Исследование и разработка универсального сервера с открытой архитектурой для информационной интеграции систем управления

• Автор: Чыонг Динь Тяу
• Шифр специальности: 05.13.01, 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 221 с. : ил.

Оглавление

Список обозначений и сокращений

Введение

В. 1. Актуальность темы.

В.2. Цель работы

В.З. Методы исследования и используемые инструментальные средства

В.4. Научная новизна

В.5. Практическая ценность

В.6. Реализация и внедрение результатов.

В.7. Апробация и публикации.

В.8. Основные положения, выносимые на защиту

В.9. Структура и объем диссертации
Глава 1. Анализ компонентов промышленной автоматизации и ОРС
серверов доступа к данным реального времени.
1.1. БСЛЗАсистема и ее взаимодействие с устройствами сбора данных и
управления
1.2. ОРСсерверы доступа к данным реального времени.
1.2.1. Общие характеристики ОРСсерверов
1.2.2. Сущность ОРС и архитектура СОМсерверов
1.2.3. Обобщенная структура ОРСсерверов
1.3. Выводы.
Глава 2. Теоретическое обоснование и разработка структуры сервера
УСОА и его универсальной части
2.1. Нотация для описания объектов, компонентов, уровней и взаимодействия между ними
2.2. Обобщенная архитектура сервера УСОА. Критерии декомпозиции.
2.3. Развернутая иерархическая структура сервера УСОА.
2.4. Модели базовых объектов сервера и модель их взаимодействия.
2.4.1. Классификация объектов сервера УСОА
2.4.2. Модель объектаэлемента
2.4.3. Модель объектадиспетчера и алгоритм рабочего потока.
2.4.4. Модель объектаинтерфейса
2.4.5. Модель поведения и взаимодействия объектов в системе.
2.5. Компоненты сервера УСОА
2.5.1. Компонент У СО
2.5.2. Компонент ЦМД
2.5.3. Компонент ОРС.
2.6. Модель трехуровневого кэша сервера УСОА и организация обмена данными между ОРСклиентами и сервером
2.6.1. Синхронный обмен данными
2.6.2. Асинхронный обмен данными
2.6.3. Режим подписки.
2.6.5Планирование выполнения задач в иерархических уровнях сервера УСОА.
2.7. Этапы разработки компонентов сервера УСОА
2.8. Выводы. Преимущества сервера УСОА взгляд изнутри.
Глава 3. Исседование и разработка специализированной части сервера
УСОА. Синтез контура сбора данных и управления.
3.1. Анализ существующих ОРСинструментов и требования к разработке компонентов У СО
3.2. Характеристика универсатьности ОРСинструмента и синтез структуры компонента У СО.
3.2.1. Основные понятия и терминология
ф 3.2.2. Анализ аспектов универсатьности в серверах, разработанных с
помощью существующих ОРСинструментов.
3.2.3. Синтез структуры компонента У СО с помощью нового ОРСинструмента
3.3. Подготовка к синтезу компонента УСО.
3.3.1. Декомпозиция компонента УСО
3.3.2. Тэг в системе управления новые типы и модификация существующих типов
3.4. Синтез компонента УСО.
3.4.1. Анализ и методика разработки реального тэга компонента УСО
3.4.2. Анализ и методика разработки реачъного устройства компонента УСО. Язык общения между ОРСсервером и компонентом УСО интерфейсы
3.5. Организация сбора данных и управления в компонентах УСО.
3.5.1. Способы организации сбора данных
3.5.2. Планирование работы задач сбора данных и управления
3.6. Выводы. Преимущества сервера УСОА взгляд со стороны.
Глава 4. Практические применения сервера УСОА.
4.1. Методика подключения УСО к серверу УСОА.
4.2. Примеры разработки компонентов УСО
4.2.1. Разработка компонента УСО для эмулятора сигначов.
4.2.2. Разработка компонента для нестандартного УСО.
4.2.3. Разработка компонента УСО для промышленного контроллера и модулей вводавывода.
4.3. Интеграция системы автоматического управления
рентгенолюминесцентными сепараторами и БСАОАсистем.
4.4. Интеграция учебных лабораторий АСУ ТП
4.4.1. Недостатки ОРСстапдарта и новое интеграционное решение
4.4.2. Программные средства, используемые для интеграции лабораторий
4.4.3. Связывание ЛВС лабораторий
4.4.4 Интеграция по управлению и информационное объединение
лабораторий.
4.4.5. Расчет запаздывания передачи данных между серверами У СОА, расположенными в разных ЛВС.
4.5. Исследование производительности сервера УСОА.
4.6. Выводы. Преимущества сервера УСОА взгляд из практики.
Заключение
Литература


