Транзисторные схемы автоматического управления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Автоматизированная система управления транспортным комплексом

1.1 Автоматизированная система управления железнодорожным транспортом

2. История разработки АСУ на водном транспорте

2.1 Движение грузов в порту

2.2 График движения флота

2.3 Дислокация морских судов

2.4 АСУ ТП «Канал»

3. Трубопроводный транспорт

Заключение

Список использованных источников

Введение

автоматизированный железнодорожный транспорт морской

Автономные системы управления имеет большое значение в современных технологических системах. Получение значительной выгоды является следствием совершенствования систем управления в промышленности.

Совершенствование включает в себя улучшение качества оказываемой услуги, уменьшение потребления энергии, минимизацию затрат, повышение уровней безопасности и сокращение загрязнения окружающей среды. Трудность совершенствования в том, что ряд наиболее продуктивных идей имеет сложный математический аппарат.

Проектирование и функционирование автоматического процесса, предназначенного для обеспечения технических характеристик, как прибыльность, качество, безопасность и воздействие на окружающую среду, требуют тесного воздействия специалистов различных дисциплин.



1. Автоматизированная система управления транспортным комплексом

Федерации (АСУ ТК) Основной задачей автоматизированной системы управления транспортным комплексом Казахстана (АСУ ТК) является обеспечение информационно-аналитической поддержки реализации Транспортной стратегии Республики Казахстана на период до 2020 года. Для реализации Транспортной стратегии осуществляется взаимоувязанная разработка и реализация федеральных и региональных целевых программ, высокоэффективных транспортных технологий и общих обеспечивающих механизмов реализации Стратегии, включая нормативно-правовое обеспечение, научно-техническое обеспечение, обеспечение трудовыми ресурсами и механизмы управления реализацией стратегии. При разработке и реализации этих компонент информационные технологии и системы, входящие в АСУ ТК, должны играть роль связующего звена и обеспечивать информационно-аналитическую поддержку, мониторинг, контроль и управление реализацией этих компонент.

Для этого АСУ ТК должна обеспечить:

*развитие систем мониторинга, статистического наблюдения и оценки состояния транспортного комплекса регионов России и страны в целом, ведения транспортно-экономического баланса;

*формирование и контроль требований по обеспечению безопасности для объектов инфраструктуры всех видов транспорта, выполнение которых позволило бы минимизировать риски нарушения транспортной безопасности;

*реализацию информационно-аналитических функций, математических и имитационных моделей поддержки принятия решений по различным видам транспорта и транспортному комплексу в целом;

*разработку системы проектного управления программами и проектами различного уровня, связанными с реализацией ФЦП и Транспортной стратегии;

*развитие и интеграцию систем управления финансами и ресурсами, учета и отчетности.

Сегодня у транспортной отрасли нет полной статистики и транспортного баланса. Это не позволяет достоверно прогнозировать, планировать и моделировать потоки. Поэтому необходимо развитие системы статистического учета и построение транспортно-экономического баланса, применение на его основе математических методов прогнозирования потребностей в услугах транспорта, моделирование транспортных систем с целью отбора оптимальных вариантов. С этим связан вопрос анализа эффективности работы транспортного комплекса и использования транспортной инфраструктуры. Для повышения их эффективности необходимо внедрять системы управления транспортными потоками и интеллектуальные транспортные системы, опираясь на мировой опыт.

Таким образом, АСУ ТК должна обеспечивать:

*информационную и аналитическую поддержку процессов мониторинга и управления транспортным комплексом, реализуемых Министерством транспорта;

*взаимодействие с государственными и ведомственными электронными системами;

*информационный обмен между участниками транспортного комплекса.

Основными целями создания системы являются:

*повышение эффективности принятия управленческих решений. Эта цель может быть достигнута за счет внедрения новых инструментов управления отраслью, основанных на современных информационных технологиях и соответствующих лучшему российскому и зарубежному опыту в сфере управления сложными системами национального масштаба;

*повышение уровня безопасности на основе создания единой государственной системы обеспечения транспортной безопасности (ЕГИС ОТБ) как части АСУ ТК, поддерживающей решение определяемых государством правовых, экономических, организационных и иных задач обеспечения транспортной безопасности в сфере транспортного комплекса, соответствующих угрозам совершения актов незаконного вмешательства;

