Автоматизация проектирования систем управления и контроля промышленных энергетических комплексов

• Автор: Туркин, Михаил Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Организация автоматизированных систем управления

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ

1.1.1. Общая структурная схема АСУ технологических объектов

1.1.2. Характеристика объекта управления

1.1.3. Функциональная структура АСУ

1.1.4. Техническая структура АСУ'

1.1.5. Эксплуатация АСУ

1.2. ПРОМЫШЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
1.2.1. Российский рынок АСУТП
1.2.2. Методика сравнительного анализа АСУ и САПР
1.3. Постановка задачи проектирования АСУ энергетических объектов
1.3.1. Назначение системы проектирования
1.3.2. Место системы среди аналогичных разработок
1.3.3. Постановка задачи
1.3.4. Основные практические задачи, возникающие при создании системы проектирования
2. СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ТЕОРИЯ И ОСНОВНЫЕ АЛЕОРИТМЫ
2.1. Функции и структура системы проектирования
2.1.1. Пути решения основных задач, возникающих при создании системы проектирования
2.1.2. Основные функции системы проектирования
2.1.3. Структура системы проектирования
2.2. Математические модели в системе проектирования
2.2.1. Представление структуры данных схемы проектируемой АСУ.
2.2.2. Математическое представление схемы проектируемой АСУ.

Введение.
Актуальность проблемы. Современный этап развития промышленных энергетических комплексов характеризуется переходом к использованию передовой технологии, стремлением добиться предельно высоких эксплуатационных характеристик как действующего, так и проектируемого оборудования, необходимостью свести к минимуму любые производственные потери. Все это возможно только при условии существенного повышения качества управления объектами энергетики, в том числе путем широкого применения автоматизированных систем. В то же время качество таких систем должно отвечать все более возрастающим потребностям предприятий-пользователей. Это возможно только при условии применения для создания систем управления специализированных систем автоматизированного проектирования. Актуальность проблемы, таким образом, состоит в необходимости развития и исследования автоматизированного проектирования систем управления, отвечающих требованиям современных энергетических объектов.
Дель работы - выработка технологии создания систем проектирования АСУ объектами энергетики с проработкой алгоритмов реализации каждого модуля системы с учетом проведенного сравнительного анализа существующих технологий и выявленных недостатков.
Новые научные результаты. Новыми научными результатами, полученными в ходе исследований, являются:
• разработка принципов, определение основных задач и путей их решения для построения систем автоматизированного проектирования управления объектами энергетики;
• построение математической модели процесса проектирования автоматизированных систем управления, ее анализ и разработка алгоритмов ее реализации;
• разработка принципов открытости системы проектирования, позволяющих реализовать автоматизированные системы управления различными агрегатами в составе энергетических комплексов;

• разработка алгоритмов построения системы проектирования, анализ разработанных алгоритмов;
• разработка принципа «встроенное» системы проектирования в систему управления, т.е. система проектирования является частью системы управления, и в процессе эксплуатации объекта управления используется для корректировки и модернизации как алгоритма управления так и системы управления в целом;
• разработка алгоритмов построения модели объекта управления для последующей отладки и тестирования;
• разработка методики проведения экспериментов по проверке созданной системы проектирования.
Практическая ценность исследований и разработок заключается в создании методики построения систем проектирования АСУ объектами энергетики, а также в построении реально действующей системы автоматизированного проектирования систем управления промышленными энергетическими комплексами.
Достоверность результатов работы основывается:
• на корректности построенной математической модели процесса проектирования и использования математического аппарата теории графов;
• на полноте учета факторов, определяющих эффективное проведение проектирования;
• на согласованности полученных результатов с результатами, полученными другими авторами;
• на проведении экспериментов по проверке реализованных алгоритмов путем тестирования созданной системы проектирования в машинном варианте и на рабочем стенде;
• на опыте создания и практического внедрения системы проектирования на промышленных объектах управления.
Апробация и внедрение. Поскольку созданная система проектирования позволяет разрабатывать системы управления различными агрегатами в составе энергетического комплекса, внедрение системы проектирования происходит на сегодня на трех различных объектах : ГТЭС, ПО «Нафтан» г. Новополоцк, Республика Беларусь; ГТЭС-3 г. Салехард (2 газотурбинные установки на базе двнга-

программные продукты ориентированы на проектирование систем для конкретной предметной области;
• кроме того, основная часть существующих программных продуктов для проектирования АСУ являются составной частью своих АСУ и неприменимы для создания АСУ другой структуры;
• существующие так называемые «универсальные» программные продукты во-первых, сложны для использования с точки зрения оператора-алгоритмиста, во-вторых имеют недостатки, связанные с их системной реализацией (ограничение по оперативной памяти, количеству и набору элементарных элементов и т.п.), и, в-третьих, дороги;
• кроме того, универсальность подобных продуктов обеспечивается специализированными средствами, использование которых требует определенной квалификации обслуживающего персонала.
Таким образом, можно сделать вывод о неприемлемости использования существующих технологий создания систем проектирования и о необходимости определения собственной концепции. Сформулируем в таком случае главную цель исследования процесса создания систем проектирования как выработка методов создания систем проектирования АСУ объектами энергетики с проработкой алгоритмов реализации каждого этапа жизненного цикла системы с учетом проведенного сравнительного анализа существующих технологий и выявленных недостатков. Для достижения данной цели необходимо решить следующие локальные задачи:
• обеспечение использования системы проектирования операторами-алгоритмистами без необходимости приобретения дополнительной квалификации и с максимально удобным интерфейсом пользователя;
• обеспечение открытости системы проектирования без применения специализированных программных средств;
• обеспечение эффективного использования системных ресурсов без необходимости их увеличения;
• обеспечение механизмов отладки и тестирования системы проектирования до использования созданной АСУ на объекте управления;