Файл: Судовые системы автоматического контроля (системный подход к проектированию)..pdf

—число АЦП, необходимое Для обеспечения 71опт,

«ацп = [-|г ][пЦ = 15;

—число эффективных точек на один АЦП [Ajj = 45;

—число временных каналов

\пп\ — Тот [fli]: 7’к = 93,77 < [rti],

т. е. достаточно на входе двух АЦП иметь один коммутатор с 90 входами и 2 выходами. Общее число коммутаторов первого уровня—8.

Кроме того, нужен еще один коммутатор на выходе, который ввиду специфики работы АЦП (каждый АЦП работает в своем временном канале) можно заменить диодной сборкой.

Теперь проведем синтез процедуры обслуживания. Поскольку у нас имеется 8 коммутаторов, то в первую очередь все эффективные точки желательно разбить на 8 примерно равных групп (с неравным

числом физических точек). Среднее число эффективных точек на

один коммутатор — 83. К первому коммутатору подключим точки 68,

58, 57, 48, 47, 46, к седьмому 45—34, к восьмому 33— 12, к девятому все оставшиеся точки.

Вариантов разбивки имеется довольно много: с повторениями

сочетаний входов

Сб/-.8364—664-663- . . . -581 ,

8ЁП

без повторений

Р— 83!,

так что всегда можно выбрать такую разбивку, которая будет удов­

летворять структуре объекта контроля.

Теперь можно произвести синтез процедуры по коммутаторам и определять последовательность подключения каждого АЦП к сборке

по приципу, изложенному выше. Микроструктура местного устрой­

ства управления будет двухступенчатая, на первой ступени произ­

водится выбор коммутатора, на второй — выбор эффективной точки.

§ 3.4

УНИФИКАЦИЯ СТРУКТУР СУДОВЫХ САК И ПРИНЦИПЫ АГРЕГАТИРОВАНИЯ

При проектировании и внедрении САК на судах возникает мно­

жество вопросов, которые могут быть частично решены с помощью

теории систем и системотехники. Однако теория систем и системо­

технические рекомендации создаются в отрыве друг от друга, и

между ними существуют определенные противоречия, которые в свою очередь вызывают затруднения при решении этих вопросов.

При проектировании САК обычно сталкиваются с четырьмя ви­ дами сложных систем:

121

— технической системой, т. е. САК, которую следует создать. Ка к правило, известно, какую цель она преследует (совокупность задач), какими качествами при этом должна обладать, известны также некоторые ограничения, определяемые уровнем технического про­ гресса в отрасли и условиями применения САК (массогабаритные

показатели, требования по живучести и т. п.). Иногда известны про­

тотипы систем;

—коллективом, проектирующим САК;

—совокупностью предприятий — потенциальных изготовителей

САК;

— системой технической документации (производственной и эксплуатационной).

Как уже говорилось, возникают противоречия между объемом (обозримостью) систем, возможностями человека и временем их

создания. Процесс создания системы слишком длительный, и к мо­

менту окончания проектирования она частично устаревает. По­

следнее противоречие состоит в том, что функции, выполняемые

САК, очень разнообразны, а при производстве, требующем высокой

серийности изделий, необходимо единообразие в исполнении.

Появление таких противоречий привело сначала к разработке эвристических методов в пределах системотехники, а затем и к теоре­ тическим обоснованиям так называемых принципов декомпозиции агрегатирования структур и эволюционных принципов внедрения

САК. Указанные принципы заключаются в следующем. Система

любого вида с помощью эвристических или формальных методов

разбивается на подсистемы более простой структуры ( д е к о м п о ­

з и ц и я в п р о с т р а н с т в е ) . Процесс проектирования осу­

ществляется поэтапно, на каждом шаге формулируются требования для последующих шагов ( д е к о м п о з и ц и я в о в р е м е н и ) . Внедрение систем на судах производится также в несколько прие­

мов, с постепенным усложнением структуры (эволюционный прин­

цип внедрения). Наконец, к критериям качества добавляется крите­ рий модернизационной способности, обеспечивающий возможность применения эволюционного принципа и снижающий темпы мораль­ ного старения САК.

Все возможные в данной системе декомпозиционные решения классифицируются по минимальности номенклатуры функциональ­

ных узлов на любом этапе декомпозиции. Кроме того, обеспечивается

функциональная независимость (слабая автономность) этих узлов. Такой подход называется принципом агрегатирования.

Таким образом,^разрешить указанные выше противоречия можно путем структурной организации САК по блочно-иерархическому

Сделать выбор основной стандартной модели САК (скелета си-

стемы) поможет анализ структур существующих прототипов судовых

К, находящихся в эксплуатации. Такой анализ способен заменить метод экспертных оценок при обобщении эвристических решений. (J ычно при выборе стандартной модели сложной системы эвристи­

122

ческие методы недооцениваются, хотя в некоторых случаях других

методов просто может не быть.

На рис. 3.11—3.15 показаны типичные САК, эксплуатируемые на отечественных судах в настоящее время. Из рассмотрения созна­ тельно исключены системы контроля, базирующиеся на универсаль­ ных вычислительных машинах, поскольку они имели опытный

(а в зарубежных проектах часто и рекламный) характер и к ним

неприменим главный принцип построения САК — агрегатирование.

«управление», ПуО — пульт оператора, яФ — преобразователь функ­ циональный, ДЗУ — долговременное запоминающее устройство,

ВУ — вычислительное устройство, С — сигнализация, СО — сигна­ лизация отклонения, СЦ — сигнализация циклическая. Рег — ре­

гистрация (РегО — регистрация отклонения, РегП — регистрация

периодическая, РегЦ — регистрация циклическая); БЗУ — буфер­

ное запоминающее устройство.

Во всех приведенных схемах можно выделить следующие каналы, выполняющие самостоятельные функции:

—канал непрерывной сигнализации;

—канал измерения показаний датчиков с кодированием;

—канал допускового контроля;

—канал вычислений и классификация состояний.

Стандартная модель универсальной структуры САК, построен­

ная на основании анализа прототипов, представлена на рис. 3.16.

Универсальность ее заключается в том, что с помощью исключения

или дополнения устройств эту структуру можно модифицировать и

приспособить для судна любого класса с любым уровнем автомати­ зации.

Совместное функционирование последних трех каналов во вре­

мени определяется временной диаграммой (рис. 3.17). Здесь:

—подготовка преобразования;

<б > — подключение точки;

<в > — преобразование;

<Г г)> — вывод кода;

<Д > — конец;

<е > — подготовка регистрации;

<ж —з > — регистрация;

<и > — подготовка сравнения;

—формирование адреса уставки;

<С л > — выбор уставки;

<м > — сравнение;

<н > — вывод результата сравнения;

<С о > — подготовка вычисления;

<п —р—с ) > — вычисление;

■ < т > — вывод результата вычисления.

Структура САК с четырьмя унифицированными каналами (см. рис. 3.16) — есть самый распространенный вариант унификации

123

Рис. 3.11.