*обеспечение участников транспортного рынка полной и достоверной информацией, необходимой как для оценки состояния транспортной отрасли, так и для принятия стратегических и оперативных управленческих решений. Эта цель может быть достигнута за счет формирования единого информационного поля транспортной отрасли, интеграции на его основе существующих и вновь создаваемых автоматизированных систем (в том числе интеллектуальных транспортных систем), развития инструментов сбора и аналитической обработки информации. Функциональная архитектура АСУ ТК представляется шестью функциональными сегментами:

*Центральный сегмент (Мониторинг и управление транспортным комплексом);

*5 сегментов по видам транспорта (подведомственным федеральным службам и агентствам) И сегментом обеспечения, который реализует функции сбора данных с различных автоматизированных систем (в том числе и от интеллектуальных транспортных систем), решает задачи информационной безопасности, эксплуатации и сопровождение системы. Каждый функциональный сегмент является независимо функционирующей частью АСУ ТК. Он строится на базе информационных систем, учитывающих

1.1 Автоматизированная система управления железнодорожным транспортом

Основные понятия теории управления сложными системами

В переводе с греческого термин "система" обозначает целое, состоящее из частей, определенным образом упорядоченных. Существует много определений этого термина. Условимся под системой понимать целостное, упорядоченное множество элементов, связанных между собой взаимными отношениями.

В настоящее время слово "система" употребляется в широком понимании. Это и совокупность взаимосвязанных принципов, лежащих в основе какой-либо теории, например системы счисления. Это и совокупность связанных общей функцией органов, например сигнальная система. Это и объединение элементов, решающих общую задачу, например система связи, единая транспортная система страны, система обработки данных и т. д. Однако общим для всех областей знаний является то, что понятие система предполагает рассмотрение объекта как целого, состоящего из совокупности взаимосвязанных элементов. Взаимодействие элементов системы обеспечивается наличием связей между ними. При изучении и формировании связей между элементами системы пользуются понятиями вход и выход. Через входы элемент подвергается воздействию извне, а через выход сам воздействует на внешнюю среду.

Любую систему можно расчленить на конечное число частей, называемых подсистемами, каждую из которых, в свою очередь, можно разделить на конечное число более мелких подсистем, вплоть до получения подсистем первого уровня --так называемых элементов системы. Элементом системы может быть не только какой-либо реальный объект или его часть, но и ряд его свойств. Поэтому один и тот же объект можно отнести по различным свойствам к разным системам.

Со временем могут изменяться не только значения некоторых переменных систем, но и связи между ними. Следовательно, множество состояний системы можно отобразить множеством значений ее переменных и связей между ними. Изменение состояния системы влияет на состояние ее выходов. Желаемое состояние выходов может быть названо целью системы, а функция, определяющая изменение состояния выходов, - целевой функцией системы. Отклонение фактического состояния выходов от желаемого удобно оценивать с помощью критерия цели.

Любая организационная система, в которой люди и технические средства выполняют определенные функции, не может* функционировать без управления. Известно положение К. Маркса, что всякий совместный труд более или менее значительного числа людей нуждается в управлении, т. е. в особой функции по согласованию действий людей. Без установления и поддержания порядка и организованности, без управления совместная работа людей невозможна. Поэтому управление можно определить как целенаправленное воздействие, обеспечивающее протекание какого-либо процесса в системе и достижение им заданных целей.

Системой управления реализуется процесс управления путем взаимодействия объекта управления него управляющей части (органа управления).

Объект управления осуществляет те или иные работы, действия (например, транспорт выполняет операции по перевозке грузов и пассажиров) для реализации поставленной перед ним цели. Орган управления (ОУ) обеспечивает нормальное функционирование элементов объекта управления в соответствии с избранной целью.

Взаимоотношения между органами управления и управляемым объектом строятся по законам обратной связи: орган управления получает информацию об объекте, анализирует (обрабатывает) ее и при необходимости формирует распорядительную информацию (принимает решение), передает ее на объект управления. Таким образом, в основе процесса управления системой лежат информационные процессы.

Система управления железнодорожным транспортом относится к категории больших (сложных) систем. Она включает несколько взаимосвязанных подсистем (управление процессами перевозок, пассажирской работой и др.), соответствующих целям их функционирования, подчиненным общей цели всей системы, и характеризуется иерархичностью (многоступенчатостью) построения с распределением функций управления между соподчиненными частями. Наряду с внутренними связями между частями системы существуют внешние связи с другими системами.

