Выбор методов и средств контроля системы управления компрессорной установкой

• Введение
• 1. Анализ существующих методик управления и контроля, описание предметной области и выбор технологии проектирования
• 1.1 Существующая методика управления и контроля технологическим процессом
• 1.2 Технико-экономическая характеристика предметной области
• 1.3 Экономическая сущность задачи
• 1.4 Архитектура разрабатываемой системы управления
• 1.4.1 Информационное обеспечение
• 1.4.2 Программное обеспечение
• 1.4.3 Техническое обеспечение
• 1.4.4 Организационное обеспечение
• 1.5 Информационное обеспечение разрабатываемой системы
• 1.5.1 Проектирование инфологической информационной модели
• 1.5.2 Логическое проектирование приложения базы данных
• 1.5.3 Выбор конкретной СУБД и среды разработки
• 1.6 Обоснование выбора архитектуры технологии доступа к данным
• 1.7 Структурно-функциональная схема информационной системы
• 2. Программная реализация системы управления компрессорной установкой
• 2.1 Назначение и цель создания системы управления
• 2.2 Требования к информационной системе
• 2.2.1 Требования к функциям информационной системы
• 2.2.2 Требования к интерфейсу пользователя
• 82.2.3 Требования к реактивности системы
• 2.2.4 Требования к защите информации
• 2.2.5 Требования к надёжности системы
• 2.3 Перечень и описание входных и выходных данных
• 2.4 Описание функциональных возможностей и схем диалога
• 2.5 Принципы и результаты тестирования программной системы
• 3. Обоснование экономической эффективности проекта
• 3.1 Понятие экономической эффективности
• 3.2 Выбор и обоснование методики расчета трудоемкости и стоимости разработки
• 3.1.1 Методика оценивания затрат СОСОМО II
• 3.1.2 Методика расчета трудоемкости программного средства
• 3.3 Расчет частных показателей экономической эффективности
• 3.3.1 Расчет трудоемкости разработки программного изделия
• 3.3.2 Расчет длительности разработки программного изделия и числа исполнителей
• 3.3.3 Расчет годовой экономии функционирования программного изделия
• 3.3.4 Расчет единовременных затрат
• 3.3.5 Расчет текущих затрат
• 3.3.5 Расчет суммарных затрат за год на создание, внедрение и функционирование программного изделия
• 3.4 Определение обобщающих показателей экономической эффективности
• 3.4.1 Расчет годового экономического эффекта от разработки и внедрения программного изделия
• 3.4.2 Расчет суммарного экономического эффекта функционирования программного изделия
• 3.4.3 Расчет коэффициента экономической эффективности единовременных затрат
• 3.4.4 Расчет срока окупаемости программного изделия
• 3.5 Расчет цены программного продукта
• 3.6 Расчет показателей экономической эффективности
• 4. Безопасность и экологичность проекта
• 4.1 Общие положения по безопасности проекта
• 4.2 Безопасность, эргономика и техническая эстетика рабочего места инженера-программиста
• 4.3 Создание условий для организации режима труда и отдыха при работе с ЭВМ
• 4.4 Экологичность проекта
• Заключение
• Список использованной литературы
• Приложения

Технология производства молочных изделий охватывается сферой действия производственного контроля. Основной задачей производственного контроля изготовления молочных продуктов является активное воздействие на производственный процесс с целью исключения потерь из-за брака и низкого качества продукции. Организация производственного контроля основывается на строгом соблюдении требований нормативно-технической документации и независимости органов контроля от исполнителей технологических операций. Операции технического контроля являются частью производственного процесса, обеспечивающей нормальное функционирование технологических операций.

Успешное функционирование современного производства обеспечивается соответствующей ему системой производственного контроля. Методы осуществления технологических операций и операционного контроля взаимно увязаны. Для автоматизированного массового производства нужна соответствующая ему автоматизированная система контроля. Автоматизация контроля основывается на автоматических средствах измерения контролируемых параметров.

Автоматические средства контроля в зависимости от организационной формы системы производственного контроля могут решать три комплекса задач по обеспечению: информации и регистрации; сортировки продукции; управления ходом технологических процессов. Информация и регистрация контролируемых параметров осуществляется контрольно-измерительными, указывающими и регистрирующими приборами. Решение по этим данным принимает рабочий. Система только информирует о состоянии контролируемых параметров.

Целью дипломной работы является разработка системы управления компрессорной установкой в составе технологического процесса переработки молока на предприятии ТОО «Восток-Молоко» .

Актуальность данной дипломной работы заключается в создании программного средства, которое позволит специалистам и обслуживающему персоналу молокозавода более качественно контролировать технологический процесс переработки цельного молока, обеспечивать максимальное использование производственных мощностей, ритмичное и бесперебойное движение незавершенного производства, сдачу готовой продукции, выполнение работ, складских и погрузочно-разгрузочных операций по установленным графикам. Разрабатываемая система позволит хранить, обрабатывать, анализировать и в полном объёме получать достоверные данные, характеризующие технологический процесс переработки молока.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

выполнить анализ существующих методик контроля технологического процесса и выделить основные этапы ведения учета, документооборота и отчетности рассматриваемого процесса;

провести исследование предметной области и выбрать технологию проектирования;

разработать программное средство по автоматизации контроля технологического процесса;

внедрить разработанное программное средство.