Однако разработка ОРСсерверов с использованием таких инструментов имеет ряд недостатков. Табл. В.2. Стоимость ОРСинструментов высока. Например, данные стоимости, полученные из ОРС i , показывают, что для ОРСинструмента, позволяющего генерировать полуоткрытый код ОРСсервера стоимость составляет , а при генерации полностью открытого кода
ОД между ОРСсервером закрытая часть и частью, написанной программистом, производится по принципу из бутылки в бутылку рис. В.2, что приводит к ограничению методов доступа к УСО из ОРСсервера например, ОРСинструменты фирмы Раз1е1 9, , , воАод . Рис. В.2. Программный код, реализованный программистом для получения конечного ОРСсервера, занимает большую часть например, ОРСинструменты фирм ЬаЬ 5, , VI , . Пользователю открывается незначительная часть кода ОРСсервера БоА Раз1уе1. Обеспечивается подключение узкой номенклатуры УСО ПА Ра1уе1. Разработанный с использованием указанных инструментов ОРСсервер чрезмерно перегружен фирменными чертами, т. ОРСинтерфейсы ОРСинструмент фирмы 1теипоп. Большинство ОРСинструментов обеспечивает пользователям возможность структурного программирования. При этом программирование с помощью объектноориентированного подхода обеспечило бы создание более гибких и легко измененяемых ОРСсерверов, сократило бы риск разработки, лучше бы воспринималось человеческим сознанием 8. Основными областями исследований в диссертационной работе являются следующие. Теоретические основы, формализация, постановка задач и методы обработки и предоставления информации для информационной интеграции компонентов ПА, функциональных задач ОРСприложений и их алгоритмизация. Методы эффективной организации специализированного информационного и ПО ОРСприложений. Разработка критериев и анализ на их основе существующих ОРСинструментов, включая разработку нового ОРСинструмента. В.2. Целью диссертационной работы является исследование и разработка высокопроизводительного универсального ОРСсервера с открытой архитектурой, позволяющего информационно интегрировать УСО любого вида, АСУ ТП и системы при небольших финансовых и временных затратах. Цель работы достигается решением следующих задач. Обзор и анализ компонентов ПА, технологий, ОРСстандарта, ОРСсерверов и ОРСклиентов, исследование методов обмена данными между ОРСприложениями с целью их использования при исследовании и разработке сервера УСОА. Анализ и синтез структуры сервера УСОА и его частей. Разработка теоретических положений для обоснования принятых решений по выделению общей и специализированной частей, иерархической декомпозиции сервера, моделям базовых объектов, взаимодействию между ними и разработка сервера в целом. Экспериментальная проверка характеристик сервера УСОА. РЛС промышленных установок для обогащения алмазосодержащей руды научнопроизводственного предприятия НПП Буревестник, Россия. Интеграция учебных лабораторий АСУ ТП СанктПетербургского государственного технического университета СПбГПУ. В.З. В диссертации применяются методы системного анализа и принятия решений для ОРСприложений принципы системности, иерархичности, формализма критерии синтеза, выбор на их основе наилучших решений, методы теорий распределенных и параллельных вычислений, автоматического управления и передачи данных. Использованы подходы и технологии получения, обработки информации и программирования технологии , ОРСспецификации и ОРСстандарты, объектноориентированный подход к анализу, проектированию и программированию, система i, диагностический ОРСклиент, спроектированный автором, диагностический ОРСклиент американской фирмы , система I американской фирмы , система i американской фирмы Ii, система Vi американской фирмы . В.4. Предложена и обоснована структура сервера УСОА, содержащая универсальную подсистему собственно ОРСсервер и специализированные компоненты для подключения УСО далее компоненты УСО. Универсальная подсистема ОРСсервер разрабатывается однократно и реализует наиболее объемные, сложные и ответственные функции сервера, инвариантные к используемым на нижнем уровне УСО.