 |
Методические указания для студента по изучению раздела
|
|
|
|
Учебное пособие
Раздел 7. Процессы управления и сети Петри
Основные термины и понятия
Процесс, технологический процесс, автоматизированная система управления, автоматизированная система управления технологическим процессом, управляющий процесс, параллельный технологический процесс, последовательный технологический процесс, параллельный управляющий процесс, частный управляющий процесс, последовательный управляющий процесс, процедура, пусковой исполнительный механизм, активные блоки объектов управления, пассивные блоки объектов управления, стартстопные управляющие процессы, стартовый управляющий процесс, синхронный стартовый управляющий процесс, синхронный стартстопный управляющий процесс, квазисинхронный стартстопный управляющий процесс, асинхронный стартстопный управляющий процесс, правильный процесс, событие, маркировка сети Петри, разрешающие метки, безопасные позиции, безопасная сеть Петри, ограниченная сеть Петри, примитивное событие, автоматная сеть позиция-переход, маркированный граф, активизирующая дуга, сдерживающая дуга, входная дуга, выходная дуга, линейный процесс, внешние позиции, длительный переход, функциональный ресурс, собственный функциональный ресурс, разделяемый функциональный ресурс, внутренние 
ресурсы процесса, переходы распараллеливания, переходы соединения, элементарный подпроцесс, собственный функциональный ресурс, разветвленный процесс, позиция альтернативного разветвления, позиция альтернативного соединения, логические ресурсы, тупиковое состояние, состояние блокировки, состояние взаимной блокировки, состояние конфликта, граф статических состояний процесса, тайм-аутная сеть Петри, граф достижимых состояний сети Петри.
|
|
|
Глоссарий к разделу
Автоматизированная система управления (АСУ) –система управления, которая строится на основе одной или нескольких ЭВМ и в процессе ее функционирования активную роль играет оператор (человек).
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) –автоматизированная система управления, которая обеспечивает управление технологическим процессом.
Автоматная сеть позиция-переход – это сеть, в которой каждый переход имеет одну входную и одну выходную позиции.
Активизирующая дуга – дуга, которая приводит к реализации перехода, когда позиция заполнена, и запрещает его, когда позиция пуста.
Активные блоки объектов управления –блок объекта управления, который после активизации технологической операции при включенном пусковом исполнительном механизме сам обеспечивает контроль за ходом ее выполнения.
Асинхронный стартстопный управляющий процесс – управляющий процесс, при котором из объекта управления необходимо посылать сигнал об окончании выполнения технологической операции, при этом после завершения выполнения начальной части процедуры активизируется заключительная ее часть, которая ожидает появление на входе управляющего автомата сигнала от объекта управления об окончании соответствующей технологической операции.
Безопасная сеть Петри – сеть Петри, все позиции которой безопасны.
Безопасные позиции –число меток в любой позиции не может быть больше 1.
Внешние позиции – позиции, маркировка которых зависит не только 
от состояния сети Петри, но и от внешних событий.
Внутренние или собственные ресурсы процесса –ресурсы, которые разделяются только процедурами рассматриваемого процесса.
Входная дуга – дуга, которая удаляет метку из позиции при реализации перехода; если позиция была пуста, она остается неизменной.
|
|
|
Выходная дуга – дуга, которая помещает метку в позицию после реализации перехода; если позиция была заполнена, она остается неизменной.
Граф достижимых состояний сети Петри – это отражение двух взаимно связанных последовательностей — маркировок и реализуемых при этом переходов.
Граф статических состояний процесса – это граф, в котором реализация активизированных переходов завершается одновременно.
Длительный переход –переход, для реализации котороготребуется некоторое время, в течение которого уже нет метки в его входной позиции, но еще не появилась метка в выходной позиции.
Квазисинхронный стартстопный управляющий процесс – управляющий процесс, при котором выполнение заключительной части процедуры повторяется через равные интервалы времени, определяемые тактовым генератором, до тех пор, пока не будет установлено, что тело процедуры выполнено.