Разработанное программное средство позволит решать следующие задачи:

контролировать технологический процесс переработки цельного молока в режиме реального времени;

хранить, обрабатывать и анализировать хранимую информацию о параметрах технологического процесса, входных и выходных данных;

обеспечивать специалистов и обслуживающий персонал отчетными данными о ходе технологического процесса для выявления резервов производства по установлению наиболее рациональных режимов работы технологического оборудования, более полной и равномерной загрузке оборудования и производственных площадей, сокращению длительности цикла изготовления продукции.

Разработанное программное средство позволит:

сократить время специалистов и обслуживающего персонала на документальное оформление сведений о технологическом процессе;

выполнять анализ качественного и количественного состава переработанного сырья, а также параметров технологического процесса;

осуществлять внедрение и обеспечение рационального использования технических средств оперативного управления производством.

1. Анализ существующих методик управления и контроля, описание предметной области и выбор технологии проектирования

1.1 Существующая методика управления и контроля технологическим процессом

Выбор методов и средств контроля является важным моментом в организации и функционировании производственного контроля. Затраты на осуществление и требования к результатам контроля предопределяют выбор средств и методов. По методам контроля — совокупности правил и принципов осуществления, контроль может быть сплошным или выборочным, непрерывным или периодическим, разрушающим или неразрушающим, измерительным или органолептическим — с помощью чувств без численных оценок контролируемых признаков. В зависимости от места в технологическом процессе различают входной, операционный и приемочный контроль. По технической оснащенности различают ручной и механизированный контроль, автоматизированные системы контроля с частичным участием человека и автоматические системы контроля. Контроль называют активным, если результаты его непосредственно используются для управления процессами изготовления продукции.

Методы контроля разрабатываются технологом и устанавливаются в период технической подготовки производства, согласуются со службами контроля и фиксируются в технологической документации. Организация технического контроля на предприятии, изготавливающем изделия из древесины, может быть представлена структурной схемой. Инспекционный контроль проводится периодически по плану для систематической оценки фактического уровня качества изделий и проверки эффективности работы всех служб контроля. При этом проверяется правильность организации контроля, состояния контрольно-измерительных средств, соблюдение сроков и методов контроля. По результатам инспекционного контроля определяются недостатки и причины, их порождающие. Надежность контроля зависит от достоверности измерительной информации, на основе которой принимаются решения. Достоверность обеспечивается единством измерений, создаваемым комплексом правил, определяющих организацию и методику измерений на уровне государственных стандартов.

Метрологическая служба обеспечивает единство измерений путем организационно-технических мероприятий при подготовке и функционировании производства. Предусмотренная государственными стандартами метрологическая экспертиза и метрологический надзор по ГОСТ 8.002−71 обеспечивают эффективность производственного контроля. Заводская лаборатория и лаборатория государственного надзора играют важную роль в организации технического контроля и в успешном функционировании его в конкретных условиях производства. Поступающая на предприятие для изготовления изделий продукция проходит через входной контроль. Служба входного контроля должна располагать перечнем поступающей на предприятие продукции с указанием параметров и допусков контролируемых параметров, средствами и методами контроля по каждому параметру.

Операционный контроль направлен на определение величины приближения действительных показателей технологического процесса к их номинальным значениям для их регулирования. Выбор средств контроля, оценка точности и стабильности контролируемых параметров регламентируются государственными стандартами. Приемочный контроль осуществляет проверку готовой продукции. По результатам проверки принимается решение о пригодности к поставке и использованию готовой продукции. При приемочном контроле оценивают качество продукции по качественным и количественным характеристикам основных свойств в соответствии с назначением и нормативной документацией.

Основной целью приемочного контроля готовой продукции является защита интересов потребителя путем выявления дефектной продукции. При нормальном ходе технологического процесса засоренность готовой продукции дефектными изделиями незначительна. При нарушении технологии и недостаточной надежности приемочного и операционного контроля дефектность продукции резко возрастает. При сплошном приемочном контроле потребителю поставляется бездефектная продукция. При этом контроль должен быть неразрушающим. Продукция не должна терять свои потребительские свойства. При массовом производстве сплошной контроль экономически не оправдан. Опыт показывает, что при изготовлении продукции сериями нет необходимости осуществлять сплошной контроль. Достаточно проконтролировать часть изделий и на основании результатов этого контроля по предварительно установленным правилам строить суждение о качестве всех изделий. Правила, по которым строят суждение о качестве всей предъявленной к приемке продукции по данным выборочного контроля, называют планом контроля. План контроля должен обеспечивать надежность такого выборочного контроля. В настоящее время имеют три плана приемочного контроля: одноступенчатый, многоступенчатый и непрерывный.

При сортировке используют более сложные схемы автоматического контроля, в которых регистрирующие элементы связаны с исполнительными устройствами, распределяющими контролируемые объекты по группам в соответствии с их качественными показателями. В менее сложных схемах такая автоматическая система осуществляет защиту технологических объектов — при выходе контролируемого параметра за допустимые пределы. При управлении автоматическая система целенаправленно действует через исполнительные элементы. При этом могут использоваться логические элементы, электронно-вычислительные машины и микропроцессоры, позволяющие регулировать ход технологического процесса в зоне оптимальных режимов. Такие устройства имеют прямую связь с производственными комплексами и осуществляют активную форму производственного контроля и управления технологическим процессом. В автоматических системах управления технологическим процессом контроль имеет жесткую связь через исполнительный элемент с объектом регулирования, который оказывает влияние на контролируемый показатель качества. Каждый из элементов автоматического контроля состоит из звеньев, которые характеризуются статическими и динамическими свойствами.

