Введение к работе
Актуальность работы. Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП), с учетом сложности проектных процедур, предполагает целесообразность предварительной проверки полученных проектных решений посредством имитационного моделирования. Обеспечение этой возможности позволяет существенно сократить временные и экономические затраты на разработку систем управления.
В рамках систем автоматизированного проектирования (САПР) АСУТП возможно создать, используя современные математические методы и вычислительную технику, имитационные модели, которые позволят проанализировать эффективность проектируемых систем управления. Данное обстоятельство определяет значимость проблемы создания систем имитационного моделирования в структуре систем автоматизации проектирования систем управления. В рамках рассматриваемой проблемы могут быть решены различные задачи, втом числе и рассматриваемая в настоящей диссертационной работе задача моделирования системы управления совместно с объектом управления.
Настоящая диссертационная работа посвящена разработке и созданию системы имитационного моделирования системы управления технологическим объектом, позволяющей проверять эффективность проектируемой системы управления.
Цель работы. Разработка методики построения системы имитационного моделирования систем управления технологическими объектами для проверки качества функционирования разрабатываемых систем управления в процессе проектирования АСУТП.
Методы исследования. При разработке методики использовались методы математического моделирования, элементы теории построения сложных систем и современные технологии проектирования и разработки программных систем.
Научняя новизна.
-
Разработана методика построения системы имитационного моделирования систем управления, позволяющая удовлетворить такие требования к пост) эенню сложных систем, как возможность адаптации к предметной области, :іаращивания, открытость для пользователя.
-
Разработан предметно-ориентированный язык описания управляющих устройств, приборов и аппаратов ХТС.
_4-
-
Разработан критерий динамического управления модельным временем, позволяющий достичь компромисса между точностью моделирования, определяемой интервалом квантования и времеь jm, затрачиваемым на моделирование.
-
Разработан метод моделирования обратной реакции по расходу материального носителя между последовательно сопряженными аппаратами объекта управления.
Практическая ценность работы. Практической реализацией методики, разработанной в рамках диссертационной работы, является система имитационного моделирования, которая включает в себя, кроме моделирующего ядра, внешний интерфейс и библиотеку типовых модулей, и позволяет анализировать работу системы управления совместно с технологическим объектом на основе имитационной модели. При этом имитационная модель компонуется исследователем из типовых модулей, предоставляемых системой моделирования или разрабатываемых самостоятельно.
Ядро системы имитационного моделирования построено с выполнением требований к открытым системам и может быть использовано для построения систем имитационного моделирования заданной сложности, путем добавления пользовательских компонент. Разработанная методика построения систем имитационного моделирования систем управления может быть использована как базис для создания интегрированных комплексов проектирования и исследования систем управления технологическими объектами. Основные положения, выносимые на защиту.
-
Методика построения системы имитационного моделирования систем управления.
-
Предметно-ориентированный язык описания управляющих устройств, приборов и аппаратов ХТС.
-
Критерий динамического управления модельным временем.
-
Метод моделирования обратной реакции по расходу материального носителя между последовательно сопряженными аппаратами объекта управления.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и ее результаты докладывались на:
конференции Школы Молодых Ученых при Международной конференции «Математические методы в химии и химической технологии» (ММХ-10), Тула, 1996.
научно-технической конференции аспирантов СПбГТИ(ТУ), посвященной памяти М.М.Сычева, Санкт-Петербург, 1997.
Публнкяцин. По теме диссертационной работы опубликовано 5 работ. Материалы диссертационной работы вошли в отчет о научно-исследовательской работе по кафедре САПРиУ за 1996 год.
Структура н объем работы. Диссертации состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, содержащего 69 наименований. Основной текст изложен на 184 страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц, 29 рисунков.