книги / Справочник проектировщика систем автоматизации управления производством

1. Алгоритм изображается в виде блок-схемы, состоящей из арифметических блоков, реализующих вычислительные операции, и логических блоков, используемых для обозначения условных переходов.

В качестве примера на рис. VI 1.1, а представлена блок-схема алгоритма решения квадратного уравнения ах2+ Ьх + с = 0.

2. Алгоритм изображается в виде граф-схемы, которая удовлетворяет следующим условиям:

а) один ее узел отмечается и называется входом (С/н); вход — единственный узел, в котором не кончается ни одна стрелка; из входа исходит только одна стрелка; б) граф-схема имеет один отмеченный узел, называемый выходом (UK); из выхода

не исходит ни одной стрелки; в) каждому узлу, отличному от входа и выхода, однозначно сопоставлен некото­

рый оператор (0-узел) или распознаватель Pt (Я-узел), причем из О-узла исходит только одна стрелка, а из Р-узла исходят точно две стрелки, отмеченные соответ­ ственно знаками «+» и «—».

На рис. VII. 1, б представлена граф-схема алгоритма решения квадратного урав­ нения.

Содержательное описание граф-схемы, представленной на рис. VI 1.1, б:

UH: ввод я, b, с, 2, 4;

Ог: d = b3 — 4ас;

Основные характеристики алгоритмов. При составлении алгоритмов управления производством необходимо учитывать возможнсть их технической реализации: быстродействие (время реализации) алгоритма должно отвечать требованиям готов­ ности и сохранности ресурса аппаратуры; объем запоминающих и регистрирующих устройств, необходимый для хранения исходной, промежуточной и конечной инфор­ мации при реализации алгоритма должен соответствовать возможностям вычисли­ тельной системы и т. д.

В соответствии с указанными требованиями для достаточно полной оценкиал­ горитма необходимы характеристики, позволяющие определить точность и длитель­ ность вычислений по заданному алгоритму, вероятность получения требуемых ре­ зультатов решения задачи и объем памяти, необходимый для реализации алгоритма. Такими характеристиками для алгоритмов управления можно считать:

1) погрешность Дф получения результатов по данному алгоритму

Д ф = Я ( Д ф 1 , Д ф о , Д ф з ) ,

где Дф4 — погрешность алгоритма из-за того, что не все параметры управляемого объекта учитываются при составлении модели; Дф2 — погрешность из-за принятых допущений в обработке информации; Дф3 — погрешность из-за использования неполного пространства решений по результатам наблюдений за параметрами объекта; 2) быстродействие, характеризуемое временем Ту реализации алгоритма по шагам

управления:

/= 1

3) сложность алгоритма, определяющая затраты машинного времени на пере­ работку информации при использовании данного алгоритма управления:

S A — Ра ^ а ^ с а »

где РЛ — коэффициент тесноты связи между операторами алгоритма (связность ал­

горитма), зависящий от количества промежуточных результатов, запоминаемых в в процессе выполнения алгоритма; NA — число операций, необходимых для выпол­

нения алгоритма, приведенное к коротким операциям; /ССА — коэффициент слож­

ности логической схемы алгоритма, характеризуемый отношением числа логических операторов к общему числу операторов алгоритма;

^А min — минимальное количество информации, необходимое для достижения цели,

поставленной перед алгоритмом управления; 5) коэффициент информационной оптимальности

^опт А = ^/Л'цзб А 5555 1 »

6)коэффициент эффективности машинной реализации алгоритма

*3 = S A/Sn = £l,

где 5 П— сложность машинного представления алгоритма управления:

•Su = Рп^ ц/Ссп*

где Рп, Nn Ксп — величины, аналогичные РА, WA, /(СА, но для машинного пред­

ставления; 7) вероятность получения требуемых результатов решения задачи

P = f ( T y, 5 П, Р,)9

где Р( — вероятность безотказной работы технических средств.

Величины Дер, Т , 5Л, КпзбА, КоптА, ^э» ? являются частными характеристиками

алгоритма. Рассматривая их как компоненты вектора, общую (интегральную) оценку алгоритма управления можно задать в виде

с частными характеристиками для сравнения различных возможных алгоритмов

2)алгоритм в общем виде определяет последовательность математических и логи­ ческих операций каждой задачи; используется для научного обсуждения, согласо­ вания, распространения и программирования;

3)алгоритм машинный аналогичен алгоритму в общем виде, но учитывает осо­ бенности реализации на ЭВМ; используется в дальнейшем для составления рабочей (машинной) программы;

4)рабочая (машинная) программа составляется для конкретной ЭВМ вручную или автоматически; программа должна дополняться описательными документами (см. гл. XIV).

3. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ЗАДАЧ ПЕРЗИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Под первичной перераббткой информации понимается переработка в реальном масштабе времени (в ритме производства). Первичной переработке подвергается та производственная информация, которая при проектируемой организационной сис­ теме управления может понадобиться диспетчеру для оперативного управления или может оказаться аварийной в широком смысле слова.

Первичная переработка информации характеризуется цикличностью сбора, переработки и вывода информации.

Кзадачам первичной переработки информации относятся:

1)упорядочение исходной информации, приведение к виду', удобному для даль­ нейшего применения (квантование, дискретизация, линеаризация, сглаживание,

масштабирование, интегрирование и т. п.); 2) задачи оперативного планирования (планирование количества машин каждого

вида, которые должны работать оставшийся период смены для выполнения планового

зздания)

3)задачи оперативного регулирования (реализация процесса телеуправления, реализация процессов автоматического регулирования объектом или отдельными параметрами);

4)задачи оперативного учета и контроля (оперативный учет выработки продук­ ции по переходам; оперативный учет работы оборудования; оперативный учет работы подвесного цехового транспорта; оперативный учет расхода сырья, полуфабрикатов, энергии; временной контроль технологического режима; контроль показателен, по которым оценивается работа цехового персонала; контроль различных аварийных режимов и ситуаций);

5)задачи упорядочения информации для вторичной переработки (формирование информации в виде макетов перфокарт или магнитных карт для различных видов учета; подготовка интегральных сводок, рапортов, отчетов; упорядочение первичной информации и формирование массивов для вторичной обработки на магнитной ленте или перфоленте).

Необходимо рассматривать раздельно организацию сбора, первичной переработки и вывода информации.

При организации сбора информации последовательность опроса датчиков (все> датчики опрашиваются циклически, или по группам, относящимся к отдельным" алгоритмам, или по приоритетам) определяется техническими характеристиками аппаратуры и особенностями решаемых задач.

Последовательность выполнения отдельных алгоритмов может быть жесткой или переменной.

При составлении алгоритмов следует учитывать, что в некоторых алгоритмах ис­ пользуются результаты расчетов, полученные в других алгоритмах, что имеются обобщающие алгоритмы, подводящие итог определенным периодам работы (напри­ мер, одному часу, смене), и алгоритмы, выполняемые через фиксированные времен­ ные периоды.

Алгоритмы задач первичной переработки информации можно записывать в любом алгоритмическом языке, однако удобно оформлять их в виде блок-схемы или в виде пояснительной записки и с формулярами. Оформление алгоритмов покажем на при­ мере алгоритма определения числа подвесных люлек в i-м цехе с разветвленной транс­

портной схемой, имеющей входящих и я®ых выходящих путей.

запроса и упомянутые таблицы, и дистанционно передавался с помощью телетайпа запрашивающему лицу. Программа для ЭВМ была разработана Л. П. Островской и H. Е. Цоднкович. Аппаратура связи телетайпа с ЭВМ' «Минск-22» была создана Республиканским ВЦ Главснаба УССР.

4. АЛГОРИТМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ, ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ, УЧЕТА И ОТЧЕТНОСТИ

Алгоритм управления производством, основанный на матричной модели. Рас­ смотрим схему взаимодействия заготовительных и сборочных' цехов предприятия (рис. VI 1.5). На рис. VI 1.5 в виде матриц представлены следующие параметры изде­

/=1 Предположим, что задан некоторый график поступления деталей из заготови­

Разделим график Sp (i) на два самостоятельных графика: 1) график наличия де­ талей на складе Вр (i) — S p (i), составленный только из положительных значений функции Sp (0, и 2) график дефицита деталей на складе Ар (i) = /5Р (/)/, состоящий

с учетом прогнозируемых поставок из заготовительного цеха (так называемая карта дефицита).

Страховой запас определяется по формуле

= V V

где гр — удельный расход по деталям; тр — заданное время обеспеченности работы предприятия за счет страхового запаса.

При нормальной работе цехов в момент поступления новой партии деталей уро­

циент, определяющий влияние временной задержки поступления партии деталей;

ния заготовительным цехом. Внутри интервала планирования план-график коррек­ тируется таким образом, чтобы .обеспечивалось выполнение условия

ABopt = min m a l K J -

р е к