Файл: Лебедкин, В. Ф. Проектирование систем управления обогатительными производствами.pdf

Г Л А В А IV

П Р О Е К Т И Р О В А Н И Е СИСТЕМ У П Р А В Л Е Н И Я

IV.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Рассматривая вопросы проектирования систем управления обо­ гатительными фабриками, следует иметь в виду определенную по­ следовательность проведения работ, исходной предпосылкой для которых является принятие решения о создании системы управле­ ния на конкретном объекте. При этом можно выделить три стадии:

составление технического проекта системы управления в сокра­ щенном объеме с приведением укрупненного сметно-фииансового расчета;

составление технического проекта в полном объеме, отличающе­ гося от первой стадии более детальной проработкой алгоритмов контроля и управления;

разработка рабочих чертежей.

Эти стадии предусмотрены строительными нормами СН-202-69, в которых проектирование системы управления выделено в отдель­ ный специальный раздел.

Комплекс работ выполняется обычно тремя организациями: на­ учно-исследовательской, проектной и предприятием, на котором намечено внедрение системы управления.

Основными этапами работ, выполняемых научно-исследователь­ ской организацией, являются:

обследование предприятия; выбор задач управления;

предварительная оценка ожидаемого технико-экономического эффекта;

укрупненная оценка количества операций при реализации ал­ горитмов в соответствии со сформулированными задачами управ­ ления.

В результате выполнения перечисленных выше работ разраба­ тываются основные положения по системе управления, которые должны включать:

функции системы управления; структуру системы управления;

выбор основных параметров вычислительных устройств; технико-экономический расчет.

В процессе выполнения перечисленных выше работ необходимо

включающую деление технологического процесса на зоны обслу­ живания; перечень параметров и систем контроля и регулирова­ ния;, распределение потоков информации; выбор и обоснование дискретности отбора информации; ориентировочный расчет количе­ ства операций в соответствии с принятыми алгоритмами; перечень необходимых научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и сроки их проведения; этапность внедрения.

При проведении работ проектирующей организацией оконча­ тельно уточняются приведенные выше технические характеристики системы и выбирается необходимая аппаратура для реализации функций системы управления.

Необходимо рассматривать следующие этапы внедрения системы управления:

подготовка предприятия (монтаж и наладка системы в соот­ ветствии с проектом, подготовка специалистов, введение единой системы документации, пригодной для обработки в системе управ­ ления, принятие единой нормативной базы на машинных носителях и регламента для внесения изменений, согласование между испол­

проведение контрольных испытаний программы — определение соответствия программы техническому заданию, проверяемому в ре­ зультате решения контрольного примера, составляемого исполни­ телем, конкретные данные для которого представляются заказчи­ ком. Представленная программа должна содержать блок-схему алгоритма решения задачи, текст на принятом носителе информа­ ции, паспорт и инструкцию.

На основании контрольного расчета делаются следующие за­ ключения:

программа должна пройти повторные испытания после устра­ нения замечаний комиссии;

программа не выдержала испытаний.

Следующим этапом внедрения системы управления является проведение опытной эксплуатации ее в соответствии с заранее со­ ставленной программой, эксплуатация проводится на представляе­ мых заказчиком реальных массивах информации. По результатам

210

опытной эксплуатации проводится корректировка проектной доку­ ментации, после чего испытывается комплекс в целом.

управления.

Предприятие, на котором внедряется система управления по формам, представляемым разработчиком системы, обеспечивает не­

управления в опытную эксплуатацию, корректировка проектной до­

к системе управления ее нормальное функционирование в течение одного года.

В приложении приводится временный типовой регламент ме­ роприятий, проведенных при испытаниях, приемке и сдаче про­ грамм, входящих в математическое обеспечение систем управле­ ния.

IV.2. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Обоснование и выбор функций и структуры системы были под­ робно рассмотрены в предыдущих главах.

Здесь рассмотрим вопрос об оценке правильности принятия ре­ шения при создании системы управления на конкретном объекте. Материал излагается в соответствии с рекомендациями, приведен­ ными в работе [248].

Прежде всего необходимо оценить возможный технико-эконо­ мический эффект после внедрения системы управления на первых стадиях проработки, не связывая его с затратами на систему управления. Иными словами, необходимо оценить возможность сни­ жения «колебательных потерь» принятого на предприятии критерия эффективности в результате принятия оптимальных решений при управлении. Этот эффект обычно определяют как разность между оптимальным значением критерия эффективности H(Z) и его сред­ ним значением / за принятый к сравнению промежуток времени.

Оптимальное значение критерия необходимо определять по ма­ тематической модели процесса при всем диапазоне изменения воз­ мущающих воздействий.

Так как рассматриваемые процессы являются многомерными со всеми вытекающими отсюда последствиями в смысле нахожде­ ния оптимального значения критерия эффективности, то можно реко­ мендовать следующий эмпирический прием. Берут массив исходной информации, в который входят значения критерия эффективности,

управляющих воздействий и возмущений, и в результате анализа определяют оптимальное значение критерия. По таким принципам была сформирована модель в работах [160, 272]. Если такой ана­ лиз по какой-либо причине провести не удалось, то вместо /о (Z) мо­ жно взять наибольшее значение критерия эффективности из всех фактически полученных значений на рассматриваемом временном интервале.

Дискретность отбора информации определяется спектральной плотностью контролируемых параметров в соответствии с сообра­ жениями, изложенными в работах [26, 84, 87, 184]. После этого необходимо решить вопрос о периодичности решения задач опти­ мизации.

В системах управления процессом обогащения с применением цифровых вычислительных машин решение задач оптимального управления может занимать длительное время вследствие слож­ ности задач и, кроме того, в связи с тем, что на одной и той же машине решается последовательно во времени ряд задач по управ­ лению различными переделами. Непрерывный характер возмуще­ ний, воздействующих на процесс, обусловливает необходимость непрерывной его оптимизации, в то время как возможности циф­ ровой вычислительной машины позволяют осуществлять оптималь­ ное управление дискретно во времени, что приводит к определен­ ной потере эффективности управления. Повысить эффективность управления можно за счет быстродействия машины, но в этом слу­ чае значительно возрастают затраты на приобретение дорогостоя­ щей техники. Следовательно, определив потери, связанные с диск­ ретностью управления во времени в функции от периода оптими­ зации Т, и зная зависимость стоимости вычислительной техники от ее быстродействия, можно экономически обоснованно выбрать требуемый тип вычислительной машины [4].

Потерю эффективности управления в зависимости от периода оптимизации Т можно оценить, если ввести некоторый критерий оптимального управления /, являющийся результатом усреднения мгновенного значения критерия i(t) на некотором длительном ин­ тервале управления T'y:

212