Патент на изобретение №2331097

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретения относятся к области автоматизированного управления технологическими процессами с использованием вычислительных устройств и могут применяться для проектирования многопараметрических объектов, в частности структуры системы управления (СУ) техническими системами (ТС) широкого класса вне зависимости от их назначения, целей, решаемых задач и сложности. Способ состоит в следующем: формируют на пульте управления команду на начало проектирования структуры СУ ТС и передают ее на узел формирования структуры СУ ТС, формируют задачи управления ТС, функции управления ТС, способы управления ТС и функции СУ ТС, формируют варианты функциональной структуры СУ ТС, варианты организационной структуры СУ ТС, варианты организационно-функциональной структуры СУ ТС, оптимизируют варианты состава и структуры СУ ТС по заданному критерию, моделируют режимы функционирования СУ ТС, проверяют соответствие параметров состава и структуры СУ ТС заданным выходным характеристикам, при несоответствии – корректируют входные характеристики СУ ТС и повторяют процесс проектирования, при соответствии – изготовляют рабочую документацию на систему управления ТС. Также раскрыто устройство для осуществления данного способа. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретения относятся к способам и устройствам автоматизированного управления технологическими процессами с использованием вычислительных устройств и могут применяться в проектировании для повышения качества проектирования многопараметрических объектов, в частности структуры системы управления (СУ) техническими системами (ТС) широкого класса вне зависимости от их назначения, целей, решаемых задач и сложности.

Известен способ проектирования трехмерной сети связи (Патент России №2236705, кл. G06Т 17/40, опубл. 20.09.2004 г.), включающий формирование трехмерной модели базы данных окружающей физической среды, в которой осуществлена или будет осуществлена сеть связи; выбор данных, представляющих элементы для использования в сети связи, которые включают рабочие характеристики и данные стоимости, причем дополнительно создают список материалов, основанный на информации стоимости оборудования или стоимости монтажа, или обслуживания, связанной с элементами, выбранными на стадии выбора данных; выбор месторасположения элементов в трехмерной модели базы данных окружающей среды; прогнозирование, отображение или хранение значений рабочих характеристик в одной или нескольких точках в трехмерной модели базы данных окружающей среды; отображение или хранение местоположений элементов в трех измерениях в трехмерной модели базы данных окружающей среды с последующим использованием информации о местоположении для проектирования трехмерной сети связи.

Данный способ обладает недостаточными функциональными возможностями и не может обеспечить осуществление процесса проектирования структуры системы управления техническими системами.

Известен также способ, реализуемый автоматизированной системой управления нефтедобычей (А.с. СССР №714403, кл. G06F 15/46, 1977 г.), в котором формируют на пульте управления команду на осуществление моделирования режимов функционирования СУ и передают ее на узел моделирования режимов функционирования СУ, моделируют режимы функционирования СУ, проверяют соответствие параметров СУ заданным выходным характеристикам, при несоответствии – корректируют входные характеристики СУ и повторяют процесс моделирования, при соответствии – передают команды управления на исполнительные механизмы.

Данный способ является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, однако его функциональные возможности не позволяют автоматизированно выполнять действия по формированию структуры системы управления техническими системами.

Известна система для проектирования сети связи (Патент России №2236705, кл. G06Т 17/40, опубл. 20.09.2004 г.), содержащая трехмерную модель базы данных окружающей физической среды, в которой сеть связи уже осуществлена или будет осуществлена; средство для выбора элементов, которые должны быть использованы в сети связи, из заранее заданного списка элементов; средство для создания списка материалов для сети связи, основанного на элементах, выбранных с помощью средства выбора; средство для размещения элементов в определенных местах в трехмерной модели базы данных окружающей среды; средство для отображения или хранения месторасположений элементов в трехмерной модели базы данных окружающей среды, средство для принятия входных параметров, определяющих физическую среду и средство для использования трехмерной модели базы данных физической среды.

Данная система обладает недостаточными функциональными возможностями и не может обеспечить осуществление процесса проектирования структуры системы управления техническими системами.

