целесообразности проведения проекта, устава проекта и предыдущим
описанием содержания проекта.
2. Планирование - разрабатывается план управления проектом.
3. Исполнение - связано с выполнением различного рода
предупреждающих, корректирующих действий и поставок, исправлением
дефектов, обработкой запросов на изменения и предоставлением информации
на следующий этап жизненного цикла о результатах выполненных работ.
4. Мониторинг и управление - обеспечивает выполнение
следующих функций: принятие/отклонение запросов на изменения;
одобрение/блокировки корректировок и исправлений; контроль реализации
плана выполнения проекта; обновление в плане выполнения проекта;
рекомендации относительно корректирующих и предупреждающих действий;
рекомендации, по исправлению дефектов; утверждение исправление
дефектов; отчеты о выполнении и прогнозы; одобрение результатов поставок.
Каждый процесс определяется как набор операций, ролей и
необходимых компетенций персонала, документов, шаблонов документов,
используемых программных средств. Организация процессов осуществляется
путем перераспределения процессов управления между организационными
единицами, а также, за счет дополнения процессами, не включены в
существующую систему управления, но которые влияют на эффективность
проектной деятельности предприятия.
Понятно, что любая современная система управления проектами не
может быть эффективной без использования информационных технологий
управления на основе средств вычислительной техники. Основное
назначение информационных технологий управления проектами -
информационное обеспечение процессов управления проектами, в частности:
управление коммуникациями проекта; обеспечение обменом документами,
информацией; поддержка коммуникации между участниками проектной
деятельности и хранилищами документации; обеспечение нормального
функционирование рабочих процессов и поддержка регламентации их
исполнения. В нашем случае предлагается использование следующих
программных средств: MS Project Server, MS SharePoint, MS Lync, MS
Exchange. Техническая инфраструктура определяет физическое
расположение элементов системы управления, рабочих мест персонала,
топологии сети объектов автоматизации и структуры аппаратного
обеспечения.
Итак, отметим, что механизмы управления проектами предприятия в
приведенной системе управления являются процедурами принятия решений
относительно целенаправленных изменений параметров организационной
системы в процессе перехода от существующей системы управления до
оптимальной. В управлении организационными проектами предприятия
необходимо использование всей совокупности согласованных
управленческих процедур в отношении изменения всех параметров
организационной системы. Задачи, что возникают при управлении
конкретными проектами предприятий, требующих адекватных методов их
решения. В связи с этим выглядит целесообразным создание базы знаний по
механизмам управления, содержащий как теоретические разработки, так и
результаты их практического применения. Такая база знаний может
составлять основу методологического обеспечения системы управления
проектами предприятия и бесспорно будет способствовать повышению ее
эффективности.
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ
2.1 Выбор аппаратной платформы и схемотехнического исполнения
Проанализировав в предыдущем разделе аналоги и определившись с
функциональными особенностями устройства, необходимо выбрать
аппаратную платформу и создать структурную схему модуля
автоматизированного управления освещением рабочих помещений. Это в
дальнейшем облегчит создание схемы электронной принципиальной схемы.
В ВКР представлена разработка модуля дистанционного управления
механическим устройством на базе Arduino.
Выбор платформы Arduino обеспечивает возможность легко изменить
программу микроконтроллера.
Arduino – это эффективное средство для разработки электронных
устройств, которые более тесно взаимодействуют с окружающей средой, чем
персональные компьютеры. Arduino – это платформа с открытым исходным
программным кодом для работы с разнообразными физическими объектами.
Она является платой с микроконтроллером и средой разработки для создания
программного обеспечения.
Arduino представляет собой довольно простой инструмент для создания
электронных устройств и воплощения в жизнь различных идей. Это
платформа построена на печатной плате с интегрированной средой для
написания программного обеспечения. В основе аппаратной части лежит
микроконтроллер семейства ATmega и минимально необходимая для работы
устройства.