Линейный процесс – процесс, который состоит из некоторого числа процедур последовательность выполнения которых определяется технологическим процессом и не зависит от значений и изменений каких-либо параметров управляемой системы.
Логические ресурсы (ЛР) – ресурсы системы, которые необходимы для определения последовательности процедур процесса.
Маркированный граф –сеть Петри, в которой каждая позиция имеет один входной и один выходной 
переходы.
Маркировка сети Петри –задана в виде f -вектора, который определяет число меток в каждой позиции сети Петри.
Ограниченная сеть Петри – сеть Петри, все позиции которой ограничены.
Параллельный технологический процесс –технологический процесс, в котором допускается одновременное (параллельное) выполнение частных технологических процессов.
Параллельный управляющий процесс – управляющий процесс, в котором допускается параллельное выполнение частных управляющих процессов.
Пассивные блоки объектов управления –блоки объектов управления, которые требуют со стороны управляющего автомата постоянного управления и контроля за ходом выполнения технологической операции в нем.
Переходы распараллеливания –длительный переход, соответствующий процедурам, содержит примитивные переходы для распараллеливания процесса.
|
|
|
Переходы соединения –длительный переход, соответствующий процедурам, содержит примитивные переходы для объединения его параллельных участков.
Позиция альтернативного разветвления – позиция, которая имеет несколько переходов-последователей, но одновременно может быть реализован только один из них.
Позиция альтернативного соединения – позиция, которая имеет несколько переходов-предшественников и получает метку в результате реализации одного из них.
Последовательный технологический процесс –технологический процесс, в котором отсутствуют частные технологические процессы, выполнение которых может 
быть осуществлено параллельно.
Последовательный управляющий процесс – управляющий процесс, в котором нет параллельно выполняемых частных управляющих процессов (управляющих подпроцессов).
Правильно построенный процесс или правильный процесс – процесс, в котором отсутствует конкуренция параллельных частных процессов из-за занятий общих ресурсов.
Примитивное событие - мгновенное событие, занимающее нулевое время.
Процедура –технологическая операция, из которой состоит 
технологический процесс в управляющем процессе.
Процесс –выполняемая совокупность действий, обеспечивающая направленное решение определенной задачи и могущая на основе 
исходного материала получить вполне определенный продукт.
Пусковой исполнительный механизм –процесс управления, процедуры которого имеют только две части: начальную, 
обеспечивающую включение некоторого исполнительного механизма, и заключительную, обеспечивающую выключение этого исполнительного механизма.
Разветвленный процесс – процесс, который содержит несколько последовательностей выполнения процедур, каждая из которых соответствует определенному набору значений логических условий.
Разделяемый функциональный ресурс –ресурс, который может 
потребоваться нескольким процедурам.
Разрешающие метки –метки, число которых равно кратности дуги.
Сдерживающая дуга – дуга, которая запрещает реализацию перехода, если позиция содержит метку, и активизирует его, если позиция пуста.
|
|
|
Синхронный стартовый управляющий процесс –стартовый процесс, у которого время ti постоянно и одинаково для всех соседних пар имеющихся в процессе процедур.
Синхронный стартстопный управляющий процесс –управляющий процесс, при котором моменты начала выполнения 
начальной и заключительной частей процедуры будут задаваться тактовым генератором.
Собственный функциональный ресурс –ресурс процедуры, который используется только этой процедурой и не доступен для других.
Собственный функциональный ресурс –функциональный ресурс, который используется только 
процедурами одного и того же элементарного подпроцесса.
Событие – это некоторое действие, происходящее в системе, т.е. определенный этап вычисления или управления, выполняемый в соответствующем блоке системы.
Состояние блокировки –состояние, в котором при наличии 
метки во внутренней позиции, являющейся входной для перехода, этот 
переход не активизирован, т. е. число процессов, которые могут развиваться, меньше числа активных процессов.
