Техническое проектирование системы управления

Исходными данными для разработки технического проекта (ГОСТ 2.120–73) является эскизный проект и техническое задание на разработку системы управления. Полный комплект технической документации включает в себя (ГОСТ 2.102–68):

§ электрические схемы: структурные, функциональные, принципиальные, соединения (монтажные), подключения, общие и расположения;

§ графические документы: чертежи общего вида; габаритные чертежи; сборочные чертежи; чертежи отдельных узлов и деталей и т. д.;

§ программные документы (ГОСТ ЕСДП): спецификация, тексты программ; описание программ; формуляр; описание приложения; руководство оператора; руководство системного программиста и т. д.;

§ текстовая документация: общие технические условия на систему управления; частные технические условия на входящие в систему управления приборы, блоки, узлы; различные инструкции, в том числе инструкции по регулировке, инструкции по эксплуатации и т. п.; технические описания на систему и входящую в ее состав аппаратуру; технические формуляры и паспорта;

§ технологическая документация, необходимая для изготовления опытной партии системы управления в заводских условиях, которая включает: технологические инструкции; технологические (маршрутные) карты; чертежи на технологическую оснастку и приспособления.

Технологическая документация не оформляется при проектировании системы управления в одном (нескольких) экземплярах (например, система управления производственным участком или цехом).

Важными на этапе технического проектирования являются испытания, которые дают существенно больше информации, чем испытания, приводившиеся на этапе эскизного проектирования.

Испытания на этапе технического проектирования позволяют:

§ получить в первом приближении представление о статистических характеристиках основных и промежуточных параметрах системы;

§ уточняются характеристики системы управления;

§ корректируется документация и в первую очередь технические условия и инструкции по регулировке.

Проводимые на этапе технического проектирования детальные испытания системы управления и ее составляющих позволяют оценить надежность системы управления, выяснить и устранить серьезные недостатки и ошибки в программном обеспечении системы управления.

Классификация методов испытаний системы управления в процессе проектирования приведена на рис. 5.4.

Итеративный характер процесса проектирования делает необходимым проведение испытаний на всех этапах проектирования. При этом информация, получаемая на каждом последующем этапе испытаний, является более достоверной и полной, чем та, которая была получена на предыдущем.

Приемосдаточные испытания заключаются в определении соответствия аппаратуры техническим условиям и проводятся при выпуске системы управления и ее составляющих и сдачи ее в эксплуатацию.

Лабораторные испытания на этапах предварительного проектирования, эскизного проектирования, технического проектирования заключаются в оценке правильности функционирования, точностных характеристик, запасов по основным характеристикам, в том числе по устойчивости, точности, стабильности и надежности работы, а также срока службы. Эти испытания проводятся в более жестких условиях, чем те, которые оговорены техническими условиями. Совместные испытания проводятся проектировщиком и заказчиком в том же объеме, что и лабораторные испытания.

Условия проведения приемосдаточных, лабораторных и совместных испытаний отличаются от реальных эксплуатационных условий, так как не всегда удается смоделировать внешние воздействия одновременно в тех случайных соотношениях, в которых они имеют при реальной эксплуатации.

Рис. 5.4. Методы испытания системы управления

в процессе проектирования

Обычно перечисленные виды испытаний проводятся при воздействии одного фактора (например, изменение температуры, напряжения питания, скорости и т. д.) и значительно реже одновременно при нескольких факторах. Поэтому важны натурные испытания, которые являются заключительными перед передачей системы управления в серийное производство или эксплуатацию.

Проектирование системы управления может осуществляться в двух аспектах:

1) проектирование системы управления как самостоятельного продукта проектирования (систем ЧПУ, устройств ЧПУ и т. д.);

2) проектирование системы управления совместно с технологическим процессом (технологическим оборудованием, РТК, станком, ПР и т. д.), для управления которым она используется.

В этом случае испытания сначала производятся отдельно над системой управления для отработки ее основных характеристик, а затем совместно с технологическим оборудованием.

Второй подход в последнее время является превалирующим, так как проектирование системы управления как самостоятельного продукта осуществляется все реже, особенно в машиностроении.