Avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlarida axborotni birlamchi qayta ishlash funksiyasi va algoritmi

AVTOMATLASHTIRILGAN BOSHQARUV TIZIMLARIDA AXBOROTNI BIRLAMCHI QAYTA ISHLASH FUNKSIYASI VA ALGORITMI

REJA:

KIRISH

1. 
   ABTlarning asosiy funksiyalari
   
2. 
   ABTning axborot bilan ta’minlanishi
   
3. 
   Birlamchi axborotni tekislash metodlari
   
4. 
   Xulosa
   
5. 
   Foydalanilgan adabiyotlar
   

KIRISH

Kimyo, oziq-ovqat sanoati texnologiyasi va boshqa texnologiyalar sohasida erishilgan muvaffaqiyatlar xalq xo`jaligining texnik taraqqiyoti, mustaqil mamlakatimizning iqtisodiyoti va madaniyatini rivojlantirish , shuningdek, aholining turmush farovonligini oshirish uchun birinchi darajali ahamiyatga ega bo`lgan sanoatni yaratish uchun asos bo`ladi.

Ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatlashtirish texnika taraqqiyotining asosiy yo`nalishlaridan biri bo`lib, u ishlab chiqarish samaradorligini muttasil oshirish, mahsulot sifatini yuqori darajaga ko`tarish, xarajatlarni kamaytirish, mehnat sharoitlarini yaxshilash, ishlab chiqarishda xavfsizlik texnikasini ta’minlash va atrof-muhitni muhofaza qilish uchun xizmat qiladigan asosiy omil hisoblanadi.

Moddiy ishlab chiqarishni takomillashtirishda sifat jihatdan yangi hisoblangan avtomatlashtirish bu sohada haqiqiy tub o`zgarishlarni vujudga keltiradi, texnologik jarayonlarni qayta ishlab chiqishni, ishchi, muhandis-texnik hodimlarning va xizmatchilarning ixtisoslarini ishlab chiqarish va boshqarish sohasida o`zgartirishni talab qiladi. Avtomatlashtirish ilmiy tadqiqotlarga tobora kengroq kirib borib, fan va texnikani rivojlantirish uchun yangi imkoniyatlar ochib bermoqda. Bundan tashqari, avtomatlashtirish avvallari inson boshqarishga qodir bo`la olmagan yangi, yuqori intensiv jarayonlarni amalga oshirishga, tabiatda ma’lum bo`lmagan yangi, samarali materillarni yaratishga imkon beradi.

ABTlarning asosiy funksiyalari

ABTlar murakkab, ko`p funksiyali sistemalar turiga kiradi. Bu sinfning ko`p funksiyaliligi qator omillar bilan ifodalanadi, ya’ni:

-identifikatsiyalash;

-nazorat, himoya va blokirovka, rostlash va boshqarish kabi ayrim funksional yordamchi sistemalarning borligi;

Lokal, ayrim boshqarish masalalarining umumiy, global maqsadga bo`ysunishining natijasi;

-yordamchi sistemalar orasidagi ko`p sonli aloqalarning borligi;

-ayrim obyektlarni boshqarishning markazlashuvi va nihoyat, turli funksiyalarni bajarishda bir xil texnik vositalardan foydalanish imkoniyati mavjudligidir.

ABTlar bajargan funksiyalarni quyidagi uch guruhga bo`lish mumkin: axborot, boshqaruv va yordamchi.

TJABSlarning informatsion funksiyalari ishlab chiqarish hodimlariga (operatorlarga, dispetcherlara) texnologik jarayonda bo`layotgan o`zgarishlarni o`z vaqtida bilishga imkoniyat yaratadi, texnologik jarayonlarning ketishi haqida aniq axborotlar ishlab chiqishda keraksiz mahsulotlarning kamayishiga olib keladi. TJABSlarning axborot funksiyalari quyidagilar:

1. 
   Texnik va texnologik axborotlarni to`plash, dastlabki ishlash va saqlash;
   
2. 
   Jarayon va texnologik uskunalar holatining parametrlarini bilvosita o`lchash;
   
3. 
   Texnologik jarayon va uskunalar parametrlarining holatini belgilash hamda signal berish;
   
4. 
   Texnologik jarayon va texnologik uskunalarning ishlashi haqida texnika-iqtisodiy va foydalanish ko`rsatkichlarini hisoblash;
   