В общем виде технология процесса управления любой системой включает три этапа: сбор, подготовку и передачу информации о состоянии объекта управления; переработку полученной информации с целью получения необходимых решений; выдачу и доведение до исполнителей управляющих предписаний, различной распорядительной информации. Реализация командных предписаний осуществляется людьми или машинами, но эти действия не относятся к управлению -- это исполнение, трудовой процесс или автоматическое действие.

Применяемые в настоящее время методы управления производством в значительной степени основаны на искусстве руководителя, его опыте и интуиции. В условиях сложной динамической системы, какой является железнодорожный транспорт, они недостаточно эффективны.

В формировании основ управления особая роль принадлежит научному направлению, называемому кибернетикой. В общем виде кибернетику можно определить как науку об общих законах управления в природе, обществе, живых организмах и машинах. Этим общим является то, что управление любым объектом, различаясь по своим целям, задачам и содержанию, одинаково по форме: оно всегда является процессом преобразования информации. В управлении мы всегда в той или иной форме имеем дело с процессами получения, хранения, передачи, переработки и выдачи информации.

Кибернетика дала принципиально новые методы научного познания систем управления -- математическое моделирование, системный анализ, а также мощное техническое средство для решения задач управления -- электронные вычислительные машины.

Коротко о моделировании. Копия отображения (в виде словесного описания, рисунка, чертежа, формул, макета и т. д.) исследуемого процесса или объекта управления обобщается в едином понятии модель. Изучение процессов или объектов на их моделях получило название моделирование. Характер используемых моделей определяется целью и выбранным методом моделирования. Различают модели материальные и абстрактные.

Материальная модель -- это уменьшенная копия исследуемого процесса или объекта, дающая наглядное представление о его пространственных свойствах, например модель станции, сортировочной горки, какого-либо механизма и др. Сюда же относятся и физические (механические, гидравлические, электрические и др.) модели. В абстрактных, моделях для описания процесса, объекта используют различного рода символы (буквы, цифры, знаки, формулы, графические изображения и т. д.). В эту группу входят математические и другие модели. Нормы и правила настоящего раздела должны соблюдаться при проектировании подъездных путей (необщего пользования) и технологических (внутренних) путей, комплексов зданий, сооружений и устройств промышленного железнодорожного транспорта. К подъездным железнодорожным путям необщего пользования относятся железнодорожные подъездные пути, примыкающие непосредственно или через другие железнодорожные подъездные пути к железнодорожным путям общего пользования и предназначенные для обслуживания определенных пользователей услугами железнодорожного транспорта на условиях договоров или выполнения работ для собственных нужд.

При отсутствии промышленной станции примыкание осуществляется с погрузочно-разгрузочными путями или со стрелочным переводом первого ответвления технологических железнодорожных путей.

К технологическим железнодорожным путям (внутренним) относятся пути, расположенные на территории заводов, фабрик, шахт, портов, лесных и торфяных разработок, электро-, тепло- и атомных станций, складских баз, карьеров и других предприятий; пути промышленных станций и постов; станций промышленных узлов, а также пути, соединяющие между собой эти станции и посты, погрузочно-разгрузочные пути, отдельные пути, предприятия или отдельные производства, расположенные на обособленных площадках.

Технологические (внутренние) железнодорожные пути подразделяются на:

соединительные железнодорожные пути, связывающие пути промышленных станций, постов или отдельных производств с погрузочно-разгрузочными путями, путями объектов локомотиво-вагонного и путевого хозяйства, промывочно-пропарочных станций и пунктов подготовки вагонов и других транспортных сооружений; железнодорожные пути на раздельных пунктах с комплексом зданий, сооружений и инженерных сетей; погрузочно-разгрузочные и ремонтные пути, предназначенные для выполнения грузовых и маневровых операций; специальные технологические железнодорожные пути.



2. Истории разработки АСУ на водном транспорте

На водном транспорте, как и в других отраслях, давно осознана мысль, что эффективное управление сложными транспортными процессами и разветвленным транспортным хозяйством невозможно без современных технических вычислительных и телекоммуникационных средств. История информатизации на водном транспорте включает 4 этапа. В 1960-е годы создавались первые вычислительные центры, в первую очередь Главные вычислительные центры (ГВЦ) тогдашних министерств морского и речного флота, затем в крупных морских и речных пароходствах, приобретался опыт разработки и решения ряда инженерных задач. Появилось много молодых людей, с энтузиазмом работавших на этом тогда новом направлении. 1970-е годы стали этапом планомерного создания автоматизированных систем управления. Это делалось по планам Государственного комитета по науке и технике (ГКНТ). 1980-е годы характеризуются массовым внедрением задач учета и отчетности, а также довольно широкими работами в области технологического (диспетчерского) управления транспортными процессами с применением не только вычислительной техники, но и средств связи. И наконец, 1991 год можно четко обозначить как начало нового этапа.

