Тверской Ю.С. (ред.) Управление в технических системах

Подождите немного. Документ загружается.

документации в отдельных случаях может быть изменен

руководителем в зависимости от темы дипломного проекта

(работы).

Проектная документация при использовании агрегативно-

декомпозиционной технологии проектирования формируется

для множеств элементов и связей из модели проекта на основе

текстовых и графических шаблонов. Причем текстовый шаблон

представляет собой один файл в формате шаблонов

документов Microsoft Word с расширением .dot, а графический

шаблон состоит из двух файлов: первый с расширением .dwt и

родительским шаблоном AutomatiCS.dwt содержит таблицу и

штамп, а второй с расширением .fre является непосредственно

графическим фреймом.

В рамках дипломного проектирования минимальным

набором проектной документации, формируемой средствами

AutomatiCS ADT, следует считать следующие виды проектных

документов:

1) перечень точек контроля;

2) PI-диаграмма;

3) рабочая спецификация;

4) заказная спецификация.

Надо отметить, что возможен выпуск любой другой

документации. Для этого необходимо разработать

соответствующий шаблон и убедиться, что информации в

модели достаточно для его заполнения.

Выпуск документации связан с наличием в модели

необходимого объема информации. Следовательно,

документация каждого вида может быть выпущена только после

накопления в процессе декомпозиционного, агрегативного

синтеза и постпараметризации необходимого объема

информации в модели.

Перечень точек контроля – документ, отражающий

физические параметры среды и технические параметры точек

контроля. Выделение данной информации в отдельный

документ связано с тем, что источником ее являются

технологические параметры объекта автоматизации. Перечень

точек контроля и РI-диаграмма могут быть сформированы

после разработки ТЗ

ЕМП

Рабочая спецификация – документ, отражающий параметры

технических средств, входящих в каждый из измерительных

каналов. В нее входят датчики, а также крупные элементы

монтажа (например, разделитель мембранный, гильза

защитная). Рабочая спецификация может быть выпущена после

процедуры декомпозиционного и агрегативного синтеза.

Заказная спецификация представляет собой документ,

который содержит данные, отражающие количество и тип

технических средств, входящих в СКУ. Описание технических

средств должно быть достаточно информативным, чтобы

производитель мог выделить техническое средство во всей

гамме продукции, которую он производит (в системе AutomatiCS

эту функцию выполняет параметр «Модель», который

однозначно определяет тип технического средства).

Заказная спецификация формируется обычно в последнюю

очередь, после формирования всех остальных видов проектной

документации, так как документирование может выявить

ошибки и потребовать доработки модели, что может отразиться

на составе технических средств. Однако в случае

необходимости заказную спецификацию можно выпустить

после процедуры декомпозиционного и агрегативного синтеза.

Таким образом, в процессе дипломного проектирования

рекомендуется использовать САПР AutomatiCS на начальной

стадии проектирования АСУТП при разработке технического

задания на проектирование (РI-диаграмма) и на стадии

конструкторского проектирования (рабочая, заказная

спецификации).

4.4. Вопросы для дополнительной проработки

На стадии конструкторского проектирования к проработке

рекомендуются следующие вопросы:

• разработка перечня точек контроля;

• разработка перечня электроприводов;

• разработка заказной спецификации;

• разработка рабочей спецификации;

• разработка кабельного журнала;

• разработка РI-диаграммы;

• разработка принципиальной электрической схемы;

• разработка монтажно-коммутационной схемы щитовых

изделий.

Библиографический список к главе 4

1. ГОСТ 34.201-89. Информационная технология.

Комплекс стандартов на автоматизированные системы.

Виды, комплектность и обозначение документов при создании

автоматизированных систем. – М.: Изд-во стандартов, 1991.

2. Целищев, Е.С. Автоматизированное проектирование

технического обеспечения систем контроля и управления в

среде Automatics: учеб. пособие / Е.С. Целищев, А.Г. Салин, Е.Р.

Пантелеев; под ред. Ю.С. Тверского; Иван. гос. энерг. ун-т. –

Иваново, 2004. – 204 с.