1.2 Технико-экономическая характеристика предметной области

Получение молока и молочных продуктов для снабжения населения в основном производится через молокозаводы. Рассматриваемый молокозавод ТОО «Восток-Молоко» оснащается аппаратурой и оборудованием, позволяющими все производственные процессы механизировать и автоматизировать, а продвижение молока и молочных продуктов производить по закрытой, замкнутой системе трубопроводов. Весьма перспективна система подачи молока с мест его сбора на молокозавод по специально оборудоемому трубопроводу. Для этой цели могут использоваться трубы из полимерных материалов.

На молокозаводах устанавливают поточные линии производства различных видов молочных продуктов. На рисунке 1.1 представлена схема технологического процесса на молочном заводе ТОО «Восток-Молоко». Наиболее короткая и простая линия здесь установлена для сырого молока, основными элементами которой являются поступление сырого молока в танки, очистка и фильтрация молока на специальных фильтрах, и подача сырого молока для пастеризации. Все остальные линии производства молока и молочных продуктов используют подачу пастеризованного молока.

Основные цели пастеризационного процесса — борьба с микроорганизмами, в вегетативной форме заражающих молоко (возбудителей кишечных заболеваний, бруцеллеза, туберкулеза, ящура и др.), сохраняя при этом его биологическую, питательную ценность и качество.

Техническая реализация процесса выдержки осуществляется в специальных устройствах (выдерживателях) в пастеризационно-охладительных установках.

По конструкции выдерживатель представляет собой камеру, через которую непрерывным потоком проходит молоко в практически изотермических условиях. Камера выдерживателя может быть выполнена в виде трубы большого диаметра определенной длины, цилиндрической емкости с рубашкой, трубчатого змеевика и др.

Кроме температуры и продолжительности выдержки на эффективность пастеризации существенно влияют степень очистки, кислотность, общая обсемененность микроорганизмами, вспениваемость молока и другие факторы.

Пастеризуемое молоко должно быть предварительно очищено на фильтрах или сепараторах-молокоочистителях. При пастеризации неочищенного молока загрязняется теплопередающая поверхность аппаратов (особенно пластинчатых) и снижается эффективность действия температуры.

управление программный компрессорная установка Рисунок 1.1 — Схема технологического процесса на молочном заводе Применение пастеризации как массового, обязательного метода обработки молока, выпускаемого для реализации, сыграло важную роль в ликвидации заболеваний и вспышек, имевших широкое распространение в допастеризационный период.

Введение

обязательной пастеризации в производство молока и молочных продуктов явилось важным в санитарном отношении рубежом, позволившим гарантированно освободить молоко от патогенных бактерий, повысить устойчивость молока в процессе хранения и обеспечить безвредность молока при его потреблении.

Согласно действующим санитарным законодательствам, все молоко, поступающее в торговую сеть для реализации и в систему общественного питания, должно быть предварительно пастеризовано. В равной мере на молочных заводах изготовление молочных продуктов должно производиться из пастеризованного молока.

На молокозаводах используются современные пастеризационные установки пластинчатого типа (рисунок 1.2), обеспечивающие пастеризационный эффект при минимальных изменениях физико-химических свойств молока.

На молокозаводах применяют разные режимы пастеризации.

длительная, низкотемпературная пастеризация (нагревание до 63−65° в течение 30 мин).

кратковременная пастеризация (нагревание до 72−75° в течение 20−30 с).3. Моментальная или высокотемпературная пастеризация (нагревание до 85−90° без экспозиции).

Наиболее часто используют кратковременную пастеризацию, проводимую в пластинчатых пастеризаторах. Пастеризация молока, проводимая на молокозаводах, обеспечивает отмирание около 99,9% микроорганизмов. Создаваемые режимы пастеризации не позволяют достигнуть 100% освобождения молока от микроорганизмов, а создание более жестких режимов уже сказывается на качественных и биологических показателях получаемого пастеризованного молока.

Рисунок 1.2 — Схема пластинчатой пастеризационно-охладительной установки В производстве кисломолочных напитков используются современные установки, обеспечивающие выпуск продуктов высокого качества (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 — Линия производства кисломолочных продуктов резервуарным способом В зависимости от принятых в технологической инструкции режимных параметров процесса пастеризации молока и молочных продуктов применяют соответствующее оборудование.

1.3 Экономическая сущность задачи

В данной дипломной работе объектом рассмотрения является технологический процесс переработки цельного молока, пастеризации и получения готовой продукции на молокозаводе ТОО «Восток-Молоко». В настоящее время данный процесс не контролируется должным образом, управление осуществляется вручную с помощью механических и полуавтоматических приборов управления и учета, документальное оформление процесса деятельности выполняется на бумажных носителях, а так же в электронном виде представляет собой несколько таблиц Microsoft Excel, которые из-за своей громоздкости неудобны в использовании.