Основой развития информационных технологий за период с 1991 г. явилась полная смена парка вычислительной техники. Если на начало рассматриваемого периода основу парка вычислительной техники составляли машины ЕС-1022, ЕС-1035, СМ-1420, СМ-1630, ЕС-1840, Роботрон-1715, то в настоящее время этих машин давно нет. Во всех водных предприятиях вычислительная техника представлена IBM-совместимыми ЭВМ модификаций от РС АТ до мощных серверов и машин класса mainframe. Следует заметить, что вычислительная техника приобреталась несмотря на трудные финансовые условия, в которые первоначально попали предприятия водного транспорта в рассматриваемый период, и при отсутствии жесткого регламентирования "сверху", которое было в прошлом. Одновременно со сменой парка вычислительной техники, реформированием управления отраслью происходила смена программного обеспечения, переработка ранее внедренных и разработка ряда новых задач, внедрение новых информационных технологий, модификация и становление организационных структур информатики и связи.

В начале 90-х годов прошлого века в Росморфлот и Росречфлот созданы локальные вычислительные сети под управлением операционной системы Netware 3.11, осуществляется доступ в Интернет.

Как сказано выше, уже в 80-е годы, наряду с массовым внедрением задач учета и отчетности, разрабатывались сложные системы, связанные с управлением флотом и портами. Рассмотрим кратко основные из них.

2.1 Движение грузов в порту

Эта подсистема уже тогда получила довольно широкое распространение в морских и некоторых речных портах. Она отслеживала по перевозочным документам движение каждой партии груза в порту, от прибытия в порт до отправления или выдачи получателю. Она охватывала тарно-штучные и особенно контейнерные грузы (в морской терминологии - генеральные). В любой момент можно было получить данные о том, какие грузы на каком складе находятся, каков срок их хранения. Это очень важно для портов, обрабатывающих большие объемы таких грузов. Технической базой тогда были ЭВМ СМ-4, с операционной системой и языком программирования Диамс (MSM). Сейчас такие подсистемы работают на базе другой техники, характеристики которой на два порядка выше.

2.2 График движения флота

Эта подсистема имела большое значение для смежных речных пароходств центральных и северо-западных бассейнов. В то время пароходства не были разделены, все порты входили в их состав. Следовало спланировать расстановку разнообразных типов грузового флота по многочисленным линиям на навигацию, а затем на месяц. Таким образом, задачи этой подсистемы не были оперативными (ежесуточными), но отличались большой алгоритмической сложностью, так как возможных сочетаний расстановки судов имеется очень много. Разные суда или составы имеют разные экономические характеристики работы на разных линиях. Это зависит от многих факторов - скорости, возможной загрузки, удельных расходов в сутки хода и в сутки стоянки и др. Нужно найти оптимальный план. Расчеты производились по критериям минимума эксплуатационных расходов при заданном объеме перевозок, использовались и другие критерии. Расчеты производились в ГВЦ Минречфлота на ЭВМ ЕС-1022 или в одном из смежных пароходств. С началом приватизации, с разделением флота пароходства на несколько судовладельцев, с выделением портов из состава пароходств эти задачи резко усложнились и приобрели другой смысл, а главное - не стало единого хозяина всего флота. Поэтому подсистема в централизованном виде прекратила существование. Но эти задачи имеют большое значение и в новых условиях хозяйствования, и в дальнейшем могут быть возобновлены в другой постановке.

2.3 Дислокация морских судов

Морские суда ежесуточно по КВ радиосвязи передавали сообщения в ГВЦ Минморфлота по установленным формам - «Порт», «Отход», «Море». В сообщениях указывались координаты, сведения о грузе, порте назначения, о запасах топлива и воды и некоторые другие. В ГВЦ Минморфлота ежесуточно выдавались сводки по всему флоту. Аналогичная подсистема работала по судам «река-море» плавания в ГВЦ Минречфлота. В дальнейшем эти подсистемы были переведены на системы спутниковой связи и радионавигации и стали не централизованными, а разделенными по судовладельцам.

