Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Лебедев Владислав Олегович. Системно-ориентированный подход к проектированию АСУ ТП с применением структурных методов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 / Лебедев Владислав Олегович; [Место защиты: Моск. гос. инженерно-физ. ин-т].- Москва, 2009.- 219 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1867

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

Глава 1. Особенности проектирования АСУ ТП 8

1.1. Основные трудности создания АСУ ТП 8

. 1.2. Особенности автоматизации экологически опасных объектов промышленности 13

  1. Современные технические и программные средства АСУ ТП и их характеристики ..19

  2. Структурный подход к описанию систем 34

  3. Постановка задачи диссертационной работы 36

  4. Выводы ^ 38

Глава 2. Системно-ориентированный подход 40

  1. Основные требования к средствам построения и сопровождения АСУ ТП 40

  2. Основные понятия и определения, сущность системно-ориентированного подхода.. 41

  3. Анализ описания АСУ ТП различными структурными конструкциями 52

  4. Основные элементы системно-ориентированного подхода к программированию при построении систем реального времени 61

  5. Необходимость оптимального выбора структурных единиц ("алфавита") и порядка их взаимодействия ("граліматики") при создании базовых программных средств АСУ ТП... 67

  6. Организация взаимодействия задач реального времени и случайного доступа на основе системно-ориентированного подхода 73

  7. Основные отличия предлагаемых походов 83

2.8. Выводы 84

Глава 3. Построение комплекса программно-технических средств АСУ ТП на
основе системно-ориентированного подхода
87

  1. Организация управления вычислительным процессом АСУ ТП 1 87

  2. Организация и построение комплекса технических средств 95

  3. Основные структурные представления и компоненты комплекса программных средств 99

  4. Технологический язык программирования 101

  5. Инструментальные средства программирования 119

  6. Сетевое программное обеспечение 122

  7. Средства поддержки интерфейса оператора 125

  8. Средства расчета технико-экономических показателей и генерации отчетов 128

  9. Организация взаимодействия с внешними программными средствами 131

ЗЛО. Средства разграничения доступа к ресурсам и защита информации 133

  1. Резервирование и другие средства повышения надежности АСУ ТП 135

  2. Тестирование и проверка технических характеристик ПТК АСУ ТП 146

  3. Средства обучения и тренировки 147

3.14 Выводы 149

Глава 4. Реализация принципов системно-ориентированного подхода в

рамках программно-технического комплекса УМИКОН 154

4.1.КПОМикСИС 154

4.2. КТС МикКОН 161

4.3 Реализация алгоблочной системы программирования верхнего уровня 167

  1. Реализация алгоблочной системы программирования среднего уровня 177

  2. Реализация алгоблочной системы программирования нижнего уровня 180

  1. Реализация алгоблочной системы программирования для подсистемы расчета технико-экономических показателей 181

  2. Сравнительные характеристики различных систем программирования при создании технологических программ 187

  3. Выводы 189

Глава 5. Анализ практической реализации системно-ориентированного подхода к построению автоматизированных систем реального времени ... 190

  1. АСУ ТП ТЭЦ Реакторного завода Горно-химического комбината, г. Железногорск Красноярского края 190

  2. АСУ ТП заводов Сибирского химического комбината, г.Северск Томской области 198

  3. АСУ ТП производств ОАО «Каустик», г.Волгоград 201

  4. Малые системы и системы обучения 205

  5. АСУ ТП ФОК Михайловского ГОК 209

5.6. Выводы 212

Заключение 213

Список литературы 215

Введение к работе:

Исследования, проведенные в диссертации, посвящены задаче создания системно-ориентированного подхода к проектированию АСУТП с применением структуршых методов на основе системного похода.

