Методические указания к курсовому проекту по автоматизации и управлению в системах электроснабжения

Вид материала

Содержание

1. Основы структурного анализа 3
1. ОСНОВЫ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА 1.1 Методология функционального моделирования SADT
1.2 Типы связей между функциями
2. УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА 2.1 Цель и задачи курсового проектирования
2.2 Требования к пояснительной записке к курсовому проекту
2.2 Оформление курсового проекта
3. Список литературы

Подобный материал:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

тюменский государственный нефтегазовый университет

Методические указания К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

ПО АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЮ

В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Методические указания для студентов специальности

«Электроснабжение предприятий

нефтяной и газовой промышленности»

Тюмень 2005

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОСНОВЫ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА 3

1.1 Методология функционального моделирования SADT 3

1.2 Типы связей между функциями 5

2. УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА 7

2.1 Цель и задачи курсового проектирования 7

2.2 Требования к пояснительной записке к курсовому проекту 7

2.2 Оформление курсового проекта 8

3. Список литературы 9

9

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 10

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 12

1. ОСНОВЫ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА

1.1 Методология функционального моделирования SADT

Методология SADT разработана в 1973 году Дугласом Россом. Успешно использовалась в военных, промышленных и коммерческих организациях для решения широкого спектра задач, связанных с анализом и проектированием систем. На ее основе разработана, в частности, известная методология IDEF (Icam DEFinition), которая является основной частью программы ICAM (интегрированная компьютеризация производства), проводимая по инициативе ВВС США.

Методология SADT представляет собой совокупность методов , правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями. В основе этой методологии лежат следующие концепции:

1. Графическое представление блочного моделирования. Функции отображаются в виде блоков, а интерфейсы входа/выхода представляются дугами, соответственно входящими в блок и выходящими из него. Взаимодействие блоков друг с другом описывается посредством интерфейсных дуг, определяющих, когда и каким образом функции выполняются и управляются.

2. Строгость и точность. Выполнение правил SADT требует достаточной строгости и точности , не накладывая в то же время чрезмерных ограничений на действия аналитика. Правила SADT включают:

-ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции (правило 3-6)

-связность диаграмм (номера блоков)

-уникальность меток и наименований

-синтаксические правила для графики (блоков и дуг)

-разделение входов и управлений (правило определения роли данных)

Результатом применения методологии SADT является модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текста и глоссария, имеющих ссылки друг на друга. Диаграммы- главные компоненты модели, все функции и интерфейсы на них представлены как блоки и дуги. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющая информация входит в блок сверху, информация, которая подвергается обработке, входит в блок слева, а результаты (выходы) показаны справа. Механизм (человек или автоматизированная система), который осуществляет операцию, представляется дугой, входящей в блок снизу.

Управление

Входы Выходы

Механизм

Построение SADT модели начинается с представления всей системы в виде простейшего компонента – одного блока и дуг, отображающих интерфейсы с функциями вне системы. Поскольку единственный блок отражает систему как единое целое, имя, указанное в блоке, является общим. Интерфейсные дуги соответствуют полному набору внешних интерфейсов системы в целом.

Затем блок, который представляет систему в качестве единого модуля, детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков, соединенных интерфейсными дугами. Эти блоки определяют основные подфункции исходной функции. Каждая из подфункций в свою очередь может быть декомпозирована в целях большей детализации.

Во всех случаях каждая подфункция может содержать только те элементы, которые входят в исходную функцию. Кроме того, модель не может опустить какие-либо элементы, т.е., как уже отмечалось, родительский блок и его интерфейсы обеспечивают контекст.

Некоторые дуги присоединены к блокам диаграммы обоими концами, у других один конец остаётся не присоединённым. Не присоединённые дуги соответствуют входам, управлениям и выходам родительского блока. Источник или получатель этих пограничных дуг может быть обнаружен только на родительской диаграмме.

На SADT-диаграммах не указаны явно ни последовательность, ни время. Обратные связи, итерации, продолжающиеся процессы и перекрывающиеся (по времени) функции могут быть изображены с помощью дуг.

Блоки на диаграмме размещаются по «ступенчатой» схеме в соответствии с их доминированием, которое понимается как влияние, оказываемое одним блоком на другой. Каждый блок на диаграмме имеет свой номер. Блок любой диаграммы может быть далее описан диаграммой нижнего уровня и т.д. Таким образом, формируется иерархия диаграмм. Для того, чтобы указать положение любой диаграммы или блока в иерархии используются номера диаграмм. Например, А21 является диаграммой, которая детализирует блок 1 на диаграмме А2. Аналогично А2 детализирует блок 2 на диаграмме А0.

1.2 Типы связей между функциями

Различают по крайней мере связи семь типов (в порядке их относительной значимости)

- случайная (связь между функциями мала или полностью отсутствует)

- логическая

- временная (функции связаны во времени, когда данные используются одновременно или функции включаются параллельно)

- процедурная (функции сгруппированы вместе благодаря тому, что они выполняются в течение одной и той же части процесса)

А А

В В

- коммуникационная (функции группируются благодаря тому, что они используют одни и те же входные данные и/или производят одни и те же выходные данные)

А

В

А С

последовательная (выход одной функции служит входными данными для следующей функции) (моделируются причинно-следственные зависимости)

В

С

функциональная (все элементы функции влияют на выполнение одной и только одной функции)

С = g(B) = g(f(A)).