С 2002 г. функционирует Система мониторинга судов «Виктория». Однако у нее пока нет 100%-ного охвата морских судов, поскольку нет обязательного для судовладельцев правового норматива о регистрации судов в СМС «Виктория».

2.4 АСУ ТП «Канал»

Эта система была создана и работала на Волго-Донском судоходном канале. Он имеет 13 шлюзов на протяжении 101 км. Пропускная способность канала в то время была почти исчерпана (она и сейчас недостаточна), простои флота и повышенная опасность были и остаются сопровождающими реалиями судопропуска. Основной входной оперативной информацией системы были:

· сигналы датчиков уровня воды, открытия/закрытия ворот на шлюзах; они и до АСУ ТП были, но сигналы поступали только на пульт начальника вахты каждого шлюза, а нужно было их довести до ЭВМ главной диспетчерской;

· номера подходящих и проходящих судов, их вид (пассажирские, нефтеналивные, буксирные, грузовые, груженые или порожние); номера оперативно присваивались и затем вводились начальником вахты шлюза, ими для компактности отражения на экране заменялись длинные названия.

В главной диспетчерской канала находился экран размером 10 на 2 метра. На экране отображалась трасса канала, шлюзы, уровень воды в них, открытие и закрытие ворот, номера судов в межшлюзовых бьефах (в том или другом направлении). Это и было основой работы главного диспетчера, формулирования им команд для начальников вахт шлюзов. Технической основой системы были каналы связи от шлюзов в главную диспетчерскую и ЭВМ СМ-1630. Эта ЭВМ имела характеристики: ОЗУ - 64 КБ (!), ВЗУ - 4 съемных диска по 3 МБ. Правда, она была в принципе многозадачной, ОЗУ разделялось на сопровождение дисплея главного диспетчера, на сопровождение главного экрана и на дисплей журнала шлюзований и учета. Конечно, такие характеристики ЭВМ недостаточны для такой системы, и она работала недостаточно быстро и со сбоями. С началом перестройки возникли проблемы с финансированием и в конце концов от системы остались учетные функции.

Но проблема совершенствования судопропуска остается, и при стабилизации экономики о ней вспомнят на другом техническом уровне.

АСУ «Диспетчер»

Это была наиболее «продвинутая» система, и о ней нужно сказать несколько подробнее. По плану ГКНТ она была разработана первоначально для Московского речного пароходства (МРП), а затем внедрена в Волжском объединенном пароходстве. Рассмотрим только МРП, в котором система работала с 1987 по 1996 г.

Были организованы ВЦ пароходства и информационно-вычислительные пункты (ИВП) в портах: Рыбинск, Углич, Тверь, Московский Северный, Московский Западный, Московский Южный, Коломна, Рязань, Касимов. В них было установлено по 2 ЭВМ СМ-4 (это требование дублирования для надежности, в некоторых портах оно не было соблюдено). К ЭВМ были присоединены дисплеи во всех диспетчерских пароходства, портов и в главной диспетчерской Управления канала им. Москвы (УКиМ). ИВП были соединены выделенными каналами ведомственной проводной связи с ВЦ пароходства (через модемы). Программное обеспечение составляли операционная система и язык программирования Диамс (MSM) и специально разработанные программы. Этот язык позволял очень эффективно использовать очень скромную оперативную и внешнюю память (128 КБ и 12 МБ, для архива магнитные ленты).

Подсистема АСУ «Диспетчер» - «Диспетчер-Флот» работала в реальном режиме времени, т.е. в каждой диспетчерской портов, УКиМ вводились операции транспортного процесса и другие сведения по каждому судну по мере их появления, и за 5-10 секунд автоматически (в «фоновом режиме», без участия диспетчера) передавались в ВЦ пароходства, а оттуда также автоматически транслировались в ЭВМ всех портов. Кроме того, был реализован информационный обмен между ВЦ Московского и Волжского пароходств. Таким образом, в пароходстве, УКиМ, во всех портах непрерывно поддерживалась динамическая картина дислокации и работы каждого судна. На этой информационной базе решались задачи:

· ведения дислокации судов;

· прогнозирования прибытия судов в порты, к шлюзам;

· различные задачи оперативного учета.

В подсистеме "Диспетчер-Груз" решалась задача обработки дорожных ведомостей, включая расчет провозных и других плат (дисплеи у приемосдатчиков, подключенные к ИВП порта). Сформированные дорожные ведомости из портов по каналам связи передавались в пароходство, и там являлись базой для комплексного учета перевозок, включая доходы. Таким образом, была практически реализована идея электронной дорожной ведомости.

