Министерство образования И НАУКИ Российской Федерации

Казанский национальный исследовательский технический университет

им. А.Н. Туполева

Кафедра АСОИУ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ДИСЦИПЛИНА «ПРОЕКТИРОВАНИЕ АСОИУ»

ТЕМА:

«Автоматизированная система управления технологическим процессом коалесценции в электродегидраторе»

Руководитель: Исполнитель:

к.т.н., доцент студент группы 4409

Курбатов Б.К. Мухаммадиев А.Д.

_____________2011 _____________2011

Казань 2011 г.

Введение 3

1 Цели и задачи АСУ 5

1.1 Производственно-хозяйственная деятельность 5

1.2 Информационная технология 14

1.2.1 Построение сценария информационного процесса 14

1.2.2 Построение схемы документооборота……………………………………...…21

1.3 Формулирование целей и задач АСУ 22

2 Функциональная структура АСУ 24

2.1 Внешние объекты и диаграммы окружения 24

2.2 Данные, результаты, хранилища и логическая модель 26

2.3 Задачи, функции и модель поведения 28

3 Математическое обеспечение 30

3.1 Построение математической модели электродегидратора 30

3.2 Разработка методов решения задач 37

3.3 Решение задачи на контрольном примере 38

4 Информационное обеспечение АСУ 39

4.1 Концептуальное проектирование базы данных 39

4.2 Логическое проектирование базы данных. .43

4.3 Ведение баз данных. 44

4.3.1 Определения списка событий …………………………………………………46

4.3.2 Классификация событий…………………………………………….………….47

4.3.3 Постановка задач ведения базы данных………………………………….....48

5 Технологический процесс обработки данных 49

5.1 Технология обработки данных 49

5.2 Расчёт достоверности обработки данных 50

6 Разработка алгоритмов решения прикладных задач 52

6.1 Системное программное обеспечение 52

6.2 Алгоритмы организации диалога с пользователем 54

6.2.1 Алгоритмы программ решения прикладных задач…………………………..57

7 Техническое обеспечение АСУ 62

7.1 Оценка времени загрузки рабочей станции 62

7.2 Оценка времени ввода данных 63

7.3 Оценка времени загрузки печатающих устройств 66

7.4 Оценка времени печати 68

7.5 Оценка времени выполнения диалоговых процедур………………………………70

7.6 Оценка времени выполнения программ 71

7.7 Оценка объёма базы данных………….………………………..…………………....…72

Заключение…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…73

Список источников..… ..… ..… ..… ..… ..… ..… ..… ..… ..… ..… ..… ..… ..… ..… ..… ..…74

Приложение 1. Формы документов …..75

Приложение 2. Кодификаторы информации 77

Приложение 3. Словарь терминов 78

Приложение 4. Контрольный пример базы данных 81

Приложение 5. Графический материал………………...……………………………………..85

Приложение 6. Текст выступления……………………………………………………………92

Приложение 7. Презентация…………………………………………………………………...95

Введение.

Широкое распространение сложных автоматизированных технологических комплексов, включающих в себя объекты управления технологическими процессами, остро поставили задачу сокращения сроков их разработки и внедрения при соблюдении условий обеспечения высокого качества проектов. Одним из наиболее эффективных средств решения поставленной задачи является использование имитационного моделирования и тренажеров в системах отладки АСУТП.

В настоящее время в развитии имитационного моделирования сложных систем преобладают две тенденции: разработка универсальных систем автоматизированного конструирования имитационных моделей для объектов произвольного вида; создание узкоспециализированных моделей разового применения. Использование универсальных средств автоматизации моделирования имеет следующие недостатки: каждый раз требуется заново выполнять формализацию и описание модели на специализированном языке; вновь решать вопросы о ее информационном обеспечении, структуризации входных данных, обработке и интерпретации результатов моделирования. Большинство технологических процессов в нефтехимии связано с использованием агрегатов, представляющих собой гидравлическую емкость(отстойник),пневматическую емкость (газосепаратор) или тепловую емкость(теплообменник). Каждая из этих емкостей может быть описана уравнением инерционного звена:

Tdx/dt + x = kx, (1)

Где x – переменная состояния(уровень, давление, температура),

T – постоянная интегрирования объекта управления.

Если использовать уравнение (1) в качестве математической модели объекта управления,то для синтеза регулятора, вырабатывающего управление u,необходимо каждый раз определять время интегрирования T, которое в зависимости от технологического режима может изменяться. К недостаткам создания узкоспециализированных имитационных моделей следует отнести: большую трудоемкость и длительность разработки; недостаточную обоснованность проектных решений. Отмеченные недостатки, свойственные как универсальному, так и узкоспециализированному подходам к созданию автоматизированных систем проектирования имитационных моделей, можно ликвидировать путем создания проблемноориентированных систем многоцелевого назначения. В таких системах роль универсальных(инвариантных) подсистем отводится подсистемам аналитического конструирования и последующей отладке регуляторов различных типов; создания помех с помощью генераторов псевдослучайных чисел; обмена информацией с другими приложениями, осуществляющими доступ к данным, зарегистрированным в архивах. Эти приложения могут располагаться как на одном компьютере, так и быть распределенными по сети; отображения информации с помощью использования стандартных средств создания экранных форм(визуализация трендов, гистограмм и других динамических форм отображения). Роль узкоспециализированных подсистем отводится так называемым функциональным подсистемам, имитирующим процесс функционирования технологических агрегатов в заданном режиме. Функциональные подсистемы – это набор модулей, каждый из которых представляет собой настраиваемую имитационную модель конкретного технологического агрегата. Как правило, на отдельном технологическом агрегате выполняется технологическая операция, входящая в состав технологического процесса. В целом технологический процесс можно представить в виде совокупности технологических операций, соединенных между собой в последовательные ,параллельные и циклические цепочки. Имея библиотеку настраиваемых функциональных модулей, можно создавать имитационную модель технологического процесса произвольной структуры и исследовать его устойчивость и управляемость в различных технологических режимах и в условиях искусственно создаваемых производственных помех.

С задачей имитационного моделирования АСУТП тесно связана задача формирования необходимого уровня профессиональной подготовки человека-оператора для управления соответствующими технологическими процессами. Последнее обусловлено тем, что человек-оператор обычно принимает наиболее сложные ответственные решения по управлению технологическим процессом, причем от правильности его действий ,умения найти и реализовать в сложной ситуации правильное решение зависит не только эффективность выполнения задач, возлагаемых на управляемый объект, но в ряде случаев целостность самого объекта и безопасность людей. Повышение роли операторов, связанное с необходимостью управления все более усложняющимися технологическими процессами, остро ставит проблему совершенствования методических и технических средств профессионального отбора и подготовки операторов. Наиболее эффективным средством формирования и развития знаний и профессиональных навыков, необходимых оператору в реальных условиях деятельности являются тренажеры.