Структурная схема
(модель) объекта графически отображает
элементный состав объекта и связи между
его элементами. Эта схема дает представление
о составе материальных носителей
функций, т.е. сборочных единиц, узлах и
деталях или операциях и переходах
технологического процесса по уровням
изделий и их взаимосвязях. Анализ
структурной схемы позволяет выявить
степень прогрессивности конструктивных,
технологических и организационных
решений в осуществлении материальных
носителей функций. Построение структурной
схемы имеет целью оценить излишние
затраты, связанные с конструктивно –
технологической реализацией полезных
функций объекта, и выявить наиболее
экономические технические решения.
Примерный вид
структурной схемы изделия представлен
на рисунке 1.
Рисунок 1 Общий вид
структурной схемы изделия.
Схема на рис.1 показывает,
что изделие, подвергаемое ФСА, состоит
из трех структурных единиц (узлов или
сварочных единиц). образующих первый
уровень иерархии изделия. В результате
объединения этих структурных единиц
формируется объект анализа. И наоборот,
изделие при его анализе, представляется
в виде совокупности его структурных
единиц.
В свою очередь каждая
из структурных единиц объекта на схеме
представляется совокупностью деталей
(2-ой уровень иерархии). Так, структурные
единицы С1
и С2
включают в себя по две детали,
соответственно g1,2
и g1.2
для С1
и g2.1
и g2.2
для структурной единицы С3
включает в себя три детали g3,1,
g3,2
и
g3,3.
В данном случае
представлена структурная схема изделия
лишь с двумя уровнями иерархии, причем
каждая его структурная единица в свою
очередь включает в себя определенное
число деталей. Возможны случаи, когда
одна или несколько структурных единиц
изделия представлены элементами, не
имеющими своей внутренней структуры,
т.е. деталей. Для таких структурных
единиц последующий уровень иерархии
отсутствует. В тоже время в изделиях
могут быть представлены структурные
единицы, содержащие три и более
иерархических уровня, т.е. такая
структурная единица включает в себя
несколько сборочных единиц, каждая из
которых состоит из нескольких узлов,
содержат несколько групп деталей и,
наконец, группы деталей формируются
определенными совокупностями деталей.
В этом случае обозначение деталей на
структурной схеме содержит количество
цифр соответствующее числу уровней
иерархии по схеме: структурная единица
– сборочная единица – узел – группа
деталей – деталь.
Структурная схема
процесса строится аналогично, но его
структурными единицами являются операции
и переходы. Примерный вид структурной
схемы технологического процесса
представлен на ри-сунке 3
Рисунок 2 Общий вид
структурной схемы технологического
процесса
Структурная схема
производственных, управленческих,
хозяйственных, коммерческих и других
объектов разрабатывается аналогично.
Структурными единицами в этом случае
является цехи, отделы, управления, службы
и т.д., а на самом нижнем уровне структурной
иерархии располагаются исполнители,
т.е. рабочие, операторы, кассиры, аудиторы,
расчетчики, контролеры и т.д.
2.3 Технологическая
схема изготовления объекта
Технологическая схема
изготовления объекта отражает набор и
последовательность выполнения
технологических операций по изготовлению
деталей объекта и их сборке в группы
деталей, узлы, сборочные единицы и,
наконец, в изделие.
В индивидуальном
домашнем задании студент представляет
примерную технологическую схему, т.к.
подробная технология изготовления того
или иного изделия может оказаться
достаточно специфической, выходящей
за рамки изученных студентами учебных
дисциплин.
При разработке
примерной технологической схемы студенты
руководствуются сведениями учебных
дисциплин «Введение в специальность»,
«Детали машин», «Теория ОМД», «Металлургия
и литейное дело», «Металловедение» и
др.
Технологическая схема
представляет собой таблицу, в которой
первая колонка содержит обозначения м
названия деталей объекта в соответствии
с его структурной схемой. Для каждой
детали указывается технологические
операции, с помощью которых данная
деталь может быть изготовлена: литье,
операции механической и термической
обработки, прессование, спекание,
прокатка, волочение, навивка и т.д. При
необходимости уточнения разновидностей
механической и термической обработки
указывают наименование конкретных
операций: точение, фрезерование,
строгание, закалка, отжиг, отпуск и т.д.
Перечень технологических
операций по изготовлению определенной
детали располагают на технологической
схеме по горизонтали справа от обозначения
и названия этой детали.
В отдельных случаях,
когда технология изготовления детали
является слишком специфической, например,
электрические провода, детали
электрооборудования изделия
(микродвигатели, выключатели, реле и
т.д.), допускаются вместо перечня
технологических операций по изготовлению
такой детали или структурной единицы
указывать: «покупное изделие или
«покупной элемент».
При объединении
деталей в узлы и сборочные единицы
рекомендуется указывать вид сборочной
операции: сварка, склеивание, запрессовка,
заливка и т.д. На технологической схеме
сборочные операции изображаются
вертикальными линиями, соединяющими
горизонтали собираемых вместе деталей
и узлов. В целом технологическая схема
графически отображает процесс
формирования изделий из деталей и
сборочных единиц. При этом операции по
изготовлению деталей изделия изображаются
на горизонталях схемы, а сборочные
операции изображаются вертикальными
линиями. Поэтому в первой части этой
схемы представляют название изделия,
процесс изготовления которого отображает
технологическая схема.
