Автоматизация технологических процессов в распределенных системах диспетчерского управления на предприятиях нефтегазового комплекса

• Автор: Богданов, Николай Константинович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ДИСПЕТЧЕРСКИХ ПУНКТАХ АСУТП

1.1. Анализ моделей данных, используемых современными СУБД.

1.2. Анализ методов объектной декомпозиции предметной области

1.3. Механизмы программного взаимодействия с объектноориентированными базами данных.

1.4. Типы информационных потоков ДП АСУТП

1.5. Адресные пространства источников данных.

Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ НЕПРЕРЫВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.

2.1. Задача адаптации современных методологий проектирования для

создания модели непрерывного технологического процесса
диспетчерского управления
2.2. Разработка информационной модели с использованием объектноориентированных методов
2.3. Разработка информационной модели с использованием субъектноориентированных методов
2.4. Разработка информационной модели с использованием аспектноориентированных методов
Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В РАСПРЕДЕЛННОЙ СИСТЕМЕ ДИСПЕТЧЕРСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ
3.1. Исходные данные, постановка и схема решения задачи.
3.2. Оценка интенсивности потоков данных распределенной АСУТП
3.3. Генерация начальной структуры сети передачи данных
3.4. Оптимизация структуры сети передачи данных.
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫМИ ПОТОКАМИ ДП АСУТП
4.1. Описание методов автоматизации проектирования
4.2. Описание типа автоматизируемого производства.
4.3. Методика синтеза структуры БД ДП АСУТП
4.4. Методика объектноориентированного описания информационных связей.
Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Для решения задачи синтеза структуры РСПД в работе предложено два эвристических алгоритма, учитывающих специфику направлений информационных потоков в распределенных системах диспетчерского управления предприятий нефтегазового комплекса. Первый из них генерирует начальную структуру сети, исходя из матрицы расстояний между узлами. Второй алгоритм предназначен для итерационной оптимизации полученной структуры с использованием оценок интенсивностей потоков технологических данных в РСПД. Оба алгоритма учитывают ограничение по максимальному количеству транзитных узлов коммутации и требования к обязательному резервированию каналов связи. При этом проектирование информационных потоков и их реализация в отношениях как между объектами БД, так и между БД и внешними системами является трудоемким и требующим автоматизации процессом. Разработаны группы проектных вариантов (ПВ) для каждого из этапов комбинаторного синтеза; также рассмотрено использование ПВ операций над данными. Предложены методы записи правил и ограничений связывания ПВ' и групп сигналов ввода/вывода, которые могут применяться проектировщиками БД ДП АСУТП на этапе структурно-параметрического синтеза. Новизна исследования заключается в следующем. Во-первых, впервые в российской практике разработки баз данных диспетчерских пунктов были адаптированы и применены методы аспектно-ориентированного программирования для управления информационными потоками и обеспечения целостности данных, что позволило повысить эффективность организации информационного и программного обеспечения ДП АСУТП. Во-вторых, для выполнения задачи комбинаторного синтеза структуры БД ДП АСУТП были разработаны не только проектные варианты сущностей БД, но и проектные варианты операций над данными; также были введены правила их комбинирования. В-третьих, был предложен оригинальный эвристический алгоритм оптимизации начальной структуры РСПД, учитывающий требования по обязательному резервированию каналов связи. Комплексное рассмотрение процессов передачи информации между распределенными ДП АСУТП, между программными подсистемами одного ДП и между объектами внутри БД ДП позволило выявить универсальность известных алгоритмов взаимодействия клиента и сервера в протоколах передачи данных и предложить эффективную программную реализацию этих алгоритмов для взаимодействия субъектов объектно-иерархических баз данных ДП АСУТП. ГЛЛВЛ 1. Множество существующих тиражируемых программных комплектов АСУТП может быть классифицировано по способу организации области хранения данных - модели организации базы данных [8]. В х гг. В современных ДП АСУТП используются все три модели, однако, при разнообразии методов хранения данных, существует ряд общих свойств и требований к базам данных систем управления реального времени. В базах данных АСУТП хранятся не атомарные данные, а группы данных -измеряемое или расчетное значение технологического параметра плюс связанные с ним данные (атрибуты), плюс, обычно, нормативно-справочная информация по объекту-источнику данных (датчику, контроллеру, технологическому механизму). Каждое значение технологического параметра, хранимое в базе данных АСУТП, независимо от типа, имеет два атрибута: метку времени (timestamp) и достоверность (quality). Метка времени показывает время последнего получения от источника данных значения параметра. Достоверность показывает наличие коммуникации между источником телемеханической информации и сервером БД, на что влияют каналы связи, включенность контроллеров системы телемеханики (СТМ) и пр. Недостоверность” данного не обязательно показывает ложность его значения, особенно для логических данных - за прошедшее с момента потери связи время состояние оборудования или некоторое аналоговое значение могли и не измениться. Достоверность считается неотъемлемым атрибутом значения, средства ведения архива (истории изменения телемеханического параметра) должны предусматривать сохранение его признака достоверности. Также уже в зависимости от типа значений практически во всех тиражируемых системах вводятся специфические атрибуты.