При проектировании системы управления компрессорной установкой молокозавода для достижения экономического эффекта необходимо решить следующие задачи:

создание визуальной среды управления и контроля над технологическим процессом и его параметрами;

создание единой базы данных;

максимально возможное сокращение оборота бумажных документов;

оперативное получение информации на любой момент времени;

представление удобного интерфейса для работы пользователю.

При внедрении проектируемой системы управления как результат получим:

визуальный контроль технологического процесса переработки цельного молока в режиме реального времени;

хранение, обработка и анализ хранимой информации о параметрах технологического процесса, входных и выходных данных;

обеспечение специалистов и обслуживающего персонала отчетными данными о ходе технологического процесса для выявления резервов производства по установлению наиболее рациональных режимов работы технологического оборудования, более полной и равномерной загрузке оборудования и производственных площадей, сокращению длительности цикла изготовления продукции;

сокращение непроизводительных затрат времени сотрудников;

сокращение затрат на бумажные документы за счет наличия оперативного электронного архива.

Таким образом, в результате внедрения разрабатываемой системы управления позволит обеспечить хранение, обработку, анализ и достоверность данных, характеризующих состояние технологического процесса, упрощение и ускорение ведения учета поступления исходного сырья и получение готовой продукции, а также учет перемещения перерабатываемого сырья внутри технологического процесса. Также предусматривается своевременное составление отчетности на каждом этапе переработки исходного сырья.

1.4 Архитектура разрабатываемой системы управления

Разрабатываемая система имеет свою архитектуру (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 — Схема архитектуры разрабатываемой системы

1.4.1 Информационное обеспечение

Под информационным обеспечением понимается совокупность средств (систем документации и массивов информации) и методов подготовки информации для реализации функций управления в АС.

Совокупность сведений, содержащихся в документации и массивах информации, составляют информационную базу. Она содержит сведения о различных фактах, событиях, процессах, явлениях, используемых при выполнении принятия решений.

Информационное обеспечение образует внутримашинную информационную БД, состоящую из следующих компонентов:

— файл БД, содержащий справочную информацию об оборудовании молокозавода, участвующего в технологическом процессе;

— файл БД, содержащий информацию о наблюдаемых параметрах технологического процесса;

— файл БД, содержащий информацию о рабочих сменах;

— файл БД, содержащий информацию о динамическом изменении параметров технологического процесса;

— файл БД, содержащий информацию ходе процесса переработки сырья.

1.4.2 Программное обеспечение

Программное обеспечение любого АС подразделяется на общее и функциональное. Основные элементы общего программного обеспечения автоматизированной системы поставляются с ПЭВМ. Клиентская часть АС включает в себя:

— операционную систему Windows 98 или Windows NT или более поздние версии;

— пакет поддержки баз данных Microsoft Jet Database Engine фирмы Microsoft;

— установленный, профессиональный пакет Microsoft Office, начиная с версии 97, для поддержки провайдера баз данных;

— файл справки в формате HTML Help. Поддержка такого формата справки началась с Windows 98.;

— технологию ADO, а именно драйвер Microsoft Jet 4.0 в операционной системе.

Функциональное программное обеспечение, предназначено для автоматизации решения функциональных задач и включает в себя универсальные программы и функциональные пакеты. При проектировании этих программных средств необходимо соблюдать принципы ориентации разработки на конкретного пользователя.

1.4.3 Техническое обеспечение

Разработанную систему управления можно использовать на ЭВМ типа IBM PC/AT с процессором Intel Pentium с тактовой частотой не ниже 1.1 ГГц. Объем оперативной памяти компьютера — не менее 256 Мб. Видеокарта должна быть совместима с Windows 98 и выше. Для вывода отчетов на бумагу информации может использоваться любой принтер, поддерживаемый операционной системой Windows 98.

1.4.4 Организационное обеспечение

Для управления технологическим процессом переработки цельного молока и осуществления контроля над производственным циклом ответственное лицо (диспетчер) должен выполнять следующие действия:

1. Осуществлять с использованием средств вычислительной техники, коммуникаций и связи оперативное регулирование хода производства и других видов основной деятельности предприятия или его подразделений в соответствии с производственными программами, календарными планами и сменно-суточными заданиями.

2. Контролировать обеспеченность подразделений предприятия необходимыми материалами, конструкциями, комплектующими изделиями, оборудованием, а также транспортом и погрузочно-разгрузочными средствами.

3. Осуществлять оперативный контроль за ходом производства, обеспечивая максимальное использование производственных мощностей, ритмичное и бесперебойное движение незавершенного производства, сдачу готовой продукции, выполнение работ (услуг), складских и погрузочно-разгрузочных операций по установленным графикам.

4. Обеспечивать соблюдение установленных норм заделов на участках и в цехах, размеров партий запусков и сроков их подач.

5. Принимать меры по предупреждению и устранению нарушений хода производства, привлекая при необходимости соответствующие службы предприятия.

6. Выявлять резервы производства по установлению наиболее рациональных режимов работы технологического оборудования, более полной и равномерной загрузке оборудования и производственных площадей, сокращению длительности цикла изготовления продукции.

7. Осуществлять внедрение и обеспечивать рациональное использование технических средств оперативного управления производством.