3. Плетнев, Г.П. Проектирование, монтаж и эксплу-

атация автоматизированных систем управления техноло-

гическими процессами / Г.П. Плетнев [и др.]. – М.: Изд-во МЭИ,

1995. – 316 с.

4. Клюев, А.С. Проектирование систем автоматизации

/ С.А. Клюев, В.Д. Таланов, А.М. Демин. – М.: Фирма «Испо-

Сервис», 1996. – 123 с.

5. Михайлов, Л.М. Проектирование, монтаж и

эксплуатация систем автоматизации: учеб. пособие / Л.М.

Михайлов. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1987. – 218 с.

6. Ткачев, Д.А. AutoCAD 2005: самоучитель / Д.А.

Ткачев. – СПб.: ПИТЕР, 2005. – 461 с.

7. Целищев, Е.С. Технология проектирования тепловых

электростанций и методы ее компьютеризации / Е.С.

Целищев [и др.]. – М.: Энергоатомиздат, 1997. – 234 с.

8. Целищев, Е.С. К вопросу о формировании

технического задания при проектировании СКУ в рамках АДТ-

технологии / Е.С. Целищев, А.Г. Салин // Повышение

эффективности работы ТЭС и энергосистем: сб. науч. тр.

Вып.2. / Иван. гос. энерг. ун-т. – Иваново, 1998. – C. 231– 234.

9. Давыдов, В.В. Методические указания для курсового

и дипломного проектирования по спец. 21.03 (системы

автоматизации) «Основные требования к оформлению

проектной документации» / В.В. Давыдов; под ред. Ю.К.

Коптелова; Иван. гос. энерг. ун-т. Каф. теории систем

управления. – Иваново, 1994. – 52 с.

10. Целищев, Е.С. Методические указания к

лабораторным работам «Методология автоматизированного

проектирования технической структуры систем контроля и

управления» / Е.С. Целищев, А.Г. Салин, А.Н. Шемякин; под ред.

Ю.С. Тверского; Иван. гос. энерг. ун-т. Каф. систем

управления. Иваново, 2003. – 52 с.

11. Автоматизация поискового конструирования.

(Искуственый интеллект в машинном проектировании) / Под

ред. А. И. Половинкина // Радио и связь. – 1981. – 344 с.

12. Норенков, И.П. Введение в автоматизированное

проектирование технических устройств и ситем / И.П.

Норенков . – М.: Высшая школа, 1980. – 311 с.

13. Система автоматизированного проектирования

структурно-сложных технических систем / Е.С. Целищев [и

др.] // Программные продукты и системы. – N1. – 2001. –

С. 21–23.

Глава пятая. Методические основы технологического

проектирования

5.1. Характеристика стадии технологического

проектирования АСУТП

Стадия технологического проектирования как этап ввода

АСУТП в действие включает монтаж, наладку и испытания

системы управления в составе автоматизированного

оборудования.

Для традиционных СКУ основные этапы стадии

технологического проектирования включают в себя только

работы на объекте:

1) монтаж технических средств;

2) пусконаладочные работы:

- «холодная» прокрутка (работы на остановленном

технологическом оборудовании);

- «горячая» наладка (технологическое оборудование

работает);

3) режимную наладку (составление режимных карт);

4) передачу в опытную и промышленную эксплуатацию.

Однако для АСУТП на базе ПТК стадия технологического

проектирования содержит принципиально новый этап – работы

на полигоне АСУТП (рис. 5.1).

В минимальном объеме работы на полигоне АСУТП

включают в себя:

- монтаж ПТК на полигоне с развертыванием и проверкой

совместной работы контроллеров (управляющего

комплекса), рабочих станций (информационно-

вычислительного комплекса) и сетевых устройств;

- установку общесистемного ПО и инструментального ПО

ПТК;

- разработку прикладного ПО АСУТП (ПО контроллеров, ПО

рабочих станций).