Известна автоматизированная система управления нефтедобычей (А.с. СССР №714403, кл. G06F 13/46, 1977 г.), содержащая датчики первичной информации и исполнительные устройства, соединенные с локальными устройствами управления, подключенными к центральному устройству управления, содержащему вычислительный блок, блоки моделирования, задатчики характеристик управляемого процесса, задатчики временных характеристик, блоки памяти, соединенные с вычислительным блоком, блоки задания программы, блоки регистрации параметров процесса, блоки оптимизации процесса и блоки формирования команд и установок, задатчики режимов функционирования объекта.

Данная система является наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому устройству, однако она также обладает недостаточными функциональными возможностями, которые не позволяют автоматизированно выполнять действия по формированию структуры системы управления техническими системами.

Задачей, на решение которой направлены предлагаемые изобретения, является повышение качества проектирования путем расширения функциональных возможностей способа и устройства автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления техническими системами за счет автоматизированного выполнения функций по формированию структуры СУ ТС.

Для решения поставленной задачи в известном способе автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления техническими системами, в котором формируют на пульте управления команду на осуществление моделирования режимов функционирования СУ ТС и передают ее на узел моделирования режимов функционирования СУ ТС, моделируют режимы функционирования СУ ТС, проверяют соответствие параметров структуры СУ ТС заданным выходным характеристикам, при несоответствии – корректируют входные характеристики СУ ТС и повторяют процесс проектирования, при соответствии – изготовляют рабочую документацию на систему управления ТС, новым является то, что перед формированием на пульте управления команды на осуществление моделирования режимов функционирования СУ ТС дополнительно формируют на пульте управления команду на начало проектирования структуры СУ ТС и передают ее на узел формирования структуры СУ ТС, формируют задачи управления ТС, проверяют соответствие параметров задач управления ТС заданным ограничениям, бракуют задачи управления ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают задачи управления ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, формируют функции управления ТС, проверяют соответствие параметров функций управления ТС заданным ограничениям, бракуют функции управления ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают функции управления ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, формируют способы управления ТС, проверяют соответствие параметров способов управления ТС заданным ограничениям, бракуют способы управления ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают способы управления ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, формируют функции СУ ТС, проверяют соответствие параметров функций СУ ТС заданным ограничениям, бракуют функции СУ ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают функции СУ ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, формируют варианты функциональной структуры СУ ТС, проверяют соответствие параметров вариантов функциональной структуры СУ ТС заданным ограничениям, бракуют варианты функциональной структуры СУ ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают варианты функциональной структуры СУ ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, формируют варианты организационной структуры СУ ТС, проверяют соответствие параметров вариантов организационной структуры СУ ТС заданным ограничениям, бракуют варианты организационной структуры СУ ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают варианты организационной структуры СУ ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, формируют варианты организационно-функциональной структуры СУ ТС, проверяют соответствие параметров вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС заданным ограничениям, бракуют варианты организационно-функциональной структуры СУ ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают варианты организационно-функциональной структуры СУ ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, оптимизируют варианты структуры СУ ТС по заданному критерию.

