Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Лекция 2. Особенности подходов к построению автоматизированных систем



Глыбин Л.А.

Проектирование автоматизированных систем

Методическое пособие

для студентов специальности

220301 – «Автоматизация технологических процессов и производств»

(очная форма обучения)

 

Одобрено редакционно-издательским советом института

 

 

Старый Оскол

УДК 681.51

ББК 32.965

Рецензент:И.О. главного инженера УАМ В.Т. Севостьянов

 

 


Глыбин Л.А. Проектирование автоматизированных систем. Методическое пособие. Старый Оскол. СТИ МИСиС, 2008. – 108 с.

 

 

Методическое пособие по курсу «Проектирование автоматизированных систем» для студентов специальности 220301 – «Автоматизация технологических процессов и производств», очной формы обучения.

 

© Глыбин Л.А.

© СТИ МИСиС


Содержание

Лекция 1. Особенности проектирования автоматизированных систем. 4

Лекция 2. Особенности подходов к построению автоматизированных систем 8

Лекция 3.Особенности разработки систем управления предприятием. 13

Лекция 4. Общие требования ЕДИНОЙ СИСТЕМЫ СТАНДАРТОВ.. 17

Лекция 5. Основные комплекты и состав рабочих чертежей автоматизации технологических процессов. 22

Лекция 6.Примеры условных обозначений. 27

Лекция 7.Правила построения условных обозначений. 34

Лекция 8.Способы представления функциональных схем автоматизации и принципиальной электрической. 39

Лекция 9.Электрические и трубные проводки. Таблицы подключения. Чертежи расположения. 44

Лекция 10. Чертежи расположения оборудования (продолжение). Обозначения несущих и опорных конструкций. 48

Лекция 11. Эскизные чертежи. Спецификации. 53

Лекция 12. Требования к текстовой информации, структурным схемам автоматизации, элементам электрических схем и их подключениям. 58

Лекция 13. Схемы алгоритмов. 64

Лекция 14. Автоматизированное проектирование. Графический интерфейс пакета расширения System Identification Toolbox среды MATLAB.. 70

Лекция 15.Автоматизированное проектирование. Моделирование систем с помощью пакета Simulink среды MATLAB.. 77

Лекция 16. Автоматизированное проектирование. SCADA-системы в проектировании 94

Список литературы.. 104

Лекция 1. Особенности проектирования автоматизированных систем

Принцип системного подхода

Система – это совокупность взаимосвязанных элементов и устройств в виде структуры определённого функционального назначения.



Автоматизированная система, как понятие, имеет двойной смысл.

С одной стороны, под автоматизированной системой понимается организационная система, использующая программно-технические средства сбора и обработки информации при решении организационных задач управления производством или предприятием.

С другой стороны, это понятие используется для отражения уровня автоматизации технологических процессов. В этом случае, под автоматизированной системой понимается система, которая не обеспечивает полной автоматизации, в отличие от автоматической. Автоматизированная система «замыкается» человеком, который принимает решение и реализует его.

Автоматизированные системы управления относятся к классу сложных информационно-управляющих и информационно-вычислительных систем.

На­пример, таких систем как:

- управление технологическими процессами,

- подготовка производства,

- управление предприятием,

- управление данными,

- телекоммуникация,

- автоматизация проектирования,

- вычислительные,

- информацион­ные и т.д.

Разработка включает внешнее проектирование (макропроектирование) и внутреннее проектирование (микропроектирование).

На стадии макропроектирования:

- изучается объект управления,

- строится модель,

- определяются критерии оценки эффективности,

- оцениваются имеющиеся ресурсы,

- формулируются ограничения,

- определяется стратегия управления.

Целью микропроектирования является разработка моделей подсистем. Мето­ды и средства моделирования зависят от того, какие конкретно обеспечивающие подсистемы разрабатываются.

Анализ и синтез систем характеризуется двумя подходами.

Один подход (рис. 1.1) заключается в том, что реальный объект, подлежащий моделированию, разбивается на отдель­ные подсистемы. Выбираются исходные данные Д для моделирования и ставятся цели Ц, отображающие отдельные сто­роны процесса моделирования.