На платформе Arduino с успехом можно изготовить ряд полезных для
физического экспериментирования и автоматизации физических
исследований приборов [25].
В Arduino Nano - это полнофункциональное миниатюрное устройство
на базе микроконтроллера ATmega328 (Arduino Nano 3.0) или ATmega168
(Arduino Nano 2.x), адаптирован для использования как с макетным платой,
так и в составе печатной платы. По функциональности устройство похоже на
Arduino Duemilanove, и отличается от него размерами, отсутствием разъема
питания, а также тип (Mini-B) USB-кабеля. Arduino Nano разработано и
выпускается фирмой Gravitech. Внешний вид Arduino Nano изображен на рис.
2.1.
Рисунок 2.1 - Внешний вид Arduino Nano
Arduino Nano может использовать напряжение Mini-B USB или от
внешнего источника с нестабилизированным напряжением 6-12В или со
стабильным напряжением 5В. Устройство автоматически выбирает источник
питания с наибольшим напряжением [8].
Объем флеш-памяти ATmega328 составляет 32 КБ [38].
Микроконтроллер также имеет 2 КБ памяти SRАМ (static random access
memory) и 1 КБ EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only
Memory) (с которой можно считывать информацию с помощью библиотеки
EEPROM).
На рисунке 2.2 изображен корпус Arduino Nano и конфигурация его
выводов.
Рисунок 2.2 - Конфигурация выводов и схематическое изображение его
корпуса
Arduino Nano предоставляет ряд возможностей для осуществления
связи с компьютером, еще одним Arduino или другими микроконтроллерами
[18]. У ATmega328 есть приемник UART (Universal Receiver-Transmitter), что
позволяет осуществлять связь с последовательными интерфейсами с
помощью цифровых выводов 0 (RX) и 1 (TX). Микросхема FTDI FT232RL
обеспечивает связь приемника с USB-портом компьютера подключении к ПК
позволяет Arduino определяться как виртуальный USB - порт.
Библиотека Software Serial позволяет реализовать последовательную
связь на любых цифровых выводах Arduino Nano.
В микроконтроллере ATmega328 также реализована поддержка
последовательных интерфейсов I2C (TWI) и SPI [31].
Для модуля автоматизированного управления освещением возможно
также использовать аппаратную платформу Arduino Uno. Она как и Arduino
Nano построена на базе процессора ATmega328, имеет подобное строение и
функциональность, однако ее размеры 6,9×5,3 см значительно превышают
размеры Arduino Nano, которые составляют ли 1,83 х4,3 см.
Преимущества семейства контроллеров Arduino заключаются в
следующем:
1. Arduino является платформой прототипирования электроники с
открытым исходным кодом, основанная на гибких, легких в использовании
аппаратных средствах и программном обеспечении.
2. Arduino может ощутить окружающую среду получая входные данные
от различных датчиков и может повлиять на свое окружение, контролируя
лампы, двигатели и другие устройства.
3. Платы могут быть построены самостоятельно или приобретенные
предварительно собранными; программное обеспечение можно скачать
бесплатно. Аппаратные эталонные конструкции (CAD-файлы) доступны под
открытой лицензией и Вы можете адаптировать их для собственных нужд
[42].
Электрическая структурная схема - это конструкторский документ,
который определяет основные функциональные части изделия, их назначение
и взаимосвязь. Все функциональные части на схеме изображают
прямоугольниками или условными графическими обозначениями с указанием
типа элемента (устройства) и его конструкторского документа. Если
функциональных частей много, вместо наименований, типов и обозначений
допускается проставлять порядковые номера справа от изображения или над
ним, как правило, сверху вниз в направлении слева направо. Порядковые
номера должны быть расшифрованы в таблице размещается на схеме. На
схеме также размещают надписи, диаграммы, таблицы с параметрами в
характерных точках (сила тока, напряжение, формы и амплитуда импульсов),
математические зависимости и тому подобное.
