Контрольная работа по "Технологии". 3. 2
Задача 1.
Автоматическая система
Определить устойчивость системы по заданному критерию.
Исходные данные для решения задачи определения устойчивости
АСУ по критериям Найквиста и Гурвица.
Управления автоматизированная система (АСУ)-
совокупность экономико-математических методов, технических средств (ЭВМ, средств связи, устройств отображения информации, передачи данных и т.д.) и организационных комплексов, обеспечивающих рациональное управление сложным объектом (например, предприятием, технологическим процессом). Наиболее важная цель построения всякой АСУ – резкое повышение эффективности управления объектом (производственным, административным и т.д.) на основе роста производительности управленческого труда и совершенствования методов планирования и гибкого регулирования управляемого процесса.
Основные принципы. Разработка АСУ, порядок их создания и направления эффективного использования базируются на следующих принципах (впервые сформулированных В. М. Глушковым).
Принцип новых задач. АСУ
должны обеспечивать решение качественно
новых управленческих проблем, а
не механизировать приёмы управления,
реализуемые
Принцип системного подхода к проектированию А С У. Проектирование АСУ должно основываться на системном анализе как объекта, так и процессов управления им. Это означает необходимость определения целей и критериев эффективности функционирования объекта (вместе с системой управления), анализа структуры процесса управления, вскрывающего весь комплекс вопросов, которые необходимо решить для того, чтобы проектируемая система наилучшим образом соответствовала установленным целям и критериям. Этот комплекс охватывает вопросы не только технического, но также экономического и организационного характера. Поэтому внедрение АСУ даёт принципиально новые возможности для коренного усовершенствования системы экономических показателей и экономического стимулирования.
Принцип первого руководителя. Разработка требований к системе, а также создание и внедрение АСУ возглавляются основным руководителем соответствующего объекта (например, директором завода, начальником главка, министром).
Принцип непрерывного развития
системы. Основные идеи построения, структура
и конкретные решения АСУ должны
позволять относительно просто настраивать
систему на решение задач, возникающих
уже в процессе эксплуатации АСУ
в результате подключения новых
участков управляемого объекта, расширения
и модернизации технических средств
системы, её информационно-математического
обеспечения и т.д. Математичес
Принцип единства информационной базы. На машинных носителях информации накапливается (и постоянно обновляется) информация, необходимая для решения не какой-то одной или нескольких задач, а всех задач управления. При этом в т. н. основных (генеральных) массивах исключается неоправданное дублирование информации. которое неизбежно возникает, если первичные информационные массивы создаются для каждой задачи отдельно. Основные массивы образуют информационную модель объекта управления. Например, на уровне предприятий основные массивы должны содержать самую подробную информацию обо всех элементах производства: кадровые данные на всех работающих; сведения об основных фондах (земле, помещении, оборудовании со всеми характеристиками, необходимыми для принятия решений по их использованию, перераспределению и т.п.); данные о запасах, включая запасы на промежуточных складах и незавершённое производство; информацию о состоянии оборудования; нормативы (трудовые и материальные) и технологические маршруты (последовательности производственных операций, необходимых для изготовления деталей, узлов и готовых изделий); планы (включая заявки на материально-техническое снабжение); цены и расценки; сведения о текущем состоянии банковских счетов предприятия и др. Система обработки первичных документов, а также система автоматических датчиков должны быть организованы таким образом, чтобы данные о любом изменении, происходящем на предприятии, в минимально короткий срок вводились в ЭВМ, а затем автоматически или по указанию оператора периодически распределялись по основным массивам и при этом чтобы сохранялось состояние готовности выдать любую информацию об объекте. В случае необходимости из основных массивов оперативно формируются производные массивы, ориентированные на те или иные производства, изделия или комплексы задач. Производные массивы в таком случае являются вторичными.
Принцип комплексности задач и рабочих программ. Большинство процессов управления взаимосвязаны и поэтому не могут быть сведены к простому независимому набору отдельных задач. Например, задачи материально-технического снабжения органически связаны со всем комплексом задач оперативно-календарного и объёмно-календарного планирования; задание на материально-техническое снабжение составляется исходя из задач планирования производства, а при срывах в снабжении (по срокам и по номенклатуре) возникает необходимость трансформации планов. Раздельное решение задач планирования и материально-технического снабжения может значительно снизить эффективность АСУ. Принцип комплексности задач и рабочих программ характерен практически для всех классов автоматизированных систем обработки данных (проектирования, испытаний и др.).
Принцип согласования пропускной
способности различных звеньев
системы. Скорость обработки данных
в различных сопряжённых
Принцип типовости. Разрабатывая технический комплекс, системное математическое обеспечение, рабочие программы и связанные с ними формы и состав информационных массивов, исполнитель обязан стремиться к тому, чтобы предлагаемые им решения подходили возможно более широкому кругу заказчиков. Необходимо в каждом случае определять разумную степень типизации, при которой стремление к широкому охвату потребителей не приведёт к существенному усложнению типовых решений. Типизация решений способствует концентрации сил, что необходимо для создания комплексных АСУ.