 

Рис. 1.1 Схема процесса синтеза модели на основе классического подхода

 

По отдельной совокупности исход­ных данных Д ставится цель моделирования отдельной стороны функционирования системы. На базе этой цели формируется некото­рая компонента К будущей модели. Совокупность компонент объ­единяется в модель М.

Таким образом, разработка модели М на базе такого подхода означает суммирование отдельных компонент в единую модель, причем каждая из компонент решает свои собственные задачи и изолирована от других частей модели.

Поэтому, этот подход может быть использован для реализации сравнительно простых моделей, в которых возможно разделение и взаимно неза­висимое рассмотрение отдельных сторон функционирования реаль­ного объекта.

Другой подход (системный подход) предполага­ет последовательный переход от общего к частному, когда в основе рассмотрения лежит цель.

При системном подходе, прежде всего, четко определяется цель.

Цель определяет выбор критериев, состав подсистем и элементов моделирующей системы.

На основе цели, исходных данных Д, формулируются исходные требования Т к модели М системы S (рис. 1.2).

На базе требова­ний формируются подсистемы П. Эле­менты Э подсистем выбираются по критериям выбора КВ, предъявляемых к аппаратным, программным, информационным и другим средствам для наиболее эффективного достижения цели. При этом учитывается и структура данных.

 

Рис. 1.2 Схема процесса синтеза модели на основе системного подхода

 

Таким образом, при системном подходе модель реализует цель во всей совокупности технологических, технических, алгоритмических, организационно-управленческих и других вопросов.

Если, по результатам анализа функционирования модели, цель не достигается, то корректируются составляющие модели. Не исключено, что может быть скорректирована и сама цель.

Когда цели и задачи системы сформулированы, сделан предварительный выбор технических средств, определяются исполнители: разработчики математических моделей и алгоритмов и проектировщики.

Разработчик вступает в контакт с Заказчиком. В процессе разговора с заказчиком не только получает дополнительные сведения об объекте управления, но и имеет возможность обсудить альтернативу выбора структуры будущей системы управления и принципов ее построения.

Разработчик должен не только четко представлять цели, критерии, функции и задачи, но и основные сведения, относящиеся к объекту.

Требования к разработчику

Совокупность автоматизированной системы и объекта управления образует автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУТП).

В современных системах все принимаемые оператором решения по управлению технологическим процессом, как правило, передаются в систему управления с рабочей станции поста управления.

Для аварийных ситуаций предусматриваются автономные системы управления по автоматической защите с блокированием всяких управляющих воздействий на объект управления несвязанных с функциями защиты (Приложение к Лекции 1).

При разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами необходимо иметь информацию:

о количестве и характеристиках информационных и управ­ляющих сигналов;

о количестве и характеристиках контрольно-измерительной аппаратуры, исполнительных органах и механизмах;

об основ­ных технологических режимах и условиях перехода с одного режима на другой.

Система управления при своей работе постоянно получает информацию о значениях параметров, поступающих с датчиков. На основании анализа этих значений система управления определяет текущий режим работы объекта.

Кроме того, на основе этого же анализа и наличия внешних сигналов по желательному изменению режима система управления выявляет необходимость в изменении режима объекта и проверяет технологическую возможность требуемого измене­ния.

Если имеются допустимые условия для организации смены режима, то систе­ма управления переключается на выполнение программы смены режимов. В процессе выполнения программы перехода система управления может контролировать реализацию программы и возможности дальнейшего ее выполнения (рис. 1.3).

Для разработчика (проектировщика) важно:

- из каких блоков состоит объект с точки зрения управления,

- какие функциональные и управляющие связи имеются между ними,

- каковы внешние связи объекта и к каким блокам они прилагаются,

- какими режимами обладают блоки и объект в целом и каково множество технологических допустимых переходов между этими режимами,

- какими параметрами описывается тот или иной режим,

- какими временными диаграммами описываются последовательности управляющих сигналов, обеспечивающих тот или иной режим работы объекта.

Рис. 1.3 Укрупненная структура работы системы управления объектом


Лекция 2. Особенности подходов к построению автоматизированных систем


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!