9. Вести диспетчерский журнал, составлять отчетные рапорты и другую техническую документацию о ходе производства.

10. Участвовать в работе и оценке деятельности подразделений предприятия, выявлять внутрипроизводственные резервы.

11. Руководить работой операторов диспетчерской службы.

1.5 Информационное обеспечение разрабатываемой системы

1.5.1 Проектирование инфологической информационной модели

В рамках этого раздела лежит ознакомление со всеми входными и выходными документами и определение базы данных (БД).

Для описания процесса документооборота можно использовать математические методы, в том числе метод моделирования. Модель — это упрощенное представление объекта. Использование модели позволяет продемонстрировать в более сжатом виде потоки информации, поступающие в систему и выходящие из нее.

Ниже представлен перечень входящих и исходящих документов (таблицы 1.1 — 1.2).

Таблица 1.1

Перечень входящих документов

Таблица 1.2

Перечень исходящих документов

После изучения технологического процесса переработки цельного молока и осуществления контроля над производственным циклом, а также входных и выходных документов, были выявлены следующие информационные объекты:

" ОБОРУДОВАНИЕ МОЛОКОЗАВОДА" ;

" ПАРАМЕТРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА" ;

" ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС" ;

" РАБОЧИЕ СМЕНЫ" ;

" РЕГИСТРАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ" ;

" РЕГИСТРАЦИЯ ПРОЦЕССОВ" ;

" РЕГИСТРАЦИЯ СМЕН" .

Проведем анализ функциональных зависимостей между атрибутами в пределах каждого отношения, а также определим ключи отношений:

ОБОРУДОВАНИЕ_МОЛОКОЗАВОДА (Код_оборудования, наименование_оборудования, минимальное_значение, максимальное_значение, значение);

ПАРАМЕТРЫ_ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО_ПРОЦЕССА (Код_параметра, наименование_параметра, минимальное_значение, максимальное_значение);

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС (Код_процесса, наименование_процесса);

РАБОЧИЕ СМЕНЫ (Код_смены, наименование_смены);

РЕГИСТРАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ (Код_записи, код_параметра, значение, дата_время);

РЕГИСТРАЦИЯ ПРОЦЕССОВ (Код_записи, код_оборудования, код_процесса, код_смены, значение, дата_время);

РЕГИСТРАЦИЯ СМЕН (Код_записи, код_смены, дата_время).

Таким образом, выделены все информационные объекты, отображающие данные, которые используются в рассматриваемой задаче.

Анализ связей между объектами отражен в таблице 1.3.

Таблица 1.3

Связи информационных объектов

После выбора сущностей, задания атрибутов и анализа связей между сущностями проектируем концептуальную схему БД, изображенную на рисунке 1.5, в виде ER-диаграммы, где сущности обозначаются прямоугольниками, связи — ромбами.

Рисунок 1.5 — Инфологическая модель предметной области

1.5.2 Логическое проектирование приложения базы данных

Основной задачей этапа логического проектирования является разработка логической схемы, ориентированной на выбранную модель организации данных и соответствующую ей систему управления базами данных (СУБД) и конфигурацию ЭВМ.

Для создания информационной базы данных наилучшим вариантом будет использование реляционной модели. Это можно обосновать тем, что реляционная модель высоко оценивается по критериям:

— легкость использования — основную часть издержек, особенно в небольших базах данных, может составить время, затрачиваемое пользователем на формулировку запросов, следовательно, необходима модель данных, которая позволяет тщательно программировать и легко формулировать запросы;

— эффективная реализация — СУБД может легко переводить спецификации концептуальной схемы и их отображение в реализацию, эффективную с точки зрения необходимого пространства и обработки запросов.

Реляционная модель оперирует только одной конструкцией, которую должен понимать конечный пользователь, формулируя запросы на данные. Благодаря этому системы доступны и тем, кто не обладает навыками пользователя ПК.

При использовании реляционной СУБД, обрабатываемая информация представляется в виде файлов базы данных, которые хранят информацию в виде записей. Ниже приведены структуры файлов базы данных (таблицы 1.4 — 1.10).

Сущности ОБОРУДОВАНИЕ_МОЛОКОЗАВОДА соответствует таблица S_Bak.

Таблица 1.4

Структура таблицы S_Bak

Сущности РАБОЧИЕ СМЕНЫ соответствует таблица S_Smena.

Таблица 1.5

Структура таблицы S_Smena

Сущности ПАРАМЕТРЫ_ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО_ПРОЦЕССА соответствует таблица S_Param.

Таблица 1.6

Структура таблицы S_Param

Сущности ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС соответствует таблица S_Process.

Таблица 1.7

Структура таблицы S_ Process

Сущности РЕГИСТРАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ соответствует таблица D_Param.

Таблица 1.8

Структура таблицы D_Param

Сущности РЕГИСТРАЦИЯ СМЕН соответствует таблица D_Smena.

Таблица 1.9

Структура таблицы D_ Smena

Сущности РЕГИСТРАЦИЯ ПРОЦЕССОВ соответствует таблица D_Process.