2.4 Матрица функций
объекта
Матрица функций
объекта ФСА представляет собой таблицу,
в которой в первой колонке записаны
функции, выполняемые объектом (изделием,
процессом или структурой) и его
структурными составляющими, а в
последующих колонках таблицы перечислены
названия самого объекта и его структурных
составляющих условными обозначениями
указывают участие этих структурных
составляющих в осуществлении
соответствующей функции и категорию
функции – главная, основная, вспомогательная,
бесполезная или вредная.
Матрица функций
позволяет осуществить системное
исследование объекта, не пропустив той
или иной его функции.
Выявление функций
объекта осуществляется в следующей
последовательности:
— выявление главной
и второстепенной функций, обеспечивающих
удовлетворение требований потребителя
(внешние функции);
— выявление основных
функций объекта, обеспечивающих
осуществление главной функции объекта;
— определение полезности,
бесполезности и вредности каждой из
выявленных функций объекта.
При выявлении функций
объекта следует руководствоваться
положениями работ (1,2,3), а также методическим
пособием по практическому занятию № 2
по дисциплине «Функционально –
стоимостной анализ» (4) и правилами
формулирования функций (5).
2.5 Матрицы функций
структурных единиц объекта
Помимо разработки
матрицы функций объекта в целом при
выполнении индивидуального домашнего
задания студент должен разработать
матрицы функций для 2-3 структурных
составляющих (узлов или деталей) изделия.
При этом число этих структурных
составляющих зависит от их сложности:
для простых структурных составляющих
(т.е. для наиболее простых деталей)
разрабатывается 3 матрицы функций, для
более сложных структурных составляющих
(сложные детали, узлы) разрабатывается
2 матрицы. Выбор числа разрабатываемых
матриц осуществляет студент по своему
усмотрению.
В целом матрица функций
для структурной единицы изделия
аналогична матрице функций изделия в
целом. Отличие состоит в том, что во
второй и последующих колонках таблицы
представлены наименования соответствующей
структурной единицы (а не изделия в
целом) и составных частей этой структурной
единице. К этим составным частям могут
относится детали, если структурной
единицей является узел или группа
деталей, или элементы детали (головки,
выступы, канавки, хвостики, стержни,
фаски и т.д.), если структурной единицей
является деталь изделия.
Другим отличием может
являться изменение категории функции:
для объекта в целом некоторая функция
может являться вспомогательной, а для
его структурной единицы эта же функция
сказывается основной. С другой стороны,
определенная функция может быть полезной
для структурной единицы, а для изделия
в целом она оказывается бесполезной
или даже вредной.
2.6 Пример выполнения
индивидуального домашнего задания
Объект: ведро
хозяйственное
2.6.1 Описание объекта
и его эскиз
Ведро хозяйственное
предназначено для дозирования жидкостей
и сыпучих материалов, их транспортировки
и хранения в различных сферах домашнего
хозяйства, а также при выполнении
различных вспомогательных операций не
предприятиях пищевой промышленности,
в строительстве, в сельскохозяйственном
производстве, особенно в животноводстве.
Специфическими
областями использования объекта является
пожарное дело, здравоохранение,
санитарно-гигиенические службы, уборка
помещений административных зданий,
предприятия общественного питания и
т.д. Экзотической формой использования
отдельных разновидностей объекта
является применение посеребренных
ведерок для охлаждения шампанского при
обслуживании клиентов в ресторанах.
Конструктивно объект
представляет собой оболочковую
конструкцию в виде усеченного конуса
либо усеченной четырехгранной пирамиды,
уширенных к верху.
Ведра преимущественно
изготавливаются из оцинкованной жести
толщиной 0,6 – 0,8 мм или из жести, на
поверхность которой наносят слой эмали.
В последнее время получили широкое
распространение ведра, получаемые
штамповкой из пластических масс.
Вместимость ведра
может меняться от 5-7 л до 12-15 л. Наиболее
распространенными являются ведра
емкостью 10 л.
В дальнейшем
рассматривается ведро емкостью 10 л,
выполненное из оцинкованной жести.
Ведро снабжено ручкой из стальной
проволоки с деревянной рукояткой
посередине ручки, которая свободно
поворачивается на ручке, и крышкой из
оцинкованной жести. В центре крышки
располагается ручка из дерева, закрепленная
на крышке стальной шпилькой – заклепкой.
Преимуществами ведер
из оцинкованной жести является их
относительная дешевизна и простота
технологии изготовления, а также
возможность непродолжительного хранения
в них продуктов питания. Недостатками
являются невысокая продолжительность
использования, особенно при повреждении
слоя цинка на поверхности жести, а также
невозможность длительного хранения в
них продуктов питания, фруктов, овощей
и т.д.
2.6.2 Структурная схема
ведра хозяйственного представлена на
рисунке 4
Рисунок 4 Структурная
схема ведра хозяйственного
2.6.3 Технологическая
схема объекта
Технологическая схема
изготовления ведра хозяйствованного
представлена на рисунке 5
Рисунок 5 технологическая
схема изготовления ведра хозяйственного
Где: 1.1 – Оболочка
корпуса-вырубка из черной жести; формовка
ребер жесткости; формирование шва;
закатка; отбортовка нижней части
оболочки; пробивка отверстий для заклепок
в местах крепления ушек.
