Разработка математического обеспечения и инструментальных средств моделирования цифровых промышленных сетей

• Автор: Шибанов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.13.13, 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 250 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ф Введение
Глава 1. Анализ специфики цифровых промышленных сетей и определение задач исследований.

1.1. В ведение.

1.2. Особенности цифровых промышленных сетей.

1.3. Типовые ЦПС и их подсистемы.

1.3.1. интерфейс

1.3.2. Протокол

1.3.3. Спецификация I.

1.3.4. Сеть I.

щ, 1.3.5. Сеть i i.

1.4. ЦГ 1 предприятий и корпораций
1.5. Промышленный .
1.6. Устройства согласования с объектом с интерфейсом.
1.7. Лифтовые сети. Введение.
1.8. Лифтовые сети. Назначение и способы реализации
1.8.1. Назначение лифтовых диспетчерских систем
1.8.2. Структура лифтовых диспетчерских сетей
1.8.3. Способы передачи звука.
1.8.4. Существенные особенности лифтовых сетей.
1.9. Проблемы проектирования лифтовых диспетчерских
систем.
1.9.1. Проблема обеспечения эффективной работы сети
1.9.2. Обеспечение качества работы сети, необходимого
для передачи аудио и видеоинформации
1 Методы моделирования временных характеристик протоколов ЦПС.
1 Выводы
Глава 2. Методы расчета времени передачи кадра по каналу ф ЦПС со старением информации и случайными параметрами
старения
2.1. Введение.
2.2. I Остановка задачи нахождения плотности и функции распределения времени старения
2.3. Нахождение вероятностей и условных распределений
при детерминированных параметрах старения.
2.4. Нахождение вероятностей и условных распределений
при случайных границах временных интервалов.
2.5. Пример определения вероятностновременных
щ характеристик системы со старением
2.6. Основные результаты
Глава 3. Методы оценки быстродействия каналов связи
ЦПС со с тарением информации
3.1. Введение и постановка задачи
3.2. Передача файла по одиночному каналу
3.2.1. Передача файла в режиме
3.2.2. Передача файла в режиме
3.2.3. Передача файла в режиме .
3.3. Модели каналов ЦПС со случайными параметрами старения
3.4. Передача файла по агрегированному каналу
3.5. Основные результаты.
Глава 4. Метод аналитикоимитациониого моделирования
цифровых промышленных сетей со случайными параметрами старения информационных пакетов
4.1. Введение и постановка задачи
4.2. Стохастические механизмы управления процессом моделирования ЦПС с использованием операций со случайными пара
метрами старения.
4.3. Принципы построения аналитикоимитационных моделей цифровых промышленных се тей
4.3.1. Классы имитационных объектов ЦПС.
ф 4.3.1.1. Классы модельных объектов и модельные объекты. .
4.3.1.2. Иерархия классов модельных объектов
4.3.1.3. Реализация библиотеки классов
4.3.2. Моделирование работы цифровых промышленных сетей.
4.3.2.1. Механизм динамического включения и выключения имитационных объектов.
4.3.2.2. Моделирование цифровых промышленных телекоммуникаций на основе сетей Геленбе
4.4. Формальная проверка корректности имитационных
моделей.
щ 4.5. Реализация системы моделирования
4.6. Основные результаты
Глава 5. Модели цифровых промышленных сетей.
5.1. Введение.
5.2. Моделирование сегментов промышленного
5.3. Модели коммутаторов
5.4. Модель канала связи с оконным управлением
5.5. Моделирование полнодуплексных каналов связи между коммутаторами промышленного
5.6. Моделирование маршрутизации в ЦПС.
5.7. Выводы.
5.8. Основные результаты.
Заключение
Библиографический список
Приложение 1. Описание имитационных блоков
Приложение 2. Программное обеспечение моделирования
работы группы лифтов
Приложение 3. Копии актов о внедрении, свидетельств о регистрации программ и диплома
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Стандарт позволяет реализовывать включение интегральных микросхем ведомого устройства в электронную часть датчиков и исполнительных механизмов, что обеспечивает выбор вариантов алгоритмов, задание исходных данных и проведение диагностики без использования дополнительных связей. Исходная информация и управляющие воздействия могут поступать из электронных микросхем ведущих устройств промышленных компьютеров, программируемых логических контроллеров, модулей связи с сетями более высокого уровня , I, , I, vi рис. Рис. К интерфейсу может быть подключено одно ведущее устройство с числом ведомых устройств до . Большое многообразие типов датчиков и исполнительных устройств предопределяет необходимость автоматизации программирования на уровне команд языков или С. Это невозможно сделать без выполнения моделирования стохастического поведения алгоритмов и программ ведомых исполнительных устройств и датчиков, с одной стороны, и ведущих устройств, с другой стороны. Первое условие определяется общепризнанными требованиями к использованию инструментальных средств, применяемых при моделировании прог рамм . Второе и третье условия очевидны, и определяются практической целесообразностью. Четвертое условие является необходимым для учета задержек при анализе работы датчиков, элементов исполнительных механизмов и отдельных программных блоков. Вероятностный характер ветвлений в алгоритмах и программах или случайное время выполнения отдельных действий или команд в программах определяется следующими факторами. Особенностями протокола связи ведущего и ведомых устройств. При использовании обычного интерфейса циклически опрашивается до ведомого устройства. Время цикла опроса не превышает 5 мс. Если используется интерфейс версии 2. А и В всего имеется ведомых устройств, опрос каждого из которых длится не более 5 мс, так что общее время опроса не превышает мс. Протокол АЯинтерфейса включает в себя следующую последовательность действий запрос ведущего устройства длина бит, пауза ведущего устройства длина 7 бит, ответ ведомого устройства, пауза ведомого устройства. На передачу одного бита затрачивается 6 мкс. Пауза ведущего устройства составляет от 3 до тактов передачи бита. Если ведомое устройство приняло сообщение ведущего устройства и ответило т. Если это первый запрос в адрес данного ведомого устройства или запрос после воздействия помехи ведомое устройство не синхронизировано, то нужно на два такта больше, чем в первом случае. Если ведущее устройство не приняло стартовый бит ответа ведомого устройства после тактов, то считается, что ответ не проходит. В этом случае ведущее устройство может послать следующий запрос ведомому устройству со следующим по порядку адресом. Характером процедур контроля ошибок при передаче. Распознаются ошибки стартового или конечного бита, бита паритета, кода Манчестера выход за пределы времени передачи и задержки времени паузы задержка модуляции нарушение длины кадров. Вероятность указанных ошибок зависит от надежности работы оборудования. Протокол используется во многих автоматизированных системах управления производством, например , , vi и др , . Основан на методе доступа и характеризуется гарантированной доставкой сообщения, благодаря арбитражу в ситуациях, когда несколько узлов начинают передавать данные одновременно. Имеет высокую скорость передачи до 1 Мбитс и эффективные средства обнаружения и устранения ошибок. Спецификация I основана на стандарте 5 и разработана фирмой ix . Максимальное расстояние, которое может охватывать эта ЦПС, до километров, что обеспечивается благодаря ретрансляции сигнала в каждом узле. Узлыретрансляторы образуют основу топологии I, оконечные же устройства подключаются к дополнительным кольцевым сегментам с длиной до 0 метров с использованием неэкранированной витой пары. Доступ к среде передачи данных в I организован по принципу суммирующего фрейма и обеспечивает гарантированное время передачи информации. На нижнем уровне обмена данными с оконечными устройствами по стандарту 5 используется сеть I рис.