Методы и модели контроля работоспособности распределённых автоматизированных систем управления производством

• Автор: Погомий, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 107 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Построение АСУП с распределенной структурой
1.1. Анализ структур существующих методов контроля и индикации в системах жизнеобеспечения
1.2. Автоматизация управления системой жизнеобеспечения зданий
1.3. Структура технологической сети
1.4. Реализация физических линий связи в технологических сетях
1.5. Многоуровневая структура распределенной АСУП
1.6. Выводы
ГЛАВА 2. Организация связи в многоуровневой АСУП
2.1. Общая структура
2.2. Общая организация сетей на уровне АСУТП
2.3 Основные структуры организации технологической сети
2.3.1 Виртуальная сеть VLAN
2.3.2 Виртуальная частная сеть VPN
2.4. Протоколы связи технологической сети
2.5. Пусконаладочные работы в технологических сетях
2.6. Программный анализатор протоколов
2.7. Выводы
ГЛАВА 3. Методы и модели технической диагностики
3.1. Основные положения
3.2. Математические модели ОД
3.3. Структурно-автоматная математическая модель базисного элемента..
3.4. Таблица истинности базисного элемента
3.5. Минимизация тестов
3.5.1. Постановка задачи
3.5.2. Метод склейки двух тестов
3.6. Алгоритм склейки пары тестов
3.7. Алгоритм склейки множества тестов
3.8. Выводы
ГЛАВА 4. Построение программного обеспечения контроля и диагностики
4.1. Типовая структура аппаратных средств МП-системы
4.2.Математическая модель процесса контроля работоспособности
4.3. Блок-схема системы тестирования и диагностики
4.4. Методы и алгоритмы тестирования и диагностики
4.5. Обобщенная структурная схема системы диагностирования
4.7. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Современные крупные системы промышленного, в том числе строительного, назначения, представляют собой сложные территориально-распределенные комплексы зданий и промышленных сооружений. В их состав могут входить административные здания, склады, лаборатории, производственные установки, различные агрегаты, транспортные подразделения. Очевидно, что автоматизированные системы управления производством (АСУП) таких промышленных объектов имеют также распределенную структуру. Кроме решения производственных задач важную роль в процессе эксплуатации промышленных и строительных объектов играет автоматизация контроля работоспособности и диагностики различных систем жизнеобеспечения. Именно отсутствие контроля за функционированием систем жизнеобеспечения привело к известным в последнее время крупным экологическим катастрофам.
В современных условиях повсеместной компьютеризации задачи организации связей в системе информационного обеспечения и управления в распределенных АСУП должны решаться с помощью использования как стандартных, так и специализированных вычислительных и технологических сетей. Технологические сети распределенной АСУП реализуют различные методы мониторинга, управления технологическими процессами, передачи разнообразной технической информации, задание значений регулируемых параметров, цифровое регулирование, изменение режимов работы промышленных установок и т.д. К сожалению, в настоящее время в число объектов мониторинга не включаются системы жизнеобеспечения зданий, промышленных и производственных сооружений. Поиск неисправностей в них осуществляется вручную, либо с помощью локальных автоматических средств.

Большинство перечисленных функций, независимо от их целевого назначения, реализуются на основе стандартных средств вычислительной техники, вследствие чего причинами неисправностей в АСУП могут являться отказы аппаратуры и ошибки в программном обеспечении сетей передачи информации между техническими средствами и объектами АСУП и устройствами систем жизнеобеспечения. Поэтому очевидно, что для оптимизации управления крупными промышленными объектами и повышения безопасности их эксплуатации необходимо использование АСУП с распределенной структурой, решающих наряду с производственными задачами вопросы диагностирования ошибок в производственных и технологических процессах, в системах жизнеобеспечения и при передаче технологической информации между объектами системы.
Целью работы является повышение эффективности
автоматизированных систем управления производством с распределенной структурой, включая устройства жизнеобеспечения, на основе разработки методов, моделей и алгоритмов контроля работоспособности и поиска неисправностей и создания автоматизированной системы тестирования и контроля.
В соответствии с поставленной целью решаются следующие задачи исследования:
1. Анализ и разработка структуры распределенной АСУП с включением в ее состав систем жизнеобеспечения через единые сети связи.
2. Организация сетей связи в распределенных АСУП предлагаемой структуры.
3. Исследование методов контроля работоспособности и диагностирования неисправностей в АСУТП и устройствах жизнеобеспечения.
4. Исследование и построение математических моделей объектов диагностирования.

ГРэес существует в виде расширения протокола 1Ру4 и является неотъемлемой частью 1Ру6. Рассматриваемый протокол обеспечивает безопасность 1Р-уровня сети (3 уровень в модели 180/081, рис. 1), что позволяет обеспечить высокий уровень защиты, прозрачный для большинства приложений, служб и протоколов верхнего уровня, использующих в качестве транспорта протокол 1Р. 1Р8ес не требует внесения изменений в существующие приложения или операционные системы.
Таблица 2.1.
Модель 180/
Уровни ТСРЛР Уровни ГЗО/ОЯТ
4. Прикладных программ 7. Прикладных программ 6. Представление данных
3. Транспортный 5. Сеансовый 4. Транспортный
2. Межсетевой 3. Сетевой
1. Доступах сети 2. Канальный 1. Физический
Внедрение безопасности на данном уровне обеспечивает защиту для всех протоколов семейства TCP/IP, начиная с уровня IP, таких как TCP, UDP, ICMP, а также множества других.
Другие службы безопасности, работающие выше третьего уровня, например протокол SSL (Secure Sockets Layer), защищают лишь конкретный прикладной сокет. Для защиты всех устанавливаемых соединений подобные протоколы требуют изменения всех служб и приложений для обеспечения ими поддержки протокола, в то время как службы, действующие ниже третьего уровня, такие как аппаратное шифрование уровня связи, в состоянии защитить лишь конкретную связь, но не все связи на пути следования данных, что делает их применение в условиях Интернет нецелесообразным.
Одним из важных преимуществ протокола IPsec также является невысокая стоимость внедрения, так как в большинстве случаев не требуется