§ 4.4. Структура программ срв

Разработка специального ПО РВ начинается с анализа и описания задач СРВ. Функции СРВ декомпозируются на достаточно простые части, с каждой из которых связывается программный модуль.

Принципиальной особенностью программ РВ является постоянная готовность и отсутствие условий нормального, а не аварийного завершения. Если программа не исполняется, она остается в режиме ожидания прерывания (событие) или истечение некоторого интервала времени. По сути, программы РВ – последовательный код, исполняемый в бесконечном цикле.

В каком-то месте программы есть оператор, приостанавливающий ее исполнение до наступления внешнего события или истечения интервала времени.

При разработке каждого программного модуля должны быть четко выделены области (участки) кода, в котором происходит обращение к защищенным ресурсам, т.е. критической секции. Вход и выход из этих областей координируется каким-либо методом синхронизации или межпрограммных коммуникаций, например, семафор.

В общем случае, если процесс находится в критической секции, можно считать, что данные, с которыми он работает, не изменяя каким-либо другим процессам. Кроме того прерывание исполнения процесса не должно оказать влияние на защищенные ресурсы. Эти требования снижают риск системных ошибок для гарантии живучести программы РВ нештатной ситуации, которая может блокировать или аварийно завершать процесс, должна своевременно распознаваться и исправляться, причем лучше всего в рамках самой программы.

Эффективность исполнения является наиболее важным параметром СРВ. Процессы должны выполняться быстро и часто приходится искать компромисс между ясностью и структурностью программы и ее быстродействием. Опыт создания СРВ показывает, что если для достижения цели нужно чем-то пожертвовать, то это обычно делается, но если структурность программы должна быть принесена в жертву ее эффективности, то совершенно необходимо тщательно документировать все принятые решения, связанные с разработкой приложения. Такой подход обеспечивает возможность дальнейшего сопровождения программы.

Тема 5. Назначение, цели и функции асу тп

В соответствии с ГОСТ 20.03-84 АСУ ТП, предназначенное для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект управления (ТОУ), и представляет собой человеко-машинные системы, обеспечивающие автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления технологическим процессом, в соответствии с принятым решением.

ТОУ – совокупность технологического оборудования и реализуемого на нем по соответствующим инструкциям и регламентом технологического процесса производства.

Совместно функционирующие ТОУ и управляющие им АСУ ТП образуют автоматизированный технологический комплект (АТК).

АСУ ТП является частным видом систем управления (СУ), характеризующаяся наличием самостоятельных функций и целей управления и необходимой для реализации этого специальной системной организации. Степень достижения поставленных целей принято характеризовать с помощью критерия управления. При этом критерием может быть технико-экономический показатель, например, себестоимость выходного продукта при заданном качестве или производительность ТОУ при заданном качестве выходного продукта или технологические показатели (параметры процесса) или характеристики выходного продукта.

Реализация целей конкретной АСУ ТП достигается выполнением комплекса типовых функций, в том числе управляющих, информационных и вспомогательных.

Управляющие функции АСУ ТП – функции, результатами которых является выработка и реализация управляющих воздействий на объект управления, к ним относят:

1. Регулирование (стабилизация) отдельных технологических переменных.

2. Однотактное логическое управление операциями аппаратами.

3. Программное логическое управление группой оборудования.

4. Оптимальное управление установившимися или переходными режимами или отдельными стадиями процесса.

5. Адаптивное управление объектом в целом.

Информационные функции АСУ ТП – функции системы, содержанием которой является сбор, обработки и представление информации о состоянии АТК оперативному персоналу или передача этой информации для дальнейшей обработки. К ним относят:

1. Централизованный контроль и измерение технологических параметров.

2. Косвенное измерение

3. Вычисление параметров процесса.

4. Формирование и выдача данных оперативному персоналу АСУ ТП или АТК.

5. Подготовка и передача информации в смежные системы управления.

6. обобщенная оценка и проверка состояния АТК.

Вспомогательные функции АСУ ТП состоят в обеспечении контроля за состоянием функции технических и программных средств самой системы.

Можно классифицировать АСУ ТП на 3 различные вида:

1. Централизованные АСУ ТП

2. АСУ ТП с супервизорным управлением.

3. Децентрализованные распределенные АСУ ТП.

В централизованных АСУ ТП часто используется режим непосредственного или прямого цифрового управления (без локальных регуляторов).

Широкими возможностями и лучшей надежностью обладают АСУ ТП, работающие в так называемом супервизорном режиме, когда УВМ (управляющая вычислительная машина) выполняет функции советчика. Основная задача супервизорного управления – автоматическая поддержка процесса вблизи оптимальной рабочей точки. Это управление позволяет оператору-технологу использовать плохо формализованную информацию о ходе технологического процесса, вводя через УВМ коррекцию установок, параметров алгоритмов регулирования в локальные контуры.

Например, оператор вводит необходимые изменения в управлении процессом при изменении сырья или состава вырабатываемой продукции. Это требует определение новых значений коэффициентов уравнений математической модели объектов управления, т.е. адаптация АСУ ТП к изменяющимся новым условиям.

Централизация СУ (систем управления) экономически оправдана при сравнительно небольшом числе каналов контроля и регулирования ТОУ и его территориальной сосредоточенности. При большом числе каналов контроля, регулирования и управления, большой длине линии связи в АСУ ТП децентрализация структуры СУ становится принципиальным методом повышения живучести АСУ ТП, снижение стоимости ее создания и эксплуатационных расходов.

Наиболее перспективным направлением децентрализации АСУ ТП является архитектуры, базирующиеся на функционально-целевой и топологической децентрализации ТОУ.

1. Функционально-целевая децентрализация – разделение сложного процесса или системы на меньшие части (подпроцессы, подсистемы) по функциональному принципу, например, переделы технологического процесса, режимы работы агрегатов и т.д.

2. Топологическая децентрализация означает возможность территориальную, т.е. пространственную, разделения процесса на функционально-целевые подпроцессы. При этом целевой функцией является минимализация суммарной линии связи, образующих вместе с логическими подсистемами управления сетевую структуру.