Исследование и разработка малоканальных контроллеров для систем цеховой автоматики

Исследование и разработка малоканальных контроллеров для систем цеховой автоматики

Автор: Рейзман, Яков Александрович

Шифр специальности: 05.13.05

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2004

Место защиты: Москва

Количество страниц: 262 с. ил.

Артикул: 2632756

Автор: Рейзман, Яков Александрович

Стоимость: 250 руб.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. Малоканальные интеллектуальные УСО и встроенная автоматика резерв дальнейшего прогресса в технологии автоматизации. Перспективы и проблемы современных решений.
1.1. Парадигмы современных технологий
1.1.1 Распространение СОТ8решений
1.1.2 Распространение принципов высокой готовности
1.1. Этапы развития и типовые задачи систем цеховой автоматики
1.2.1 Первые распределнные системы и основные задачи.
1.2.2 Централизация вычислительной среды растущих систем
1.2.3 Возвращение к полевой архитектуре со сквозной интеллектуализацией цеховой площадки.
1.2. Малоканальные контроллеры в структуре перспективных
1.3.1 Ограничения возможностей сквозной интеллектуализации .
1.3.2 Малоканальные интеллектуальные УСО и встроенная автоматика ядро АеЫцентрической аритектуры.
1.4. Основные элементы современной индустриальной технологии
создания АСУТП.
1.4.1 СОТБрешения на базе 8оА1лс и БоЙРЬС.
Адекватность целевым параметрам
1.4.2 Открытые технологии программирования
Языки программирования I 3 виртуальная машина прикладного уровня. Встраиваемая виртуальная машина I. Концепция v. Сравнение виртуальных машин I и v общие достоинства и различия. Адекватность целевым параметрам
1.4.3 Открытые технологии промышленных шин i
Ориентация на открытые стандарты полевых шин. Специфика iсистсм и
отличия от универсальной модели II. Особенности физического и канального уровней i, , , , , I, . Канальный и прикладной уровни типовые задачи и общие стратегии их решения. Адекватность целевым параметрам.
1.4.4 Малоканальные контроллеры основных производителей
Специфика встраиваемого решения. Компоненты для встраиваемых решений ведущих фирм на базе шин 4, 4 компоновочные параметры, ресурсы, элементы повышения уровня готовности. Малоканальные ПЛК и УСО ведущих отечественных и зарубежных фирм. Адекватность целевым параметрам.
1.4.5 Продукция отечественных опытных заводов.
Необходимость модернизации продукции и технологий разработки. Целесообразность, востребованность и перспективность отечественной разработки.
1.5. Постановка задачи диссертационной работы
Общие требования к целевым устройствам и методологии их разработки.
Цель работы. Основные задачи работы.
ГЛАВА II. Принципы построения малоканальных контроллеров для систем цеховой автоматики пути достижения уровня СОТБрешений в разработках систем на базе микроконтроллеров
2.1. Унификация задачи и структуры малоканального контроллера.
Базовая ячейка системы и элементарный контроллер.
2.1.1. Архитектура системы автоматики, адекватная требованиям высокой
готовности и новая парадигма проектирования.
Выделение независимых процессов в задаче автоматизации. Варианты исполнения распределнной системы. Определение базовой ячейки распределнной системы и элементарного контроллера. Парадигма проектирования базовой ячейки распределнной системы.
2.1.2. Принципы унификации задачи элементарного контроллера
Отказ от событийного механизма в пользу жсткого расписания. Отказ от
ОС в пользу простого циклического автомата. Унификация задачи циклического автомата. Унификация структуры прикладного ПО сведение приложения к таблицам и простым стандартным подпрограммам.
2.1.3. Эффективность предложенных принципов
Обеспечение устойчивости функционирования. Простота переноса на новые
платформы.
2.2. Модель элементарного контроллера и принципы построения
малоканальных систем на его основе
2.2.1. Базовые архитектурные решения.
Отказ от параллельных шин в межблочных и внутриблочных интерфейсах
в пользу последовательных интерфейсов.
2.2.2. Функциональная модель элементарного контроллера и структура малоканальных систем на его основе.
Контроллер с сигнальным сопряжением. Контроллер с сетевым расширением. Элементарное сетевое соединение.
2.2.3. Принципы совместимости элементарных контроллеров в системе . 4 Единая спецификация сообщений внешнего управления прикладного уровня . Унификация внешнего представления данных различных платформ эмуляция 8разрядной памяти с ii архитектурой.
