- •Тема 1. Введение в автоматизированное проектирование
- •Системный подход к проектированию Понятие инженерного проектирования
- •Принципы системного подхода
- •Основные понятия системотехники
- •1.2. Структура процесса проектирования Иерархическая структура проектных спецификаций и иерархические уровни проектирования
- •Стадии проектирования
- •Содержание технических заданий на проектирование
- •Классификация моделей и параметров, используемых при автоматизированном проектировании
- •Типовые проектные процедуры
- •1.3. Системы автоматизированного проектирования и их место среди других автоматизированных систем Этапы жизненного цикла промышленных изделий
- •Структура сапр
- •Разновидности сапр
- •Понятие о cals-технологиях
- •1.4. Особенности проектирования автоматизированных систем Этапы проектирования
- •Открытые системы
- •Глава 2. Техническое обеспечение систем автоматизированного проектирования
- •2.1. Структура технического обеспечения
- •Требования, предъявляемые к техническому обеспечению
- •Типы сетей
- •Эталонная модель взаимосвязи открытых систем
- •2.2. Аппаратура рабочих мест в автоматизированных системах проектирования и управления Вычислительные системы в сапр
- •Периферийные устройства
- •Особенности технических средств в асутп
- •2.3. Методы доступа в локальных вычислительных сетях Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов
- •Маркерные методы доступа
- •2.4. Локальные вычислительные сети Ethernet Состав аппаратуры
- •Структура кадра
- •Разновидности сетей Ethernet
- •2.5. Сети кольцевой топологии Сеть Token Ring
- •Сеть fddi
- •2.6. Каналы передачи данных в корпоративных сетях Характеристики и типы каналов передачи данных
- •Радиоканалы
- •Аналоговые каналы
- •Цифровые каналы
- •Организация дуплексной связи
- •2.7. Стеки протоколов и типы сетей в автоматизированных системах Протокол tcp
- •Протокол ip
- •Адресация в tcp/ip
- •Другие протоколы стека tcp/ip
- •Протоколы spx/ipx
- •Сети х.25 и Frame Relay
- •Сети atm
- •Промышленные сети
- •Сетевое коммутационное оборудование
- •Глава 3. Математическое обеспечение анализа проектных решений
- •3.1. Компоненты математического обеспечения
- •Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней
- •Требования к математическим моделям и численным методам в сапр
- •Место процедур формирования моделей в маршрутах проектирования
- •3.2. Математические модели в процедурах анализа на макроуровне Исходные уравнения моделей
- •Примеры компонентных и топологических уравнений
- •3.3. Методы и алгоритмы анализа на макроуровне Выбор методов анализа во временной области
- •Методы решения систем линейных алгебраических уравнений
- •Многовариантный анализ
- •3.4. Математическое обеспечение анализа на микроуровне Математические модели на микроуровне
- •Методы анализа на микроуровне
- •3.5. Математическое обеспечение анализа на функционально-логическом уровне Моделирование и анализ аналоговых устройств
- •Математические модели дискретных устройств
- •Методы логического моделирования
- •3.6. Математическое обеспечение анализа на системном уровне Основные сведения из теории массового обслуживания
- •Аналитические модели смо
- •Имитационное моделирование смо
- •Событийный метод моделирования
- •Сети Петри
- •Анализ сетей Петри
- •3.7. Математическое обеспечение подсистем машинной графики и геометрического моделирования Компоненты математического обеспечения
- •Геометрические модели
- •Методы и алгоритмы машинной графики (подготовки к визуализации)
- •Глава 4. Система автоматизированного проектирования autocad.
- •4 .1. Введение в AutoCad. Пользовательский интерфейс. Команды управления экраном Структура экрана
- •Выбор объектов.
- •Ввод координат.
- •Команды управлением экраном
- •4.2. Средства обеспечения точности. Сетка и Шаговая привязка
- •Режим орто и Объектная привязка.