На рисунке 2.3 представлена структурная схема модуля
авторизованного управления освещением производственных помещений на
базе аппаратной платформы Arduino Nano.
Рисунок 2.3 - Структурная схема модуля автоматизированного управления
освещением бытовых и производственных помещений
Основным блоком, как видно из структурной схемы, имеется блок
аппаратной платформы Arduino Nano построенной на базе микроконтроллера
(МК) ATmega328. Arduino Nano также является основной составляющей
блока автоматизированного управления освещением, поскольку именно
благодаря микроконтроллеру можно программировать и управлять
устройством [9].
С блока питания подается напряжение 12 В на аппаратную платформу
Arduino Nano и усилитель широтно-импульсной модуляции (ШИМ). С
помощью датчиков движения и освещения Arduino Nano получает данные о
перемещении и окружающей среды. МК анализирует полученные данные и
при необходимости, когда присутствует движение и при недостаточной
освещенности, передает управляющему усилителю ШИМу, что в свою
очередь включает исполнительное устройство [37].
Итак, создав структурную схему устройства, можно переходить к
проектированию электрической схемы блока автоматизированного
управления освещением.
Схема электрическая принципиальная – это конструкторский документ,
на котором в виде условных графических обозначений изображены все
электрические элементы или устройства, необходимые для осуществления и
контроля в изделии заданных электрических процессов, все электрические
связи между ними, а также электрические элементы, которыми
заканчиваются входные и выходные круги.
Электрическая схема модуля автоматизирования освещением
производственных помещений показана на рис 2.4.
Схема построена на базе МК ATmega328. Датчики движения и
освещения подключены к МК по стандартным схемам.
Для усиления выхода ШИМ микроконтроллера используется усилитель
ШИМу, что построен на биполярных транзисторах VT1 - VT3, которые
работают в ключевом режиме, и мощном полевом транзисторе VT4.
Существуют различные способы термостабилизации режима роботы
транзисторных каскадов, но использование их в данном схемотехническом
цикле не является обязательным, поскольку элементная база при
проектировании была выбрана таким образом, чтобы свести к минимуму
выделение тепла радиоэлементами.
Рисунок 2.4 - Электрическая принципиальная схема
Итак представлена разработка модуля дистанционного управления
механическим устройством на базе Arduino. Arduino – это эффективное
средство для разработки электронных устройств, которые более тесно
взаимодействуют с окружающей средой, чем персональные компьютеры.
Arduino – это платформа с открытым исходным программным кодом для
работы с разнообразными физическими объектами. Она является платой с
микроконтроллером и средой разработки для создания программного
обеспечения. Был создана структурная схема устройства, можно переходить к
проектированию электрической схемы блока автоматизированного
управления освещением. Построена электрическая принципиальная схема на
базе МК ATmega328.
2.2 Разработка конструкции и конструктивные элементы
Элементная база проектируемого устройства выбирается исходя из
следующих требований:
должна обеспечивать необходимые
электрические параметры;
должна обеспечивать корректную работу
устройства в заданных;
определяет массогабаритные параметры
изделия;
должна стабильно работать в условиях
изменений нагрузки;
определяет надежность устройства;
определяет технологический процесс защиты
изделия и его стоимость;
должна определять возможность защиты
изделия простейшими методами.
В устройстве, которое проектируется в данной дипломном проекте
использованы активные и пассивные элементы, отдельно проведен анализ и
выбор аппаратной платформы, еще она является основой разрабатываемого
устройства.
Для проектирования печатной платы устройства автоматизированного
управления освещением были использованы следующие активные элементы:
датчик движения, фоторезистор, транзисторы, диод.
В разрабатываемом устройстве используется пироэлектрический датчик
движения HC-SR501 [36].
HC-SR501 - представляет собой модуль. Что состоит из самого датчика
(Pyroelectric (Passive) InfraRed sensor) и схемы управления. ПИР (пассивные
инфракрасные датчики) сенсоры, которые позволяют улавливать движение.