4.2. Задачи проектирования систем управления
На процесс и результат проектирования систем управления накладываются ограничения, основными из которых являются физические ограничения и сроки проектирования.
Весьма значимыми являются технический уровень производственного оборудования, материалов и комплектующих изделий, возможности вычислительной техники и экспериментальной базы, а также квалификация проектировщиков и производственного персонала.
Сроки проектирования занимают особое место, так как на современном уровне сокращение сроков проектирования становится одним из главных требований. Это связано с тем, что при увеличении сроков проектирования теряются новизна и оригинальность решений, т. е. еще не будучи осуществленным проект может морально устареть и потерять смысл, поэтому быстротечность процесса проектирования – одно из главных характеристик проекта. Следовательно, изучение и улучшение динамики процесса проектирования систем управления является одной из важнейших задач.
Не менее важной задачей проектирования систем управления является разработка и отработка полного комплекта технической и программной документации на систему управления. Документация должна обеспечить как возможность качественного промышленного изготовления системы управления, отвечающей заданным требованиям, так и надежную эксплуатацию системы в заданных условиях.
В результате проектирования выпускается большой по объему комплект технической и программной документации. Состав технической документации определяется Единой системой конструкторской документации (ЕСКД), включающей в себя государственные стандарты (ГОСТы), определяющие правила выполнения, оформления, обращения и использования технической (конструкторской) документации и ремонта промышленных систем управления.
Состав программной документации, правила ее выполнения, оформления и использования регламентируются совокупностью ГОСТов – ЕСДП (единой системой программной документации).
Техническая документация, создаваемая в процессе проектирования, делится на схемную, конструкторскую, монтажную, текстовую, технологическую и эксплуатационную. Если схемная, конструкторская, монтажная и текстовая документации являются отражением идей и принципов, заложенных в систему управления, то технологическая документация дает представление о методах и средствах изготовления системы.
Эксплуатационная документация включает в себя основные документы схемной, конструкторской, программной и текстовой документаций и должна обеспечивать правильную в пределах оговоренных условий эксплуатацию системы.
4.3. Этапы проектирования систем управления
Проектирование системы управления представляет собой сложный, трудоемкий и длительный процесс, схематично представленный на рис. 4.1.
Приведенные на рис. 4.1 этапы процесса проектирования обычно группируются в рамках общих этапов или стадий проектирования системы управления:
разработка технического задания на проектирование;
предварительное проектирование;
эскизное проектирование;
техническое (рабочее) проектирование;
серийное изготовление;
эксплуатация.
Рис. 4.1. Основные этапы проектирования системы управления
Качественная разработка технического задания на проектирование системы управления во многом определяет как уровень, так и успешность разработки системы управления.
Предварительное проектирование проводится с целью определения принципов построения системы управления и изыскания новых принципов, структур, технических средств, удовлетворяющих техническому заданию. Предварительное проектирование обычно относят к стадии НИР.
Эскизное проектирование и последующие этапы – это этапы опытно‑конструкторской разработки (ОКР). Результатом эскизного проектирования является детальная разработка возможности создания системы управления, удовлетворяющей заданным требованиям.
На этапе технического проектирования детально отрабатывают схемные, конструкторские, программные и технологические решения. Достаточно сложной и трудоемкой является задача проектирования программного обеспечения разрабатываемой системы управления и программной документации.
В процессе серийного производства осуществляется окончательная доводка принятых технических решений, программного обеспечения и отработка технологий изготовления с учетом особенностей серийного производства. В процессе эксплуатации проектировщик системы управления получает информацию, позволяющую внести необходимые изменения с целью доведения параметров системы до заданных.