Также для решения поставленной задачи в известном устройстве автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления техническими системами, содержащем пульт управления, первый выход которого через последовательно соединенные первый блок памяти, блок обработки информации и блок сравнения подключен к первому входу блока отображения информации, второй выход через последовательно соединенные задатчик режимов функционирования СУ ТС и первый мультиплексор – к входам блоков моделирования, соединенных выходами через первый коммутатор со вторым входом блока отображения информации и со вторым входом первого блока памяти, третий выход пульта управления – к второму входу блока обработки информации, задатчик входных характеристик, блок исполнительных механизмов, второй блок памяти, соединенный первым выходом со входом блока исполнительных механизмов, вторым выходом – с третьим входом первого мультиплексора, а вторым входом – со вторым выходом задатчика режимов функционирования СУ ТС, задатчик выходных характеристик, соединенный выходом со вторым входом блока сравнения, имитатор внешних возмущений, подключенный выходом к второму входу первого мультиплексора, и оптимизатор, выход которого соединен с третьим входом блока отображения информации и первым входом второго блока памяти, новым является то, что в него дополнительно введены второй мультиплексор, первый и второй входы которого соединены с выходом задатчика входных характеристик и четвертым выходом пульта управления соответственно, второй коммутатор, выход которого соединен с входом оптимизатора, последовательно соединенные формирователь задач управления ТС, вход которого соединен с четвертым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости задач управления ТС, второй выход которого соединен с вторым входом формирователя задач управления ТС, запоминающее устройство задач управления ТС, второй выход которого соединен с шестым входом второго коммутатора, формирователь функций управления ТС, второй вход которого соединен с пятым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости функций управления ТС, второй выход которого соединен с третьим входом формирователя функций управления ТС, запоминающее устройство функций управления ТС, второй выход которого соединен с седьмым входом второго коммутатора, формирователь способов управления ТС, второй вход которого соединен с третьим выходом запоминающего устройства задач управления ТС, третий вход – с шестым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости способов управления ТС, второй выход которого соединен с четвертым входом формирователя способов управления ТС, запоминающее устройство способов управления ТС, второй выход которого соединен с пятым входом второго коммутатора, формирователь функций СУ ТС, второй вход которого соединен с седьмым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости функций СУ ТС, второй выход которого соединен с третьим входом формирователя функций СУ ТС, запоминающее устройство функций СУ ТС, первый выход которого соединен с четвертым входом второго коммутатора, последовательно соединенные формирователь вариантов функциональной структуры системы управления ТС, первый вход которого соединен с первым выходом второго мультиплексора, а третий вход – с вторым выходом запоминающего устройства функций СУ ТС, анализатор допустимости вариантов функциональной структуры СУ ТС, второй выход которого соединен с вторым входом формирователя вариантов функциональной структуры СУ ТС, запоминающее устройство вариантов функциональной структуры СУ ТС, третий выход которого соединен с третьим входом второго коммутатора, формирователь вариантов организационной структуры СУ ТС, второй вход которого соединен с вторым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости вариантов организационной структуры СУ ТС, второй выход которого соединен с третьим входом формирователя вариантов организационной структуры СУ ТС, запоминающее устройство вариантов организационной структуры СУ ТС, второй выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, формирователь вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС, второй вход которого соединен с вторым выходом запоминающего устройства вариантов функциональной структуры СУ ТС, третий вход – с третьим выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС, второй выход которого соединен с четвертым входом формирователя вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС, запоминающее устройство вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС, выход которого соединен с входом второго коммутатора.

Перечисленные отличительные признаки заявляемых изобретений позволяют повысить качество проектирования путем расширения функциональных возможностей способа и устройства автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления ТС за счет автоматизированного выполнения функций по формированию структуры СУ ТС.

Предлагаемые технические решения являются новыми, поскольку из общедоступных сведений не известны предлагаемые способ и устройство автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления ТС.

Предлагаемые технические решения имеют изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленные последовательность действий способа и построение устройства приводят к расширению функциональных возможностей способа и устройства автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления ТС.

Предлагаемые технические решения промышленно применимы, так как основаны на средствах, широко использующихся в автоматизированных системах управления, при этом последовательность действий способа и блоки устройства автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления ТС могут быть реализованы на основе персонального компьютера с соответствующим программным обеспечением для осуществления предусмотренных функций.

Заявляемые изобретения поясняются конкретным примером реализации, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.

На фиг.1 и 2 представлена структурная схема устройства автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления ТС, реализующего предлагаемый способ.

На фиг.1 и 2 цифрами обозначено:

1 – пульт управления,

2 – узел формирования структуры СУ ТС,

3 – узел моделирования режимов функционирования СУ ТС,

4 – блок обработки информации,

5 – блок сравнения,

6 – блок отображения информации,

7 – оптимизатор,

8 – задатчик входных характеристик,

9 – второй мультиплексор,

10 – формирователь задач управления ТС,

11 – анализатор допустимости задач управления ТС,

12 – запоминающее устройство задач управления ТС,

13 – формирователь функций управления ТС,

14 – анализатор допустимости функций управления ТС,

15 – запоминающее устройство функций управления ТС,

16 – формирователь способов управления ТС,

17 – анализатор допустимости способов управления ТС,

18 – запоминающее устройство способов управления ТС,

19 – формирователь функций СУ ТС,

20 – анализатор допустимости функций СУ ТС,

21 – запоминающее устройство функций СУ ТС,

22 – формирователь вариантов функциональной структуры СУ ТС,

23 – анализатор допустимости вариантов функциональной структуры СУ ТС,

24 – запоминающее устройство вариантов функциональной структуры СУ ТС,

25 – формирователь вариантов организационной структуры СУ ТС,

26 – анализатор допустимости вариантов организационной структуры СУ ТС,

27 – запоминающее устройство вариантов организационной структуры СУ ТС,

28 – формирователь вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС,

29 – анализатор допустимости вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС,

