Дипломная (вкр): Компьютерная реализация информационно-моделирующей системы для процессов химической очистки теплоэнергетического оборудования

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

где М - масса отложений;

ρ - плотность отложений;

S - занимаемая площадь;

h - единица высоты для определенного отложения.

Если коэффициент по расчету больше одного, то ему присваивается значение единицы, что говорит о том, что вся площадь поля занята отложением. Если коэффициент меньше единицы, то с учетом его значения будет заполнено только определенная часть поля отложением.

Общий вид расположения отложения на клеточном поле представлен в таблице 2.12.

Таблица 2.12 - расположение отложений на поле

m11	m12	…	m1b
m21	m22	…	m2b
…	…	…	…
ma1	ma2	mab

Очистка выбранного вида отложений реагентами происходит на основе протекаемых химических реакций, общий вид записи для каждой клетки-состояния представлен в формуле:

где xl - количество определенного реагента для очистки клетки;

fl - функция расчета для определенного реагента;

n - количество используемых реагентов для очистки.

Алгоритм проходит по всем клеткам поля, при обнаружении чистой клетки ее состояние сохраняется, при обнаружении отложений в клетке производится расчет, а после меняется состояние клетки.

По завершению расчетов и смены состояний в клетках поля рассчитывается общее количество необходимых реагентов для очистки определенного выбранного вида отложения, что представлено в формуле:

Конечные данные для каждого реагента выводятся в таблице результатов моделирования.

3. ПОСТРОЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-МОДЕЛИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ

3.1 Проектирование ИМС с использованием CASE-средств

Одними из самых затратных пунктами и моментов разработки информационно-моделирующей системы являются этапы проектирования и анализа систем, вследствие которых CASE-средства обеспечивают результат принимаемых решений технического характера и подготовку проектной документации.

Для проектирования информационно-моделирующей системы для процессов химической очистки теплоэнергетического оборудования применяется такое CASE-средство (Computer Aided System/Software Engineering - автоматизация процесса разработки сложных информационных систем) как BPwin - средство функционального проектирования, которое реализует методологию IDEF и DFD. Методология IDEF0 применяется для проектирования моделей широкого круга предметных областей и применяется как технологический способ проектирования систем на информационно-логическом уровне. Эта технология описывает информационно-моделирующую систему в целом как множество взаимосвязанных функций или действий. Процесс построения модели какой-нибудь системы в IDEF0 начинается с построения контекстной диаграммы, она является главной в структуре диаграмм и представляет собой самое общее описание системы и ее взаимодействие с внешней средой [19].

Для данной модели входной информацией (Input) являются данные о процессе химической очистки. Управляющими механизмами (Control) являются методики расчета и справочные данные. Исполняющим механизмом (Mechanism) является информационно-моделирующая система. В качестве выходной информации (Output) служат математическая модель и результаты анализа.

Контекстная диаграмма модели информационно-моделирующей системы представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Контекстная диаграмма информационно-моделирующей системы

Стрелки контекстной диаграммы представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Стрелки контекстной диаграммы

Наименование стрелки	Описание	Тип
Данные о процессе	Перечень всех необходимых данных о процессе химической очистки (наименование, входные и выходные экспериментальные данные)	Input
Методики расчета	Все необходимые для расчетов алгоритмы и методы, используемые в информационно-моделирующей системе	Control
Справочные данные	Все необходимые справочные данные для расчетов	Control
ИМС	Информационно-моделирующая система	Mechanism
Математическая модель	Построенная математическая модель по технологическому процессу	Output
Результаты анализа	Все произведенные расчеты по построенной математической модели	Output

Процесс проектирования информационно-моделирующей системы для процессов химической очистки теплоэнергетического оборудования состоит из пяти основных этапов: «Ввод информации», «Корреляционно-регрессионный анализ», «Дисперсионный анализ», «Конечные автоматы», «Анализ модели».