В зависимости от целевого
назначения АСУ можно разделить
на два больших класса: АСУ объектами,
предусматривающие управление объектом
в целом (по всем функциям), и функциональные
АСУ, обеспечивающие автоматизацию
той или иной функции управления
для широкого класса объектов. АСУ
объектами по типу управляемого объекта
делятся на АСУ технологическими
процессами, АСУ цехами, АСУ предприятиями
(например, заводами, НИИ, КБ) – АСУП,
АСУ отраслями народного
Основу Асу составляют информационная база, техническая база, математическое обеспечение, организационно-экономическая база. Основа – общая часть для всех задач, решаемых АСУ.
Информационная база АСУ – размещенная на машинных носителях информации совокупность всех данных, необходимых для автоматизации управления объектом или процессом. Обычно информационная база делится на три массива: генеральный, производный и оперативный. Конструкция массивов и их полей (способы размещения на носителях, особенности взаимосвязи данных внутри массива, конкретная компоновка данных и т.д.) определяется типом АСУ и общими характеристиками объектов, для которых она предназначается. Однако целесообразно сохранять типовое конструктивное построение информационной базы для общего класса объектов (например, для машиностроительных предприятий). Генеральный массив объединяет данные, являющиеся общими для всех задач, размещение которых отвечает универсальной структуре, не ориентированной на выполнение какой-либо одной функции управления. Генеральный массив для крупного объекта содержит сотни миллионов символов, занимает большие объёмы запоминающих устройств и не всегда удобен для использования в каждой конкретной задаче, требующей для своего решения специализированной информации. Эта проблема осложняется при мультипрограммной обработке данных и недостаточно ёмких оперативных запоминающих устройствах, предполагающих хранение многих массивов в машинных архивах (лентотеках, картотеках), функционально разобщённых с процессорами. В связи с этим в реально функционирующих АСУ возникает необходимость формирования производных массивов, отражающих специфику структуры объекта, особенности выполняемых в каждый период функций, частоту повторяемости различных задач и ряд др. факторов, связанных с текущей работой системы. Все производные массивы, как правило, формируются из генерального массива. Всякое устойчивое изменение характеристик обслуживаемого объекта должно быть отражено в генеральном массиве. Оперативный массив охватывает текущую информацию, а также промежуточные результаты вычислений. В нём же размещается первичная информация о состоянии обслуживаемого объекта, поступающая периодически по каналам связи или записанная на автономных носителях (перфолентах, перфокартах, магнитных лентах и т.д.). Обработанные и обобщённые данные могут затем вноситься в производный и генеральный массивы либо непосредственно выдаваться потребителю.
Техническая база АСУ включает средства обработки, сбора и регистрации, отображения и передачи данных, а также исполнительные механизмы, непосредственно воздействующие на объекты управления (например, автоматические регуляторы, датчики и т.д.), обеспечивающие сбор, хранение и переработку информации, а также выработку регулирующих сигналов во всех контурах автоматизированного управления производством. Основные элементы технической базы – ЭВМ, которые обеспечивают накопление, хранение и обработку данных, циркулирующих в АСУ. ЭВМ позволяют оптимизировать параметры управления, моделировать производство, подготавливать предложения для принятия решения. Обычно выделяют два класса ЭВМ, используемых в АСУ: информационно-расчётные и учётно-регулирующие. Информационно-расчётные ЭВМ находятся на высшем уровне иерархии управления (например, в координационно-вычислительном центре завода) и обеспечивают решение задач, связанных с централизованным управлением объектом по основным планово-экономическим, обеспечивающим и отчётным функциям (технико-экономическое и оперативно-производственное планирование, материально-техническое снабжение, сбыт продукции и т.д.). Они характеризуются высоким быстродействием, наличием системы прерываний, слоговой обработкой данных, переменной длиной слова, мультипрограммным режимом работы и т.д., а также широким набором и большим объёмом запоминающих устройств (оперативных, буферных, внешних, односторонних и двусторонних, с произвольным и последовательным доступом). В СССР в 70-х гг. в качестве типовых информационно-расчётных ЭВМ для АСУ принята единая система ЭВМ (ЕС ЭВМ). Учётно-регулирующие ЭВМ, как правило, относятся к нижнему уровню управления. Они размещаются обычно в цехах или на участках и обеспечивают сбор информации от объектов управления (станков, складов и т.д.), первичную переработку этой информации, передачу данных в информационно-расчётную ЭВМ и получение от неё директивно-плановой информации, осуществление локальных расчётов (например, расписания работы каждого станка и рабочего, графика подачи комплектующих изделий и материалов, группировки деталей в партии, режимов обработки и т.д.) и выработку управляющих воздействий на объекты управления при отклонении режимов их функционирования от расчётных. Особенность учётно-регулирующих ЭВМ – хорошо развитая система автоматического сопряжения с большим числом источников информации (датчиков, регистраторов) и регулирующих устройств. Их вычислительная часть менее развита, поскольку первично обработанная информация передаётся в ЭВМ верхнего уровня для дальнейшего использования и длительного хранения. Примеры учётно-регулирующих ЦВМ – "Днепр" и М-6000.