30 – запоминающее устройство вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС,

31 – второй коммутатор,

32 – второй блок памяти,

33 – первый мультиплексор,

34 – блок моделирования статических характеристик,

35 – блок моделирования динамических характеристик,

36 – блок моделирования эффективности применения,

37 – первый коммутатор,

38 – первый блок памяти,

39 – задатчик режимов функционирования СУ ТС,

40 – имитатор внешних возмущений,

41 – задатчик выходных характеристик,

42 – блок исполнительных механизмов.

Устройство автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления ТС содержит последовательно соединенные пульт управления 1, блок обработки информации 4, блок сравнения 5, последовательно соединенные задатчик входных характеристик 8, второй мультиплексор 9, второй вход которого соединен с четвертым выходом пульта управления 1, формирователь вариантов функциональной структуры системы управления 22, анализатор допустимости вариантов функциональной структуры СУ ТС 23, второй выход которого соединен с вторым входом формирователя вариантов функциональной структуры СУ ТС 22, запоминающее устройство вариантов функциональной структуры СУ ТС 24, формирователь вариантов организационной структуры СУ ТС 25, второй вход которого соединен с вторым выходом второго мультиплексора 9, анализатор допустимости вариантов организационной структуры СУ ТС 26, второй выход которого соединен с третьим входом формирователя вариантов организационной структуры СУ ТС 25, запоминающее устройство вариантов организационной структуры СУ ТС 27, формирователь вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС 28, второй вход которого соединен с вторым выходом запоминающего устройства вариантов функциональной структуры СУ ТС 24, третий вход – с третьим выходом второго мультиплексора 9, анализатор допустимости вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС 29, второй выход которого соединен с четвертым входом формирователя вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС 28, запоминающее устройство вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС 30, второй коммутатор 31, второй вход которого соединен с вторым выходом запоминающего устройства вариантов организационной структуры СУ ТС 27, третий вход – с третьим выходом запоминающего устройства вариантов функциональной структуры СУ ТС 24, оптимизатор 7, второй блок памяти 32, блок исполнительных механизмов 42, последовательно соединенные формирователь задач управления ТС 10, вход которого соединен с четвертым выходом второго мультиплексора 9, анализатор допустимости задач управления ТС 11, второй выход которого соединен с вторым входом формирователя задач управления ТС 10, запоминающее устройство задач управления ТС 12, второй выход которого соединен с шестым входом второго коммутатора 31, формирователь функций управления ТС 13, второй вход которого соединен с пятым выходом второго мультиплексора 9, анализатор допустимости функций управления ТС 14, второй выход которого соединен с третьим входом формирователя функций управления ТС 13, запоминающее устройство функций управления ТС 15, второй выход которого соединен с седьмым входом второго коммутатора 31, формирователь способов управления ТС 16, второй вход которого соединен с третьим выходом запоминающего устройства задач управления ТС 12, третий вход – с шестым выходом второго мультиплексора 9, анализатор допустимости способов управления ТС 17, второй выход которого соединен с четвертым входом формирователя способов управления ТС 16, запоминающее устройство способов управления ТС 18, второй выход которого соединен с пятым входом второго коммутатора 31, формирователь функций СУ ТС 19, второй вход которого соединен с седьмым выходом второго мультиплексора 9, анализатор допустимости функций СУ ТС 20, второй выход которого соединен с третьим входом формирователя функций СУ ТС 19, запоминающее устройство функций СУ ТС 21, первый выход которого соединен с четвертым входом второго коммутатора 31, а второй выход – с третьим входом формирователя вариантов функциональной структуры СУ ТС 22, последовательно соединенные задатчик режимов функционирования СУ ТС 39, вход которого соединен с вторым выходом пульта управления 1, второй выход – с вторым входом второго блока памяти 32, первый мультиплексор 33, третий вход которого соединен с вторым выходом второго блока памяти 32, содержит также блок моделирования статических характеристик 34, блок моделирования динамических характеристик 35, блок моделирования эффективности применения 36, входы которых соединены с одним и тем же выходом первого мультиплексора 33, первый коммутатор 37, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами блока моделирования статических характеристик 34, блока моделирования динамических характеристик 35, блока моделирования эффективности применения 36, первый блок памяти 38, второй вход которого соединен с выходом первого коммутатора 37, первый вход – с первым выходом пульта управления 1, а выход – с первым входом блока обработки информации 4, блок отображения информации 6, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения 5, второй вход – с выходом первого коммутатора 37, третий вход – с выходом оптимизатора 7, имитатор внешних возмущений 40, выход которого соединен с вторым входом первого мультиплексора 33, задатчик выходных характеристик 41, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения 5.