В современных условиях на стадии технологического

проектирования дополнительно вводится принципиально новый

этап отладки функциональных задач АСУТП (прикладного ПО

АСУТП) на модели ТОУ, функционирующей на полигоне в

режиме реального времени и взаимодействующей с

управляющей системой (собственно АСУТП). Реализация этапа

отладки прикладного ПО АСУТП на модели ТОУ позволяет

снизить издержки, связанные с наладкой на работающем

объекте наиболее сложных функций системы управления:

автоматического регулирования; автоматического пуска и

останова оборудования; сложных технологических блокировок и

др.

Работы на полигоне АСУТП

Работы на энергетическом объекте

Поставка

«полевого»

оборудова-

ния АСУТП

Пуско-

нала-

дочные

работы

Режимно-

нала-

дочные

работы

Отработка

алгоритмов

управления

Монтаж

технических

средств

АСУТП

Передача

АСУТП в

эксплуа-

тацию

Поставка

аппаратных

средств ПТК

Монтаж ПТК

на полигоне

Отладка

прикладного

ПО с

моделью

ТОУ

Поставка

ПТК

на объекте

Отработка

процедур ввода

АСУТП в действие

Обучение

эксплуатационного

персонала

Изготовление

и заводские

испытания

аппаратных

средств ПТК

Рис. 5.1. Этапы стадии технологического проектирования АСУТП

В ходе дипломного проектирования для стадии

технологического проектирования рекомендуется выполнить

разработку полигонной версии АСУТП и проработать вопросы

ввода в действие (монтажа и наладки) спроектированной

системы управления непосредственно на энергетическом

объекте.

Порядок обработки экспериментальных данных при

определении динамических характеристик по каналам

управления описан в прил. 5.

5.2. Задачи организации монтажных работ на объекте

К задачам организации монтажных работ на объекте

относят:

- организацию производства монтажных работ с

использованием технологии и методов сетевого

планирования;

- внедрение оптимальных технологий монтажных работ в

целях обеспечения гарантированного качества монтажа.

Этап монтажных работ включает в себя процедуру

шефмонтажа со стороны поставщиков ПТК, который

обеспечивает проверку качества монтажа на ранних стадиях

работ.

Требования, предъявляемые к проведению монтажных

работ, формулируются следующим образом:

- профессиональная подготовка (подразумевает знание

современных методов производства монтажных работ);

- культура труда;

- ответственность лиц, производящих монтажные работы.

В пояснительной записке к дипломному проекту

рекомендуется рассмотреть специфику организации и

технологии проведения монтажных работ на объекте для

проектируемой системы управления.

5.3. Задачи по организации пусконаладочных и режимно-

наладочных работ на объекте

При проведении пусконаладочных работ решаются

следующие задачи:

- наладка путевых и концевых выключателей запорной и

регулирующей арматуры;

- наладка системы дистанционного управления запорной и

регулирующей арматуры;

- наладка системы питания;

- наладка указателей положения регулирующих органов;

- проверка сигнализации и защит на неработающем

оборудовании путем искусственного изменения сигнала до

установки срабатывания (для этого используют имитаторы

сигналов);

- физический пуск ПТК;

- ввод в действие АСУТП и объекта в целом.

Задачей режимно-наладочных работ является вывод ТОУ

на расчетные показатели (надежности, экономичности,

экологичности и т.д.).

Для исследуемых АСР проведение режимно-наладочных

работ подразумевает последовательное выполнение

следующих шагов (см. рис. 3.1).

1. Динамические испытания ТОУ.

Методика экспериментального определения динамических

характеристик ТОУ предполагает активные методы (во

временной и частотной областях) и пассивные методы.

При проведении экспериментов по снятию переходных

характеристик необходимо наносить возмущения из

установившегося режима ТОУ и заканчивать эксперимент после

того, как самый инерционный параметр ТОУ придет к

установившемуся значению.

2. Исследования статистических характеристик случайных

экспуатационных возмущений.

Методика экспериментального определения оценки

корреляционной функции и оценки спектральной плотности

включает в себя экспериментальное исследование ТОУ в

нормальном режиме его работы в целях получения реализации

случайного процесса изменения параметров объекта (тренд)

длительностью от 7–10 до 100 интервалов корреляции.

3. Уточнение математических моделей объектов регулиро-

вания.

