ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные стадии и этапы создания АСУ из "Оптимальное управление процессами химической технологии" Смысл подобного итерационного подхода к научно-технической проблеме создания АСУ заключается в том, что нахождение приближенных решений тех или иных задач осуществляется сравнительно быстро и не требует большого объема исследовапип и материальных затрат. Вместе с тем знание приближенных решений позволяет существенно сузить круг претендентов на наилучшее решение задачи и проводить его поиск с помощью более строго обоснованных и, конечно, более трудоемких методов. Кроме того, знание приближенных решений позволяет во многих случаях начинать подготовительные работы к следующим этапам, не дожидаясь получения точных результатов. [c.24] Техническое задание. Основной целью стадии является составление обоснованного задания на проектирование АСУ. Стадия состоит из четырех этапов, к которым относятся предварительное обследование объекта, предпроектные научно-исследовательские работы, эскизная разработка АСУ и составление технического задания на проектирование системы. Основными исполнителями работ на этой стадии являются заказчик и научно-исследовательская организация. [c.24] На этапе предварительного обследования ос тцест-вляется изучение свойств и характеристик автоматизируемого объекта, а также сбор материалов, необходимых для дальнейших исследований. При этом уточняются границы объекта и его связи с выше- и нижестоящими системами управления, выясняется цель и существующие критерии качества его функционирования. Дается описание принципа действия и конструктивных особенностей объекта (отдельных аппаратов, ТП и производств) структуры существующей системы контроля и управления информационных потоков (документооборота). Собирается всевозможная информация о степени стационарности (нестационарности) обследуемого объекта, выясняется возможность проведения экспериментов, целью которых является получение необходимых для построения математических моделей данных. [c.24] Результаты обследования служат основой для ориентировочного определения объема и характера научно-исследовательских работ, составления плана их проведения и выбора состава исполнителей. [c.24] На этапе нреднроектных научно-исследователь-ских работ осуществляется предварительный выбор основных функций и алгоритмов контроля и управления создаваемой АСУ и строятся соответствующие математические модели. [c.24] Наиболее трудоемкими и ответственными задачами на данном этапе являются посгроение предварительных математических моделей объекта и проведение предварительной идентификации этих моделей. Термин предварительный подчеркивает приближенный характер решения задач, о котором говорилось выше, и необходимость последующего уточнения математических моделей. Рассмотрим эти задачи более подробно. [c.25] Построение математической модели объекта управления. Процедура построения математической модели (ММ) во многом зависит от ее целевого назначения, свойств объекта, а также функций и задач проектируемой АСУ. [c.25] Математические модели используются в АСУ преимущественно для решения следующих задач планирование работы объекта на различные периоды времени, оптимизация статических режимов, оптимизация неустановившихся (переходных) процессов и автоматическая стабилизация ряда косвенных (неизмеряемых) координат отдельных аппаратов и ТП, а также для оперативного вычисления текущих значений технико-экономических показателей объекта. При проектировании всего автоматизированного комплекса ММ применяют еще и для оптимального конструирования объекта управления (обычно — отдельный аппарат) специфика построения моделей для этого случая излагается в последнем разделе этой главы. [c.25] Для решения какой-либо из указанных выше задач в АСУТП, АСУП или ОАСУ требуется знание математической модели, с приемлемой точностью описывающей вполне определенные свойства и режимы работы объекта управления. [c.25] Статика отдельных технологических аппаратов характеризуется чаще всего уравнениями типа (1-1) и, реже, (1-2). Для описания статических режимов ТП, производств, предприятий и отрасли применяют, как правило, только уравнение (1-2). Математические модели динамики вида (1-3) используют для характеристики неустановившихся явлений в отдельных аппаратах и, реже, ТП, а также для описания процессов накопления (расходования) запасов на складах в масштабах предприятия, отрасли. [c.26] Математические модели статики типа (1-2) находят широкое применение при решении задач планирования (оптимального планирования) работы объекта, а также для оптимизации статических режимов. Для решения задач оперативного планирования и оперативного управления помимо моделей типа (1-2) или (1-2а) иногда бывает необходимо знать уравнения динамики (1-3), учитывающие изменения запасов в автоматизированном комплексе. ММ динамики (1-3) применяют и для оптимизации переходных режимов объекта, например операций пуска — останова аппаратов, а также для решения задач автоматической стабилизации косвенных координат и вычисления текущих значений техникоэкономических показателей объекта. [c.26] Так как на этапе предпроектных научно-исследовательских работ основные функции и задачи АСУ в общих чертах уже известны, то, располагая сведениями о степени стационарности объекта управления, можно выбрать необходимые типы математических моделей. [c.26] Процедура построения математической модели заключается в выборе методов составления самих уравнений (функций /), способов получения экспериментальных данных и методов идентификации модели (определения вектора параметров а). [c.26] Вектор-функция / может быть выведена на основании анализа физико-химических и экономических процессов, происходящих в объекте. В этом случае в / будут входить уравнения материального и энергетического балансов, скоростей различных физикохимических явлений и т. п. [c.26] Структура вектор-функции / может быть задана и из каких-либо формальных соображений, например из условия простоты определения параметра а или удобства использования ММ. [c.27] Неформальные математические модели чаще всего применяют для описания статики и динамики отдельных аппаратов и ТП, а также (при достаточно сильных упрощениях) для задания статических режимов работы предприятий, объединений и отраслей. [c.27] Формальные ММ используют для описания статики и динамики стационарных и нестационарных объектов разного типа, процессы в которых изучены недостаточно глубоко. [c.27] Одной из основных задач построения математических моделей является их идентификация, чаще всего сводящаяся к определению такого вектора параметров а, при котором точность ММ удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям. Эта задача может быть решена на стадиях технического задания или технического проектирования АСУ или в процессе эксплуатации автоматизированного комплекса. Подобная альтернатива объясняется тем, что в АСУ используются как неадаптивные, так и адаптивные (приспосабливающиеся) ММ. Решение о выборе того или иного типа модели принимается именно на этапе предпроектных научно-исследовательских работ в зависимости от степени нестационарности объекта и возможности постановки на нем экспериментов. [c.27] Адаптивные ММ применяют для описания свойств не только нестационарных, но и стационарных объектов, проведение экспериментов на которых в период проектирования АСУ невозможно или затруднено. [c.28] На этапе эскизной разработки производится сравнительный анализ проектируемой системы и ее аналогов, целью которого является техникоэкономическое обоснование целесообразности создания данной АСУ. Еще раз отметим, что на данном этапе решение этой и всех вышеперечисленных задач носит предварительный характер и в дальнейшем будет уточняться. [c.29] Вернуться к основной статье