Способ автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления ТС с помощью устройства управления процессом проектирования структуры системы управления ТС осуществляется следующим образом.

По команде с пульта управления 1 запускается второй мультиплексор 9 и информация с задатчика входных характеристик 8 через второй мультиплексор 9 с его четвертого выхода поступает на вход формирователя задач управления ТС 10. С выхода формирователя задач управления ТС 10 информация о параметрах задачи управления ТС поступает на вход анализатора допустимости задач управления ТС 11, который определяет соответствие параметров задач управления ТС заданным ограничениям. В случае обнаружения несоответствия параметров ограничениям сформированная задача управления ТС бракуется и с второго выхода анализатора допустимости 11 выдается команда на второй вход формирователя задач управления ТС 10 на формирование очередной задачи управления ТС. При этом осуществляется последовательное формирование всех возможных задач управления ТС, а задачи управления ТС, параметры которых удовлетворяют заданным ограничениям, с выхода анализатора допустимости 11 записываются в запоминающее устройство задач управления ТС 12. Формирователь функций управления ТС 13 осуществляет последовательное считывание информации о сформированных задачах управления ТС из запоминающего устройства задач управления ТС 12, считывание исходных данных из задатчика входных характеристик 8 через второй мультиплексор 9 с его пятого выхода на свой второй вход. С выхода формирователя функций управления ТС 13 информация о параметрах функции управления ТС поступает на вход анализатора допустимости функций управления ТС 14, который определяет соответствие параметров функции управления ТС заданным ограничениям. В случае обнаружения несоответствия параметров ограничениям сформированная функция управления ТС бракуется и с второго выхода анализатора допустимости 14 выдается команда на третий вход формирователя функций управления ТС 13 на формирование очередной возможной функции управления ТС. При этом осуществляется последовательное формирование всех возможных функций управления ТС для каждой допустимой задачи управления ТС, а функции управления ТС, параметры которых удовлетворяют заданным ограничениям, с выхода анализатора допустимости 14 записываются в запоминающее устройство функций управления ТС 15. Формирователь способов управления ТС 16 осуществляет последовательное считывание информации о сформированных задачах управления ТС из запоминающего устройства задач управления ТС 12 с его второго выхода на свой второй вход, последовательное считывание информации о сформированных функциях управления ТС из запоминающего устройства функций управления ТС 15, считывание исходных данных из задатчика входных характеристик 8 через второй мультиплексор 9 с его шестого выхода на свой третий вход. С выхода формирователя способов управления ТС 16 информация о параметрах способа управления ТС поступает на вход анализатора допустимости способов управления ТС 17, который определяет соответствие параметров способа управления ТС заданным ограничениям. В случае обнаружения несоответствия параметров ограничениям сформированный способ управления ТС бракуется и с второго выхода анализатора допустимости 17 выдается команда на четвертый вход формирователя способов управления ТС 16 на формирование очередного возможного способа управления ТС. При этом осуществляется последовательное формирование всех возможных способов управления ТС для каждой задачи управления ТС и функции управления ТС, а способы управления ТС, параметры которых удовлетворяют заданным ограничениям, с выхода анализатора допустимости 17 записываются в запоминающее устройство способов управления ТС 18.