2.2.4. Средства обеспечения высокого уровня готовности восстановление
функций при сбоях, ошибках, нарушении целостности ПО.
Перезагрузка ПО в системе. Механизм перезагрузки при исполнении ПО с ошибкой. Механизм сброса контроллера с ошибкой или после сбоя.
2.2.5. Общая структура ПО элементарного контроллера
Выделение областей загрузчика и пользовательского приложения. Компоненты ПО области загрузчика. Компоненты ПО области приложения. Область идентификационной информации.
2.3. Базовые элементы СОТБрешений в разработке малоканальных
устройств
2.3.1 Пути преодоления ограничений ресурсов целевой системы новая
парадигма перемещения сервиса в инструментальную среду
Парадигма перемещения сервиса в инструментальную среду. Новые возможности реализации технологии ПЕС 3 Перенос загрузчика ПО в инструментальную среду. Отказ от интерпретирующей машины.
2.3.2 Новые принципы поддержки платформ
Простое портирование ПО на новую платформу. Схема формирования исполняемого кода. Взаимодействие с ресурсами вводавывода.
2.3.3 Принцип построения исполнительной системы.
Автоматическая свртка проекта в алгоблок
2.3.4 Принципы формирования библиотеки алгоблоков
Расширение Б1Ю с ориентацией на типовые задачи цеховой автоматики и опыт служб КИПиА. Параметрическая библиотека.
2.3.5 Стратегии построения инструментальной среды.
Конструктор на основе открытого набора компонентное. Орентация на технологию сквозного проектирования
2.3.6 Вопросы оптимальной организации разработки.
Конструктор малоканальных систем.
Основные выводы по главе II.
ГЛАВА III. Разработка конструктора малоканальных систем
САБЕсистема ССЖбеМ. Семейства ПЛК СМ.
3.1. Назначение и основные функции СА8Есистемы ССЖПеМ
Блок поддержки платформ ТКАЫБбеМ. Блок кроссбиблиотек ПО ВНАШбеМ. Блок конфигуратора ресурсов ЫМКбеМ. Блок конструктора приложения МАКЕбеМ. Блок обслуживания приложений иБЕбеМ.
3.2. Блок поддержки платформ ТКАПеМ .
3.2.1 Уровни специализации компонентов ПО ЭК
Абстрактный уровень. Уровень платформы. Уровень профиля устройства.
3.2.2 Механизмы портирования ПО ЭК.
Унифицированный формат Сипредставления компонентов ПО.
Локализация специфики коммандного языка управления кросссистемой.
3.2.3 Компоненты блока поддержки платформ.
Исходные и производные компоненты.
3.3. Блок программных кроссбиблиотек ВНАЮТ1е
3.3.1. Методическая структура кроссбиблиотек.
Алгоблоки. Программные сервера.
3.3.2. Функциональная структура кроссбиблиотек. Сопроцессы ЭК
Супервизорный сопроцесс. Сопроцесс приложения. Служебный фоновый сопроцесс. Коммуникационный сопроцесс. Сопроцесс сэмплера
высокоскоростной вводвывод и обработка.
3.3.3. Библиотека алгоблоков.
Функциональные блоки. Алгоблоки вводавывода.
Библиотека алгоблоков технологического программирования.
Параметрические алгоблоки. Реализация на языке Си.
3.4. Блок конфигуратора проекта и ресурсов
3.4.1. Конфигурация и ресурсы системного проекта ЭК
3.4.2. Конфигурация и ресурсы проекта вводавывода ЭК
3.4.3. Конфигурация и ресурсы алгоритмического проекта.
3.4.4. Инструменты и механизмы конфигурирования
3.5. Блок конструктора приложений Ii
3.5.1. Ресурсы и компоненты алгоритмического проекта ЭК
3.5.2. Компоненты и механизмы конструктора приложений
3.6. Блок обслуживания приложений i.
Средства загрузки. Средства мониторинга и отладки. Средства интеграции.
3.7. Набор ПЛКкомпонентов семейства СМ
3.7.1. Назначение и состав компонентов СМ
3.7.2. Миникрейтовое исполнение СМВМ
Назначение и общие требования. Конструкция, компоновка. Архитектура и схемотехника УСО и системной части. ПО вводавывода. Варианты компоновок.
3.7.3. Микроблочное исполнения СМЕХ.
Назначение и общие требования. Конструкция, компоновка. Архитектура и схемотехника УСО и системной части. ПО вводавывода. Варианты компоновок.
3.7.4. Подходы к проектированию специальных исполнений.
Основные выводы по главе III.
ГЛАВА IV. Вопросы применения системы i и решений
СМ при разработке малоканальных систем.
4.1 Технология сквозной разработки i
Назначение и состав инструментальной системы i. Основные этапы разработки малоканального приложения автоматизации.
Типовой порядок работы в среде i. Пример построения проекта.
4.2 Пример применения малоканальных ПЛК семейства СМ
в контурах АСУТП
4.2.1 МИК СМ в структуре АСУ ТП обжиговой машины
Уровень вводавывода. Уровень сбора данных и непосредственного управления.
Уровень оперативного управления технологическим процессом
Основные выводы по главе IV.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