С 1997 г. система в описанном виде не работает. Причины:

· выделение наиболее крупных портов из состава пароходства и их отказ от оплаты выделенных каналов связи;

· передача функций диспетчерского управления в бассейне ГБУВПиС.

В Волго-Балтийском и Волжском ГБУВПиС функционирует подсистема Контроль и регулирование движения флота, однако она не охватывает весь комплекс задач АСУ «Диспетчер».

Из АСУ «Диспетчер» работают (в модифицированном и нецентрализованном виде) комплекс задач по работе флота в пароходстве и портах и задача обработки дорожных ведомостей в портах.

Тем не менее, представляется возможным рассматривать АСУ «Диспетчер» как прообраз системы контроля движения речных судов и грузов в едином информационном транспортном пространстве.

Интеллектуальная система проектирования автоматизированных систем управления трубопроводным транспортом



3. Трубопроводный транспорт

НАУКА чае функции машины вывода выполняет система управления ИСП) и не включают в него функции интерфейса. «Решатель» ИСП АСУ ТТ

В представленной структуре к «решателю», кроме машины вывода, отнесены интерфейсная часть, интегрированная в ИСП АСУ ТТ система управления базовой САПР, а также функционал, реализующий взаимодействие между системой управления ИСП и системой управления базовой САПР. По сути, «решатель» здесь -- это оболочка базы знаний, обеспечивающая ее эффективное использование, и выделение из него интерфейса или других составляющих как особых структурных элементов, не внесет принципиальных изменений в структуру ИСП АСУ ТТ. Интерфейс ИСП представляет собой интерфейс базовой САПР с интегрированным модулем формализованного технического задания на проектируемую часть АСУ ТТ. Формализованное техническое задание должно быть представлено в виде заполняемой страницы, где указываются основные параметры АСУ: количество и тип каналов контроля и управления, используемые протоколы, тип электрического питания системы, общие технические условия, предпочтения в элементной базе, ценовой категории и т. п. Кроме того, представление формализованного технического задания (описание структуры и параметров проектируемой АСУ ТТ) возможно в графическом виде -- это существенно упростило бы задание параметров, в особенности если в качестве формализованного технического задания использовать уже разработанные структурные схемы и схемы автоматизации. Структурные элементы базы знаний ИСП АСУ ТТ Ключевым элементом любой интеллектуальной системы является база знаний , в которой концентрируется вся необходимая информация, поэтому эффективное применение ИСПАСУ ТТ без наличия БЗ, релевантной решаемым задачам и способствующей сохранению накопленного опыта, не представляется возможным. Кроме того, следует отметить, что способ представления знаний может сам по себе служить источником эффективности интеллектуальных систем, т. е. правильный выбор модели представления знаний для каждой конкретной предметной области позволит сократить или устранить поиск верной стратегии решения. Иначе говоря, для каждой предметной области должна быть своя эффективная модель представления знаний . Рассмотрим структуру базы знаний в составе ИСП АСУ ТТ (рис.). База знаний здесь построена на основе базы данных базовой САПР и имеет четыре структурных элемента. Элемент «объекты в формате БД базовой САПР» содержит одну или несколько баз данных базовой САПР, использовавшейся для разработки АСУ ТТ.

Если в процессе использования проектировщиками базовой САПР систематизированная база данных не была наработана, то разработчикам базы знаний необходимо будет сделать это самим.

В любом случае, создание БЗ предполагает предварительную работу с БД. Элемент «объекты в формате БД базовой САПР» должен в себя включать, во первых, описание изделий, использующихся в проектировании (однозначный идентификационный номер и название, графические данные для чертежа, данные для создания отчетов и т. д.), во вторых, функционально систематизированные макросы (шаблоны) окони или страниц прошлых проектов.

