Министерство образования российской федерации
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
( образована в 1953 году)
__________________________________________________________
Кафедра Систем управления
Дистанционное сист.уп.12.21.2102.зчн.плн.
обучение сист.уп.12.21.2102.зчн.скр.
сист.уп.12.21.2102.очн.плн.
И.Д. Сапрыкина, А.В. Воробьева
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАЛЕНИЯ
Учебно-практическое пособие
для студентов специальности 210200 «Автоматизация технологических процессов и производств»
всех форм обучения
Москва – 2008
УДК 65.011
ББК 3681 С19
© И.Д. Сапрыкина, А.В. Воробьева Проектирование систем управления. Учебно-практическое пособие. – М.,МГУТУ, 2008
В учебно-практическом пособии в кратком и систематическом виде изложено содержание курса проектирования систем управления. После каждой темы даны (вопросы и тесты), позволяющие контролировать степень усвоения материала. Имеется словарь основных понятий.
Пособие предназначено для студентов специальности 210200 «Автоматизация технологических процессов и производств» всех форм обучения.
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Введение
Глава 1. Общие сведения о принципах проектирования 4
1.1. Тесты к главе 1. 5
2. Глава 2. Основные этапы традиционного проектирования 6
2.1. Тесты к главе 2 7
3. Глава 3 . Принципы обеспечения процесса управления 7
3.1. Тесты к главе 3 9
4. Выбор систем передачи данных 9
4.1. Тесты к главе 4 11
5. Глава 5. Разработка требований к системам управления и технического задания 11
5.1. Тесты к главе 5 13
6. Глава 6. Уровень формализации при проектировании систем управления 14
6.1. Тесты к главе 6 16
7. Глава 7. Особенности проектирования процессов управления организационных систем 17
7.1. Тесты к главе 7 19
8. Глава 8. Проектные работы по разработке функционального и прикладного программного обеспечения 19
8.1. Тесты к главе 8 22
Тест по дисциплине 23
Список рекомендуемой литературы 26
Глава 1. Общие сведения о принципах проектирования.
Курс «ПСА» носит комплексный характер и включает в себя несколько самостоятельных дисциплин: проектирование локальных систем управления; проектирование распределенных автоматизированных систем управления; проектирование интегральных систем управления и автоматизация проектных работ (системы автоматизированного проектирования).
Курс «Проектирование систем управления» является завершающим курсом и его изучение важно не только для проектировщиков, но и для правильного чтения схем, правильной эксплуатации автоматизированных систем управления, увеличения надежности работы средств и систем управления технологических процессов.
Проектирование – процесс, заключающийся в преобразовании исходного описания объекта в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчетного и конструкторского характера.
Проектирование является широко распространенной деятельностью, направленной на создание проектов новых машин, приборов, оборудования и систем. Любой объект проектирования можно разбить на уровни с взаимосвязанными элементами. Разделение продолжается до уровня, где элементы не делятся. Такие элементы по отношению к объекту называются базовыми.
Разделение объектов по степени детальности описаний называется принципом иерархичности, а разбиение представлений каждого уровня на ряд составных частей с возможностью раздельного проектирования каждого блока называется принципом декомпозиции (блочности).
Основная задача проектирования – построение работающих систем управления, т. е. разработка оптимального, а точки зрения выбранных критериев качества, управления, основанного на квалифицированном выборе адекватной модели процесса управления и грамотной программы и аппаратной реализации разработанных моделей процесса управления.
С развитием информационных систем, индустрии новых информационных технологий необходимо учитывать современные принципы организации и взаимодействия в новом информационном пространстве.
Распределение системы обработки информации, глобальная всемирная сеть Internet с гипертекстовой информационной системой WWW, Intranet (внутрикорпаративная сеть, с помощью которой клиент может связаться с Internet или, находясь в другой стране, запросить данные из корпоративной сети), технология «клиент-сервер», объектно-ориентированное проектирование – это не только новые термины, но и новая инфраструктура, которую необходимо учитывать при проектировании систем управления. Например, для внедрения технологии клиент-сервер в системах управления, объект управления выступает в роли клиента, посылающего запросы серверу, которым в нашем примере является система управления. Эти запросы используются для реализации процедур управления. Объектный (системный) подход к процессу проектирования предполагает некоторое переосмысление самого процесса проектирования, при котором объект становится стержнем или «строительным блоком» прикладных систем.
Системный подход позволяет размыть границы между этапами чистого моделирования, алгоритмизации и программирования и, тем самым, сохранить процесс проектирования за счет многоуровневой среды проектирования с развитым, ясным, многофункциональным интерфейсом. Здесь имеется в виду использование методов имитационного моделирования.
При этом сокращается время на анализ и проектирование приложений, особенно на функциональном уровне.
Но это возможно только в рамках крупного проблемно-ориентированного программного пакета, например Lab VIEW, на разработку которого затрачивается значительные средства и пользователь должен быть достаточно высокой квалификации. Если же нет средств на приобретение такого пакета или продукт заведомо обладает большой избыточностью, то пользователь (проектировщик) должен идти по ранее разработанным путям проектирования.
Несомненно, должно пройти время, чтобы разобраться в роли и месте новых подходов к прикладным задачам, но не надо превращать эти новые подходы в религиозный вопль и фанатически отвергать ранее применяемые методики.
Основой нового является проектный базис, накопленный предыдущими поколениями разработчиков.