это и задачи оптимизации, 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 т. п.
При решении задач оптимизации необходимо отразить следующие вопросы;
1) Постановка задачи. В данном вопросе необходимо выбрать вид математической модели технологического процесса. Модель может быть как статической, так н динамической. Важно правильно определить критерии качества управления.
2) Выбор метода решения поставленной задачи.
3. 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 блок- схеме алгоритма и ее описаниям. Необходимо также привести распечатку программы на одном из алгоритмических языков.
4) 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.
5) Выработка рекомендаций по внедрению результатов дипломного проектирования в промышленность.
Особо следует отметать микропроцессорные системы управления. В задачах такого класса следует проработать:
1) 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.
2) Построение математической модели процесса. Математическая модель строится не для всего технологического процесса, а для отдельных его составляющих. Это облегчает разработку программ для мини- компьютеров, с помощью которых вырабатываются управляющие воздействия (в задачах управления) или определяются и анализируются специфичные причины нестандартного функционирования (в задачах контроля) .
Кроме того, эффективность микропроцессорной системы может быть достигнута за счет рационального распределения функций управления между аппаратными и программными средствами, особая роль отводится системам с перестраиваемой структурой, предоставляющей хорошие возможности для реализации различных алгоритмов определения с использованием программируемых структур.
4. Построение алгоритма управления (контроля).
При разработке алгоритма управления (контроля) необходимо учитывать существующий алгоритм управления (контроля), выбранный критерий качества, особенности технологического процесса, выбранный способ управления и т. п. Необходимо построить блок-схему процесса управления (контроля) и дать ее описание. При разработке алгоритма важно иметь в виду, что управление должно осуществляться в реальном масштабе времени.
5) Программное обеспечение.
Количество программных модулей определяется содержанием и количеством реализуемых функций системы управления. В дипломном проекте программы разрабатываются по указанию руководителя дипломного проекта. Решение задачи построения технического обеспечения АСУТП также деланно основываться на современной тенденции - широкого применения микропроцессоров и микроЭВМ. Решение задачи, как правило, следует начать с расчета необходимого количества различного оборудования и выбора его конкретного вида. После произведенных расчетов выбрать способ компоновки технических средств. Все расчеты и выбор компоновки должны исходить из заданной схемы технологического процесса.
В дипломной работе могут решаться вопросы конструирования переходных устройств для сопряжения процессора и терминальных устройств.
3. Автоматизация проектирования
Тематика дипломных проектов по данной проблеме связана, как правило, с разработкой математических моделей и методов в САПР, технического, информационного и математического обеспечения САПР.
Системный подход к решению задачи состоит в понимании того факта, что любая система такой сложности, как САПР, не может быть создана и внедрена сразу вся целиком. Поэтому в дипломном проекте особенно важно отобразить и обосновать выбор совокупности решаемых системой задач на каждом этапе ее эволюционного развития с обеспечением их системного единства и взаимной совместимости.
Круг конкретных задач, подлежащих разработке в специальном разделе дипломного проекта, разнообразен.
Это:
создание информационной базы системы проектирования и перевод ее на машинные носители;
создание пакетов прикладных программ автоматизированного проектирования;
построения технического обеспечения САПР; оптимизационные задачи;
обеспечение надежности функционирования САПР и целый ряд других задач.
При решении любой из названных задач следует базироваться на следующих принципах: САПР -человеко-машинная система; САПР -иерархическая система, реализующая комплексный подход к автоматизации всех уровней проектирования;
САПР-совокупность информационно согласованных подсистем;
САПР - открытая и развивающаяся система.
При разработке пакетов прикладных программ или отдельных программ разрабатываются следующие вопросы:
алгоритмы автоматизируемых задач проектирования и блок-схемы алгоритмов с комментариями к ним;
решение задач на алгоритмическом или машинно-ориентированном языке;
вопросы информационной совместимости с другими пакетами программ данной системы;
вопросы эксплуатации разработанного пакета и рекомендации по его внедрению.
САПР функционирует, как правило, в диалоговом режиме.
При разработке языка диалогового взаимодействия особое внимание следует уделить изучению профессионального языка конструктора (технолога), который специфичен для каждой конкретной области. При этом отражаются следующие вопросы:
Описание структуры проектируемого объекта. Здесь необходимо привести имена всех компонентов объекта вместе с описание
их атрибутов. Описание операций проектирования. Выбор фраз и обоснование способа построения фраз (директив).
Методы и организация лексического анализа фраз (директив).
Организация и управление процессом проектирования. Разрабатывается программа языкового взаимодействия конструктора (технолога) с ЭВМ.
При решении задач, связанных с построением технического обеспечения САПР решаются задачи, аналогичные тем, которые возникают при проектировании. При этом необходимо иметь в виду, что задачи проектирования и конструирования во многих инженерных областях по своему характеру и содержанию не относятся к задачам вычислительным. Например, конструктор в соответствии с намеченным принципиальным решении взаимно располагает детали, представляя результаты в графической форме. Поэтому более подробно следует обосновать выбор и количество электромеханических устройств машинной графики и графических дисплеев.
Для оперативной связи инженера-проектировщика с ЭВМ используют наряду с графическими и алфавитно-цифровые дисплеи.
В связи с тенденцией создания специализированных автоматизированных рабочих мест (АРМ) для проектировщиков, конструкторов темы дипломных проектов могут быть посвящены разработке компонент этих систем.
5.3.4. Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ)
В настоящее время автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) находят широкое применение в народном хозяйстве и обеспечивают дальнейшее развитие фундаментальных направлений в науке.
АСНИ отличаются от других типов автоматизированных систем; (АСУТП, АСУП, САПР и т. д.) характером информации на выходе системы. Прежде всего, это получаемые в результате научной деятельности человека, а также создаваемые на основе этих данных математические модели, исследуемыx объектов, явлений или процессов, адекватность и точность таких моделей обеспечиваются всем комплексом методических, программных и других средств. Поэтому АСНИ являются системами для получения, корректировки или исследования моделей, используемых затем в других типах автоматизированных систем для управления, проектирования.
При проработке общей части дипломного проекта следует учитывать, что системный подход требует рассмотрения процесса проектирования автоматизированной системы, его целей и логики как единого целого, подчинения частных общей цели системы и интеграции представлений о системе с различных точек зрения на каждом ее этапе проектирования. На этой основе должны создаваться требуемые практикой конкретные методы и соответствующие инженерные методики проектирования.
Ниже приводятся возможные варианты тем дипломных проектов.
а) Разработка технической структуры АСНИ. Цель дипломного проекта по данной теме - это выработка технических решений, дающих полное представление о создаваемой АСНИ и ее подсистемах. Последовательность работ на стадии разработки технического проекта АСНИ следующая: