Устройство автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления техническими средствами
DEVICE FOR AUTOMATED CONTROL OF PROCESS OF DESIGNING STRUCTURE OF CONTROL SYSTEM OF EQUIPMENT

Изобретение относится к области автоматизированного управления технологическими процессами с использованием вычислительных устройств и может быть использовано при проектировании программ управления (ПУ) для наземных, летательных, морских или космических автоматизированных технических средств.
Известно устройство, реализующее автоматизированную систему управления (СУ) нефтедобычей, в котором формируют на пульте управления команду на осуществление моделирования режимов функционирования СУ и передают ее на узел моделирования режимов функционирования СУ, моделируют режимы функционирования СУ, проверяют соответствие параметров СУ заданным выходным характеристикам, при несоответствии - корректируют входные характеристики СУ и повторяют процесс моделирования, при соответствии - передают команды управления на исполнительные механизмы [А.С. СССР №714403, кл. G06F 15/46, 1977 г., опубл. 5.02.1980 г., б.и. №5, Щербина В.Е. и др., «Система оперативного управления процессами нефтедобычи»].
Недостатком данного устройства является невозможность управления процессом проектирования ПУ.
Известно устройство автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления техническими системами, содержащее пульт управления, первый выход которого через последовательно соединенные первый блок памяти, блок обработки информации и блок сравнения подключен к первому входу блока отображения информации, второй выход через последовательно соединенные задатчик режимов функционирования СУ техническими системами (ТС) и первый мультиплексор - к входам блоков моделирования, соединенных выходами моделирования, соединенных выходами через первый коммутатор со вторым входом блока отображения информации и со вторым входом первого блока памяти, третий выход пульта управления - к второму входу блока обработки информации, задатчик входных характеристик, блок исполнительных механизмов, второй блок памяти, соединенный первым выходом со входом блока исполнительных механизмов, вторым выходом - с третьим входом первого мультиплексора, а вторым входом - со вторым выходом задатчика режимов функционирования СУ ТС, задатчик выходных характеристик, соединенный выходом со вторым входом блока сравнения, имитатор внешних возмущений, подключенный выходом к второму входу первого мультиплексора, и оптимизатор, выход которого соединен с третьим входом блока отображения информации и первым входом второго блока памяти, отличающееся тем, что в него дополнительно введены второй мультиплексор, первый и второй входы которого соединены с выходом задатчика входных характеристик и четвертым выходом пульта управления, соответственно, второй коммутатор, выход которого соединен с входом оптимизатора, последовательно соединенные формирователь задач управления ТС, вход которого соединен с четвертым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости задач управления ТС, второй выход которого соединен с вторым входом формирователя задач управления ТС, запоминающее устройство задач управления ТС, второй выход которого соединен с шестым входом второго коммутатора, формирователь функций управления ТС, второй вход которого соединен с пятым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости функций управления ТС, второй выход которого соединен с третьим входом формирователя функций управления ТС, запоминающее устройство функций управления ТС, второй выход которого соединен с седьмым входом второго коммутатора, формирователь способов управления ТС, второй вход которого соединен с третьим выходом запоминающего устройства задач управления ТС, третий вход - с шестым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости способов управления ТС, второй выход которого соединен с четвертым входом формирователя способов управления ТС, запоминающее устройство способов управления ТС, второй выход которого соединен с пятым входом второго коммутатора, формирователь функций СУ ТС, второй вход которого соединен с седьмым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости функций СУ ТС, второй выход которого соединен с третьим входом формирователя функций СУ ТС, запоминающее устройство функций СУ ТС, первый выход которого соединен с четвертым входом второго коммутатора, последовательно соединенные формирователь вариантов функциональной структуры системы управления ТС, первый вход которого соединен с первым выходом второго мультиплексора, а третий вход - с вторым выходом запоминающего устройства функций СУ ТС, анализатор допустимости вариантов функциональной структуры СУ ТС, второй выход которого соединен с вторым входом формирователя вариантов функциональной структуры СУ ТС, запоминающее устройство вариантов функциональной структуры СУ ТС, третий выход которого соединен с третьим входом второго коммутатора, формирователь вариантов организационной структуры СУ ТС, второй вход которого соединен с вторым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости вариантов организационной структуры СУ ТС, второй выход которого соединен с третьим входом формирователя вариантов организационной структуры СУ ТС, запоминающее устройство вариантов организационной структуры СУ ТС, второй выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, формирователь вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС, второй вход которого соединен с вторым выходом запоминающего устройства вариантов функциональной структуры СУ ТС, третий вход - с третьим выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС, второй выход которого соединен с четвертым входом формирователя вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС, запоминающее устройство вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС, выход которого соединен с входом второго коммутатора, [патент РФ №2331097, МПК G06Q 90/00, опубл. 10.08.2008, б.и. №22, Автор(ы): Селифанов В.А. и др., «Способ автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления техническими системами и устройство для его осуществления»].
Недостатком данного устройства является низкое качество проектирования из-за большого влияния человеческого фактора.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение качества проектирования путем расширения функциональных возможностей устройства автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления техническими системами, за счет ввода баз данных проектируемого объекта.
Технический результат достигается тем, что в устройство автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления техническими системами, состоящее из пульта управления, его выход подключен к входу формирователя задач управления ТС, выход которого подключен к входу оптимизатора, выход которого подключен к входу блока отображения информации, дополнительно введены персональный компьютер и принтер, база данных ПУ, база данных подпрограмм управления, база данных оборудования, выходы которых параллельно подключены к первому, второму и третьему входу пульта управления, блок интеллектуального анализа ПУ своим входом соединен с выходом формирователя задач управления ТС, а выход блока интеллектуального анализа ПУ соединен с входом оптимизатора, блок построения циклограмм ПУ, на вход которого подключен выход оптимизатора, первый выход блока построения циклограмм ПУ подключен к блоку отображения информации, а второй его выход подключен к блоку формирования документации по ПУ, первый выход которого соединен с блоком отображения информации, а второй выход подключен к персональному компьютеру и принтеру.
На чертеже устройство автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления техническими системами.
Устройство автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления техническими системами состоит из: 1 - Сервер хранения данных; 2 - Рабочее место специалиста; 3 - Сервер анализа и прогнозирования надежности; 4 - Пульт управления; 5 - База данных ПУ; 6 - База данных подпрограмм управления; 7 - База данных оборудования; 8 - Блок отображения информации; 9 - Формирователь задач управления ТС; 10 - Блок интеллектуального анализа ПУ; 11 - Оптимизатор; 12 - Блок построения циклограмм ПУ; 13 - Блок формирования документации по ПУ; 14 - Персональный компьютер с принтером.
Устройство работает следующим образом.
На рабочем месте специалиста 2, в блоке 4, на вход подается задача проектирования, согласно которой происходит поиск необходимых компонентов для формирования ПУ на сервере хранения данных 1 в базах данных (блоки 5, 6, 7) или дополнение этих баз новой информацией, далее, в формирователе задач управления ТС 9 происходит формирование ПУ для ее дальнейшей обработки. Затем в блоке интеллектуального анализа ПУ 10 строятся варианты исполнения ПУ, и они анализируются интеллектуальным алгоритмом, на основе чего будут даны рекомендации по оптимизации рабочих вариантов или способы исправления ошибок в недействующих вариантах. Далее, в оптимизаторе 11, проектировщик решает, целесообразно ли принимать предложенные варианты оптимизации ПУ или нет, после чего в блоке 12 составляется графическое представление разработанного алгоритма в виде циклограммы, что позволяет проще воспринимать алгоритм визуально и избавиться от некоторых ошибок. Далее в полученная циклограмма отображается на через блок 8 на рабочем месте специалиста. Если спроектированная ПУ соответствует всем необходимым требованиям, то в блоке формирования документации по ПУ 10 может быть сформирован электронный отчет с документацией на отлаженный алгоритм, который, в дальнейшем, может быть распечатан на компьютере 14.
Предлагаемое устройство позволит повысить качество разрабатываемой ПУ для автоматических технических средств, а также увеличить ресурс проектируемого объекта и сократить срок разработки проекта.