5. 
   Yuqori va qo`shni sistemalarga hamda boshqarish bosqichlariga axborotni tayyorlab berish;
   
6. 
   Texnologik jarayon parametrlar, texnologik uskunalar holati va hisoblash natijalarini qayd qilish;
   
7. 
   Jarayon parametrlari va uskunalar holatida berilgan miqdordan farqlarni nazorat va qayd qilish;
   
8. 
   Texnologik uskunaning himoya va blokirovka vositalari ishini tahlil etish;
   
9. 
   Texnik vositalar komplekslari holatini diagnoz qilish va oldindan aytish;
   
10. 
    Texnologik jarayonlarni olib borish, shuningdek, texnologik uskunalarni boshqarish uchun axborot va ko`rsatmalarni operativ ravishda tayyorlash;
    
11. 
    Yuqori bosqichli va qo`shni boshqarish sistemalari bilan axborotning avtomatik almashinishi ta’minlash.
    

Texnologik jarayonni bevosita boshqarish masalasi TJABSlarning boshqarish funksiyasini tashkil qiladi. Bunda boshqarish ta’sirlari operatorning ishtirokisiz avtomatik tarzda amalga oshirilishi mumkin, yoki operatorga ma’lum bir ko`rsatmalar ko`rinishida berilishi (bularni operator qabul qilishi yoki rad etish mumkin), yohud operator ko`rib chiqqandan so`ng avtomatik tarzda ta’sir etishi mumkin.

TJABSlarning boshqarish funksiyalari quyidagilardan iborat:

1. 
   Texnologik jarayonning ayrim parametrlarini rostlash;
   
2. 
   Bir marotaba mantiqiy boshqarish (himoya, blokirovka qilish);
   
3. 
   Kaskadli rostlash;
   
4. 
   Ko`p aloqali rostlash;
   
5. 
   Diskret boshqarishda dasturli va mantiqiy operatsiyalarni bajarish;
   
6. 
   Texnologik jarayonning turg`un holatini optimal boshqarish;
   
7. 
   Texnologik jarayonning noturg`un holati va uskunalar ishini optimal boshqarish;
   
8. 
   Boshqarish sistemasini moslashtirgan holda butun texnologik obyektni optimal boshqarish.
   

TJABSlarning yordamchi funksiyalari quyidagilardan iborat:

1. 
   Tayyor mahsulot ishlab chiqarishda smena va kunlik vazifalarga operativ o`zgartirishlar kiritish;
   
2. 
   Hisoblash masalalarini hal etish;
   
3. 
   Texnologik uskunalarning to`la ishlashini nazorat qilish;
   
4. 
   Sistemadagi g`ayri-tabiiy vositalarni oldindan ko`rsatish;
   
5. 
   Yuqori bosqich sistemalar bilan aloqani ta’minlab berish;
   
6. 
   Sistemaning texnologik vositalar buzilishini oldindan ko`rsatish.
   

ABTning axborot bilan ta’minlanshi

Avtomatik yoki avtomatlashtirilgan rejimda texnologik jarayonlarni boshqarishda axborotni yig`ish, qayta ishlash, saqlash va foydalanishni tashkil qilmasdan iloji yo`q. TJABSning funksional vazifasi axborot tarkibini va yordamchi sistemalar orasidagi axborotli bog`lanishlarning xarakterini belgilaydi. 1-rasmda TJABSning axborot tarkibini ifodalovchi soddalashtirilgan sxemasi berilgan.

Boshqaruvchi yordamchi sistema

Axborot yordamchi sistema

Texnikaviy vositalarning operatorlari

Texnologik jarayon operatorlari

Texnologik jarayon

1-rasm. TJABSning axborot tarkibini ifodalovchi soddalashtirilgan sxema.

Chizmadan ko`rinib turibdiki, TJABS tarkibida boshqaruvchi yordamchi sistema, texnologik jarayon operatorlari va texnik vositalar bilan birgalikda ishlaydigan mustaqil yordamchi axborot sistemasi ham bor. Texnologik jarayonning ketishi haqida axborot o`lchov o`zgartkichlari orqali yordamchi axborot sistemasiga kiradi, u esa o`z navbatida operatorlarga va boshqaruvchi yordamchi sistemalarga uzatiladi. Ular o`zlaridagi boshqarish algoritmlari asosida tegishli boshqarish ta’sirlarini ishlab chiqadi. Avtomatlashtirilgan boshqarish rejimi operatorlar orqali oshiriladi.