Средства сбора и регистрации
данных при участии человека включают
различные регистраторы производства,
с помощью которых
Средства отображения
информации предназначены для
Аппаратура передачи данных
осуществляет обмен информацией
между различными элементами АСУ (между
регистраторами производства и ЭВМ,
между координационно-
К технической базе АСУ
относят также средства оргтехн
Математическое обеспечение
АСУ – комплекс программ регулярного
применения, управляющих работой
технических средств и
Система программирования обеспечивает трансляцию программы решения задачи, выраженной на удобном для человека формализованном языке, на машинный язык, её отладку, редактирование и включение в пакет программ для обработки. В систему программирования входят описания языков программирования, комплекс трансляторов, библиотека стандартных подпрограмм, программы редактирования связей, наборы программ, осуществляющих преемственность (программную) ЭВМ различных типов. Кроме того, система программирования обычно содержит в своём составе набор программ, облегчающих взаимодействие пользователя с машиной и позволяющих системе программирования развиваться в зависимости от характера задач, решаемых потребителем. В качестве типовых языков программирования для АСУ в СССР приняты алгол-68, фортран, кобол, универсальный язык высшего уровня ПЛ-1, а также машинно-ориентированные языки типа "Ассемблера".
Операционные системы
обеспечивают функционирование всех устройств
ЭВМ в требуемых режимах и
выполнение необходимой последовательности
заданий на реализацию различных
процедур управления. Операционные системы,
как правило, являются неотъемлемой
составной частью тех вычислительных
средств, которые входят в состав
АСУ. Однако в ряде случаев при
проектировании АСУ приходится расширять
операционные системы для обеспечения
специальных системных
Общесистемный комплекс охватывает
набор программ, управляющих работой
вычислительной системы и периферийных
устройств (регистраторов, средств
отображения результатов
Пакеты типовых прикладных модулей (стандартных подпрограмм) могут использоваться в различных комбинациях при решении той или иной функциональной задачи. Типовыми, например, являются прикладные модули сортировки данных, статистической обработки информации, обработки сетевых графиков планирования и управления, моделирования реальных процессов и др. К математическому обеспечению АСУ часто относят также программы функционального анализа системы, обеспечивающие удобство эксплуатации и совершенствования системы.
Под организационно-экономической
базой понимается совокупность экономических
принципов, методов организации
производства и управления, схем взаимодействия
задач управления на основе правовых
документов. Сюда входят организационно-экономический
состав и способы формирования технико-экономических
показателей управляемого объекта,
а также основные принципы повышения
эффективности его
Функциональная часть АСУ состо
Перспективным направлением развития АСУ является создание Общегосударственной автоматизированной системы управления (ОГАС), предусматривающей взаимную связь управления всеми административными, промышленными и др. объектами страны с целью обеспечения оптимальных пропорций развития народного хозяйства СССР, выработки напряжённых сбалансированных плановых заданий и их безусловного выполнения. Технической базой ОГАС станет Единая государственная сеть вычислительных центров, осуществляющая информационную и функциональную координацию работы центров страны.
Вариант |
W(p)1 |
W(p)2 |
W(p)3 |
W(p)ос |
25 |
2/(4p2+4p+1) |
2/(3p-1) |
3/p |
-1 |
Задача 2.
Составить функциональную, принципиальную и структурные схемы, определить передаточную функцию системы. Дать подробное описание функционирования соответствующих систем управления.
Графический документ, на котором показаны в виде условных изображений и обозначений составные части изделия и связи между ними в соответствии с ГОСТ 2.102—68, называют схемой.
Виды и типы схем, общие требования к их выполнению регламентируются ГОСТ 2.701—84.
Схемы облегчают изучение
устройства изделия. В зависимости
от видов элементов, входящих в состав
изделия, и связи между ними схемы разделяют
на электрические (Э), гидравлические (Г), пневматиче
В зависимости от основного назначения схемы разделяют на следующие типы: структурные (7), функциональные (2), принципиальные (3), соединений (4), подключения (5) и т. д.
Структурная схема определяет основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязь.
Функциональная схема разъясняет процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия или в изделии в целом.
Принципиальная (полная) схема определяет полный состав элементов и связей между ними в изделии, дает детальное представление о принципах работы изделия.