Диаграмма декомпозиции первого уровня «Проектирование информационно-моделирующей системы для процессов химической очистки теплоэнергетического оборудования» представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Диаграмма декомпозиции первого уровня

Основные модели IDEF0 представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Основные модели IDEF0

Название проекта: Проектирование информационно-моделирующей системы для процессов химической очистки теплоэнергетического оборудования.
Цель проекта: Реализация структурной функциональной модели информационно-моделирующей системы.
Технология моделирования: метод функционального моделирования IDEF0.
Инструментарий: программный продукт BP Win 4.0.
Список данных	Перечень функций
Данные о процессе Методики расчета Справочные данные Информационно-моделирующая система Математическая модель Результаты анализа	А0: Проектирование информационно-моделирующей системы для анализа и оценки технологических процессов на основе корреляционно-регрессионного и дисперсионного анализа
Данные о процессе Введенная информация Методики расчета Справочные данные Информационно-моделирующая система Результаты расчетов Математическая модель Результаты анализа	А1: Ввод информации А2: Корреляционно-регрессионный анализ А3: Дисперсионный анализ А4: Конечные автоматы А5: Анализ модели

Описание функциональных блоков представлено в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Описание функциональных блоков

Наименование функционального блока	Описание решаемых задач
А1: Ввод информации	По данным о технологическом процессе происходит занесение соответствующей информации в информационно-моделирующую систему.
А2: Корреляционно-регрессионный анализ	По завершению ввода информации происходит моделирование корреляционно-регрессионным анализом.
А3: Дисперсионный анализ	По завершению ввода информации происходит моделирование дисперсионным анализом.
А4: Конечные автоматы	По завершению ввода информации происходит моделирование на основе теории конечных автоматов.
А4: Анализ модели	По результатом моделирования и расчетов происходит анализ полученных результатов.

3 - метод функционально проектирования и построения моделей бизнес-процесса. Он используется для построения моделей таких процессов, в которых необходимо определить последовательность выполнения действий и взаимную зависимость между ними. У данного способа проектирования нет статуса федерального стандарта, но его используют как дополнение к IDEF0 [20]. Диаграмма бизнес-процесса «Корреляционно-регрессионный анализ» представлена на рисунке 3.3. Основные элементы в модели IDEF3 представлены в таблице 3.4. Описание действий IDEF3 представлено в таблице 3.5. Диаграмма бизнес-процесса «Дисперсионный анализ» представлена на рисунке 3.4. Основные элементы в модели IDEF3 представлены в таблице 3.6. Описание действий IDEF3 представлено в таблице 3.7. Диаграмма декомпозиции второго уровня «Конечные автоматы» представлена на рисунке 3.5. Описание функциональных блоков представлено в таблице 3.8.

Рисунок 3.3 - Диаграмма бизнес-процесса «Корреляционно-регрессионный анализ»

Таблица 3.4 - Основные элементы модели IDEF3

Название проекта: Проектирование информационно-моделирующей системы для процессов химической очистки теплоэнергетического оборудования.
Цель проекта: Реализация структурной функциональной модели ИМС.
Технология моделирования: метод моделирования IDEF3.
Инструментарий: программный продукт BP Win 4.0.
Перечень действий	Тип соединения
	Название		Вид
1	2		3
Построить модель уравнения регрессии Построить множественную регрессию	Соединение «Эксклюзивное ИЛИ»		Разворачивающий
Построить линейную модель Построить параболическую модель Построить гиперболическую модель Построить полулогарифмическую модель Построить показательную модель Построить степенную модель	Соединение «И»		Разворачивающий
Построить линейную модель Построить параболическую модель Построить гиперболическую модель Построить полулогарифмическую модель Построить показательную модель Построить степенную модель	Соединение «И»		Сворачивающий
Построить модель без взаимодействий Построить модель с парными взаимодействиями Построить модель с квадратичными взаимодействиями		Соединение «И»	Разворачивающий
Построить модель без взаимодействий Построить модель с парными взаимодействиями Построить модель с квадратичными взаимодействиями		Соединение «И»	Сворачивающий