А

В

С

Следует отметить, что последние три типа связи считаются предпочтительными для получения диаграмм хорошего качества.

1.3 Структура SADT-модели.

О

бщее представление

А0

А-0

Более детальное представление

А1

А2

А3

А4

А0

Верхняя

диаграмма

является А41

родительской

для нижней

диаграммы А42

А43

А4

А421

А422

А423

А42

2. УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

2.1 Цель и задачи курсового проектирования

Цель курсового проектирования получение практических навыков функционального моделирования с использованием стандарта IDEF0 в рамках структурного подхода к анализу технологических процессов.

2.2 Требования к пояснительной записке к курсовому проекту

Темы курсовых проектов предлагаются студентами, затем утверждаются руководителем, с учетом его рекомендаций.

В качестве предметной области для построения функциональной модели можно выбрать любой технологический процесс, технологическую операцию, задачу или функцию. Примерный перечень задач и функций приведен в Приложении 1.

К

урсовой проект состоит из пояснительной записки и иллюстрационного материала, контроль за содержанием и объёмом которых осуществляет руководитель проекта.

Пояснительная записка должна в краткой и четкой форме раскрывать содержание проекта, область применения описываемого процесса, актуальность создания модели, новизну.

При составлении пояснительной записки необходимо придерживаться следующей последовательности расположения материала:

титульный лист с названием работы, с подписями автора и руководителя.
реферат (аннотацию);
содержание;
введение, в котором определены актуальность, цель и задачи работы;
основную часть;
заключение;
список использованных источников;
приложения (если имеются).

Разделы текстовой части работы должны быть написаны лаконично, увязаны между собой, последовательно раскрывая тематику задания.

Графический материал включается в текстовую часть в виде рисунков или выносится в приложения, тогда в пояснительной записке должны быть ссылки на этот материал. Он должен раскрывать и дополнять модель процесса.

Основная часть должна содержать:

описание процесса, включающее ссылки на регламентирующую литературу;
краткое описание методологии анализа;
анализ процесса;

а) иерархию диаграмм;

б) глоссарий, фрагменты текста.

Результатом работы должна стать модель процесса, выполненная на основе методологии SADT стандарта IDEF0, сопровождаемая графическим отображением его описания, т.е. диаграмм, а также текста и глоссария, имеющих ссылки друг на друга.

Модель процесса должна давать полное описание системы, независимо от того, является ли она существующей или вновь разрабатываемой. Состав диаграмм в каждом отдельном случае зависит от необходимой полноты описания системы. Рекомендуемый уровень декомпозиции – 3.

2.2 Оформление курсового проекта

При написании пояснительной записки к курсовому проекту, используется обычный шрифт №14, единичный межстрочный интервал или №12, полуторный межстрочных интервал с соблюдением абзацев на листах белой бумаги размером 210x297 мм. Объем разделов пояснительной записки устанавливается совместно с руководителем.

Текст пояснительной записки оформляется с соблюдением полей страницы: расстояние от кромки листа до текста сверху и снизу должно быть соответственно 20 мм, слева оставляются поля 30 мм, справа -10 мм. Номер страницы ставится посредине листа внизу страницы. Счёт страниц ведётся с титульного листа и заканчивается последним листом пояснительной записки. При этом номера страниц на титульном листе не проставляются.

Текстовая часть пояснительной записки делится на разделы, подразделы, пункты и подпункты, которые должны быть пронумерованы арабскими цифрами. Например: 1. - первый раздел, 1.2. - второй подраздел первого раздела; 1.2.3. - третий пункт второго подраздела из первого раздела и т.д.

Названия разделов записывают в виде заголовков прописными буквами посредине строки. Название подразделов записывают также в виде заголовков посередине строки, но строчными буквами (кроме первой прописной). Точку в конце заголовка не ставят. Переносы слов в заголовках не допускаются. Заголовки и подзаголовки выделяются жирным шрифтом. Между заголовком и текстом, а также между заголовком и подзаголовком, подзаголовком и текстом оставляется свободная строка.

Введение, содержание, разделы текста работы, заключение (выводы), список использованных источников следует начинать с новой страницы.

Содержание включает введение, наименование всех разделов, подразделов, пунктов с указанием номеров страниц.

В
14
ведение должно содержать оценку современного состояния решаемой научно-технической проблемы, обоснование необходимости проведения описания и анализа процесса. Во введении должны быть показаны актуальность и новизна темы. В заключении приводятся краткие выводы по проекту.

Список использованных источников должен содержать порядковый номер, который в тексте записки (в месте его упоминания) выделяется двумя прямыми скобками [ ].

Применяемые справочные данные обязательно должны иметь ссылки на источники (регламентирующую литературу).