Схема соединений (монтажная) показывает соединения составных частей изделия и определяет провода, кабели, трубопроводы, осуществляющие эти соединения, а также места их присоединения.
Наименование схемы
Схемы выполняются без соблюдения масштаба. Линии связи проводят толщиной 0,2...0,4 мм, старясь избежать большого числа их пересечений и изломов. Расстояние между соседними параллельными линиями связи должно быть не менее 3 мм.
Если в условных графических обозначениях имеются утолщенные линии, то их вычерчивают в два раза толще линий связи. Элементы схемы, составляющие функциональную группу или устройство, не имеющие самостоятельной принципиальной схемы, допускается выделять штрихпунктирными линиями, толщина которых равна толщине принятых линий связи. На схеме указывается наименование этих групп, например коробка скоростей, суппорт и т. п.
Рис. 1
Рис. 2
Элементы схемы, составляющие устройство, имеющие самостоятельную принципиальную схему, выделяют на общей принципиальной схеме сплошной тонкой линией, равной по толщине линиям связи.
На схеме допускается помещать различные технические данные, характеризующие схему в целом и отдельные ее элементы. Эти сведения помещают или около графических обозначений, или над основной надписью.
Электрические принципиальные схемы (ЭЗ) выполняют в соответствии с ГОСТ 2.702—75. Обозначения в электрических схемах установлены ГОСТ 2.721—74 — ГОСТ 2.791—74.
Схемы вычерчивают в отключенном состоянии. Условные знаки на схеме вычерчивают в положении, в котором они изображены в соответствующем стандарте, или повернутыми на угол, кратный 90 , по отношению к этому положению.
Все элементы на схеме должны быть определены однозначно. Для этого данные об элементах записываются в таблицу (рис. 1), которая заполняется сверху вниз и помещается на первом листе или выполняется в виде самостоятельного документа на формате А4.
Каждый элемент схемы
должен иметь позиционное обозначение,
которое включает в себя буквенное
обозначение и порядковый номер (рис. 2).
Буквенное обозначение: резистор — R, конденсатор — С, катушка индуктивности — L, амперметр — А, вольтметр—V, генератор— Г
Позиционные обозначения
наносят рядом с условным знаком
справа от него или над ним. Порядковый
номер присваивается в
Элементы записываются в таблицу группами в порядке расположения их в приложении к ГОСТ 2.702—75, т. е. вначале записывают резисторы, потом — конденсаторы, катушки индуктивности, амперметры и т. д. В пределах каждой группы элементы располагают по возрастанию позиционных номеров. Элементы одного типа с одинаковыми электрическими параметрами, имеющие на схеме последовательные порядковые номера, допускается записывать в графе «Поз.» в одну строчку, по типу: С1...С4, а в графе «Кол.» — общее количество таких элементов.
На схеме рекомендуется указывать характеристики входных и выходных цепей изделия: частоту, напряжение, силу тока и т. п., а также параметры, подлежащие измерению на контрольных контактах, гнездах и т. п. Характеристики входных и выходных цепей изделия записывают в виде таблицы.
На поле электрической принципиальной схемы допускается помещать указания о марках, сечениях и расцветках проводов и кабелей, а также указания о специфических требованиях к электромонтажу изделия.
Кинематические
принципиальные схемы (КЗ) пока
Выполняются кинематические схемы в соответствии с ГОСТ 2.703—68. На кинематической схеме показываются все кинематические элементы изделия, отражаются кинематические связи механического и немеханического типа между различными элементами и группами элементов изделия, показывается связь механизма с двигателем.
Элементы кинематических схем обозначаются условно по ГОСТ 2.770—68. К кинематическим элементам относятся валы, оси, подшипники, муфты, тормоза, шкивы, зубчатые колеса, червячные передачи и т. п.
Кинематическая схема вычерчивается в виде развертки и не дает пространственного (объемного) расположения составных частей изделия. При сложной пространственной кинематике схему рекомендуется изображать в аксонометрических проекциях.
На кинематической схеме
можно расположить схему
Каждому кинематическому элементу присваивают порядковый номер, начиная от двигателя. Порядковый номер проставляют на полке линии-выноски, а под полкой указывают основные характеристики и параметры кинематического элемента. Валы нумеруют римскими цифрами, остальные элементы — арабскими.

- Контрольная работа по "Технологии"
- Контрольная работа по "Технологии"
- Контрольная работа по "Технологии"
- Контрольная работа по "Технологии"
- Контрольная работа по "Технологии"
- Контрольная работа по "Технологии"
- Контрольная работа по "Технологии"
- Контрольная работа по "Технологии"
- Контрольная работа по "Технологии"
- Контрольная работа по "Технологии"
- Контрольная работа по "Технологии"
- Контрольная работа по "Технологии"
- Контрольная работа по "Технологии"
- Контрольная работа по "Технологии"