- •Объектное и полярное отслеживание
- •Динамический ввод
- •4.3. Команды рисования
- •Команды редактирования объектов
- •Управление свойствами объектов. Слои. Свойства объектов.
- •Размеры.
- •Блоки. Работа с текстом
- •Редактирование вхождений (блоков).
- •Работа с текстом.
- •Компоновка чертежа, вывод на печать
- •Настройка параметров листа и печати
Промышленные сети
В интегрированных системах проектирования и управления на уровнях цеховом и ниже используются специальные вычислительные сети АСУТП, называемые промышленными (или Fieldbus). В число узлов сети входят компьютеры, выполняющие функции числового управления технологическим оборудованием и функции SCADA.
Во встроенных системах использование оборудования разных производителей возможно, только если эти системы являются открытыми, что, в свою очередь, диктует необходимость стандартизации промышленных шин. Однако разнообразие условий работы систем и требований к ним, а также исторические причины развития технологий обусловливают использование на практике ряда унифицированных решений.
Различают последовательные и параллельные шины. Примерами последовательных шин могут служить Fiber Channel, Fire Wire 1394, USB, Ethernet, a параллельных шин — VMEbus, PCI и др.
На верхних уровнях иерархии систем для связи компьютеров между собой, как правило, используют последовательные шины, характерные для ЛВС. На цеховом уровне в настоящее время преимущественно используют сети Ethernet (IEЕЕ 802.3).
На среднем уровне АСУТП для связи компьютеров с системами числового программного управления (ЧПУ) обычно применяют сети Fieldbus, называемые полевыми шинами. Под Fieldbus понимают физический способ соединения устройств и протоколы взаимодействия, т. е. в полевых шинах имеют место протоколы трех уровней: физического, канального, прикладного. К полевым шинам относятся последовательные шины Profibus, Interbus/S, CANbus и др. Особенностями полевых шин являются режим реального времени, детерминированность поведения, повышенная надежность при работе в промышленной среде. Для связи компьютеров с высокоскоростными периферийными устройствами служат шины Infiniband, Fiber Channel, USB, FireWire 1394, с низкоскоростными устройствами связь осуществляют через интерфейсы RS-232, RS-422,RS-485.
На нижнем уровне АСУТП модули контроллеров, датчиков, измерительного и другого оборудования в пределах одного функционального узла (например, соединение слотов в крейте) соединяются чаще всего посредством магистрально-модульных параллельных шин, как правило шин VMEbus или СоmpactPCI.
Шина VMEbus стандартизована в 1987 г. (стандарт IEEE 1014). Конструктивное оформление выполняется по стандартам Евромеханики (IEEE 1101.10 и IEЕЕ 1101.11). В крейте может быть до 21 слота, в которых размещаются платы унифицированных размеров. Информационная скорость—до 320 Мбайт/с. Шина эффективно работает в условиях большого числа прерываний от устройств ввода-вывода, что важно для встроенного оборудования.
Шина CompactPCI (PCI — Peripheral Component Interconnect) — мультиплексируемая синхронная шина, стандартизована в середине 1990-х годов. Фактически CompactPCI — это известная шина PCI, выполненная в формате Евромеханики. Максимальное число модулей в крейте 16. Максимальная пропускная способность 132 Мбайт/с для 32-разрядных передач или 264 Мбайт/с — для 64-разрядных передач.
Программная связь с аппаратурой нижнего уровня (датчиками, исполнительными устройствами) происходит через драйверы. Межпрограммные связи реализуются через интерфейсы, подобные OLE. Для упрощения создания систем разработан стандарт ОРС (OLE for Process Control).
Обычными для промышленных сетей являются предельные расстояния между узлами (датчиками, исполнительными устройствами и контроллерами) в сотни метров, размеры сообщений - до 1 К байт (в сжатой форме). Опрос датчиков периодический. Важное требование к промышленной сети — обеспечение работы в реальном масштабе времени, поэтому для АСУТП сети типа Ethernet не подходят, поскольку в них не гарантируется ограничение задержек сверху.