Системний аналіз технологічних процесів як об’єктів управління.



Міністерство освіти та науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

Навчально-науковий інститут автоматики, кібернетики та обчислювальної техніки

Кафедра автоматизації електротехнічних та комп’ютерно-інтегрованих технологій

Реферат

на тему: «Системний підхід при аналізі автоматизованих технологічних комплексів»

з курсу:

"Системний аналіз складних систем управління"

 

                                                                              Виконав: студент 4-го курсу

                                                                                                групи АУТП-21і

 Коржицький Д.М.

                                                                              Перевірив:Кінчур О.Ф.

Рівне-2013

ЗМІСТ

 

Вступ

1.Системний підхід при аналізі ТК

1.1 Ознаки технологічних комплексів як складних систем

1.2 Класифікація ТК

1.3 Системний аналіз технологічних процесів як об’єктів управління.

1.4 Застосування методології системного підходу до створення складних систем управління.

Список використаної літератури


 

ВСТУП

    У відповідності із сучасними уявленнями прикладний системний аналіз – наукова дисципліна, яка на основі системно організованих, структурно взаємозв’язаних та функціонально взаємодіючих еврістичних процедур, методологічних засобів, математичного апарата, програмного забезпечення і обчислювальних можливостей комп’ютерних систем та мереж забезпечує в умовах концептуальної невизначенності отримання та накопичення інформації про досліджуваний предмет для наступного формування знань про нього як єдиного, цілісного об’єкта з позицій поставлених цілей дослідження і прийняття раціонального рішення в умовах різнородних багатофакторних ризиків.

Сучасний системний аналіз – прикладна наука, яка орієнтована на вияснення причин реальних складностей, які виникають перед “власником проблеми” (звичайно - це конкретна організація, установа, підприємство, колектив) та на формування варіантів їх усунення.

Головна мета системного аналізу – ліквідація проблеми або, як мінімум, вияснення її причин. Тому використовується широкий спектр засобів, можливості різних наук – математики, обчислювальної техніки, моделювання, експериментальних досліджень та інш.

Система – це функціонально визначена структурно впорядкована з адаптивною реорганізацією множина елементів. Зовнішні та внутрішні функції систем, їх ієрархічні або однорівневі структури характеризуються відповідними обмінними потоками, адаптивна організація та дезорганізація систем є визначальною для їх існування властивістю.

Елемент – це найпростіша неподільна частина системи, а її властивості визначаються конкретною задачею.

Підсистема – компонента системи, як об’єднання елементів, але за масштабом менша ніж система в цілому.

Структура – це зображення елементів та зв’язків між ними. Тут розглядається функціональна, алгоритмічна, технічна, організаційна структура. Передбачається, що система має два і більше рівнів управління.

Зв’язок – найбільш важливим є те, що тут викорис-товуються узагальнені оцінки (наприклад, зв’язки: направлений чи ненаправ-лений, сильний чи слабкий, додатній чи від’ємний). Зв’язок однозначно характеризує структуру системи.

Стан – це миттєва оцінка або фаза розвитку системи. Для системи управління вектор стану Х визначається векторами управління U та збурення Z і у свою чергу визначає значення вихідної змінної Y .

Рівновага – це певний усталений стан, а перехід з одного стану в інший буде називатися поведінкою системи.

 

 


Системний підхід при аналізі ТК

Ознаки технологічних комплексів як складних систем

Можна виділити різні ознаки, але головними є ті, які характеризують як деякі якісні сторони, наприклад, кількість елементів, так і якісні. Відомий підхід, коли складною системою (СС) називають таку, математичні моделі якої можна описати принаймні двома способами (детерміновані та стохастичні, теоретикоймовірнісні і т.д.). Для ТК при характеристиці їх як СС виділяють такі ознаки:

· кількість підсистем, особливо це має значення для неперервних ТК. Ці підсистеми, зв`язані між собою складними структурними та функціональними відношеннями;

· можливість управління підсистемами на основі різних критеріїв оптимальності;

· існування для підсистем задач оперативної оптимізації та необхідність координації роботи підсистеми;

· наявність ієрархічної структури;

· необхідність урахування автономності підсистем.

Аналіз ТК як складних систем передбачає визначення та оцінку їх структури, оцінку матеріальних та енергетичних потоків, формування необхідних інформаційних визначень, що дає можливість визначити структуру управління. При побудові автоматизованих ТК визначається кількість підсистем, розташування точок отримання інформації, розташування пунктів управління та технічна реалізація системи.


