional del proceso. Para esto emplea los dispositivos de automática local, que actúan en este caso directamente en el proceso, o los mecanismos ejecutores. En este régimen de trabajo las acciones de dirección por su forma son similares a las de los sistemas convencionales, aunque van encaminadas a lograr una dirección más efectiva, de acuerdo con los algoritmos empleados para la determinación del régimen más racional de operación del objeto tecnológico de dirección.
• En el régimen combinado o supervisorio los medios de las técnicas de computación calculan en tiempo real los valores de referencia y los parámetros de ajuste de los sistemas de automática local. La actuación de los mecanismos ejecutores la hacen los reguladores locales. El personal de operación se encarga de la supervisión del trabajo de los dispositivos de automática local. Este régimen significa un nivel de automatización más elevado que el de los anteriores.
• El régimen de dirección digital directa consiste en que los medios de la técnica de computación actúan directamente en los mecanismos de ejecución. En este régimen se alcanza el más alto nivel de automatización. Los medios de la técnica de computación sustituyen el trabajo de los reguladores y se requiere una mayor fiabilidad de estos.

Un SADPT puede trabajar al mismo tiempo en dos o más regímenes de trabajo de los señalados anteriormente. En este caso es usual clasificar el SADPT de acuerdo con el mayor nivel de automatización alcanzado.

Componentes de los SADPT

Los SADPT constituyen sistemas complejos formados por un conjunto relativamente grande de elementos, los cuales tienen que ser cuidadosamente concebidos y elaborados para que puedan cumplir adecuadamente sus funciones. En todo SADPT, como en cualquier sistema complejo, se requiere que las interrelaciones entre sus elementos estén correctamente diseñadas, a fin de que el conjunto opere de forma satisfactoria. Los elementos que componen a los SADPT están agrupados en los subsistemas siguientes:

• Aseguramiento técnico
• Aseguramiento matemático.
• Aseguramiento de información.
• Aseguramiento organizativo.
• Personal operativo.

Aseguramiento técnico

Estas formado por los equipos y dispositivos que ejecutan las tareas de los SADPT, incluyendo la toma de información acerca del objeto tecnológico de dirección, el procesamiento de esta y el envió de directivas a este, así como los medios técnicos necesarios para establecer las relaciones del SADPT con el hombre y con otros SAD.

El aseguramiento técnico, también llamado complejo de medios técnicos, está integrado por:

• Complejo de computación. Comprende la máquina computadora electrónica y demás medios de la técnica de computación, similares a los empleados en otros sistemas que se basan en esta.
• Equipos de comunicación con el objeto. Comprende los equipos y dispositivos que alcanzan al objeto tecnológico de dirección con el complejo de computación, tales como los sensores que realizan la transformación de las magnitudes que caracterizan el transcurso del proceso tecnológico y el estado de la instalación tecnológica y los dispositivos de acondicionamiento de las señales provenientes de los sensores. También incluyen los medios para la trasmisión de las señales y los dispositivos de la interfaz que procesan las señales de entrada a la máquina computadora electrónica y de salida desde y hacia otros dispositivos.
• Medios para la comunicación entre el hombre y el complejo de computación. Está formado por el conjunto de medios que sirven para que el hombre pueda relacionarse con el complejo de computación, tales como la terminal del operador, que puede estar integrada por uno o más terminales de video semejantes a los empleados en otras aplicaciones de la técnica de computación o diseñados específicamente con teclas, botones, visualizadores, etcétera, y los impresores de caracteres o de gráficos.
• Medios para la comunicación con otros SAD. Incluyen las interfases y otros dispositivos de interconexión entre el complejo de computación del SADPT y los correspondientes de otros SAD del mismo nivel o de nivel superior.

Aseguramiento matemático

Aseguramiento matemático comprende los métodos matemáticos, modelos, algoritmos y programas que realizan el procesamiento de la información del objeto tecnológico de dirección mediante el uso de los medios de las técnicas de computación. El aseguramiento matemático está estrechamente relacionado con el aseguramiento técnico y está compuesto por el aseguramiento algorítmico y el aseguramiento de programas.