Элемент «контекстное описание объектов БД САПР» тесно связан с предыдущим элементом и содержит так называемые контексты объектов базы данных САПР. Контекстное описание представляется в виде фреймов и со держит основные функциональные данные, определяющие выбор изделия или макроса при разработке АСУ ТТ, а также ссылку на оригинальный объект

из БД САПР. Связка элементов «объекты в формате БД базовой САПР» -- «контекстное описание объектов БД САПР »представляет собой реализацию метода представления знаний «интеллектуальное зеркало» ]. Таким образом, контекстное описание должно в себя

включать два вида контекстов: контекс

«ТРАНСПОРТ Республики Казахстан» № 4 (35) 2011 77

Рис. Структура ИСП АСУ ТТ

Таблица 1. Фрагмент БЗ ИСП АСУ ТТ -- фреймовые структуры

Фреймовая структура «автомат» Фреймовая структура «блок питания»

Имя стр01 Имя стр02

Род стр010 Род стр020

Uвх. x..y Тип И/Т

Uвх. тип DC/AC: (1/2/3 x..y) Uвх. x..y

Число полисов 1/2/3/4 Uвх. тип DC/AC: (1/2/3 x..y)

Iном. x Pвх. x

Характеристика A/B/C/D/K Uвых. x..y

Iком. x Uвых. тип DC/AC: (1/2/3 x..y)

Тип монтажа нет/din: x Pвых. x

Ширина x Точность вых. x

Высота x Парал. вкл. нет/да: x

Глубина x Пусковой ток x

Масса x Тип монтажа нет/din: x

Температура работы x..y Ширина x

IP xy Высота x

Ссылка >>A.BBB Глубина x

Масса x

Температура работы x..y

IP xy

Ссылка >>A.BBB

НАУКА ты для объектов изделий -- наименьших элементов «интеллектуального конструктора» и контексты для объектов групп изделий. При формировании объектов необходимо выделить набор фреймовых структур, которые станут родительскими и инициализируют возможные типы изделий и макросов. Каждая фреймовая структура инициализирует определенный класс изделий, а также набор и тип параметров для изделий своего класса, которые будут использоваться ИСП при создании проекта. При внесении в базу знаний параметров конкретного изделия уже инициализированного класса ИСП АСУ ТТ может предлагать на выбор варианты и контролировать корректность вносимой информации. Продемонстрируем две простые фреймовые структуры для объектов и зделий (табл.). В таблице описаны фреймовые структуры «автомат» и «блок питания». Для любого из них должны задаваться имя, род, размеры, масса, тип монтажа, условия эксплуатации (температура и т. п.), параметры защищенности корпуса, стоимость. Производитель и заказной номер изделия также за даются для любого изделия, информация о них содержится в его имени. Кроме того, каждый фреймэкземпляр должен со держать в себе ссылку на неинтеллектуальную часть базы знаний (базу данных базовой САПР). Естественно, фреймы включают в себя и специфические параметры изделий, на основе которых, по преимуществу, и

производится выбор изделия. В таблице приведена инициализация таких параметров, как число полисов, характеристика, параметры входного напряжения, параметры выходного напряжения и т. д. Параметры могут быть разного типа: числового (вещественный, целочисленный и т. д.), дискретного, символьного или более сложных, а также смешанного типа

(например, параметр блока питания «парал. вкл.» -- «нет» или «да», но если «да», то с уточнением максимального числа параллельно включаемых блоков питания). Элемент «модуль формирования документации» определяет правила выбора объектов из элемента «объекты в фор

мате БД базовой САПР» для проекта АСУ ТТ на основе данных формализованного технического задания и знаний, представленных в элементе «контекстное описание объектов БД САПР». Кроме того, данный модуль отвечает за корректное использование объектов и должным образом координирует их в проекте АСУ ТТ. Таким образом, элемент «модуль формирования документации» имеет продукционную структуру и содержит знания, определяющие состав проекта

и его структуру (состав документов, порядок, оформление и наполнение проекта и т. п.). Покажем, как он должен быть построен, на примере его фрагмента: …

Структура проекта:

Если проект по СПДС, то состав проекта: A, B, C…;

Если проект по ЕСКД, то состав проекта: D, E, F…;

Оформление страниц документа:

Если документ D:

{и это первая страница документа, то формат и рамка A41big,

иначе, -- формат и рамка A41small};

Наполнение проекта:

Если число контролируемых аналоговых каналов типа 1 -- x,

то из группы макросов типа «AI1» выбрать AIx или AI(x+i);

Элемент «модуль автоматического редактирования БЗ» содержит знания, необходимые для анализа соответствия по лученного результата интеллектуального проектирования формализованному техническому заданию, а также для выявления действий, которые осуществлены проектировщиком, чтобы проект полностью соответствовал заданию. Таким об разом, посредством подобного анализа оценивается необходимость изменения или дополнения базы знаний ИСП АСУ ТТ. Знания элемента могут быть представлены в виде продукций.