И, наконец, мы предложим методы и средства, делающие такую разработку стандартной и недорогой. Аналитические обзоры рынка автоматизации подтверждают этот вывод, отмечая повышающийся спрос на системы, состоящие из определенного количества готовых оъектноориентированных блоков, на основе которых можно строить разнообразные комбинации, позволяющие реализовать любые запросы потребителя и обеспечивающие низкую интегральную стоимость владения. Во вступлении к этой главе было дано определение индустриальной технологии построения АСУ ТП, являющейся примером достижения уровня решений. Другая важная тенденция, непосредственно связатшая с распространением решений, прослеживается в обзорах рынка продукции высоких технологий . Согласно этим обзорам в ближайшие годы рынок интеллектуальных устройств на порядка превысит рынок персональных компьютеров. Это можно воспринимать как признак завершения эры персональных компьютеров и перехода в эру интеллектуальных устройств и сетей на их основе. Такая интеграция компонентов в системы на основе принципов открытых технологий является ярким проявлением распространения решений, достигающих часто глобальных масштабов и охватывающих многие сферы жизни общества. Очевидно, общество не потерпит, чтобы к этим системам применялись такие же слабые стандарты надежности, что и к персональным компьютерам. Успех разрабатываемых интеллектуальных устройств и распределнных систем на их основе включая и фактор доверия к глобальным системам в целом зависит от распространения новой парадигмы проектирования, учитывающей требования надежности и готовности практически в каждом аспекте их программного и аппаратного содержимого и определяющей срок службы системы, е безопасность и качество функционирования. Кратко эти требования можно определить как обеспечение надежности iii, готовности viii и ремонтопригодности iii системы. Все вместе эти параметры в литературе часто называют высокой готовностью НА i viii . Эти термины технологии НЛ появились в процессе проектирования телекоммуникационного оборудования и сетей массового обслуживания, ориентированных на предоставление услуг. Естественно, такие системы должны иметь высокий уровень готовности. Как будет показано далее, современные системы автоматики развиваются по пути сквозной ингеллектуализации цеховой площадки умный цех за счт интеллектуальных интерфейсов ИУСО и встраиваемых в технологическое оборудование микроконтроллеров. Такая структура в частности ориентирована на расширение сервиса по обслуживанию системы и его распространение до уровня низовых компонентов устройств КИПиА, технологического оборудования с целью повышения уровня готовности системы автоматики. Вопервых, такая ориентация на сервис делает перспективные АСУТП во многом похожими на системы массового обслуживания. А вовторых, это ещ более ужесточает требования к бесперебойности работы самой системы автоматики, так как этот сервис обеспечивает безопасность и бесперебойность технологического процесса. Так что вполне естественно, что термины технологии НА постепенно входят в лексикон разработчиков, поставщиков и пользователей оборудования и технологий для АСУТП. Можно также заключить, что высокая готовность должна стать неотъемлемым атрибутом любых интеллектуальных устройств и систем, поскольку высокая готовность суть общих требований, иредъявлемых обществом к любой технологии безусловность, неотложность и непрерывность любого сервиса и функционирования. Рассмотрим содержание принципов высокой готовности, вложенное в этот термин существующими на рынке системами. Под понятием высокая готовность понимают такие характеристики, которые обеспечивают сохранение системой определенного уровня работоспособности даже в случае отказа либо модернизации тех или иных е компонентов, как программных, так и аппаратных. Система с такими характеристиками не останавливается. Она самостоятельно в заданной степени осуществляет внутренний контроль, переключение, адаптацию и восстановление, обеспечивая тем самым непрерывность функционирования.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.249, запросов: 244