1.2 – Донышко-вырубка
из черной жести; чеканка рельефа;
отбортовка.
1.3 – Ушко (2шт) – вырубка
из черной жести; гибка; пробивка отверстий
для заклепок.
1.4 – Заклепка (6шт) –
рубка прутка; формовка головок.
2.1 – Ручка-рубка
проволоки; гибка одной половины ручки
в штампе.
2.2 – Рукоятка-точение
из дерева; отрезка; сверление; полирование;
лакирование.
3.1 – Диск крышки-вырубка;
вытяжка; пробивка отверстия; закатка;
цинкование.
3.2 Ручка крышки-точение
из дерева; лакирование.
3.3 Шпилька – заклепка
– рубка прутка; формовка головки
2.6.4 Матрица функций
объекта – ведра хозяйственного
-
Наименование
функцийОбъект
в целом
(ведро хозяй-
ственное)
Составные
части объекта1.Корпус
в сборе2.Руч-ка
в сборе3.Крыш-ка
в сбореФормирует
замкнутый объемГл
0
—
0
Обеспечивает
транспортировкуВт
В
0
—
Изолирует
содержимоеВт
0
—
0
Обеспечивает
удобствоВт
В
В
—
Отвечает
эстетическим требованиямВт
В
В
В
Принимает
продукт0
0
—
—
Сохраняет
продукт0
0
—
0
Выдает
продукт0
0
В
—
Объединяет
элементы изделияВ
0
В
В
Обеспечивает
устойчивостьВ
В
—
—
Ограничивает
объем продуктаВ
В
В
0
Допускает
перегрузкуВр
Вр
—
—
Служит
источником травмВр
Вр
Вр
Вр
Примечание: В матрице
функций объекта применены следующие
обозначения:
Гл – главная функция;
Вт – второстепенная
функция;
в – вспомогательная
функция;
Вр – вредная функция;
О – основная функция.
2.6.5 Матрица функций
составляющих объекта
2.6.5.1 Матрица функций
корпуса в сборе (индекс 1)
-
Наименование
функцийКорпус
в сборке (1)Элементы
корпуса в сборке1.1
Сборка корпуса1.2
Донышко1.3
Ушко1.4
ЗаклепкаФормирует
замкнутый объем0
0
0
—
—
Изолирует
содержимое0
0
0
—
—
Принимает
продукт0
0
0
—
—
Сохраняет
продукт0
0
0
—
—
Выдает
продукт0
0
—
—
—
Обеспечивает
транспортировкуВ
В
В
0
0
Обеспечивает
удобствоВ
В
—
В
—
Отвечает
эстетическим требованиямВ
В
—
В
В
Объединяет
элементы изделияВ
В
—
0
0
Обеспечивает
устойчивостьВ
В
В
—
—
Ограничивает
объем продуктаВ
В
В
—
—
Допускает
перегрузкуВр
Вр
Вр
Вр
Вр
Служит
источником травмВр
—
Вр
Вр
Вр
Подвержен
влиянию средыВр
Вр
Вр
Вр
Вр
2.6.5.2. Матрица функций
ручки в сборе (индекс)
-
Наименование
функцийРучка
в сборе (2)Элементы
ручки в сборе2.1
Ручка2.2
РукояткаОбеспечивает
транспортировку0
0
В
Обеспечивает
удобствоВ
В
0
Обеспечивает
эстетическим требованиямВ
В
В
Выдает
продуктВ
В
—
Объединяет
элементы изделияВ
В
—
Ограничивает
объем продуктаВ
В
—
Служит
источником травмВр
Вр
Вр
Воздействует
на ушкиВр
Вр
—
Затрудняет
подвешиваниеВр
—
Вр
Создает
затруднение при взятииВр
Вр
—
2.6.5.3 Матрица функций
крышки
-
Наименование
функцийКрышка
в сбореЭлементы
крышки в сборе3.1
Диск крышки3.2
Ручка крышки3.3
Шпилька заклепкаФормирует
замкнутый объем0
0
—
—
Изолирует
содержимое0
0
—
—
Сохраняет
продукт0
0
—
—
Отвечает
эстетическим требованиямВ
В
В
—
Объединяет
элементыВ
В
—
В
Обеспечивает
удобствоВ
В
В
—
Служит
источником травмВр
Вр
Вр
Вр
Соседние файлы в папке FSA_2013
- #
06.02.201677 б2Desktop.ini
- #
- #
- #
Построение структурных схем по дифференциальным уравнениям.
Способ составления структурной схемы, основанный на использовании дифференциальных уравнений. Рассмотрим его сначала для объекта, поведение которого описывают векторно-матричные уравнения
Проинтегрируем уравнение состояния в по времени и определим переменные состояния и выхода:
Структурную схему, соответствующую данным уравнениям, удобнее изображать, начиная с выходных переменных y, причем входные и выходные переменные объекта желательно располагать на одной горизонтальной прямой. Для одноканального объекта структурную схему можно составить по уравнению
разрешив его относительно старшей производной
Проинтегрировав n раз, получим
Этой системе уравнений соответствует структурная схема, приведенная на рисунке
Как видим, одноканальный объект управления, поведение которого описывает уравнение, структурно всегда можно представить в виде цепочки из n последовательно соединенных интеграторов с обратными связями.