Таблица 3.5 - Описание действий IDEF3

Наименование действий	Описание решаемых задач
1. Построить модель уравнения регрессии	Согласно введенным данным происходит выбор определенного вида модели уравнения регрессии.
2. Построить множественную регрессию	Согласно введенным данным происходит выбор определенного вида модели множественной регрессии.
3. Построить линейную модель	После выбора соответствующего вида модели строится линейная модель.
4. Построить параболическую модель	После выбора соответствующего вида модели строится параболическая модель.
5. Построить гиперболическую модель	После выбора соответствующего вида модели строится гиперболическая модель.
6. Построить полулогарифмическую модель	После выбора соответствующего вида модели строится полулогарифмическая модель.
7. Построить показательную модель	После выбора соответствующего вида модели строится показательная модель.
8. Построить степенную модель	После выбора соответствующего вида модели строится степенная модель.
9. Построить модель без взаимодействий	После выбора соответствующего вида модели строится линейная множественная модель без взаимодействий.
10. Построить модель с парными взаимодействиями	После выбора соответствующего вида модели строится множественная модель с парными взаимодействиями.
11. Построить модель с квадратичными взаимодействиями	После выбора соответствующего вида модели строится множественная модель с квадратичными взаимодействиями.

Рисунок 3.4 - Диаграмма бизнес-процесса «Дисперсионный анализ»

Таблица 3.6 - Основные элементы модели IDEF3

Название проекта: Проектирование информационно-моделирующей системы для процессов химической очистки теплоэнергетического оборудования.
Цель проекта: Реализация структурной функциональной модели ИМС.
Технология моделирования: метод моделирования IDEF3.
Инструментарий: программный продукт BP Win 4.0.
Перечень действий	Тип соединения
	Название	Вид
Построить модель дисперсионного анализа	Соединение «И»	Разворачивающий
Однофакторный дисперсионный анализ Двухфакторный дисперсионный анализ Латинский квадрат Греко-латинский квадрат Гипер-греко-латинский квадрат Латинский куб	Соединение «И»	Разворачивающий
Однофакторный дисперсионный анализ Двухфакторный дисперсионный анализ Латинский квадрат Греко-латинский квадрат Гипер-греко-латинский квадрат Латинский куб	Соединение «И»	Сворачивающий

Таблица 3.7 - Описание действий IDEF3

Наименование действий	Описание решаемых задач
1. Построить модель дисперсионного анализа	Согласно экспериментальным данным происходит выбор определенного вида модели дисперсионного анализа.
2. Однофакторный дисперсионный анализ	Расчет параметров модели однофакторного дисперсионного анализа
3. Двухфакторный дисперсионный анализ	Расчет параметров модели двухфакторного дисперсионного анализа
4. Латинский квадрат	Расчет параметров модели латинского квадрата
5. Греко-латинский квадрат	Расчет параметров модели греко-латинского квадрата
6. Гипер-греко-латинский квадрат	Расчет параметров модели гипер-греко-латинского квадрата
7. Латинский куб	Расчет параметров модели латинского куба

Рисунок 3.5 - Диаграмма декомпозиции второго уровня

Таблица 3.8 - Описание функциональных блоков

Наименование функционального блока	Описание решаемых задач
А1: Ввод данных	Производится ввод данных о процессе химической очистки на основе теории конечных автоматов. Заполняются данные о виде отложения, количестве и занимаемой площади, а также выбранных реагентов для произведения очистки.
А2: Построение клеточного поля	По завершению ввода информации происходит первоначальное построение и заполнение клеточного поля для рассматриваемого процесса.
А3: Выполнение расчетов	После построения первоначального клеточного поля на основе теории конечных автоматов происходит расчет необходимого количества выбранных реагентов.

3.2 Разработка ИМС

.2.1 Основные этапы разработки ИМС

Согласно предметной области автоматизации, поставленной задаче, выявленных требований к ней и проектированию информационно-моделирующей системы с использованием CASE-средств разработку системы можно разделить на три отдельных, независимых друг от друга модуля:

) корреляционно-регрессионный анализ;

) дисперсионный анализ;

) анализ на основе теории конечных автоматов.

Модули включают в себя соответствующие подсистемы, описанные в функциональной структуре информационно-моделирующей системы, а также взаимосвязь между ними с информационной подсистемой и базой данных.

Информационная подсистема включает блок справочных данных, который содержит:

Смотрите также:

Переход на поквартирное отопление – мифы и реальность
Получение биоаналитических реагентов на основе полимерно-капсулированных полупроводниковых (CdSe)ZnS нанокристаллов
Функциональные узлы вычислительной техники. методические указания к выполнению лабораторных работ № 4-6 по дисциплине Вычислительная техника. Герасимов М.И