Формирователь функций СУ ТС 19 осуществляет последовательное считывание информации о сформированных способах управления ТС из запоминающего устройства способов управления ТС 18, считывание исходных данных из задатчика входных характеристик 8 через второй мультиплексор 9 с его седьмого выхода на свой второй вход. С выхода формирователя функций СУ ТС 19 информация о параметрах функции СУ ТС поступает на вход анализатора допустимости функций СУ ТС 20, который определяет соответствие параметров функции СУ ТС заданным ограничениям. В случае обнаружения несоответствия параметров ограничениям сформированная функция бракуется и с второго выхода анализатора допустимости 20 выдается команда на третий вход формирователя функций СУ ТС 25 на формирование очередной функции СУ ТС. При этом осуществляется последовательное формирование всех возможных функций СУ ТС, а функции СУ ТС, параметры которых удовлетворяют заданным ограничениям, с выхода анализатора допустимости 20 записываются в запоминающее устройство функций СУ ТС 21.

Формирователь вариантов функциональной структуры СУ ТС 22 осуществляет последовательное считывание информации о сформированных функциях СУ ТС из запоминающего устройства функций СУ ТС 21 и считывание исходных данных из задатчика входных характеристик 8 через второй мультиплексор 9. С выхода формирователя вариантов функциональной структуры СУ ТС 22 информация о параметрах функциональной структуры СУ ТС поступает на вход анализатора допустимости вариантов 23, который определяет соответствие параметров функциональной структуры СУ ТС заданным ограничениям. В случае обнаружения несоответствия параметров ограничениям сформированный вариант функциональной структуры бракуется и с второго выхода анализатора допустимости 23 выдается команда на второй вход формирователя вариантов 22 на формирование очередного возможного варианта функциональной структуры СУ ТС. При этом осуществляется последовательное формирование всех возможных вариантов, а варианты, параметры которых удовлетворяют заданным ограничениям, с выхода анализатора допустимости 23 записываются в запоминающее устройство вариантов функциональной структуры СУ ТС 24. Формирователь вариантов организационной структуры СУ ТС 25 осуществляет последовательное считывание информации о сформированных допустимых вариантах функциональной структуры СУ ТС из запоминающего устройства вариантов функциональной структуры СУ ТС 24, считывание исходных данных из задатчика входных характеристик 8 через второй мультиплексор 9. С выхода формирователя вариантов организационной структуры СУ ТС 25 информация о параметрах организационной структуры СУ ТС поступает на вход анализатора допустимости вариантов организационной структуры СУ ТС 26, который определяет соответствие параметров организационной структуры СУ ТС заданным ограничениям. В случае обнаружения несоответствия параметров ограничениям сформированный вариант организационной структуры бракуется и с второго выхода анализатора допустимости 26 выдается команда на третий вход формирователя вариантов организационной структуры СУ ТС 25 на формирование очередного возможного варианта организационной структуры СУ ТС. При этом осуществляется последовательное формирование всех возможных вариантов организационной структуры для каждого допустимого варианта функциональной структуры, а варианты, параметры которых удовлетворяют заданным ограничениям, с выхода анализатора допустимости 26 записываются в запоминающее устройство вариантов организационной структуры СУ ТС 27. Формирователь вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС 28 осуществляет последовательное считывание информации о сформированных допустимых вариантах функциональной структуры СУ ТС 24, последовательное считывание информации о сформированных допустимых вариантах организационной структуры СУ ТС из запоминающего устройства вариантов организационной структуры СУ ТС 27, считывание исходных данных из задатчика входных характеристик 8 через второй мультиплексор 9. С выхода формирователя вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС 28 информация о параметрах организационно-функциональной структуры СУ ТС поступает на вход анализатора допустимости вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС 29, который определяет соответствие параметров организационно-функциональной структуры СУ ТС заданным ограничениям. В случае обнаружения несоответствия параметров ограничениям сформированный вариант бракуется и с второго выхода анализатора допустимости 29 выдается команда на четвертый вход формирователя вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС 28 на формирование очередного возможного варианта организационно-функциональной структуры СУ ТС. При этом осуществляется последовательное формирование всех возможных вариантов организационно-функциональной структуры для всех допустимых вариантов функциональной и организационной структуры СУ ТС, а варианты, параметры которых удовлетворяют заданным ограничениям, с выхода анализатора допустимости 29 записываются в запоминающее устройство вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС 30.