Первая каноническая
Рассмотрим преобразование математической модели системы с передаточной функцией (3.64). Ее структурную схему можно представить в виде двух последовательно соединенных звеньев (рис. 3.39).
Для каждого звена системы запишем соответствующее операторное уравнение:
Определим из первого уравнения (3.66) старшую производную переменной z, что соответствует значению p n z в операторной форме
Полученное выражение позволяет представить первое уравнение (3.66) в виде цепочки из n интеграторов с обратными связями, а выходная переменная y формируется в соответствии со вторым уравнением (3.66) как сумма переменной z и ее m производных (рис. 3.40).
Переменные состояния введем
Вторая каноническая
Рассмотрим второй способ перехода от передаточной функции (3.63) к описанию в переменных состояния, для чего структуру системы (3.65) схематично представим на рис. 3.42. Ее операторные уравнения имеют вид
Представим первое уравнение (3.68) в виде цепочки из n интеграторов с обратными связями, а входное воздействие z1 сформируем в соответствии со вторым уравнением (3.68) в виде суммы управления u и m его производных (рис. 3.43).
В результате структурных преобразований получим структурную схему системы, приведенную на рис. 3.44. Как видим, и в этом случае структурная схема, соответствующая передаточной функции (3.65), состоит из цепочки n интеграторов. В обратной связи также располагаются коэффициенты характеристического полинома, а в прямой связи – коэффициенты полинома ее числителя.
Снова в качестве переменных состояния используем выходные величины интеграторов и запишем относительно их дифференциальные уравнения состояния и уравнение выхода
Устойчивость динамических систем. Методы анализа устойчивости линейных систем. Основные понятия и определения. Общее условие устойчивости линейных систем. Алгебраические и частотные критерии устойчивости: Гурвица, Михайлова, Найквиста. Области и запасы устойчивости.
Основные понятия и определения.
Физически устойчивость означает, что при ограниченном входном сигнале выходной сигнал также является ограниченным и процессы в системе стремятся к определенному значению при любых начальных условиях. Для переходной характеристики устойчивой системы справедливо условие
1 – сходящийся процесс, система устойчива; 2 – расходящийся процесс, система неустойчива
Об устойчивости можно судить также по импульсным переходным функциям, которые в случае устойчивой системы удовлетворяют условию
Рассмотрим, как можно оценить это свойство для систем, поведение которых описывают уравнения
Определим зависимость переменных состояния от времени как решение векторно-матричного уравнения состояния в виде
Первое слагаемое соответствует свободной составляющей движения (из произвольных начальных условий), второе – вынужденной (движение под действием управления). Запишем уравнение статики, полагая в (4.1)
откуда при det A≠0 определим равновесное значение переменных состояния
Введем новые координаты, равные отклонениям от точки равновесия,
и запишем для них ДУ так как x 0 =0.
После подстановки в (4.6) вместо его значения из (4.1) с учетом (4.5) получим
Учитывая (4.4), уравнение в отклонениях принимает вид
Как видим, уравнение (4.7) не содержит u, и поэтому переходный процесс по Δ порождается только ненулевыми начальными условиями согласно уравнению
Линейная система(4.1) называется устойчивой, если для ее процессов выполняется условие
Источник
АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ
1. Вырачитт. член со старшей производной из дифференциального уравнения (1.3) и представить полученное соотношение с помощью сумматора, дифференцирующих и усилительных звеньев.
2. Все низшие производные получить как сигналы на соответствующих выходах последовательно соединенных интегрирующих звеньев.
3 Начальные условия (1.4) представить как постоянные во времени воздействия, приложенные на выходах интегрирующих звеньев.
Пример 1.1. Построить структурную схему системы, описываемой дифференциальным уравнением
с начальными условиями , .
□ Выразим из уравнения член со старшей производной:
.
Изобразим схему получения сигнала (рис. 1.9). С помощью усилительного члена с коэффициентом усиления 1/4 получим сигнал . Построим теперь прямую цепь схемы, последовательно преобразовывая сигнал интегрирующими звеньями. Добавляя на выходах интегрирующих звеньев соответствующие начальные условия, получаем часть прямой цепи схемы, в которой присутствуют выходной сигнал и его производные , . Изображаем сумматор, выходным сигналом коюрого служит . На этом сумматоре нужно реализовать равенство
.
Для этого добавляем к прямой цепи соединение дифференцирующего и усилительного звеньев, которые из входного сигнала g позволяют получить нужный сигнал на входе сумматора. Сигналы и подаем на сумматор с соответствующим знаком, используя обратные связи. Таким образом, получаем структурную схему (рис. 1.9), соответствующую заданному дифференциальному уравнению.
Пример 1.2. Построить структурную схему системы, описываемой дифференциальным уравнением
с начальными условиями , , .
□ Выразим из уравнения член со старшей производной:
.
Согласно алгоритму получим структурную схему системы (рис. 1.10).
Пример 1.3. Построить структурную схему системы, описываемой дифференциальным уравнением
.
□ Выразим из уравнения член со старшей производной:
и с помощью алгоритма получим схему (рис. 1.11).
2. Составление дифференциального уравнения по структурной схеме. Для записи дифференциального уравнения следует обозначить на схеме все промежуточные сигналы, записать уравнения для каждого звена и для каждого сумматора и из полученной системы дифференциальных и алгебраических уравнений исключить промежуточные переменные кроме входного и выходного сигналов.
