Повышение качества управления технологическими процессами производства на основе процедуры распределенного мониторинга объектов в режиме реального времени с применением инструментов трехмерного моделирования

• Автор: Тихомиров, Василий Васильевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Содержание
Глоссарий
Введение
Глава 1. Анализ проблем распределенного мониторинга объектов промышленного производства. Постановка задач исследования
1.1 Основные характеристики и особенности мониторинга современного машиностроительного производства Тенденции построения программного обеспечения систем управления

1.2 Обобщенная архитектура систем мониторинга производственных систем.

1.3 Обоснование построения распределенного мониторинга состояний объектов промышленного производства в режиме реального времени.

1.4 Постановка задачи исследования.

Глава 2. Разработка моделей распределенного мониторинга состояний

производственного процесса.

2.1 Обобщенная модель исследования методов и целей контроля системы мониторинга

2.2 Разработка структурных моделей распределенного мониторинга предприятий с учетом областей и типов производств
2.3 Принципы классификации построения систем мониторинга производственных процессов.
2.4 Выводы по главе
Глава 3. Методика интеграции системы мониторинга в структуре
производственного процесса с использованием среды вСАОА
3.1 Определение методов и средств интеграции системы распределенного производственного мониторинга на основе модели жизненного цикла компонентов интеграции
3.2 Разработка средств визуализации мониторинга на основе трехмерной графики
3.3 Методы обеспечения качества интеграции системы мониторинга производственных процессов.
3.4 Выводы по главе
Глава 4. Способы реализации повышения качества управления
производством на основе методов распределенного мониторинга с применением 3 моделирования.
4.1 Определение спецификаций для построения распределенного мониторинга, с использованием механизма системы
4.2 Построение единого исполняемого окружения компонентов мониторинга
4.3 Встраивание системы визуализации типа 3 как подсистемы мониторинга производственных процессов.
4.4 Выводы по главе
Основные выводы н результаты работы
Список литературы


Количество проводных соединений в централизованной системе, как минимум, в два раза больше, чем в распределенной системе. Нужно учитывать многократно возрастающую вероятность ошибки при монтаже проводников в многочисленных кроссовых узлах и сложность поиска и устранения неисправностей. Отдельно стоит упомянуть о ситуации, когда в составе объекта управления появляется еще несколько входных или выходных каналов. Добавление новых линий связи к уже проложенной системе является не простой задачей. Сегодня целесообразно выделять в общей системе АСУ отдельные задачи, решение которых поручать локальным устройствам управления. Контур управления, таким образом, замыкается на нижнем уровне. Сеть же позволяет контроллерам в качестве аргументов для вычисления управляющего вектора использовать переменные других контроллеров, обеспечивая связанность системы управления в целом. Такая архитектура существенно увеличивает производительность, надежность и масштабируемость систем [6]. Появление распределенных АСУ ТП породило необходим ость разработки специальных новых протоколов, интерфейсов, сетевых решений, средств визуализации ориентированных на эксплуатацию в промышленных условиях. Следует отметить, что наиболее динамично развивается и растёт в последнее время, область человеко-машинного интерфейса (НМ1) систем управления. Развитие в области технологий аппаратного и программного обеспечения привело к совершенствованию и повышению точности устройств отображения и систем, которыми оно управляет. Продуманная графика и анимация, а также способность выполнять более сложные функции, расширенные возможности соединения и беспроводной связи стимулируют разработку программного обеспечения и развитие в этой области [7]. Т.о. В последние годы ведутся интенсивные разработки систем мониторинга и контроля состояния сложных технических объектов. В машиностроении развитие систем мониторинга традиционно идет по пути использования диагностической информации с тех датчиков параметров основных процессов, которые являются составной частью системы управления. Но часто оказывается, что на ранней стадии становления, возникающие ошибки в объектах контроля настолько слабо влияют на контролируемые сигналы, что обнаружить влияние развивающихся дефектов на фоне транзитивных шумов и погрешностей практически невозможно. Только сильные дефекты незадолго до отказа оборудования обнаруживаются по параметрам этих сигналов с приемлемой достоверностью. Отсюда следует вывод, что распределенные системы управления и мониторинга реального времени позволят обеспечить надежную аварийную защиту объекта, при этом позволив своевременно подготовиться, к последующему реконфигурированию, обслуживанию и ремонту системы. Еще одним шагом в современном машиностроении в пользу распределенных систем управления и мониторинга является дополнительное использование датчиков вторичных процессов, дающих полный объем вспомогательной информации о состоянии объекта. Именно поэтому многие параметры нормируются по ГОСТ []. Стандарты задают параметры контролируемых составляющих и их пороговые значения, разделяющие допустимые и недопустимые зоны. Хотя во многих отраслях промышленности были выпущены нормативные документы, определяющие порядок внедрения систем мониторинга в промышленную инфраструктуру предприятия, что привело к увеличению производителей систем и компонентов к ним. Также следует признать, что для большинства технологически процессов достоверность долгосрочного прогноза состояния объекта, обеспечиваемая стандартными системами мониторинга, весьма низка, поэтому для достижения приемлемых результатов системы мониторинга приходится расширять, интегрируя дополнительные компоненты. В настоящее время существуют два направления для улучшения качества мониторинга и прогнозирования. Первое направление - это выявление причин возникновения изменений параметров, обнаруживаемых системой мониторинга. Это направление получило название диагностики по данным мониторинга. Основной особенностью этого направления является увеличение диапазона измерений и сложности анализа контролируемых сигналов в уже имеющихся точках контроля.