TJABSni axborot bilan ta’minlash muammosi quyidagi masalalarni yechishga bog`liq:

1. 
   Boshqarish obyektlarini bir xil ko`rinishga keltirish maqsadida axborotning yetarli hajmini aniqlash;
   
2. 
   Axborotning ishonchliligini ta’minlash va uni yechish usullarini isbotlash;
   
3. 
   Inson-mashina sistemasida axborot almashishni tashkil etishda vazifalarni taqsimlash;
   
4. 
   Axborotni yig`ish, saqlash va berish.
   

Agar axborot turlari faqat bir avtomatlashtirilgan qayta ishlash sistemasi bilan bog`langan bo`lsa, boshqarish jarayoni ratsional bo`ladi. Zarur bo`lgan birlamchi axborotning hajmi ko`p emas, lekin u TJABSlar uchun yetarli bo`lgan ikkilamchi ko`rsatkichlar sistemasi uchun kifoya bo`lishi lozim. Bu usul bir marta yaratib va axborot massivlaridan ko`p marotaba foydalanish prinsipi sifatida ma’lum. Boshqacha qilib aytganda, bir marta qayd qilingan axborot turli boshqarish vazifalarida foydalanilishi mumkin. Zarur bo`lgan axborot hajmini aniqlash kerak bo`lganda texnologik jarayon matematik ifodasining qabul qilingan tarkibini bilish lozim. Obyekt holatini bir xil ko`rinishda keltirish va zarur bo`lgan axborot hajmini aniqlash uchun axborot statistik usullarni yoki hozirgi zamon boshqarish nazariyasida qo`llaniladigan kuzatish va boshqarish tushunchalarini ishlatish asosida hal etiladi.

TJABSning normal ishlashi hisoblash mashinalari va boshqarish masalalaridan foydalanishdagi axborotning ko`rinishiga bog`liq. Boshqarish obyekti haqida EHM xotirasida saqlanayotgan birlamchi axborotning to`g`riligi birinchi navbatda texnologik jarayon fizik parametrlarining o`lchash xatoliklariga bog`liq.

Hozirgi paytda aniqlik masalasini hal etishda ikki yo`nalish mavjud:

1. 
   O`lchov chizmalarida fizika, kimyo va boshqa fan yutuqlari asosida ishlab chiqilgan yuqori aniqlikka ega bo`lgan elementlarni ishlatish, shuningdek, o`lchaydigan qurilma xarakteristikalarini stabillash usullari tarkibini mukammallashtirish;
   
2. 
   Sistemalar doirasida ma’lumotlar ishonchliligini oshirishga qaratilgan ishlarni amalga oshirish (filtrlash, ishonchlilik ustidan nazorat o`rnatish, asboblar xizmatini optimallash, modellarni to`g`rilash va boshqalar).
   

Birlamchi axborotni tekislash metodlari

Texnologik jarayonlarni nazorat qilish va boshqarish masalalarini hal qiluvchi boshqaruvchi hisoblash mashinasiga (BHM) kelayotgan o`zgaruvchilarning oniy kirish qiymatlariga birlamchi ishlov beriladi. Bu ish o`zgaruvchini o`lchashda, shuningdek, birlamchi o`zgartkichni va mashinani bog`lovchi kanalda yuz beradigan tasodifiy ta’sirlardan tozalashga imkon beradi. Masalan, agregatlarda gaz sarfini o`lchashda o`lchanayotgan foydali signalga gaz puflash qurilmalari ishlab chiqaradigan gaz oqimining pulsatsiyalari, o`lchash qurilmasi kirishidagi impuls naychalardagi bosimning o`zgarishi hisobiga bo`ladigan ta’sirlar, shuningdek, pnevmatik signalni elektr signalga, keyin esa analog signalni diskret signalga va boshqa almashtirish hisobiga yuz beradigan ta’sirlar qo`shiladi. Turli xil filtrlar foydali signalni tiklashning turli xil xatoligini beradi. Korxona ishini nazorat qilishda ko`pincha birlamchi o`zgartkichlarning (datchiklar) yuzlab va minglab signallari filtrlashga to`g`ri keladi. Shuning uchun foydalaniladigan filtrlarning turini asoslab tanlash zarurati tug`iladi. Filtrlash aniqligi va murakkabligi orasidagi kelishuv zarurligini hisobga olib, ishlanishi biroz soda, biroq nooptimal bo`lgan filtrlarning amalda yuz beradigan sharoitlarda optimal filtrlarga biroz yutqazishini tahlil qilish kerak. Bu hol aniq nazorat sistemalari uchun filtrlash algoritmlari qatoridan uning ishlash aniqligini va hisoblash qurilmasini undan bir necha marta foydalanilganda ham yuklanishni hisobga olgan holda eng yaxshisini tanlab olishga imkon beradi.