Таблица 1.10

Структура таблицы D_ Process

Логическая структура реляционной базы данных определяется совокупностью логически взаимосвязанных реляционных таблиц. Каждая реляционная таблица имеет структуру, определяемую реквизитным составом одного из информационных объектов полученной инфологической модели. Логические связи таблиц соответствуют структурным связям между объектами. Логическая структура реляционной базы данных, построенная на основе полученной инфологической модели, приведена на рисунке 1.6. Ключи выделены жирным шрифтом, а логические связи отображены стрелками.

Рисунок 1.6 — Логическая структура реляционной базы данных

1.5.3 Выбор конкретной СУБД и среды разработки

Одним из основных критериев выбора СУБД является оценка того, насколько эффективно внутренняя модель данных, поддерживаемая системой, способна описать концептуальную схему. Большинство СУБД для персональных ЭВМ работают с реляционной моделью. Таковы системы FoxPro, Paradox, Clipper. Перечисленные СУБД эффективны для создания небольших изолированных систем с несложной структурой данных, с относительно небольшими объемами данных (10Мб — 1Гб) и несложными запросами. За пределами такого рода ограничений эффективность использования указанных СУБД существенно снижается.

Для хранения данных в приложении выбрана СУБД Microsoft Access, которая поддерживает реляционную модель данных.

Microsoft Access является одним из самых популярных приложений в семействе настольных СУБД реляционного типа. Все версии Access имеют в своем арсенале средства, значительно упрощающие ввод и обработку данных, поиск данных и предоставление информации в виде таблиц, графиков и отчетов. Начиная с версии Access 2000, появились также Web-страницы доступа к данным, которые пользователь может просматривать с помощью программы Internet Explorer. Помимо этого, Access позволяет использовать электронные таблицы и таблицы из других настольных и серверных баз данных для хранения информации, необходимой приложению. Присоединив внешние таблицы, пользователь Access будет работать с базами данных в этих таблицах так, как если бы это были таблицы Access. При этом и другие пользователи могут продолжать работать с этими данными в той среде, в которой они были созданы.

При создании программного продукта главным критерием выбора программных средств разработки являлись:

— скорость разработки приложений;

— возможность быстрого внесения изменений в программу;

— возможность редактирования и просмотра БД, используя средства разработки.

Как дополнение к перечисленному, можно указать, что время разработки зависит от:

— поддержки выбранным инструментарием ОС;

— аппаратной поддержки, необходимой для их оптимального функционирования;

— наличия предварительного опыта у разработчиков в использовании соответствующих программных средств.

Обеспечить минимальное время разработки можно только при выполнении этих условий.

Исходя из приведенных требований, выделим следующие характеристики средств разработки программного обеспечения:

— наличие опыта разработки с использованием данного программного продукта;

— требования по ресурсам;

— поддержка операционной системы;

— наглядность разработки интерфейса;

— предоставляемые возможности работы с базами данных;

— доступность;

— скорость работы разработанного программного обеспечения;

— обработка исключительных ситуаций;

— время создания разработанного программного обеспечения;

— удобство эксплуатации.

В качестве средства разработки программного продукта по автоматизации работы использован Delphi7, как наиболее оптимальное средство разработки с точки зрения разработчика.

Используя Delphi можно создавать приложения для MS Windows95/98/NT с минимальными затратами времени т.к. в её основе лежит концепция быстрого создания приложений (RAD).

Основные сведения о Delphi:

Базируется на расширении языка Pascal — Object Pascal.

Интегрированная среда разработки приложений — позволяет создавать, компилировать, тестировать и редактировать проект или группу проектов в единой среде программирования.

Визуальная технология разработки программ — позволяет быстро создавать приложения путём размещения в форме стандартных компонентов. При этом соответствующий код программы автоматически генерируется Delphi. Такая технология освобождает разработчика от рутинной работы по созданию пользовательского интерфейса и позволяет уделить больше внимания внутренней организации данных и обработке данных.

Библиотека компонентов содержит множество стандартных компонентов, которые можно использовать при создании приложений. Сюда относятся элементы управления в стиле Windows95 и IE 4.0, а также шаблоны для форм и экспертов.

Поддержка баз данных в среде Delphi осуществляется двояко. С одной стороны в ней широко используются компоненты, предназначенные для работы с базами данных. С их помощью можно создавать простые приложения, предназначенные для обработки данных, и приложения типа клиент/сервер.

Особенностью этих компонентов является то, что во время создания приложения Delphi отображает результаты обработки данных, и позволяет проанализировать различные ситуации, которые могут сложиться в процессе работы программы. С другой стороны, поддержка баз данных в Delphi осуществляется с помощью набора драйверов соединений с SQL-северами Borland SQL Links for Windows, которые позволяют интегрированному в Delphi ядру процессора баз данных Borland, (BDE) Borland Database Engine, получать доступ к локальным базам данных Paradox, dBASE, Access, FoxPro, а также SQL-северам InterBase, Informix, Oracle, Sybase, DB2, Microsoft SQL.

32-битовый компилятор Delphi генерирует исполняемые EXE-файлы. При этом существует возможность генерировать либо простые EXE-файлы, либо сложные приложения, требующие подключения DLL-библиотек.

