Е.Е. Кузнецова
М.В. Кошелев
П
роектирование
автоматизированных систем управления
технологическими
процессами на основе UML
Методические рекомендации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Ф и л и а л в г. Сызрани
Кафедра «Автоматизация технологических процессов и производств»
Е.Е. Кузнецова, М.В. Кошелев
Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами на основе UML
Методические рекомендации
Самара 2008
УДК 004.9
Составители: Е.Е. КУЗНЕЦОВА, М.В. КОШЕЛЕВ
Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами на основе UML: Методические рекомендации. Самар.гос.техн.ун-т; Сост. Е.Е. Кузнецова, М.В.Кошелев, Самара, 2008,73 с.
В учебном пособии приведены основные сведения по проектированию автоматизированных систем управления технологическими процессами. Рассмотрены этапы проектирования, исходные данные и требования к технологическим процессам. Приведен пример проектирования АСУ индивидуального теплового пункта с использованием пакета визуального моделирования Rational Rose в рамках курсового проекта по специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств»
Ил. Табл. Библиогр.: назв.
Печатается по решению научно-методического совета электротехнического факультета филиала Самарского государственного технического университета. Протокол №7 от 23 апреля 2008г
ISBN © Кузнецова Е. Е, Кошелев М.В.
© Самарский государственный технический университет, 2008
Содержание
стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Цели и задачи курсового проектирования 7
2 Этапы проектирования АСУ 8
3 ТЕМАТИКА, СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ 9
КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 9
4 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ КАК ОБЪЕКТОВ АВТОМАТИЗАЦИИ 13
5 ТРЕБОВАНИЯ К АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ СИСТЕМАМ 15
6 АВТОМАТИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ И СИСТЕМ АВТОМАТИКИ 16
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УРОВНЕЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ 18
8 ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА 20
8.1 Реферат 20
8.2 Введение 20
8.3 Технологическое описание тепловой станции 21
8.4. Определение требований к системе 23
8.5 Построение структуры системы 26
8.6 Построение алгоритма работы системы 35
8.7 Генерация программного кода 41
8.8 Реализация аппаратной части 52
8.9 АНАЛИЗ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 62
Заключение 69
Библиографический список 70
Приложение 1 71
Приложение 2 72
Введение
В последние десятилетия быстро возрастает сложность объектов и систем, создаваемых в различных областях индустрии. Для их разработки привлекаются специалисты разной квалификации и большие финансовые и материальные ресурсы. Использование этих разнородных ресурсов должно координироваться и объединяться комплексом мероприятий для достижения общей цели - создания соответствующего сложного объекта или системы с заданным качеством в условиях ограниченных ресурсов.
Процесс создания компонентов системы, позволяющих ей выполнять определенные задачи называется проектированием, а также это комплекс организованных технических работ, направленных на получение описания нового или модернизированного объекта, достаточного для изготовления данного объекта в заданных условиях, включающий в себя три основные стадии: анализ, синтез и оценку. Другими словами, это собственно "расчленение задачи на части", "соединение частей по-новому" и "изучение последствий от практического внедрения нового устройства". Эти ступени можно назвать дивергенцией, трансформацией и конвергенцией.
Дивергенция - означает расширение границ проектной ситуации с целью обеспечения достаточно обширного и плодотворного пространства для поиска решений. Цель дивергенции состоит в том, чтобы "перестроить" или "разрушить" первоначальный вариант технического задания, выявив при этом те аспекты ситуации проектирования, которые позволят получить ценные и осуществимые изменения.
Трансформация самая ответственная стадия проектирования, когда совершаются крупные ошибки и торжествует либо необузданный оптимизм, либо узость мышления. Цель трансформации заключается в положении на результаты дивергентного поиска некоторой концептуальной схемы, достаточно точной для конвергенции к единому проекту.
На этой стадии фиксируются цели, технические задания и границы задачи, выявляются важнейшие переменные, расширяются ограничения, задача делится на подзадачи. На этой стадии ярче всего проявляется личность проектировщика.
Конвергенция. На этом этапе проектировщику необходимо шаг за шагом разрешать второстепенные противоречия до тех пор, пока из множества альтернативных конструкций не останется одна - окончательное решение.
Цель конвергенции - сократить поле возможных вариантов до единственного избранного проекта с минимальными затратами времени.
Это единственная стадия проектирования, поддающаяся логическому анализу, которую можно возложить на ЭВМ.
Проектирование сложных изделий, состоящих из большого числа различных компонентов, требует сегодня применения адекватного инструментария: тяжелых САПР, СУБД и систем PDM. Однако не менее важным, а возможно и основным фактором, определяющим успех таких проектов, является использование соответствующих методологий, позволяющих отслеживать причинно-следственные связи, использовать накопленные ранее знания, порождать и хранить новые.