Введение
Глава 1. Методология проектирования технического обеспечения АСУТП 20
1.1. Выбор и характеристики системы управления непрерывной технологической линией по производству малосоленых продуктов как объекта проектирования 20
1.1.1. Описание структуры системы управления технологической линией 20
1.1.2. Критерии управления 26
1.1.3. Способы управления 28
1.2. Анализ процесса проектирования систем управления параметрами на участках технологической линии 32
1.2.1. Задачи проектирования 32
1.2.2. Содержание работ стадий проектирования 34
1.2.3. Проектные процедуры и операции 37
1.3. Анализ существующей методологии проектирования 41
1.3.1. Методология проектирования технического обеспечения АСУТП 41
1.3.2. Обзор систем автоматизированного проектирования АСУТП 49
1.4. Постановка задачи совершенствования методологии проектирования технического обеспечения АСУТП 58
1.4.1. Математические методы, применяемые при разработке САПР технического обеспечения АСУТП 58
1.4.2. Проблема и направления совершенствования методологии 60
1.5. Выводы 66
Глава 2. Концепции разработки моделей для автоматизированного проектирования технического обеспечения АСУТП 70
2.1. Модели технического обеспечения АСУТП 70
2.1.1. Уровни представления технического обеспечения 70
2.1.2. Степени неопределенности моделей 72
2.1.3. Множественность модельных описаний технического обеспечения 73
2.1.4. Модели представления знаний о техническом обеспечении в САПР 78
2.2. Развитие концепций разработки моделей для автоматизации проектирования технического обеспечения АСУТП 83
2.2.1. Концепция извлечения знаний 83
2.2.2. Концепция структуризации и формализации знаний 85
2.3. Алгоритмы извлечения знаний в области проектирования схем технического обеспечения 87
2.3.1. Алгоритм формирования понятий 87
2.3.2.Алгоритмы извлечения, обобщения и расширения знаний 88
2.4. Рассмотрение технического обеспечения на верхним уровне абстракции 95
2.4.1. Обобщение понятий 95
2.4.2. Систематизация отношений 98
2.5. Выводы 102
Глава 3. Модели составляющих технического обеспечения для баз данных и знаний САПР 105
3.1. Теоретико-множественное описание технического обеспечения АСУТП на системном уровне 105
3.1.1. Общесистемное представление 105
3.1.2. Функции технического обеспечения АСУТП 105
3.1.3. Структура технического обеспечения АСУТП 109
3.1.4. Свойства технического обеспечения АСУТП 113
3. 2. Подсистемы технического обеспечения АСУТП 115
3.2.1. Выделение подсистем 115
3.2.2. Представление подсистем совокупностью цепей 117
3.3. Модель элемента технического обеспечения 121
3.3.1 .Таксономия элементов 121
3.3.2. Модель элемента на основе семантической сети 127
3.3.3. Свойства элементов технического обеспечения АСУТП 129
3.4. Примеры теоретико-множественных моделей технических элементов 134
3.4.1. Модель датчика температуры 134
3.4.2. Модель промышленного малоканального контроллера 137
3.4.3. Модель клеммного соединителя 147
3.5. Выводы 150
Глава 4. Методика автоматизированного проектирования технического обеспечения АСУТП 153
4.1. Иерархическое описание процесса проектирования 153
4.1.1. Последовательность действий при эскизном и техническом проектировании АСУТП 153
4.1.2. Представление процесса проектирования дедуктивной системой 160
4.1.3. Положения и утверждения для построения схемных описаний 162
4.2. Методика автоматизированного проектирования технического обеспечения АСУТП 166
4.3. Проектирование схем технического обеспечения АСУТП 169
4.3.1. Граф процесса проектирования схем 169
4.3.2. Модели процесса проектирования функциональных схем на примере технического обеспечения АСУ участком дефростации 172
4.4. Диагностика семантических ошибок на начальных стадиях проектирования 178
4.4.1 .Классификация ошибок при проектировании схем 178
4.4.2. Диагностика семантических ошибок 180
4.5. Выбор альтернатив при проектировании технического обеспечения 183
4.5.1. Формирование целевой функции в задачах анализа и синтеза технической структуры 183
4.5.2. Учет дополнительных свойств технических средств 192
4.6. Выводы 194
Глава 5. Формализация методов проектирования цепей технического обеспечения АСУТП 198
5.1. Задача формализации методов проектирования 198
5.2. Формальная система для проектирования функциональных схем технического обеспечения АСУТП 200
5.2.1. Представление технического обеспечения АСУТП при проектировании в виде функциональной схемы 200
5.2.2. Алфавит формальной системы для проектирования функциональных схем 202
5.2.3. Аксиоматика построения функциональных схем технического обеспечения АСУТП 206
5.2.4. Классы и примеры правил построения функциональных схем 207
5.2.5. Формализация правил синтеза межэлементных связей 211
5.3. Формализация перехода к принципиальным схемам 219
5.4. Алгоритмы построения функциональных и принципиальных схем технического обеспечения АСУТП в частично заданном элементно-параметрическом базисе 228
5.5. Выводы 234
Глава 6. Экспериментальные исследования программных реализаций моделей и алгоритмов для автоматизированного проектирования технического обеспечения АСУТП 239
6.1. Состав компьютерного комплекса для автоматического построения схемных описаний технического обеспечения АСУТП 239
6.1.1. Архитектура и особенности применения компьютерного комплекса 239
6.1.2. Формализация условий и решение задач проектирования в компьютерном комплексе 241
6.2. Программная реализация моделей технического обеспечения и процесса построения межэлементных связей 244
6.2.1. Программные средства для решения прикладных задач проектирования схемных описаний технического обеспечения АСУТП 244
6.2.2. Физическая структура базы данных элементов и программное обеспечение для работы с ней 246
6.2.3. Программная реализация генерации функциональных схем 251
6.3. Верификация программных средств 255
6.3.1. Методика работы с компьютерным комплексом при экспериментальных исследованиях 255
6.3.2. Планирование эксперимента 257
6.3.3. Синтез вариантов технической реализации функциональных цепей 260
6.3.4. Проверка возможности автоматического построения межэлементных связей на принципиальных схемах 264
6.4. Экспериментальные исследования программной реализации составляющих компьютерного комплекса 265
6.4.1. Апробация применения составляющих компьютерных комплексов в учебном проектировании 265
6.4.2. Анализ применения программных реализаций моделей и методов при проектировании систем управления тепловыми объектами 274
6.5. Выводы 277
Заключение 280
Библиографический список 288