Delphi — это первый инструмент, в котором быстрое проектирование сочетается с использованием оптимизирующего компилятора. Кроме того, в Delphi может быть использована технология масштабирования баз данных, являющаяся самой мощной и сложной технологией программирования, которая когда-либо использовалась для персональных компьютеров. В отличии от большинства других инструментов, предназначенных для быстрой разработки приложений, Delphi является расширяемым инструментом. Ниже приведен краткий список особенностей, обеспечивающих расширяемость Delphi:

— непосредственный доступ к интерфейсу приложений API;

— встроенный Ассемблер;

— обработка строк, написанных на Ассемблере, вставленных в текст программ Delphi;

— возможность создания пользовательских объектов VCL и OCX;

— возможность создания DLL-библиотек и других «вторичных» объектов среды Windows;

— объектная ориентация — возможность создавать новые классы, наследующие свойства существующих классов, либо, начав с нуля, строить свои собственные.

Одним из основных критериев, при выборе инструмента разработки приложений баз данных является масштабируемость, возможность работать с данными в различных платформах. Масштабируемость в Delphi достигается благодаря следующим свойствам:

— поддержка как локальных таблиц, так и находящихся на удаленных серверах баз данных;

— поддержка сложных запросов и доступ из одного приложения ко многим Системам Управления Базами Данных (СУБД), построенным на различных платформах;

— свободное перемещение приложения из одной СУБД в другую, осуществляемое посредством ядра Borland Database Engine, которое организует доступ к базам данных, невзирая на различия в платформах;

— наличие собственных быстрых драйверов для основных платформ типа клиент/сервер;

— полная поддержка ODBC.

Delphi, как СУБД, полностью ориентирован на реляционную модель данных и имеет встроенный язык запросов к базам данных SQL (Structured Query Language).

1.6 Обоснование выбора архитектуры технологии доступа к данным

Выбор архитектуры приложения главным образом зависит от реализуемой задачи. Программа для АРМ специалиста успешно реализуется в небольшой сети с файловым сервером, изображенной на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 — Архитектура системы управления

Каждый пользователь может быстро запускать локальную копию приложения и совместно пользоваться файлом объектов данных, расположенным на файловом сервере. Использование локальных копий приложения повышает его производительность, тогда как запуск несколькими пользователями приложения, расположенного на сервере, увеличивает нагрузку на сеть.

1.7 Структурно-функциональная схема информационной системы

В приложении, созданном в среде разработки Delphi, применяется технология доступа данным ADO для реализации возможности загрузки исходных данных любых форматов и сохранения результатов работы системы в таблицах БД.

Общая схема информационной системы представлена на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 — Общая схема системы управления

В качестве технологии реализации задачи обмена данными с Microsoft Excel была использована технология автоматизации (OLE Automation). Автоматизация позволяет одному приложению управлять другим приложением. Управляемое приложение называется сервером автоматизации.

Технология доступа к данным ADO (ActiveX Data Objects) — это высокоуровневый компонент технологии доступ к данным, разработанный компанией Microsoft.

Схема функций, реализуемых технологией ADO в разработанном приложении отображена на рисунке 1.9.

Рисунок 1.9 — Схема функций, реализуемых технологией ADO

2. Программная реализация системы управления компрессорной установкой

2.1 Назначение и цель создания системы управления

Целью дипломной работы является разработка системы управления компрессорной установкой в составе технологического процесса переработки молока на предприятии ТОО «Восток-Молоко» .

Разработанное программное средство позволит решать следующие задачи:

контролировать технологический процесс переработки цельного молока в режиме реального времени;

хранить, обрабатывать и анализировать хранимую информацию о параметрах технологического процесса, входных и выходных данных;

обеспечивать специалистов и обслуживающий персонал отчетными данными о ходе технологического процесса для выявления резервов производства по установлению наиболее рациональных режимов работы технологического оборудования, более полной и равномерной загрузке оборудования и производственных площадей, сокращению длительности цикла изготовления продукции.

Разработанное программное средство позволит:

сократить время специалистов и обслуживающего персонала на документальное оформление сведений о технологическом процессе;

выполнять анализ качественного и количественного состава переработанного сырья, а также параметров технологического процесса;

осуществлять внедрение и обеспечение рационального использования технических средств оперативного управления производством.

Программное обеспечение должно иметь возможности:

— ввод информации о количественном и качественном составе исходного сырья;

— смена рабочих смен и автоматическое сохранение в базу данных;

— управление и контроль за технологическим процессом и параметрами производственного цикла в режиме реального времени;

— формирования отчетов с подведением итогов по любым запросам пользователей;

Последовательность проектирования системы управления выполняется в следующей последовательности:

1. Обследование предметной области;

2. Изучение и формализация требований будущих пользователей;

3. Проектирование структуры и создание таблиц базы данных;

4. Создание экранных форм;

5. Отладка программного продукта;

6. Внедрение системы управления на молокозаводе;

7. Проведение мероприятий по обучению сотрудников диспетчерской службы.

2.2 Требования к информационной системе

2.2.1 Требования к функциям информационной системы

Проектируемое АРМ должно помочь пользователю в реализации расчетов при выполнении ей своих основных функций. Проектируемое АРМ должно обеспечивать выполнение следующих функций:

? ручной ввод оперативной информации;

? формирование БД и их использование в вычислительных алгоритмах;

? способностью осуществлять пересчет задачи при корректировке информации;

? возможностью оперативной корректировки информации.

