Интегрированные системы проектирования и управления. Структура и состав. Лазарева Т.Я - 76 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

исследования моделей, используемых затем в других АСУ для управления, прогнозирования или проектирова-
ния.
Автоматизированные системы научных исследований обеспечивают получение значительного хозяйст-
венного эффекта за счет повышения производительности труда в исследовательских и конструкторских органи-
зациях, позволяют исключить дорогостоящие натурные испытания и некоторые стадии опытно-
конструкторских работ, что ведет к сокращению затрат на разработку объектов новой техники. Кроме того, они
позволяют сократить временной цикл от начала появления научной идеи до ее практического внедрения в про-
изводство. В результате применения АСНИ сокращается время проведения исследований, увеличивается точ-
ность и достоверность результатов, усиливается контроль за ходом эксперимента, повышается качество и ин-
формативность эксперимента за счет увеличения числа контролируемых параметров и более тщательной обра-
ботки данных, результаты эксперимента выводятся оперативно в наиболее удобной для исследователя форме –
графической или символьной.
Все типы АСНИ разрабатываются на базе последних достижений науки и техники. Основным инструмен-
том научных работников, проектировщиков и инженеров на современном этапе являются автоматизированные
системы.
Таким образом, АСНИ представляют собой человеко-машинную систему, которая в общем случае решает
задачи теоретического моделирования исследуемого объекта, планирования, реализации, контроля и управле-
ния экспериментом, обработки экспериментальных данных и сравнение с теоретическими результатами. Она
состоит из подсистем, объединенных рядом стандартных процедур. Типовыми подсистемами АСНИ являются
подсистемы сбора экспериментальных данных, обработки данных, управления экспериментом в реальном мас-
штабе времени, автоматизации научных расчетов и моделирования.
Структура АСНИ определяется набором решаемых задач, техническим составом системы и расположени-
ем источников и приемников информации. Типовыми структурами являются: узловая, цепочечная, магистраль-
ная с общей шиной, иерархическая, радиальная и сеточная. Наибольшей гибкостью из этих структур обладают
магистральные и иерархические структуры, которые чаще всего и применяются в АСНИ.
Обслуживающая подсистема АСНИ осуществляет функции управления и обработки информации, не зави-
сящие от особенностей исследуемого объекта. В состав средств обеспечения АСНИ входят методическое, про-
граммное, техническое, информационное и организационно-правовое обеспечения.
Первые крупные АСНИ в химии и химической технологии были созданы в институте им. Н. Планка (ФРГ,
1968 г.) и в Центре научных исследований компании Du Pont (США, 1970 г.).
В АСНИ кинетики химических реакций многие исследователи изучали процесс отверждения с помощью
дифференциальных сканирующих колориметров универсального назначения, например, типа UNIPAN typ 605,
DSC-7000 фирмы SINKU-RIKO (Япония) с микропроцессорным управлением или DSC-9000 той же фирмы,
работающим под управлением персонального компьютера. Низкий уровень автоматизации разработок про-
шлых лет побуждал исследователей создавать автоматизированные системы на базе серийно выпускаемых ко-
лориметров. Так, например, была создана система, работающая под управлением комплекса ИВК-6 и интер-
фейса КАМАК.
Автоматизированные системы исследования теплофизических характеристик (ТФХ), в основном, предна-
значены для исследования твердых, жидких, сыпучих и газообразных веществ и материалов. Ранние разработки
в этой области выполнялись на базе СМ и ЕС ЭВМ с использованием интерфейса КАМАК и др. Современные
установки и системы обычно создаются на базе персональных компьютеров с включением преобразовательной
аппаратуры в общую шину. До настоящего времени отсутствуют как серийно выпускаемые системы автомати-
зированного исследования теплопереноса и кинетики процесса отверждения, так и индивидуального изготовле-
ния. Несколько лучше обстоит дело с проектированием режима отверждения. Разработаны компьютерные сис-
темы оптимизации режима отверждения. Однако эти системы используют исходные данные, полученные с по-
мощью традиционных исследовательских средств в условиях значительно отличающихся от условий техноло-
гического процесса, что ставит под сомнение полученные результаты. Эти системы имеют также разрывность
канала передачи информации в систему управления, но этот недостаток легко устраняется включением проек-
тирующего компьютера в локальную сеть системы управления.
В настоящее время АСНИ используются, как правило, для развития научных исследований в наиболее
сложных областях физики, химии, механики и других и имеют два направления.
1. Системы для измерения, регистрации, накопления и обработки опытных данных, получаемых при про-
ведении экспериментальных исследований, а также для управления ходом эксперимента, регистрирующей ап-
паратурой и т.д. Во многих случаях для таких систем важной является функция планирования эксперимента,
целью которого является уменьшение затрат ресурсов и времени на получение необходимого результата. Жела-
тельным свойством АСНИ, рассматриваемого направления, является возможность создания и хранения банков
данных первичных результатов экспериментальных исследований, особенно, если это дорогостоящие и трудно
повторяемые исследования, так как в будущем могут появиться более совершенные методы их обработки, ко-
торые позволят получить новую информацию из старого экспериментального материала. Разновидностью зада-
чи автоматизации эксперимента является задача автоматизации испытаний какого-либо технического объекта,
отличие состоит в том, что управляющие воздействия, влияющие на условия эксперимента, направлены на соз-
дание наихудших условий функционирования управляемого объекта, не исключая и аварийных ситуаций.
2. Компьютерная реализация сложных математических моделей и проведение на этой основе вычисли-
тельных экспериментов, дополняющих или даже заменяющих эксперименты с реальными объектами, когда

Страницы