Второй коммутатор 31 передает информацию с узла формирования структуры системы управления ТС 2 на оптимизатор 7, который, используя параметры, полученные в формирователях 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28 и хранящиеся в запоминающих устройствах 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, по заданному критерию оптимизирует структуру СУ ТС и оптимальные параметры структуры СУ ТС передает во второй блок памяти 32, а также в блок отображения информации 6 для визуального контроля.

Управление выбором параметров и характеристик варианта структуры СУ ТС из второго блока памяти 32 для узла моделирования режимов функционирования СУ ТС 3 осуществляется от задатчика режимов функционирования СУ ТС 39 по команде с пульта управления 1. Параметры структуры системы управления со второго выхода второго блока памяти 32 поступают на третий вход первого мультиплексора 33, на второй вход которого поступают сигналы с имитатора внешних возмущений 40, воздействующих на систему управления ТС в процессе ее функционирования, на первый вход мультиплексора 33 с задатчика режимов функционирования СУ ТС 39 поступает команда о выборе соответствующего блока моделирования.

В блоках моделирования 34-36 производится моделирование режимов функционирования СУ ТС, с выходов блоков моделирования получают следующие характеристики: с блока моделирования 34 – статические характеристики системы управления ТС, с блока моделирования 35 – динамические характеристики системы управления ТС, с блока моделирования 36 – характеристики эффективности применения системы управления ТС. Результаты моделирования через первый коммутатор 37 поступают на блок отображения информации 6 для визуального контроля, а также в первый блок памяти 38. По команде с пульта управления 1 данные из первого блока памяти 38 передаются в блок обработки информации 4 для последующей обработки и классификации. Полученная в результате обработки информация поступает на первый вход блока сравнения 5. В блоке 5 осуществляется сравнение выходных характеристик сформированной структуры СУ ТС с характеристиками, задаваемыми с задатчика выходных характеристик 41 и поступающими на второй вход блока сравнения 5. Результаты сравнения поступают на блок отображения информации 6 для контроля и анализа соответствия параметров структуры СУ ТС заданным выходным характеристикам. При несоответствии – корректируют входные характеристики СУ ТС и повторяют процесс проектирования, а при соответствии – информация из второго блока памяти 32 передается в блок исполнительных механизмов 42 для изготовления рабочей документации.

Таким образом, как следует из описания реализации способа и построения устройства, достигается решение поставленной задачи.

Формула изобретения

1. Способ автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления техническими системами, в котором формируют на пульте управления команду на осуществление моделирования режимов функционирования системы управления (СУ) техническими системами (ТС) и передают ее на узел моделирования режимов функционирования СУ ТС, моделируют режимы функционирования СУ ТС, проверяют соответствие параметров структуры СУ ТС заданным выходным характеристикам, при несоответствии – корректируют входные характеристики СУ ТС и повторяют процесс проектирования, при соответствии – изготовляют рабочую документацию на систему управления ТС, отличающийся тем, что перед формированием на пульте управления команды на осуществление моделирования режимов функционирования СУ ТС дополнительно формируют на пульте управления команду на начало проектирования структуры СУ ТС и передают ее на узел формирования структуры СУ ТС, формируют задачи управления ТС, проверяют соответствие параметров задач управления ТС заданным ограничениям, бракуют задачи управления ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают задачи управления ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, формируют функции управления ТС, проверяют соответствие параметров функций управления ТС заданным ограничениям, бракуют функции, управления ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают функции управления ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, формируют способы управления ТС, проверяют соответствие параметров способов управления ТС заданным ограничениям, бракуют способы управления ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают способы управления ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, формируют функции СУ ТС, проверяют соответствие параметров функций СУ ТС заданным ограничениям, бракуют функции СУ ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают функции СУ ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, формируют варианты функциональной структуры СУ ТС, проверяют соответствие параметров вариантов функциональной структуры СУ ТС заданным ограничениям, бракуют варианты функциональной структуры СУ ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают варианты функциональной структуры СУ ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, формируют варианты организационной структуры СУ ТС, проверяют соответствие параметров вариантов организационной структуры СУ ТС заданным ограничениям, бракуют варианты организационной структуры СУ ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают варианты организационной структуры СУ ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, формируют варианты организационно-функциональной структуры СУ ТС, проверяют соответствие параметров вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС заданным ограничениям, бракуют варианты организационно-функциональной структуры СУ ТС, параметры которых не соответствуют заданным ограничениям, запоминают варианты организационно-функциональной структуры СУ ТС, параметры которых соответствуют заданным ограничениям, оптимизируют варианты структуры СУ ТС по заданному критерию.