Пример 1.4. Составить дифференциальное уравнение по структурной схеме, изображенной на рис. 1 12.
□ Составим уравнения элементов схемы:
; .
, , .
Дифференциальное уравнение системы имеет вид
,
что совпадает с (1.10) при , т.е. система, состоящая из интегрирующего звена, замкнутого отрицательной обратной связью, является апериодическим звеном.
Пример 1.5. Составить дифференциальное уравнение по структурной схеме, представленной на рис. 1.13.
□ Составим уравнения элементов схемы:
; ; .
.
Переходя от операторной формы записи дифференциального уравнения к обычной, получаем
.
Источник
Для описания сетевой топологии объекта используется структурная схема.
Данный документ составляется в начале проектирования системы автоматизации как наглядная модель того, как отдельные компоненты будущей системы будут совмещаться друг и другом.
Структурную схему целесообразнее всего составлять не просто из геометрических фигур, а из графических изображений, которые бы отображали будущий вид объекта. Это улучшит восприятие структурной схемы в целом и облегчит работу по ее дальнейшему внедрению. Разные типы сетей следует указывать разными цветами, чтобы избежать путаницы в их назначении.
При подготовке данного документа может возникнуть ряд вопросов, касающихся размещения отдельных компонентов системы. Решение этих вопросов на стадии проектирования позволит избежать большого количества трудностей в дальнейшей работе.
Похожий материал
Что называют структурными схемами? Зачем они разрабатываются? В каких условиях? Структурные схемы ЭВМ, предприятий и управления – какие их особенности? Всё это будет детально рассмотрено в рамках статьи.
Что такое структурные схемы?
Они определяют основные функциональные части, которые будет иметь изделие, предприятие или подразделение. Также прорабатываются вопросы назначения и взаимосвязи. Этап разработки структурных схем проводится на начальных стадиях проектирования. В результате должно получиться отображение принципа действия в самом обобщенном виде.
О чем даёт представление?
Структурная схема не учитывает расположения составляющих частей. Также не указывается способ связи между ними. Структурные схемы подразделений, предприятий, электронных машин должны давать представление о:
- Составляющих.
- Последовательности взаимодействия отдельных функциональных частей объекта, который рассматривается. Они изображаются как прямоугольники с условными графическими обозначениями. Они, а также тип и имя объекта, вписываются в геометрическую фигуру.
Для обозначения ходов процессов, что происходят, используют стрелки. Они соединяют функциональные части. На простых схемах обычно используют линейный способ отображения слева направо. Там, где есть несколько рабочих каналов, используют параллельное горизонтальное размещение.
Что делать при работе со сложными системами?
Если присутствует много функциональных частей, то элементы могут быть обозначены одними цифрами в порядковой последовательности. При этом необходимо составить перечень расшифровки. Но недостатком этой схемы является ухудшение наглядности. Более того, может осуществляться детализация, которая заключается в том, что для каждой функциональной части разрабатывается отдельная структурная схема. На ней тоже указываются характеристики, диаграммы и поясняющие надписи. Могут быть указаны и определённые параметры для отдельных точек. Так, структурные электрические схемы могут содержать значения величин напряжений, токов, импульсов и других свойств. Данные обычно помещают на свободном поле или около графических обозначений. Результат включают в эксплуатационную документацию, чтобы будущий обслуживающий персонал смог ознакомиться с объектом.
Классификация схем
Она проводится в зависимости от целей и объекта. Так, выделяют:
- Организационные. Сюда относят структурные схемы предприятий, организаций, политических партий и так далее.
- Технические. Сюда относят структурные электрические схемы компьютеров, производственных станков и так далее.
Как производится построение?
Структуры обычно разрабатываются сверху вниз. То есть сначала выделяют цель и конечный результат, а потом их разбирают на отдельные части, из которых схема будет состоять. В виде списка этапы проектирования можно представить таким образом:
- Объект разделяется по горизонтали на широкие функциональные блоки.
- Устанавливается соотношение прав и возможностей влияния.
- Определяются обязанности каждого субъекта.
Чтобы закрепить знания, предлагаем рассмотреть структурные схемы организации. Мы рассмотрим также то, как она управляется.
Организационная структура предприятия
Её особенность заключается в том, что она должна уметь адаптироваться к изменениям, которые происходят во внешней среде. Необходимо понимать, что организационной структурой предприятия называют совокупность звеньев (подразделений) и связей между ними. На её формирование оказывают влияние такие факторы:
- Сфера деятельности.
- Тип, номенклатура и ассортимент выпускаемой продукции.
- Организационно-правовая форма функционирования предприятия.
- Масштабы компании (исчисляются в объеме производства, численности персонала, денежном доходе).
- Рынки сбыта, на которых функционирует или куда выходит предприятие при совершении своей хозяйственной деятельности.
- Технологии, что применяются при производственном процессе.
- Информационные потоки, что циркулируют внутри фирмы и за её рамками.
- Степень обеспеченности ресурсами для производства.
Типы структур подразделений
От качества их организации во многом зависит успешность деятельности предприятия. Структурные схемы подразделений могут быть такими:
- Линейными.
- Функциональными.
- Линейно-штабными.
- Дивизионными.
