Методы и средства защиты информационно-управляющих систем от помех в сетях электропитания

• Автор: Юрин, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 164 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ПОМЕХИ И СБОИ МНОГОУРОВНЕВЫХ ИНФОРМАЦИОННОУПР АВ ЛЯЮЩИХ СИСТЕМ.

1.1 Вводные замечания.

1.2 Анализ видов помех

1.3 Помехи в сети электропитания

1.4 Анализ существующих методов и средств защиты многоуровневых ИУС от помех .

1.5 Выводы

2 ОПТИМИЗАЦИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИОННОУПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ ОТ ВНЕШНИХ ПОМЕХ

2.1 Разработка метода оптимизации средств защиты ИУС от помех в сетях электропитания.

2.2 Решение частной задачи оптимизации

2.3 Исследование функции нормированной годовой экономии.

2.3.1 Вид поверхности, определяемой функцией нормированной экономии
2.3.2 Линии равной нормированной экономии.
2.5 Выводы
3 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ В СЕТЯХ ПИТАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОУПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ.
3.1 Методические погрешности определения параметра экспоненциального
закона распределения.
3.1.1 Методические погрешности определения параметра экспоненциального закона распределения по статистическим значениям плотности вероятности.
3.1.2 Методические погрешности определения параметра экспоненциального закона распределения по статистическим значениям функции распределения.
3.2 Определение параметра закона распределения Релея по статистическим значениям функции распределения
3.3 Определение параметров сдвинутого экспоненциального закона распределения
3.4 Определение доверительных границ общей погрешности результатов косвенных измерений параметров законов распределения амплитуды помех
3.5 Модель прогнозирования кратковременных провалов напряжения
3.6 Выводы
4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ПОМЕХ
В СЕТЯХ ПИТАНИЯ И АППАРАТНО ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ
ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ДАННОГО ВИДА ПОМЕХ
4.1. Разработка системы оптимизации средств защиты ИУС от помех.
4.2 Исследование законов распределения амплитуды импульсных помех
4.3 Исследование методических погрешностей экспрессанализа параметров закона распределения импульсных помех.
4.4 Разработка аппаратно программного комплекса на базе ПК для экспрессанализа параметров импульсных помех в промышленных сетях электропитания
4.3.1 Определение параметров законов распределений амплитуды
импульсных помех
4.4 Исследование кратковременных провалов напряжения в сети электропитания
4.5 Разработка аппаратнопрограммного комплекса на базе ПК для защиты от кратковременных провалов напряжения в сетях электропитания
4.6 Нормирование уровня импульсных помех в сети электропитания МУС.
4.7 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


На предприятиях находятся в эксплуатации и разрабатываются, в основном, двухуровневые РТУ С. На нижнем уровне решаются задачи стабилизации параметров внутренних процессов, управления автооператорами по жесткой программе, управления движениями пггабслсров склада, управления движением автоматических манипуляторов, работой вспомогательных средств, работой технологического оборудования и т. На верхнем уровне решаются задачи оптимального управления процессами, учета продукции на складе, в накопителях, на рабочих местах, интегрального учета состояния оборудования и т. Как правило, ИУС нижнего уровня строятся на базе микроконтроллеров, а на верхнем уровне применяются персональные компьютеры ПК. Например, на подвижных роботах устанавливается микроконтроллер, осуществляющий выдачу управляющих воздействий на приводы и первичную обработку информации от датчиков, размещенных на роботе, а основной объем переработки информации и вычисление управляющих воздействий производится на стационарной ЭВМ, которая связывается с микроконтроллером. При групповом управлении несколькими промышленными роботами ПР ИУС включает центральный ПК и подчиненные ей периферийные микроконтроллеры, которые управляют отдельными роботами . Система, группового управления ПР позволяет управлять не только отдельными роботами, но и комплексом технических средств, включающих обслуживаемое или технологическое оборудование. Построение двухуровневых МУС оправдано и имеет перспективу применения, т. Применение на каждом уровне менее сложных ИУС и снижение интенсивности обмена данными между ЭВМ разных уровней повышает надежность всей системы, а независимая разработка и отладка программ управления для разного уровня позволяет снизить сложность и сократить сроки разработки программного обеспечения. Структурная схема двухуровневой ИУС показана на рисунке 1. УС
1 мкп
I
УС. ОУ объект управления. Для двухуровневой ИУС, состоящей из ПК и микроконтроллеров, характерно сопряжение ПК через устройство сопряжения УС, соединяющее программно управляемые каналы двух или нескольких сопрягаемых микроконтроллеров. В многоуровневых ИУС, где технические средства неизбежно территориально разобщены, важную роль играет организация каналов связи и сети питания. ЭВМ верхнего уровня, как правило, находятся в специальном помещении вычислительного центра ВЦ или центральном диспетчерском пункте ЦДЛ, удаленном на значительном расстоянии от объектов управления и, следовательно, от ЭВМ нижнего уровня. Соединяются ЭВМ верхнего и нижнего уровня между собой через устройства сопряжения УС с помощью управляемых каналов связи, допускающих высокую степень уплотнения передаваемой информации. Обмен информацией находится под управлением ЭВМ верхнего уровня, которая анализирует запросы на связь, выявляет приоритеты и координирует поток передаваемых сообщений. Такая организация каналов связи позволяет повысить помехозащищенность средств вычислительной техники СВТ, входящих в ИУС. Однако такое распределение СВТ затрудняет организацию необходимой сети питания. Если питание ЭВМ верхнего уровня обычно осуществляется отдельным кабелем с подстанции или от специального моторгенератора, то ЭВМ нижнего уровня находятся непосредственно у объектов управления, рассредоточены по всей площади автоматизируемого производства и их питание осуществляется от цеховой сети. В результате ЭВМ нижнего уровня находятся в неблагоприятной помеховой обстановке непосредственно у источников электромагнитных помех устройств коммутации, станков и т. При исследовании конкретной ИУС, имеющей сложную структуру и включающей большое число отдельных компонентов, целесообразно с целью упрощения исследований произвести декомпозицию рассматриваемой ИУС на ряд подсистем, близких к структуре одноуровневой ИУС. Для анализа помехозащищенности ИУС изображение подсистем и системы в целом удобно в виде структурных схем, позволяющих наглядно представить пути воздействия потока помех, рассмотреть результаты воздействия помех на элементы системы и представить средства защиты от помех рисунок 2.