Отметим, что, несмотря на возможность использования элемента для прямого автоматического редактирования, целесообразнее организовать работу таким образом, чтобы редактирование осуществлялось под контролем администраторов БЗ и экспертов предметной области знаний проектирования

АСУ ТТ. Покажем в качестве примера фрагмент элемента:

Если часть проекта, где использован макрос x1, исправлена проектировщиком:

{и контекст макроса x1 абсолютно соответствовал результирующей группе параметров X тех. задания, то макрос x1 подлежит редактированию или «вариатированию», иначе -- добавить в базу новый макрос xN с соответствующим результирующей группе параметров X тех. задания контекстом}, иначе: {изменения не нужны};

Принцип работы ИСП АСУ ТТ

Проектировщикпользователь ИСП АСУ ТТ работает с интерфейсом интеллектуальной системы проектирования (рис.), где задает параметры проектируемого фрагмента АСУ ТТ, используя функционал для задания формализованного технического задания. После этого заданные параметры обрабатываются системой управления ИСП, и на основе реализованных алгоритмов взаимодействия с базой знаний, имеющихся данных в базе данных базовой САПР и их контекстного описания в интеллектуальной части базы знаний формируется предварительный (черновой) проект фрагмента АСУ ТТ. Отметим, что для представления сформированного проекта используется интерфейс базовой САПР, который является частью общего интерфейса ИСП, а для реализации этого процесса система управления ИСП взаимодействует с системой управления базовой САПР посредством APIфункций (англ. application programming interface -- интерфейс прикладного программирования, иногда -- интерфейс программирования приложений). В результате, после того как проектировщик пользователь ИСП АСУ ТТ задаст параметры проектируемого фрагмента АСУ ТТ и запустит процесс формирования чернового проекта, он получит в базовом интерфейсе САПР предварительный проект и сможет с ним работать, а именно -- просмотреть проект и оценить корректность работы ИСП, при необходимости исправить его или дополнить, а затем сохранить. После сохранения проекта данные об изменениях поступают в систему управления ИСП и на основе алгоритма, реализованного в модуле автоматического редактирования БЗ, происходит корректирование или дополнение БЗ ИСП АСУ ТТ. Как отмечалось выше, любые изменения БЗ, инициированные автоматически, следует производить под контролем группы экспертов предметной области и администраторов БЗ. То есть, по крайней мере в процессе отладки алгоритмов работы ИСП АСУ ТТ, информация о возможных изменениях БЗ должна приходить к экспертам и администраторам в качестве запросов типа «да»/«нет».



Заключение

В ходе данного проекта были рассмотрены автономные системы управления некоторых транспортных сфер. Например как АСУ на железнодорожном транспорте. Как и полностью систему в целом так и многие ее аспекты. Также были рассмотрены автономные системы управления и на трубопроводном транспорте. В более обширной форме мы рассмотрели АСУ на речном флоте.

Начиная с диспетчера и заканчивая компьютерной системой управления. И рассмотрели в общем все Автономные системы управления на автомобильно промышленном предприятием.



Список использованных источников

1. Аваев И.А., Шипшкин Г.Г. Электронные приборы. М.: изд-во МАИ, ° 1996.

2. Айзерман М.А. Теория автоматического регулирования. М.: Наука, 1966. -452с.

3. Воробьев A.B. Респонсивный привод. М.: Машиностроение, 1978. -160с., ил.4. Воронов A.A. Основы теории автоматического управления. 4.2. Специальные линейные и нелинейные системы автоматического регулирования одной величины. -М:: Энергия, 1966. 133с.

4. Зеликин М.У., Пучков A.M., Стеблецов В.Г., Сыров A.C. Приводы систем автоматики и управления полетом летательных аппаратов. М.: изд-во МАИ, 1997.-111с., ил.

5. Панасюк В.И. Оптимальное микропроцессорное управление электроприводом. Минск: Высшая школа, 1991. - 167с.

6. Самсонович C.JI. Устройства с волновыми передачами и их применение в машиностроении. М.: Высшая школа, 1995. - 46с., ил.

7. Транзисторные схемы автоматического управления /под ред. Конева Ю.И. -М.: Сов.радио, 1967. -282с.

8. Транзисторные схемы автоматического управления /под ред. Конева Ю.И. -М.: Сов.радио, 1967. -282с.

9.Д. Сю, А. Мейер. Современная теория автоматического управления и ее применение 1972-352с

Размещено на Allbest.ru

...