- Линейно-функциональными.
- Матричными.
Линейная схема
Для неё характерным является наличие вертикального типа связей. Имеется высший руководитель, который управляет линейными. Они, в свою очередь, отдают приказы исполнителям. Конечно, структура может быть значительно усложнена. Так, можно добавить отдельные функциональные подразделения. Но это характерно для больших компаний. Линейная структура строится на базе выделения и передачи функций конкретным людям или подразделениям. Структурные схемы управления такого типа просты и позволяют конкретизировать обязанности, но требуют наличия квалификации.
Функциональная схема
Организация делится на отдельные элементы, которые решают определенный тип задач (финансы, производство, обслуживание). Присутствуют межуровневые и вертикальные связи. Но существенным недостатком является определённая размытость функций руководителя. Данный тип организации весьма специализирован, но недостаточно гибок.
Линейно-штабная схема
Почти не отличается от первого типа. Но существует один нюанс – есть специальный штаб (совет директоров, консультанты и прочие), которые дают рекомендации высшему руководству о том, как необходимо действовать, чтобы получить наилучший результат. Важным преимуществом данного типа является то, что перед принятием решения очень тщательно взвешиваются все за и против. Поэтому уменьшается возможность совершения действий, которые будут иметь негативные последствия.
Дивизионная схема
Используется в крупных фирмах, чтобы устранить сопутствующие управленческие проблемы. По данной схеме распределение обязанностей делают по регионам работы или категориям выпускаемой продукции. Дивизионные подразделения, в свою очередь, делятся на более мелкие составляющие части по одному из приведённых здесь вариантов.
Линейно-функциональная схема
Здесь разделение идёт по связям. Основные каналы – это линейные. Но существуют ещё и дополнительные связи, которые по своей природе функциональны. Существенным недостатком данной схемы является наличие нескольких руководителей. Поэтому для четкой и слаженной работы необходима точно регламентированная система приоритетов.
Матричная схема
Её суть заключается в том, что в уже действующих структурах создают временные рабочие группы, к которым в подчинение может быть передан персонал со всего предприятия. Такой организационный подход используется, чтобы в ускоренном темпе выполнить определённый тип задач по ускорению чего-то (выпуска новой продукции, обновления основных фондов производства и прочее).
Заключение
Вот и рассмотрены нами основные структурные схемы предприятий и подразделений. В рамках статьи у вас уже есть общее понимание положения дел, поэтому трудностей с интерпретацией этого понятия не возникнет.
Что такое структурная схема
Структурная схема показывает основные функциональные части электронного изделия, назначение электронных блоков и взаимосвязи между ними. Схема отображает принцип действия электронных аппаратов в общем виде.
Действительное расположение компонентов на структурной схеме не учитывают и способ связи не раскрывают. Построение схемы должно давать наглядное представление о
- Электронном изделии,
- последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. Функциональные части на схеме показаны в виде прямоугольников или условных графических обозначений. При изображении функциональных частей в виде прямоугольников их наименования, типы и обозначения вписывают внутрь прямоугольников.
Направление хода процесса, происходящего в изделии, показаны стрелками, соединяющими функциональные части. На схемах простых изделии функциональные части располагают в виде цепочки в соответствии с ходом рабочего процесса в направлении слева направо. Схемы, содержащие несколько основных рабочих каналов, рекомендуется вычерчивать в виде параллельных горизонтальных строк.
Ниже на нескольких примерах показаны правила и особенности построения структурных схем устройств и систем.
На рис.1 приведена упрощенная структурная схема телефона
Мобильный телефон имеет структуру микропроцессорной системы, которая содержит: — ЦП (один или два)
— память (ОЗУ ПЗУ)
— контролер питания
— контролер зарядки
— контролер (зачастую ПЛИС), усилитель, диплексер радиочастотного тракта
— другая периферия
Процессор как правило специализированный и содержит множество дополнительных возможностей.
Схемы электрические структурные
6.3.1 Схема электрическая структурная (код Э1) – схема, определяющая основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи.
Данные схемы разрабатывают при проектировании изделия на стадиях, предшествующих разработке схем других типов, и пользуются ими для общего ознакомления с изделием.
6.3.2 На схеме электрической структурной изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы) и основные взаимосвязи между ними.
Функциональные части изделия в соответствии с ГОСТ 2.721 изображают в виде прямоугольников, с размерами 10х10 или 10х15 мм или УГО, приведенных в соответствующих стандартах.
6.3.3 Графическое построение схемы должно давать наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей изделия. На линиях взаимосвязей рекомендуется стрелками обозначать направление хода процессов, происходящих в изделии.
6.3.4 На схеме должны быть указаны наименования каждой функциональной части изделия, если для ее обозначения применен прямоугольник. Наименования в этом случае вписывают внутрь прямоугольников в соответствии с рисунком 6.13.
При большом количестве функциональных частей допускается взамен наименования проставлять порядковые номера справа от изображения или над ним, как правило, сверху вниз в направлении слева направо, В этом случае наименования указывают в таблице произвольной формы, помещаемой на поле схемы в соответствии с рисунком 6.14.