Kirish signallarini tekislashga va filtrlashga imkon beruvchi bir qator algoritmlarni qarab chiqamiz.

O`zgaruvchi o`rtacha qiymat metodi

Bu metod amaliyotda keng qo`llaniladi va o`lchanayotgan signalni yuqori chastotali ta’sirlardan o`zgaruvchi o`rtacha qiymatni hisoblash yo`li bilan filtrlashga imkon beradi. Uzliksiz variantda:

bu yerda – o`zgaruvchi o`rtacha qiymatning kattaligi, T – o`rtachalash intervali, Z(S) – tekislanuvchi kirish o`zgaruvchisining o`zgarishini tavsiflovchi funksiya, S – joriy vaqt, t – T, t – integrallash chegaralari.

Diskret variantda:

bu yerda n – hisoblashlarda ishtirok etuvchi nuqtalar soni, - datchiklarni so`rash davri.

Hisoblashning keltirilgan metodining kamchiliklariga yig`indisining oraliq qiymatlarini saqlash uchun BHMning operativ xotirasi hajmining juda kattaligini kiritish mumkin. ning qiymati ABTni sonli usullar bilan ishlab chiqish bosqichida hisobga olinadi. Optimallashtirish filtrlash xatoligi minimum mezoniga ko`ra amalga oshiriladi. U ta’sirlarning parametrlariga va datchiklarni so`rash mezoniga hamda datchiklarni so`rash davriga bog`liq.

Eksponensial tekislash metodi

Eksponensial tekislashning yetarlicha oddiy va samarali metodidan filtr sifatida foydalanish muhim amaliy ahamiyatga ega bo`ldi. Uzluksiz variantda eksponensial filtr uzatish funksiyasi:

bo`lgan amalga oshiriluvchi elementlar bir sig`imli bo`g`indan iboratdir, bunda  - eksponensial tekislash koeffitsenti bo`lib, u filtrning o`rtacha kvadratik xatoligini minimallash shartidan tanlab olinadi.

Amalga oshiriladigan eksponensial filtr  > 0 ga ega bo`lishi kerak. Diskret variantda eksponensial filtr rekurrent munosabatni ifodalab, y (t) chiqish kattaligining t paytidagi izlanayotgan qiymatini Z(t) kirishning joriy qiymatining va avvalgi so`rov paytidagi qiymatining funksiyasi sifatida aniqlaydi:

Bu munosabatda qiymatini berishning talab qilingan vaqtiga bog`liq bo`lmagan holda foydalanish oraliq qiymatlarni operativ xotirada saqlash uchun bor yo`g`i bitta so`z ajratishga imkin beradi. Shunday qilib, eksponensial tekislanish amalga oshiruvchi algoritmning filtrlashning boshqa turlariga nisbatan afzalligi BHM da algoritmni amalga oshirish uchun zarur bo`gan eng kichik hajmdagi maxsus xotiradan iboratdir. Algoritmning yaqinlashuvi bo`lishi uchun 0<<2 bo`lishi kerak. <1 bo`lganda filtrda huddi integrallovchi xossalar ko`p bo`lsa, >1 bo`lganda differensiallovchi xossalar ko`p bo`ladi.

Inertsion datchikning signalini filtrlashni qarab chiqqanda datchikning vaqt doimiysi ortishi bilan

So`rovning berilgan davrida parametrning qiymati filtrning  bo`yicha ishlash xatoligini minimallash bilan belgilanadi.

XULOSA

Xulosa qilib shuni aytish mumkinki, hozirgi kunda har bir texnologik jarayon yoki sanoat ishlab chiqarish korxonalarida turli xildagi parametrlarni ko`rsatuvchi texnik qurilmalar, ya’ni: datchiklar, hisoblagichlar va dasturlanuvchi mantiqiy kontrollerlar jarayonning asosiy qurilmalari hisoblanadi. Albatta, bu jixozlar o`z navbatida axborotlarni ko`rsatish, qayd qilish, saqlash, qayta ishlash va uzatish funksiyalariga ega bo`lib, operatsiyalarni sifatli amalga oshishini ta’minlaydi va nazorat qiladi. Texnologik jarayonlarda axborot almashinuvi yuqori darajada bo`lish kerak, chunki ular orqali yuqori sifatga erishish va yo`qotishlarsiz ishlash mumkin.

Foydalanilgan adabiyotlar:

1. 
   Texnologik jarayonlarni boshqarish sistemalari N.R.Yusufbekov, B.E.Muhamedov, Sh.M.G`ulomov TOSHKENT “O`QITUVCHI” 1997