 

1.2 Класифікація ТК.Ця класифікація може виконуватись за різни-ми ознаками, але вона повинна бути такою, щоб виділити окремі групи (класи) із спільними характерними ознаками.

· За продуктивністю: велико-, середньо- та малопотужні чи продуктивні. В промисловості все більше застосовуються (ТА) технологічні апарати великої одиничної потужності, які можуть замінювати групу апаратів, виділяється середня продуктивність, а велико- та малопродуктивні мають відрізнятись у два і більше разів.

· За способом функціонування: неперервні, неперервно-періодичні, неперервно-циклічні та періодичні.

· За кількістю виконуваних функцій: одно - та багатофункціональні або одно- та багатономенклатурні (-асортиментні).

· За кількістю ланок: мало - та багатоланкові.

· За однорідністю: одинакові або різні ланки чи підсистеми.

· За способом з’єднання технологічних ланок (технологічною топологією): однонаправлені або зустрічнонаправлені (із зворотними зв`язками) і комбіновані.

· За цільовою функцією (критерієм оптимізації): усі підсистеми можуть мати одинакові або різні критерії;

· За характеристиками середовища: рідина, газ…

Для розробки КІСУ, а також систем автоматизації на різному рівні важливими є ще такі ознаки ТК:

· інформаційна потужність, яка характеризує величину інформаційних потоків, тобто визначає характеристики необхідних технічних засобів та їх програмного забезпечення для отримання інформації, її обробки та подання в необхідному вигляді в необхідне робоче місце в певний час. Інформаційна потужність визначається кількістю змінних, які необхідні для управління та контролю ТК: мала потужність до 40 змінних, середня – до 160 змінних, підвищена – до 650 змінних, велика – більше 650 змінних . ТК цукрового заводу має 384 точки контролю та 217 точок управління; спиртовий завод: 501 точка контролю і 132 точки управління.

· за кількістю підсистем, для яких існує і необхідна задача оптимізації виділяються лише ті підсистеми, для яких є відповідні ресурси, а досягнення найвищих техніко-економічних показників для підсистем співпадає з критерієм ТК у цілому.

· за кількістю підсистем, які координуються (узгоджуються) є ТК, для яких робота n-ої підсистеми потребує зміни умов роботи (n-1)-ої і (n+1)-ої підсистем;

· за трудоємкістю задач оптимізації та координації є комплекси, в яких задача оптимізації вимагає значного часу розв’язання і значних обчислювальних потужностей, такі підсистеми координуються трудно.


 

Системний аналіз технологічних процесів як об’єктів управління.

При дослідженні технологічних процесів із позицій задач управління використовуються основні прийоми системного аналізу (системного підходу):

- постановка задачі дослідження;

- вибір критеріїв якості;

- розробка плану експерименту з виділенням основних етапів;

- виконання принципу ієрархії зверху вниз при аналізі та знизу вверх при синтезі складних систем і ін..

З позицій системного аналізу розв’язуються задачі моделювання, оптимізації, управління та оптимального проектування хіміко-технологічних систем (ХТС) в масштабах ТК, відділення, цеху, заводу. Для цього використовуються відповідні математичні моделі.

Умовно неподільними одиницями ТК є технологічний процес (ТП) – нижній рівень ієрархії виробництва. В той же час можлива подальша деталізація цих одиниць до рівня фізико-хімічних ефектів та явищ, що дозволяє, в свою чергу, розглянути окремий хіміко-технологічний процес як складну систему. Важливо розуміти, що одиничний хіміко-технологічний процес із його складним комплексом елементарних фізико-хімічних явищ – типова велика (складна) система в смислі її класичного кібернетичного визначення. Рівень складності цієї системи визначається:

- величезною кількістю (многообразием) фізико-хімічних ефектів;

- насиченням взаємних зв’язків між цими ефектами;

- одночасним протіканням та взаємозв’язками між різними явищами фізико-хімічної природи в локальних об’ємах;

- нелінійними залежностями між змінними параметрами і т.д.

При системному аналізі виробництва (підприємства) як великої (складної) системи виділяють, як правило, три рівні:

- типові технологічні процеси в апаратурному оформленні (механічні, гідродинамічні, тепло-масообмінні, дифузійні, хімічні…) та локальні системи управління ними;

- ТК, відділення, цехи з відповідними системами управління;

- виробництво, підприємство та системи оперативного управління, організації виробництва, планування, матеріально-технічного постачання, реалізації продукції.


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 422; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!