Порядковый номер | Наименование |
1 | Антенна |
2 | Колебательный контур |
3 | Детектор |
4 | Усилитель |
5 | Источник питания |
6 | Телефон |
Рисунок 6.14 – Схема электрическая структурная приемника прямого усиления
Следует обратить внимание на то, что при использовании цифровых обозначений вместо наименований функциональных частей наглядность схемы существенно ухудшается, так как назначение каждой функциональной составной части выясняется не только по изображению, но и с помощью перечня, приведенного в таблице.
ВНИМАНИЕ: В СТУДЕНЧЕСКИХ РАБОТАХ И ПРОЕКТАХ ПРИ ВЫПУСКЕ СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТРУКТУРНЫХ, НАИМЕНОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ВПИСЫВАТЬ ВНУТРЬ ПРЯМОУГОЛЬНИКОВ.
6.3.5 На схеме допускается помещать технические характеристики функциональных частей, поясняющие надписи, диаграммы или таблицы, определяющие последовательность процессов во времени, а также указывать параметры в характерных точках (величины напряжений, токов, форсы импульсов и т.п.).
6.3.6 На схемах несложных изделий функциональные части располагают в виде прямой цепочки в соответствии с направлением распространения сигнала слева направо.
Схемы изделий, содержащих несколько каналов распространения сигналов, рекомендуется выполнять в виде параллельных горизонтальных цепочек. Дополнительные и вспомогательные цепи при этом необходимо выводить из основных цепей.
Для повышения наглядности основные цепи рекомендуется располагать горизонтально, а дополнительные и вспомогательные – вертикально или горизонтально между основными цепями.
Пример выполнения схемы электрической структурной приведен в приложении М данного пособия.
Назначение
Схемы являются конструкторскими документами и содержат важные сведения для проектирования, разработки, сборки, регулирования и эксплуатации приборов.
Изображения отдельных электроцепей имеют различные предназначения:
- при проектировании позволяют определить конструктивные особенности изделия;
- при производстве — помогают учесть структуру предмета, подобрать технологию изготовления, монтажа и контроля продукта;
- при эксплуатации — поиск неполадок, ремонта и техобслуживания приборов.
Вам это будет интересно Особенности генератора электрической энергии
Для более полного понимания работы электросистем нужно изучить основные виды и назначение схем.
Объединенная
Схема объединяет несколько видов и типов чертежей, общее изображение позволяет обозначить значимые особенности цепи. Используется в производственных мощах с применением электрических, гидравлических, пневматических и кинематических элементов. Отдельные устройства, их связи изображают на одном объединенном изображении. Допускается также указывать на чертеже элементы и приборы, не включенные в оборудование, но необходимые для пояснения его принципов работы.
Обратите внимание! Графические обозначения дополнительных устройств отделяют на схеме штрих-пунктиром толщиной, аналогичной линиям связи, указывают местоположение деталей, разъяснения.
Структурная
Структурную схему разрабатывают на старте проектирования с целью определения основных функциональных устройств конструкции, назначения взаимосвязи деталей. Материал отражает принцип действия системы в общих чертах. Функциональные части чертежа представлены прямоугольниками или условными графическими обозначениями. Названия, типы и обозначения вписаны в геометрические фигуры.
Важно! Действительное размещение структурных элементов на схеме не учитывается, способ связи не раскрывается.
Направление процесса, протекающего в системе, обозначено стрелками, соединяющими функциональные детали (прямоугольники с названиями). Структурные элементы простых устройств расположены на схеме в виде цепочки, соответствующей ходу рабочих процессов в направлении слева направо. При наличии нескольких рабочих каналов, их отображают в виде параллельных горизонтальных строк. Порядок чтения со стрелками и поясняющими надписями позволяет разобраться в структурной электрической схеме даже новичку.
Функциональная
Изображение содержит рабочие элементы объекта, функциональные связи деталей, технические характеристики и параметры в характерных точках, письменные пояснения. Для сложных систем требуется несколько функциональных схем с пояснением происходящих процессов в соответствующих режимах работы. Количество функциональных чертежей, уровень детализации и объем информации определяется проектировщиком с учетом особенностей объекта.
Регламента по созданию условных графических обозначений нет (допускается использование прямоугольников с надписями), действуют только общие требования к оформлению конструкторских или технологических документов.
Монтажная
Монтажные схемы показывают действительное местоположение компонентов внутри и снаружи объекта. Чертежи создают для создания радиосистем, электрических шкафов, бытовых устройств. Так, электросхема проводки квартиры позволит рассмотреть точки монтажа розеток, светильников, люстры.
Вам это будет интересно Электронный преобразователь напряжения с 12 В на 220 В
Список компонентов монтажного чертежа включает радиодетали, узлы и компоненты, не соединенных между собой дорожками. На выводах устройств указан маршрут (буквенно-цифровые обозначения, указывающие на детали, рекомендуемые для соединения). Разработке монтажного рисунка предшествует принципиальная схема.
Принципиальная
Основное назначение принципиальных электросхем — полное и наглядное отображение взаимной связи отдельных приборов, элементов автоматики и дополнительной аппаратуры, оставляющей функциональные узлы автономных систем, с учетом последовательности работы и принципа действия. Использование чертежей упрощает пуско-наладочные работы и эксплуатацию оборудования. Схематические изображения систем также выступают основой для построения монтажных чертежей, таблиц щитов, пультов, наглядного отображения принципа подсоединения внешних проводок, подключения деталей.
