При предъявлении требований к составу КТС, выборе оборудования, расчете количества однотипного оборудования и расчете его загрузки необходимо проверить возможность выполнения всех процедур, предусмотренных технологическим процессом.
При прочих равных возможностях удовлетворения требований к комплексу технических средств, предпочтение должно быть отдано варианту с минимальной стоимостью обработки данных с помощью выбранного КТС.
Величина стоимости определяется по приведенным затратам, то есть с учетом стоимости как самого комплекса средств, так и затрат на его эксплуатацию.
Системные ограничения обычно оговаривают допустимые затраты времени на весь цикл -от момента начала подготовки на местах данных для передачи до заданного момента представления информации пользователям, а иногда и на некоторые группы операций внутри цикла. В рамках этих ограничений интервалы времени, выделяемого на выполнение одних операций, могут варьироваться в зависимости от времени, выделяемого на выполнение других операций. Поэтому процесс определения типа и количества технических средств обычно носит итеративный характер.
В процессе анализа времени, затрачиваемого разными устройствами на выполнение их функций, и в процессе рассмотрения вариантов выявляются “узкие” места нехватки времени (или дороговизны) по отдельным группам устройств. В этом случае следует либо выбирать устройства с большим быстродействием, либо увеличивать количество выбранных ранее устройств.
Можно также снять критичность положения по недостатку времени, выделяемого на работу данной группой устройств, увеличивая производительность смежной группы и, тем самым, уменьшить время выполнения данной функции.
При первоначальном распределении общего выделенного времени на выполнение необходимых функций рекомендуется исключить из общего баланса те интервалы времени, которые определяются внешней средой или жестко задаются какими-то другими условиями (например, регламентированные сроки приема-передачи данных от внешних или вышестоящих организаций, от систем контроля технологических процессов и тому подобное).
При выборе технических средств необходимо ориентироваться в первую очередь на “современную” вычислительную технику. При этом следует предусматривать использование не только тех средств, которые уже освоены промышленным выпуском, но и тех, выпуск которых намечен на ближайшие годы.
По результатам выбора и расчета загрузки комплекса технических средств, анализа и распределения времени между определенными операциями проектируется организация работы КТС и строятся временные диаграммы отдельно для внутрисуточного и внутримесячного циклов работы.
б) Разработка вопросов надежности сложных технических систем.
Целью указанного раздела дипломного проекта является разработка методов повышенной надежности сложных технических систем на этапах их проектирования, изготовления или эксплуатации.
Решение задач надежности необходимо рассматривать в рамках подсистем АСУ нормирования, обеспечения или контрольных расчетов надежности автоматизированной системы управления проектированием, изготовлением или эксплуатацией сложных технических систем.
Проблема повышения надежности включает методы, которые можно разделить на три группы: схемно-конструкторские (этап проектирования);
производственные (этап изготовления); эксплуатационные (этап эксплуатации). Схемно-конструкторские методы повышения надежности используются инженерами-разработчиками в стадии проектирования технических систем. Производственными считаются методы, определяющие пути повышения надежности в процессе производства и компоновки сложных систем.
Эксплуатационные методы обеспечивают повышение надежности за счет организации технического обслуживания и ремонта систем на научной основе.