Приложения оформляются как продолжение пояснительной записки на последующих страницах. В правом верхнем углу страницы прописными буквами пишется слово «ПРИЛОЖЕНИЕ», обозначенное цифрой, например «ПРИЛОЖЕНИЕ 1». Каждое приложение сопровождается заголовком. Если приложений в работе более одного, их следует нумеровать арабскими цифрами.

П
13
ояснительная записка брошюруется в специальной папке или переплетается. При ее оформлении следует придерживаться следующей последовательности расположения материала: титульный лист, введение, содержание пояснительной записки с нумерацией разделов и подразделов с указанием страниц, основной текст записки, заключение, список использованных источников, приложения.

Законченный курсовой проект подписывается студентом и руководителем курсового проекта.

3. Список литературы

1. Марка Д., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. - М.:Метотехнология, 1993.

2. Каляков Г.Н. CASE. Системный структурный анализ (автоматизация и применение). - М.:Лори, 1996.

3. Гейн К., Сарсан Т. Системный структурный анализ: средства и методы. - М.:Эйтекс, 1992.

4. Калянов Г.Н. Методы и средства системного структурного анализа и проектирования. - М.:НИВЦ МГУ, 1995.

5. Соскин Э.А., Киреева Э.А. Автоматизация и управление промышленным энергоснабжением. - М.:Энергоиздат, 1990.

6. Арзамасцев Д.А. АСУ и оптимизация режимов энергосистемы. - М.:Высшая школа, 1983.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Перечень функций и комплексов задач оперативного управления, контроля и учета, решаемых подсистемой электроснабжения АСУЭ

Наименование функций или комплекса задач	Периодичность	Основные показатели		Устройства представления информации
Наименование функций или комплекса задач	Периодичность	входные	выходные	Устройства представления информации
1. Контроль и регистрация положения коммутационных аппаратов.	Спорадически	Массив значений ТС	Протокол, отражающий фактическое положение оборудования.	Мнемощит, дисплей, устройство печати
2. Контроль, сигнализация и регистрация предупреждающих и аварийных сигналов, поступающих с контролируемых объектов.		Массив значений аварийных и предупреждающих ТС	Протокол, отражающий появление аварийных и предупреждающих сигналов
3. Контроль текущих значений параметров системы электроснабжения, автоматическая регистрация и сигнализация отклонений основных параметров от нормы	Периодически, спорадически	Массив значений ТИТ	Протокол значений ТИТ
4. Контроль 30-минутного максимума электрической нагрузки.	Постоянно в периоды максимума энергосистемы	Массив значений ТИТ и ТС	Протокол значений активной нагрузки в периоды максимума.	Дисплей, устройство печати.
5. Контроль нагрузки основных трансформаторов	Периодически 1 раз в 15 мин	Значения активной мощности	Отчет о нагрузке основных трансформаторов.
6. Визуальное представление и регистрация телесигналов о переключениях электрооборудования.	Спорадически	Массив значений ТС	Протокол переключений электрооборудования.
7. Представление по запросу оперативного персонала информации о текущих значениях параметров системы электроснабжения.	Периодически по запросу	Массив значений ТИТ	Протокол значений текущих параметров
8. Воспроизведение на экранах дисплеев мнемосхем подстанций с наложением на них текущей динамической информации.	Спорадически и по запросу	Массив записи мнемосхем и значений ТС, ТИТ, ТИИ.	Мнемосхемы подстанций с динамической информацией	Дисплей
9. Ретрансляция данных МПУ на ЦПУ с регистрацией переданных значений.	Спорадически и периодически	Массивы информации с МПУ.	Массивы информации на ЦПУ	Дисплей, устройство печати
10. Составление бланков переключений на шинах высокого напряжения на подстанциях со сборными секциями шин.	По запросу	Последовательность выполнения операций при переключениях.	Бланк переключений
11. Выдача рекомендаций по составу работающих трансформаторов с целью улучшения использования их мощности.		Значения нагрузки трансформаторов	Рекомендации
12. Учет активной и реактивной энергии, потребляемой предприятием в целом и отдельными его подразделениями (цехами, корпусами и т.п.)	Периодически за различные интервалы времени (смену, сутки, месяц)	Массив значений ТИИ (в соответствии с перечнем потребителей энергии)	Отчет
13.Расчет средневзвешенного коэффициента мощности (tg φ) для предприятия в целом и для отдельных его подразделений
14. Учет числа срабатываний (рабочих и аварийных) высоковольтных выключателей	Постоянно	Массив значений ТС	Отчет периодически 1 раз в месяц
15. Учет времени работы основных трансформаторов
16. Оптимизация распределения реактивной мощности в электрической сети предприятия	Периодически	Массив значений ТИТ	Рекомендации
17. Оперативное управление коммутационными аппаратами	Спорадически	Массив значений ТУ	Протокол операций ТУ	Мнемощит, дисплей, устройство печати
18. Расчет удельных расходов электроэнергии по энергетическим и технологическим цехам	Периодически 1 раз в смену	Массив значений ТИИ	Отчет	Дисплей, устройство печати

Blog