Министерство по науке и образованию РФ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра АСУ
Курсовая работа
на тему:
«Моделирование системы управления технологическим процессом»
по дисциплине
«Моделирование систем»
Выполнила:
Ст. гр. АС-1-09
Демидова Д.Д.
Проверил:
проф., д.т.н.,
Бахвалов Л.А.
Москва, 2012
Аннотация
В курсовой работе методами имитационного моделирования исследуется система управления технологическим процессом, состоящая из датчиков, вычислительной машины и ЭВМ. Находится количество сообщений, потерянных из-за малой емкости буферной памяти вычислительной машины и ограничения ожидания в очереди на ЭВМ. Подсчитывается коэффициент загрузки ЭВМ, в графическом виде показывается распределение количества сообщений в очереди по времени. Далее задача оптимизируется, количество потерянных сообщений становится равным нулю.
Курсовая работа состоит из пояснительной записки и инструментально-программного комплекса, позволяющего исследовать подобные системы управления технологическим процессом.
Пояснительная записка содержит:
- задание на курсовую работу;
- технологическую схему производственного процесса;
- структурно- функциональную модель процесса;
- описание и блок-схему алгоритма моделирования;
- GPSS-модель производственного процесса;
- основные экранные формы диалогового ввода данных и результатов
моделирования.
В приложении приведены листинги программного комплекса на языке Visual C# и GPSS. Пояснительная записка содержит 23 страницы текста, включая 12 рисунков, 2 таблицы и 2 приложения, в которых приведены листинги программ. К пояснительной записке приложен CD-R диск, содержащий загрузочный модуль программного комплекса и текст пояснительной записки.
Содержание
Постановка задачи 4
Технологическая схема системы 5
Q-схема 5
Структурно-функциональная схема системы 6
Алгоритм имитационного моделирования 10
Блок-схема алгоритма имитационного моделирования 12
Моделирование в среде GPSS 13
Моделирование в среде C# 16
Анализ полученных результатов 19
Описание возможных улучшений в работе системы 19
21
Список литературы 22
Приложение 1 23
Постановка задачи
В вычислительную машину, работающую в системе управления технологическим процессом, через каждые 5 ± 2с поступает информация от датчиков и измерительных устройств. До обработки на ЭВМ информационные сообщения накапливаются в буферной памяти емкостью в 2 сообщения. Продолжительность обработки сообщений на ЭВМ 5 ± 4с. Динамика технологического процесса такова, что имеет смысл обрабатывать сообщения, ожидавшие в буферной памяти не более 12 с. Остальные сообщения считаются потерянными.
Смоделировать процесс поступления в ЭВМ 200 сообщений. Подсчитать число потерянных сообщений и определить коэффициент загрузки ЭВМ. Оптимизировать задачу, добиться нулевого количества потерянных сообщений.
Технологическая схема системы
На рисунке 1 представлена технологическая схема системы. От датчиков и измерительных приборов информация поступает в вычислительную машину, причем буферная память имеет емкость в 2 сообщения, соответственно, если буферная память занята, вновь пришедшие сообщения считаются потерянными. Далее сообщения выстраиваются в очередь на обработку в ЭВМ, причем на обработку попадают только те сообщения, которые ожидали в очереди не более 12 секунд. После обработки на ЭВМ сообщения попадают к пользователю.
Рисунок 1 - Технологическая схема системы.
Q-схема
Для описания СМО, как непрерывно-стохастических процессов, используют Q-схемы, отражающие элементы и структуру СМО. На рисунке 2 изображена Q-схема системы, где И - источник, Н - накопитель.
Рисунок 2 - Q-схема системы.