2.2.2 Требования к интерфейсу пользователя

Основное достоинство хорошего интерфейса пользователя заключается в том, что пользователь всегда чувствует, что он управляет программным обеспечением, а не программное обеспечение управляет им.

Для создания у пользователя такого ощущения «внутренней свободы» интерфейс должен обладать целым рядом свойств, описанных ниже:

? естественность интерфейса заключается в том, что он не вынуждает пользователя существенно изменять привычные для него способы решения задач. В системе это свойство реализовано следующим образом: сохранены обозначения и терминология предметной области, используются знакомые понятия и образы, что обеспечивает интуитивное понимание интерфейса;

? согласованность интерфейса позволяет пользователю использовать ранее приобретённые знания для уяснения новых аспектов работы. Так как в основу подсистемы учета успеваемости студентов заложен стандартный пользовательский интерфейс работы в среде Windows, то проектируемая система обладает данным свойством;

? дружественный интерфейс: изучение любого программного продукта происходит методом проб и ошибок, поэтому для этого в подсистеме предусмотрено предупреждение таких ситуаций, которые могут вызвать ошибку;

? простота интерфейса подразумевает, что не нужно усложнять восприятие и понимание информации, возникающей перед глазами пользователя. Для этого при выполнении очередного шага задания перед пользователем будет отображаться минимально необходимая информация. Необходимо также избегать многословных командных имён и сообщений и размещать элементы управления на экране с учётом их смыслового значения и логической взаимосвязи;

? гибкость, необходимо учитывать как профессиональный опыт работы с компьютером, так и производительность труда конкретного пользователя;

? эстетическая привлекательность заключается в том, чтобы на экране формировалась такая среда, которая помогала пользователю понять предоставляемую информацию, сосредотачиваться на ней и, по возможности, уменьшать нагрузку на человека (недопустимо использование ярких красок в заголовках меню, резких перемещений, пугающих изображений и т. д.).

82.2.3 Требования к реактивности системы

К показателям, описывающим реактивность системы, относят все временные характеристики, которые должны обеспечивать комфортную работу пользователя.

При проектировании системы накладывается условие быстрого и точного ввода данных, нахождения решения, быстрого формирования отчётов по результатам вычислений.

Время формирования выходной документации (отчетов, приказов, ведомостей), включая время печати не должно превышать 5 минут.

2.2.4 Требования к защите информации

Защита информации основывается на доступе к рабочему месту пользователя (персональному компьютеру) определенного круга лиц, имеющих права на пользования данным компьютером.

2.2.5 Требования к надёжности системы

Надежность системы подразумевает надежную работу ПК, на котором установлена проектируемая информационная система. Необходимо предусмотреть резервное копирование накапливаемой информации в определенный интервал времени.

2.3 Перечень и описание входных и выходных данных

Предметная область (ПО) проектируемой системы управления — управление и контроль над технологическим процессом переработки цельного молока. Входная информация разделяется на условно-постоянную и оперативно-учетную информацию.

Условно-постоянная информация, необходимая для решения поставленной задачи включает:

— Справочник «Оборудование молокозавода». Формируется на основе данных технологического оборудования молокозавода.

— Справочник «Рабочие смены». Формируется на основе штатно-должностного расписания молокозавода.

— Справочник «Параметры технологического процесса». Формируется на основе справочника технологических параметров, подлежащих контролю.

— Справочник «Технологический процесс» .

Входная информация, содержащая данные оперативного учета, включает:

накладная на приход сырья;

журнал регистрации прихода;

талон анализа состава.

Автоматизированный учет поступления новой информации и обработка данных должны вводиться, накапливаться и храниться в базе данных в течение регламентированного периода.

На основе хранимых данных по запросу пользователя должен производиться автоматизированный анализ находящихся сведений в базе данных и выдача отчета. Отчет должен содержать сведения о необходимой на данный момент информации.

Выходной информацией являются документы, содержащие следующую информацию:

качественный и количественный состав выгрузки готовой продукции;

графики параметров технологического процесса.

Полный перечень выходящей документации можно посмотреть в таблице 1.2 (Информационное обеспечение разрабатываемой системы).

Документы-отчеты выдаются в разрезе определенных критериев (по запросу пользователя). Эти документы должны выводиться на экран и печать. Статистические данные выдаются в графическом и аналитическом виде, что способствует быстрому реагированию и принятию оптимальных управленческих решений.

2.4 Описание функциональных возможностей и схем диалога

Интерфейс приложения выполнен в соответствии с требованиями, которые предъявлялись к системе на этапе проектирования. Простота и удобство использования приложения обеспечивает выполнение качественной и многофункциональной работы без напряжения и без затрат времени на осмысление информации, которая отображается на экране.

Основной особенностью прикладного программного обеспечения является наличие интерфейса пользователя, не требующего специальных навыков работы с ПЭВМ. Все это находит практическую реализацию в разработанном программном продукте.

Простота интерфейса приложения подразумевает, что не нужно усложнять восприятие и понимание информации, возникающей перед глазами пользователя. Для этого при выполнении очередного шага задания перед пользователем будет отображаться минимально необходимая информация. Также были исключены многословные командные имёна и сообщения и элементы управления размещены на экране с учётом их смыслового значения и логической взаимосвязи. При запуске программы открывается главное окно приложения (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 — Главное окно приложения