Разработка принципиальных изображений согласована с алгоритмами действия отдельных узлов: контрольных, сигнализационных, регулировочных и управленческих. Также учитываются требования, предъявляемые к объекту. Условный вид схем позволяет рассмотреть приборы, аппараты, линии связи отдельных элементов, блоки, модули устройств.
Описание структурной схемы
Автоматическая система регулирования температуры
Выполнил:
ст. гр. УИ-106
Дмитерчук С.Б.
Принял: Малафеев С.И.
Владимир 2009
Содержание:
1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ЭЛЕМЕНТЫ, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ СХЕМЫ СИСТЕМЫ:
1.1 Описание функциональной схемы устройств
1.2 Описание структурной схемы
1.3 Описание объекта управления. Его статические и динамические характеристики
1.4 Принцип действия измерительного устройства
1.5 Характеристики регулирующего устройства
1.6 Принцип действия и характеристики исполнительного устройства
2. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ:
2.1 Нелинейности автоматической системы, их статические характеристики
2.2 Линеаризация системы в рабочей точке
2.3 Передаточные функции линеаризованной системы
2.4 Характеристическое уравнение системы
2.5 Анализ устойчивости линейной модели системы
2.6 Определение показателя колебательности. Построение области устойчивости системы в плоскости параметров регулирующего устройства (Кр, Тр)
2.7 Корневой годограф системы
2.8 Импульсные и переходные характеристики разомкнутой системы относительно задающего и возмущающего воздействий
2.9 Аналитический расчет переходных процессов в замкнутой системе
2.10 Моделирование линеаризованной системы с помощью Matlab
2.11 Выполнить оптимизацию линеаризованной системы с помощью моделирования
2.12 Определить характеристики оптимизированной системы
2.13 Исследовать процессы в системе (для выходного сигнала и ошибки) при действии различных сигналов
2.14 Оценка точности системы. Основные составляющие ошибки
3. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ:
3.1 Переходные процессы в системе при различных отклонениях от параметров рабочей точки задающего и возмущающего воздействий
3.2 Исследование процессов для выходной переменной и ошибки системы при действии на входе сигналов задания, содержащих гармоническую составляющую
3.3 Статические характеристики нелинейной системы
4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИМИТАЦИОННОГО МДЕЛИРОВАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ:
4.1 Составление программы для имитационного моделирования, используя структурную схему нелинейной автоматической системы
4.2 Используя составленную программу, определить переходные процессы в системе для выходной переменной и ошибки при изменении задающего и возмущающего воздействий для различных рабочих точек
4.3 Статические характеристики системы
4.5 Сравнение результатов моделирования с помощью составленной программы и с помощью типовых программных средств
5. ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ:
5.1 Влияние напряжения питающей сети на процессы регулирования температуры
5.2 Изменение свойств системы при использовании вместо ПИ регулятора П-, ПД- и ПИД-регулятора
5.3 Работа системы при использовании релейного двухпозиционного регулятора
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ЭЛЕМЕНТЫ, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ СХЕМЫ СИСТЕМЫ
Описание функциональной схемы устройства
Рис. 1. Функциональная схема автоматической системы регулирования температуры
Общий принцип действия системы автоматического регулирования температуры состоит в том, чтобы поддерживать на требуемом уровне температуру объекта (в нашем случае – печи). Происходит это следующим образом – с датчика температуры (ДТ), который находится в печи (П), текущее значение температуры поступает на регулирующее устройство (РУ), которое на основании полученной информации вырабатывает управляющее воздействие. Это воздействие формируется по алгоритму управления, заложенному в регулятор.
Далее сигнал с РУ поступает на исполнительное устройство, а именно – на тиристорный регулятор напряжения (ТРН), управляемый ФСУ. Задача фазосдвигающего устройства – в соответствии с сигналом регулятора формировать такие углы включения тиристоров, чтобы напряжение, подаваемое на нагреватель, поддерживало температуру на нужном уровне. Установка требуемой температуры осуществляется с помощью задатчика (З).
Описание структурной схемы
Рис. 2. Структурная схема автоматической системы регулирования температуры
Входным сигналом системы является напряжение Uз, оно сравнивается с напряжением Uд ≈ Θ, которое действует на выходе датчика. Если Uз ≠ Uд, то появляется ошибка ε = Uз – Uд.
Допустим, что Uз > Uд, тогда ε > 0. Далее эта ошибка поступает на вход РУ, где она усиливается. РУ имеет передаточную функцию (ПФ)
Uр увеличивается, а углы включения тиристоров уменьшаются, т. к.
Следовательно Uн увеличивается.
Рн также увеличивается:
следовательно, температура в печи растет.
Если ε < 0, то температура в печи уменьшается за счет теплообмена.
Как правило, в реальных системах сложно точно разграничить объект управления и исполнительные механизмы, потому что структурная схема является упрощенной моделью устройств и может либо объединять несколько реальных объектов в один блок, либо наоборот разбивать объекты на несколько блоков.
В предложенной схеме можно принять, что:
1) Объектом управления является печь с нагревателем.
2) Исполнительным устройством, которое вырабатывает регулирующее воздействие Uн является тиристорный регулятор напряжения.
3)Измерительное устройство – датчик, который также является элементом главной ОС, вырабатывающим сигнал, находящийся в определенной функциональной зависимости от регулируемой переменной.