Наиболее актуальными задачами надежности сложных технических систем являются:
-выбор и обоснование показателей эффективности и надежности для сложных технических систем различного класса, исследование связи между показателями эффективности и надежности;
-разработка систем автоматизированного проектирования (САПР) сложных систем различного класса, исходя из требований обеспечения заданной надежности;
-автоматизация процесса проведения испытаний на надежность, совершенствование испытательного оборудования;
-разработка методов и алгоритмов определения оптимальных уровней надежности и ремонтопригодности систем и элементов при нормировании показателей надежности;
-разработка систем контроля работоспособности технических систем и методов диагностики отказов;
-автоматизация непрерывного статистического наблюдения за фактической надежностью элементов сложных систем; в состоянии эксплуатации с целью проведения мероприятий по повышению их эксплуатационной надежности;
-разработка эффективных методов автоматизированного прогнозирования отказов элементов сложных технических систем;
-решение задачи оптимального технического обслуживания систем адаптивными методами, позволяющими совмещать сбор данных об эксплуатационной надежности систем с управлением их обслуживания;
-исследование вопроса влияния структурного построения сложной системы из одной определенной комбинации элементов на надежность всей системы (структурная надежность) и разработка методов количественной оценки показателей надежности систем на основании информации о надежности отдельных элементов;
-исследование надежности систем производственного процесса с целью определения минимальной надежности АСУ, необходимой для автоматизированного управления производственным процессом;
-исследование надежности комплексных систем “производственный процесс-АСУ” для определения оптимальных значений показателей надежности таких систем и их составных элементов; решение задачи оптимального резервирования элементов сложных технических систем с целью ликвидации “узких” мест с недостаточной надежностью рассматриваемых элементов для обеспечения требуемой надежности.
С позиций методов теории надежности проводится также и расчет комплекса технических средств (КТС) АСУ. Например, могут решаться следующие задачи:
-выбор рациональной структуры КTC;
-расчет состава и количества вычислительного оборудования;
-расчет количества терминального оборудования и линий передачи данных и другие.
в) Вопросы взаимодействия оператора с техническими средствами переработки информации.
Основные направления дипломных проектов:
-разработка вопросов взаимодействия оператора с техническими устройствами в системах “человек -машина”;
-разработка методов и технических средств оценки функционального состояния и рабочих параметров оператора.
В основной части дипломного проекта должны быть отражены вопросы функционирования технических элементов разрабатываемой системы, анализ деятельности оператора в системе, разработаны алгоритмы и программы оценки эффективности решения задач управления, алгоритмы и программы расчета основных параметров, определяющих состояние оператора в системе “человек -машина”.
Дипломный проект может быть также посвящен разработке технических средств съема и обработки текущей информации о состоянии оператора в процессе выполнения рабочих операций.
При этом должны быть отражены вопросы расчета и конструирования аналого-цифровой аппаратуры и устройств согласования стандартных технических средств с разрабатываемой аппаратурой, разработка алгоритмов и программ определения выходных параметров проектируемых устройств.
3.3.4 Автоматизированные системы управления технологическими
процессами (АСУТП)
При разработке подсистем АСУТП необходимо исходить из того, что данная система управления -это сложная иерархическая человеко-машинная система. Характер задачи проектирования может быть самым различным: это и задачи оптимизации, и управления, и контроля производственных процессов, задачи выбора структуры и состава технических средств, задачи выбора метода, средств сбора и обработки данных для контроля параметров технологических процессов и тому подобное.
При решении задач оптимизации необходимо отразить следующие вопросы:
а) Постановка задачи.
При решении данного вопроса необходимо выбрать вид математической модели технологического процесса. Модель может быть как статической, так и динамической. Важно правильно определить критерии качества управления.
б) Выбор метода решения поставленной задачи.
в) Разработка алгоритма решения задачи.
Здесь приводится описание входной, промежуточной и выходной информации.
Если необходимо, приводится описание расчетных формул и выполняемых вычислений. Основное внимание следует уделить схемам работы системы, алгоритма и их описаниям. Необходимо также привести распечатку программы, написанной на одном из алгоритмических языков.
г) Контрольный пример.
Сделать выводы о решении поставленной задачи по результатам решения контрольного примера. Здесь решается реальный контрольный пример применительно к исследуемому технологическому процессу. Исходные данные для контрольного примера должны быть получены на производстве.
д) Выработка рекомендаций по внедрению результатов дипломного проектирования в промышленность.
Особо следует отметить микропроцессорные системы управления. В задачах такого класса следует проработать:
-выбор критерия управления; Здесь следует иметь в виду, что использование микропроцессорной техники в АСУТП позволяет одновременно учитывать физические параметры и критерии технико-экономической эффективности. Это дает возможность реализации качественного управления технологическим процессом;