Актуальность:

Неизбежное развитие атомных, химических и других опасных, но необходимых для существования современной экономики, производств, вызывает растущую потребность в совершенствовании средств управления для обеспечения их эффективной и безопасной эксплуатации. Одним из очевидных путей решения этой задачи является широкое привлечение специалистов в области технологии и автоматики непосредственпо к разработке и модернизации автоматизированных систем управления и, прежде всего, их программной части как наиболее быстро поддающейся модификации. Но при этом использование наиболее доступных для специалистов без специального образования в области программирования графических средств технологического программирован сужается по сравнению с текстовыми языками (например, в рамках применения языков стандарта МЭК 61131-3). Вызывает также проблемы широкое использование в АСУ ТП программных и аппаратных решений, характерных для офисных систем, но не эффективных для систем реального времени. Отсюда возникает потребность в новых средствах проектирования систем управления. Для их поиска целесообразно применение системного подхода, изучающего объекты и явления как системы с целью вывода общесистемных закономерностей на основе структурного сходства законов, установленных в отдельных областях знания. Применение данного подхода позволило выработать новые методы проектирования систем управления путем преодоления фрагментарности событийно-объектного подхода. Цель работы:

Целью работы является выработка эффективных методов создания и организации АСУ ТП. Для достижения поставленной цели были сформулированы и поставлены следующие задачи:

- разработка на основе принципов системного подхода средств проектирования АСУ ТП путем формирования типовых методов и элементных структур;

- проверка эффективности разработанных методов при построении и эксплуатации конкретных АСУ ТП, в том числе в атомной и химической промышленности. Научная новизна работы.

1. На основе системного подхода как общеметодического принципа и системного
структурного анализа опыта проектирования и эксплуатации различных систем
управления выработан системно-ориентированный подход к построению АСУ ТП.

2. Исходя из системно-ориентированного похода развиты основные принципы
проектирования АСУ ТП с учетом специфики систем с повышенными требованиями к
надежности.

3. Созданы средства проектирования АСУ ТП на базе системно-ориентированного похода -
технологическая алгоблочная система программирования, позволяющая найти
оптимальное сочетание компромисс между трудоемкостью проектирования и
эксплуатационной эффективностью создаваемых систем.

Практическая значимость работы.

Созданы инструментальные средства проектирования АСУ ТП, пригодные для применения в различных отраслях народного хозяйства и обладающие техническими характеристиками, превосходящими аналоги.

С помощью созданных инструментальных средств спроектирован и внедрен ряд АСУ ТП, том числе с учетом особенностей атомной и химической промышленности. Внедренные системы позволили повысить надежность и эффективность технологических процессов, что подтверждается актами о внедрении. При этом инструментальные средства были освоены специалистами по автоматизации предприятий.

На основе данных инструментальных средств подготовлены средства автоматизированного обучения, которые использованы в лабораторном практикуме по курсу «Проектирование систем управления» на кафедре «Автоматика» МИФИ.

Результаты, выносимые на защиту. 1. Системно-ориентированный подход к созданию как инструментальных средств проектирования АСУ ТП, так и самих АСУ ТП, то есть комплексный подход с выделением типовых элементных структур и алгоритмов, особенно эффективный для потенциально опасных производств (химическая и атомная промышленность, энергетика и др.).

2. Классификация систем с точки зрения открытости и закрытости, что позволяет
правильно учесть такие свойства и характеристики систем, как изменчивость,
инерционность, наблюдаемость, такт реального времени.

3. Принципы организации вычислительного процесса и построения структуры аппаратных
средств системы реального времени, в том числе:

- сочетание последовательного программного цикла без прерываний с общим информационным пространством системы;

необходимость выделенного арбитра при организации резервирования систем с наличием программного обеспечения.

  1. Алгоблочіїая система технологического программирования, представляющая собой базу данных с записями постоянной длины с исполняющей средой в виде системы управления базой данных, и включающая алгоритмы обработки данных, управления, резервирования и другие как операторы технолопгческого алгоблочпого языка.

  2. Возможность реализации функций операционной системы реального времени в рамках исполняющей среды алгоблочной системы.

  3. Результаты создания и внедрения ряда АСУ ТП различного масштаба.

7. Применение алгоблочной системы технологического программирования в качестве
средства обучения.

Апробация:

Вопросы данной работы докладывались в пяти докладах на научных семинарах в ИПУ РАН и трех докладах на научной сессии МИФИ.

Публикации

Результаты диссертации опубликованы в 13 печатных научных работах, написанных лично или в соавторстве, в том числе в 10 изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 70 наименования. Общий объем работы составляет 219 страниц. В работе содержится 40 рисунков, 6 таблиц.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net