4. Уточнение параметров настроек АСР.

5. Испытания АСР.

Методы и инструментальные средства, используемые при

настройке АСР на объекте, в основном идентичны

рекомендуемым для стадии функционального проектирования

(см. гл. 2). При этом основной отличительной особенностью

решения этих задач на этапе технологического проектирования

является наличие экспериментальных статических (режимные

карты) и динамических характеристик ТОУ (кривые разгона). Как

правило, характеристики ТОУ получают в ходе преддипломной

практики.

В пояснительной записке к дипломному проекту

рекомендуется рассмотреть вопросы наладки проектируемой

системы управления.

5.4. Методика проведения экспериментальных

исследований

1. Планирование экспериментов

Планирование экспериментов – это формулирование

условий проведения, согласование режимов работы

оборудования (нагрузка, марки топлива, разрешенные

переключения и т.п.), решение аппаратурных вопросов

(канальность самопишущих графопостроителей, скорость

диаграммных лент и пр.), тренды архивных станций.

2. Проведение экспериментов:

1) осуществляется стабилизация заданного режима работы

оборудования;

2) из равновесного стационарного состояния объекта

оператор наносит возмущение, как правило, поочередно

положительного и отрицательного знака; длительность опыта

(время между моментами следующих друг за другом

возмущений) определяется из условия необходимого времени

наблюдения переходного процесса, при этом учитывается

инерционность исследуемого канала регулирования, время

окончания переходных процессов и заданная точность расчета

КЧХ исследуемого канала;

3) во время опыта оператор вмешивается в работу

оборудования только в случае прогнозирования (возникновения)

аварийной ситуации в целях своевременного восстановления

нормального режима (в этом случае опыт бракуется);

4) величины возмущений выбираются такими, чтобы

сохранялась линейность объекта (проверяется при анализе

результата);

5) количество опытов в серии определяется возможностью

соблюдения заданных режимных условий (при четкой

Эксперимент – научно поставленный опыт, целенаправленное

изучение вызванного нами явления в точно учитываемых условиях,

когда имеется возможность следить за ходом изменения явления и

воссоздавать это явление каждый раз, когда налицо те же самые

условия.

организации работ опытному инженеру-исследователю удается

провести до 10–15 опытов концентрированно во времени);

6) сопоставимость серий опытов также определяется

прежде всего организационной стороной вопроса, связанного с

воспроизведением заданного режима работы оборудования, т.е.

с соблюдением идентичности условий эксперимента

(в реальных эксплуатационных условиях задача достаточно

сложная, требующая четкого знания функциональных

возможностей оборудования и глубокого понимания динамики

реальных процессов).

3. Предварительный анализ экспериментального

материала:

1) экспериментальные переходные характеристики (кривые

разгона), принятые к обработке, приводятся к единичному

возмущению для каждого знака возмущения;

2) путем эвристического

анализа с учетом априорной

информации выявляются и отбраковываются сомнительные

кривые, т.е. семейство кривых разгона формируют из кривых с

совпадающими условиями идентификации (при этом опыты

одного знака являются независимыми, т.к. разделены во

времени, в том числе опытами инвертного характера);

3) несовпадение единичных кривых разгона обуслов-

ливается в основном следующими причинами: изменились

условия сопоставления, например, нагрузка агрегата

(электрическая нагрузка, паропроизводительность, отборы

турбины и т.п.), величина нанесенного возмущения оказалась

очень большой и проявились нелинейные особенности объекта,

изменилось качество топлива и возрос уровень случайных

возмущений – при этом ступенчатый тест-сигнал оказался

соизмеримым с уровнем случайных эксплуатационных

колебаний и кривая разгона имела неопределенный вид.

4. Обработка результатов эксперимента:

1) определение оценки переходной характеристики, которая

должна удовлетворять требованиям несмещенности,

состоятельности и эффективности, в частности, необходимо

выполнить сопоставление оценок переходных характеристик

для разных знаков возмущения (для линейного объекта

практически совпадают) и принять решение о возможности (или

невозможности) совместной обработки совокупности кривых

Эвристика – совокупность логических приемов отыскания истины.