Aseguramiento de información

El aseguramiento de información está compuesto por todos los documentos que contienen la información indispensable para que el SADPT realice sus funciones, tales como la relación de todo el sistema de clasificación y documentación de la información tecnológica y técnico económica, de las tablas de datos y otros documentos requeridos para el funcionamiento del SADPT y de los manuales, y otros documentos que contienen la información técnica y de explotación de los medios técnicos y del aseguramiento matemático.

Aseguramiento organizativo

Está constituido por los documentos que describen la estructura de funcional, técnica y organizativa y los dispositivos para el personal que asegura la operación del SADPT. Este aseguramiento incluye las reglas de operación en cada puesto de trabajo con su correspondiente estado de avería, las especificaciones de la materia prima, las normas de calidad de los productos terminados y en proceso y las instrucciones de seguridad de la instalación tecnológica y el personal.

Personal operativo

Está constituido por el personal tecnológico operativo que tiene la función de llevar a cabo la dirección del objeto tecnológico de dirección por el personal de explotación, formado por ingenieros, programadores y personal de mantenimiento de los medios técnicos del SADPT, encargados de asegurar el funcionamiento del SADPT en su conjunto. El personal de reparaciones de la instalación tecnológica no esta incluido dentro del personal de operación del SADPT.

El personal tecnológico operativo está integrado por los ingenieros y técnicos especialistas en la operación de la maquinaria y equipos que componen la instalación tecnológica y en el proceso que en ella transcurre. Los tecnólogos operativos constituyen un elemento indispensable dentro del SADPT y sus funciones dependen de los objetivos y tareas de este, así como de su estructura técnica y funcional. Los tecnólogos operativos realizan sus tareas, tanto dentro del marco del funcionamiento propio de funcionamiento propio del SADPT, como fuera de este. Durante el funcionamiento del SADPT los tecnólogos operativos reciben información del transcurso del proceso tecnológico y del estado de la instalación tecnológica, así como las recomendaciones para la dirección racional de ambos. La información operativa y las recomendaciones son elaboradas por el complejo de computación sobre la base del aseguramiento matemático y recibida por el personal de tecnología de forma automática o a solicitud, utilizando para ello los medios de comunicación entre el hombre y el complejo de computación. Sobre la base de los medios de información mencionados, los tecnólogos operativos llevan a cabo las tareas de dirección, a ellos asignadas, por medio de los mecanismos de ejecución, los medios de automática local o la propia estructura técnica del SADPT. Fuera del marco de la operación del SADPT, el tecnólogo operativo realiza el análisis de los indicadores técnicos y técnico económicos y de la información operativa más generalizada, que caracteriza la efectividad del objeto tecnológico de dirección. La información antes mencionada la recibe el personal de tecnología del propio SADPT, de los laboratorios, los órganos de control de calidad, etcétera. De acuerdo con el análisis realizado, los tecnólogos operativos determinan los cambios necesarios en los regímenes de trabajo del objeto tecnológico de dirección y deciden las modificaciones requeridas en los objetivos y tareas del SADPT para superar las deficiencias que puede presentar y perfeccionarlo. El personal de explotación realiza las tareas de mantenimiento y reparaciones de los medios que componen el aseguramiento técnico, mantienen actualizado el aseguramiento matemático mediante la modificación y perfeccionamiento de los modelos matemáticos, algoritmos, programas, etcétera, que lo componen y trabajan en el aseguramiento informativo y organizativo. Este personal está integrado por los especialistas en la técnica de computación (tanto desde el punto de vista de programación, como de los medios técnicos), en la técnica de mediciones industriales e instrumentación en general y en la teoría de control automático.

Fuentes

• Andino, M.: Aseguramiento Técnico de los SADPT. Editorial Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, 1988.
• Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.