Состояние взаимной блокировки –состояние, в котором за 
блокировано несколько активных процессов и они не могут быть разблокированы, несмотря на развитие других процессов.
Состояние конфликта –состояние, в котором запрещена одновременная реализация хотя бы одной пары активизированных переходов. 
Стартовый управляющий процесс –процесс, процедуры которого имеют только начальные части, а интервалы времени между двумя соседними процедурами π i и π i + 1 составляют ti.
Стартстопные управляющие процессы –управляющие процессы, процедуры которых не имеют тела, 
а включают только начальную и заключительную части.
Тайм-аутная сеть Петри – это сеть, в которой реализация перехода ограничена двумя временными величинами, определяющими начало срабатывания перехода и его окончание.
Технологический процесс (ТП) –последовательность выполнения технологических операций на каждом рабочем месте и последовательность транспортировки заготовок, деталей и узлов от одного рабочего места к другому, пока готовое изделие не будет помещено в выходной бункер.
Тупиковое состояние – состояние процесса, не являющееся конечным, но не допускающее дальнейшего его развития.
Управляющий процесс (УП) или процесс управления –процесс, выполняемый в управляющем автомате или автоматизированной системе управления, обеспечивающий управление технологическим процессом.
Функциональный ресурс (ФР) –все аппаратурно-программные средства, необходимые для выполнения процедур процесса.
|
|
|
Частный управляющий процесс – управляющий процесс, при котором в управляющем автомате одновременно выполняется несколько управляющих процессов.
Элементарный подпроцесс –участок процесса, соответствующий части сети Петри, заключенной между двумя последовательными переходами распараллеливания и (или) соединения.
Методические указания для студента по изучению раздела
Цель: изучить основные понятия технологических и управляющих процессов, разновидности технологических и управляющих процессов, а также Сети Петри и их модификацию.
Учебные вопросы:
Понятие о технологическом и управляющем процессах; разновидности процессов; конкуренция процессов и этапы формирования управляющего алгоритма; сети Петри и их модификация, управляющие процессы и их формализованное описание; обобщенная сеть Петри для описания неавтономного управляющего процесса; граф достижимых маркировок сети Петри, влияние структуры процесса на наличие тупиковых состояний; тупиковые состояния, вызываемые разделением функциональных ресурсов.
Изучив раздел, студент должен:
знать:
· Понятия технологического и управляющего процессов;
· Разновидности технологических и управляющих процессов;
· Вопросы конкуренции процессов;
· Этапы формирования управляющего алгоритма;
· Определение сетей Петри;
· Основные понятия сетей Петри;
· Маркировка сетей Петри;
· Модификация сетей Петри;
· Функциональные и логические ресурсы в сетях Петри;
· Разветвленный процесс в сетях Петри;
· Разновидности дуг в сетях Петри;
· Обобщенная сеть Петри для описания неавтономного управляющего процесса;
· Граф достижимых маркировок сетей Петри;
· Влияние структуры процесса на наличие тупиковых состояний;
· Тупиковые состояния, вызываемые разделением функциональных ресурсов.
уметь:
· Разделять технологический и управляющий процессы;
· Строить правильный управляющий процесс без конкуренции;
· Строить сеть Петри для любого управляющего процесса;
· Осуществлять маркирование сети Петри;
· Осуществлять работу с разделяемыми функциональными и логическими ресурсами сети Петри;
· Строить граф достижимых маркировок для сети Петри;
· Избегать тупиковых состояний при построении сети Петри.
владеть навыками:
· Построения сетей Петри для управляющих процессов любой сложности;
· Построение графа достижимых маркировок для любой сети Петри.
При освоении раздела необходимо:
· изучить раздел из учебного пособия, а также материал по данному разделу из источников, указанных в библиографии;
· выполнить тематические и рубежный тесты к разделу;
· ответить на вопросы для самоконтроля.
|
|
|
