Исследование и разработка нестандартных инструментальных средств в автоматизированных системах

• Автор: Рубцов, Юрий Федорович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 168 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Анализ условий и особенностей создания нестандартных инструментальных средств в системах автоматизации. п

1.1. Тенденции развития нестандартных инструментальных средств

1.2. Методологические основы создания НИС для АСУ ТП.

1.3. Взаимодействие входного потока сообщений с блоками ввода и преобразования

1.4. Сравнение структурных моделей устройств ввода с аппаратным и программным способами взаимодействия по критерию стоимости

1.5. Выводы по разделу 1.

2. Синтез нестандартных инструментальных средств

2.1. Функционирование устройств сопряжения в системах автоматизации .

2.2. Синтез алгоритма управления устройств сопряжения

2.3. Структурный синтез устройств сопряжения.
2.4. Система динамического моделирования.
2.5. Программное обеспечение НИС с микропроцессорными приборами.
2.6. Выводы по разделу 2.
3. Основы проектирования нестандартных инструментальных средств .
3.1. Анализ условий решения задачи проектирования
3.2. Исследование подходов к оптимизации структуры
3.3. Специфика функционирования НИС.
3.4. Построение схем моделей НИС.
3.5. Алгоритмы моделирования НИС при их проектировании
3.6. Выводы по разделу 3.
4. Построение систем автоматизации с применением НИС
4.1. Общая характеристика проектируемой АСУ ТП.
4.2. Организация функционирования системы
4.3. Структура программного обеспечения нижнего уровня.
4.4. Программное обеспечение связи с оператором
4.5. Общая характеристика реализации результатов диссертации
4.6. Выводы по разделу 4.
Заключение.
Список литературы


Можно выделить системы измерения и регистрации параметров, реализованные на средствах мини- и мик-роЭВМ и обеспечивающие измерение до параметров. В дальнейшем этот процесс усиливался. В целом с по гг. НИС, в т. Эксплуатация этих НИС выявила следующие их недостатки [1, 2]: низкая производительность, недостаточная гибкость, недостаточный объем памяти, разнотипность технической и программной базы; они затрудняют взаимодействие НИС с системами комплексной автоматизации. К концу -х - началу -х гг. Это нашло отражение в интенсификации работ в области создания новых многофункциональных НИС за счет развития моделирования внешних воздействий и совершенствования алгоритмов управления подсистем АСУ ТП. Известные современные работы в области создания АСУ ТП развивают эти тенденции, в частности, используются в автоматизированных системах управления технологическими процессами механической обработки деталей [3, 4]. В г. Примером является создание программнотехнических комплексов (ПТК) на основе УВК СМ Аналогичные системы, реализуемые на основе вычислительной техники широкого применения [5], обеспечивают требуемые производительность и точность, прежде всего, за счет введения значительной избыточности по быстродействию, памяти, точности вычислений, что приводит к высокой стоимости. Создаваемые за рубежом НИС основываются на дорогостоящих комплексах технических средств, позволяющих реализовать SCADA (Supervisory Control And Data Acqusition). Эти системы с программным обеспечением Real Flex (BJ Software Systems, США, Sitex Software, Англия), TRACE MODE (ADASTRA, Россия) ориентированы на применение в АСУ ТП и обладают высоким быстродействием (периодичность опроса тс. Для системы с высокими требованиями к скорости приема данных использован пакет Auto Net (Imagination System, США), обеспечивающий до измерений в секунду [7]. Высокие показатели по статической настраиваемости и высокое быстродействие достигается за счет избыточности и приводит к высокой стоимости (только программное обеспечение оценивается в десятки тысяч долларов). Оценивая состояние развития НИС в настоящее время, следует подчеркнуть, что жесткие архитектурные решения требуют выбора технических параметров НИС (быстродействие, точность, объем памяти и др. Отсюда следует высокая цена на создание НИС, они требуют значительных затрат при переходе от одного типа объекта к другому. Это снижает их эффективность и качество как НИС, так и систем в целом. На основании проведенных исследований в работе делается вывод о том, что повышение производительности и точности современных НИС может быть достигнуто также и за счет рациональной организации информационных процессов и структуры НИС; в этом направлении требуется поиск новых подходов, создание адаптивных НИС, функционирующих в разных условиях. ЧПУ), ведение БД, настройку первого и второго уровней, тестирование и контроль технических средств. В этом плане в работе рассматриваются адаптивные НИС применительно к условиям комплексной автоматизации промышленного производства, обобщенное представление таких систем приведено на рис. Рис. В процессе эволюции адаптивных НИС на основе функциональноэволюционного подхода [8-], автор выделяет три поколения НИС (рис. Рис. В связи с этой классификацией необходимо отметить следующее. Первое поколение НИС формировалось в -е годы. На этом этапе определяющим являлся поиск путей повышения производительности путем организации параллельного выполнения основных функций. НИС первого поколения имеют статичные структуры с жесткими фиксированными связями, определяемыми при разработке, и обеспечивают эффективное выполнение только тех измерительных алгоритмов, для которых они разработаны. Для эффективной реализации каких-либо других алгоритмов архитектура НИС должна быть изменена, то есть перепроектирована, что является серьезным недостатком. В данном классе НИС для достижения требуемой производительности использовались методы совмещения (распараллеливания) выполнения функций (операций) во времени. При решении задач взаимодействия с входными информационными потоками повсеместно применяется детерминированного программного опроса источников.