Разработка научных основ построения виртуальных процессов для использования в обучении студентов проектированию автоматизированной системы управления технологическим процессом. Характеристика структурно-функциональной модели виртуального комплекса.
Аннотация к работе
Такие тренажеры отвечают потребностям подготовки студентов к работе в производственных условиях, но мало пригодны для приобретения квалификации в творческих вопросах разработки теоретических аспектов автоматизированного управления и проектирования систем автоматизации. Тренажеры, позволяющие студентам получить навыки работ такого характера, в практике подготовки студентов-системотехников в настоящее время отсутствуют. Студенты даже после прослушивания лекционного курса и выполнения лабораторных, практических и курсовых работ часто обнаруживают, что без помощи старших специалистов им трудно самостоятельно сформулировать цели, критерии и принципы управления объектом, если аналог проекта АСУТП или типовые проектные решения отсутствуют. Трудности, указанные выше, могут быть частично преодолены на базе создания и внедрения в учебную практику своеобразных тренажеров, направленных, в отличие от распространенных, не на моделирование реальных объектов, а на имитацию обстановки, в которой происходит принятие проектных решений на основе последовательного ознакомления студентов с задачами обследования ТП, с выявлением потребности в автоматизации ряда задач, с обоснованием эффекта от автоматизации, с выбором идеи и алгоритмов управления. Ряд вопросов разработки научных основ построения виртуальных технологических процессов для использования в обучении проектированию АСУТП рассматривается в представляемой работе.Изза отсутствия конкретных примеров студенты затрудняются в решении вопросов, возникающих практически на всех стадиях разработки проектов АСУТП - от обследования объекта и обоснования состава задач до анализа функционирования системы. Использование виртуальных ТП позволит: для обучаемых: - детально ознакомиться с применением технологии проектирования АСУТП (от этапа обследования производства до этапа оценки фактических значений показателей качества работы системы) на примере решения содержательной практической задачи; При обучении проектированию АСУТП используются знания из различных смежных учебных дисциплин (Алгоритмическое обеспечение АСОИУ, Моделирование систем, Основы теории управления и др.). В результате анализа государственного образовательного стандарта выделены 3 группы задач, при решении которых могут быть использованы виртуальные ТП: 1) задачи, которые решаются с использованием программно реализованной модели ТП (идентификация объекта, выбор системы управления и т.п.); 2) задачи, которые требуют только проверку на программно реализованной модели ТП (задачи, решаемые независимо от программной модели ТП, но результаты или исходные данные которых используются для экспериментов с виртуальным ТП, например, анализ и синтез топологической структуры вычислительной сети);В заключении обобщены результаты работы.
План
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Вывод
В заключении обобщены результаты работы.
Список литературы
1. Показана эффективность применения виртуального комплекса ТП для обучения студентов-системотехников основам проектирования АСУТП.
2. Сформулированы требования к виртуальным технологическим ТП и комплексу для их конструирования.
3. Разработан метод формализации элементов ТП, основанный на представлении движения материальных потоков, с учетом времени запаздывания.
4. Предложена процедура выделения пространства задач учебных дисциплин для его последующего применения при конструировании виртуального ТП.
5. Разработан метод автоматизированного конструирования виртуальных ТП для заданных задач.
6. Программно реализован комплекс по конструированию и имитационному моделированию виртуальных ТП.
7. Разработана методика обучения студентов-системотехников приемам проектирования АСУТП и его предпроектному исследованию.
8. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс подготовки инженеров-системотехников по специальности 220200 ("Автоматизированные системы обработки информации и управления") в Волгоградском государственном техническом университете и его филиале Камышинском технологическом институте.
ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ РАБОТЫ
1. Ершов А.Я., Панфилов А.Э. Использование SCADA-пакета GENESIS32 для исследования зависимости качества управления технологическим процессом от характеристик системы сбора данных // Прогрессивные технологии в обучении и производстве: материалы Всероссийской конференции. - Камышин, 2002. - с. 128.
2. Ершов А.Я., Панфилов А.Э. Автоматизированная система управления водонагревательным котлом (АСУ ВНК) на базе SCADA-системы // Информационные технологии в образовании, технике и медицине: сборник научных трудов II международной конференции. Часть 1. - Волгоград, 2002. - с. 123.
3. Панфилов А.Э. Задача управления в двухуровневой системе в условиях ненадежной техники // Современные технологии в обучении и образовании: материалы II Всероссийской конференции, Том 2. - Камышин, 2004. - с. 159-161.
4. Крушель Е.Г., Панфилов А.Э. Учебная модель иерархической АСУТП на базе SCADA-пакета ICONICS GENESIS32// Современные технологии в обучении и образовании: материалы II Всероссийской конференции, Том 2. - Камышин, 2005. - с. 127-130.
5. Крушель Е.Г., Панфилов А.Э Виртуальная среда для обучения проектированию АСУТП // Первый Саратовский Салон изобретений, инноваций и инвестиций: материалы салона. - Саратов, 2005. - с. 67.
6. Панфилов А.Э. Виртуальный комплекс для обучения проектированию АСУТП // Фундаментальные исследования, №7. - М., 2006. - с. 86.
7. Панфилов А.Э. Обучение проектированию АСУТП на основе виртуального комплекса // Информационные технологии в образовании, технике и медицине: материалы международной конференции. - Волгоград 2006. - с. 95.