2. Устройство автоматизированного управления процессом проектирования структуры системы управления техническими системами, содержащее пульт управления, первый выход которого через последовательно соединенные первый блок памяти, блок обработки информации и блок сравнения подключен к первому входу блока отображения информации, второй выход через последовательно соединенные задатчик режимов функционирования системы управления (СУ) техническими системами (ТС) и первый мультиплексор – к входам блоков моделирования, соединенных выходами через первый коммутатор со вторым входом блока отображения информации и со вторым входом первого блока памяти, третий выход пульта управления – к второму входу блока обработки информации, задатчик входных характеристик, блок исполнительных механизмов, второй блок памяти, соединенный первым выходом со входом блока исполнительных механизмов, вторым выходом – с третьим входом первого мультиплексора, а вторым входом – со вторым выходом задатчика режимов функционирования СУ ТС, задатчик выходных характеристик, соединенный выходом со вторым входом блока сравнения, имитатор внешних возмущений, подключенный выходом к второму входу первого мультиплексора, и оптимизатор, выход которого соединен с третьим входом блока отображения информации и первым входом второго блока памяти, отличающееся тем, что в него дополнительно введены второй мультиплексор, первый и второй входы которого соединены с выходом задатчика входных характеристик и четвертым выходом пульта управления, соответственно, второй коммутатор, выход которого соединен с входом оптимизатора, последовательно соединенные формирователь задач управления ТС, вход которого соединен с четвертым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости задач управления ТС, второй выход которого соединен с вторым входом формирователя задач управления ТС, запоминающее устройство задач управления ТС, второй выход которого соединен с шестым входом второго коммутатора, формирователь функций управления ТС, второй вход которого соединен с пятым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости функций управления ТС, второй выход которого соединен с третьим входом формирователя функций управления ТС, запоминающее устройство функций управления ТС, второй выход которого соединен с седьмым входом второго коммутатора, формирователь способов управления ТС, второй вход которого соединен с третьим выходом запоминающего устройства задач управления ТС, третий вход – с шестым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости способов управления ТС, второй выход которого соединен с четвертым входом формирователя способов управления ТС, запоминающее устройство способов управления ТС, второй выход которого соединен с пятым входом второго коммутатора, формирователь функций СУ ТС, второй вход которого соединен с седьмым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости функций СУ ТС, второй выход которого соединен с третьим входом формирователя функций СУ ТС, запоминающее устройство функций СУ ТС, первый выход которого соединен с четвертым входом второго коммутатора, последовательно соединенные формирователь вариантов функциональной структуры системы управления ТС, первый вход которого соединен с первым выходом второго мультиплексора, а третий вход – с вторым выходом запоминающего устройства функций СУ ТС, анализатор допустимости вариантов функциональной структуры СУ ТС, второй выход которого соединен с вторым входом формирователя вариантов функциональной структуры СУ ТС, запоминающее устройство вариантов функциональной структуры СУ ТС, третий выход которого соединен с третьим входом второго коммутатора, формирователь вариантов организационной структуры СУ ТС, второй вход которого соединен с вторым выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости вариантов организационной структуры СУ ТС, второй выход которого соединен с третьим входом формирователя вариантов организационной структуры СУ ТС, запоминающее устройство вариантов организационной структуры СУ ТС, второй выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, формирователь вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС, второй вход которого соединен с вторым выходом запоминающего устройства вариантов функциональной структуры СУ ТС, третий вход – с третьим выходом второго мультиплексора, анализатор допустимости вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС, второй выход которого соединен с четвертым входом формирователя вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС, запоминающее устройство вариантов организационно-функциональной структуры СУ ТС, выход которого соединен с входом второго коммутатора.

РИСУНКИ