4. Стенди відладки і випробування програм.

Ідея імітаційного моделювання покладена в основу со­здания комплексних імітаційно-моделюючих випробувальних стендів, використовуваних для відладки і випробування складних систем управління в реальному масштабі часу.

Комплексний імітаційно-моделюючий випробувальний стенд (КИМІС) є сукупністю засобів испы­тываемой системи і їх моделей, моделями зовнішнього середовища і про­грамм обробки результатів моделювання, функціонально об'єднаних на основі випробовуваного програмного комплек­са. Комплексні імітаційно-моделюючі испыта­тельные стенди використовуються при полігонних випробуваннях складних систем.

Загальна ідея створення КИМІС заснована на тому, що для испы­тания (дослідження) ПС, реалізованого безпосередньо на ЕОМ, що управляє, необхідно моделювати управляе­мый процес і імітувати вступ в ЕОМ інформації про цей процес. Випробовуване ПС байдуже до непосредствен­ным джерел інформації. Поважно лише, аби вся информа­ция була розподілена по реальних фізичних каналах ЕОМ і тимчасових тактових інтервалах, а також відповідала за­данному (очікуваному) діапазону умов зовнішнього середовища. Со­пряженіє моделей з реальними засобами системи необхідно для оцінки результатів моделювання шляхом їх порівняння з реальними даними. Використання у складі КИМІС непосред­ственно самого ПС, а не його моделі, дозволяє отримати достовірніші результати при моделюванні і уникнути великих додаткових трудовитрат на розробку моделі ПС.

Для створення КИМІС, окрім основної ЕОМ, на якій реалізується випробовуване ПС, використовують ЕОМ приблизно та­кой же продуктивності для реалізації комплексу моделей відповідного призначення. Першу ЕОМ (ВС) зазвичай назы­вают технологічною, вторую—инструментальной. Інструмен­тальная ЕОМ і програмне забезпечення утворюють КИМІС. Та­кие КИМІС є кросовою системою (КРОСС-КИМІС). Модельовані (імітовані) на інструментальній ЕОМ дан­ные передаються в технологічну ЕОМ, де і обробляються як реальні дані. Програмне забезпечення КИМІС може бути реалізоване і на технологічній ЕОМ (РЕЗІДЕНТ-КИМІС). Але такий варіант використовується порівняно рідко із-за дефи­цита пам'яті і продуктивності в технологічних (управля­ющих) ЕОМ.

Автоматизований технологічний комплекс (АТК) со­стоит з елементів наступних типів: керований технологиче­ский агрегат (УТА), автоматизована система управління технологічним процесом (АСОВІ ТП), датчики інформації (ДІ) про стан керованого процесу. На вхід АТК посту­пает об'єкт обробки (00), на выход—результат обробки (РО). Якщо припинити доступ інформації в ЕОМ від реальних фізичних об'єктів АТК, а замість неї вводити адекватну ин формацію, імітовану по КИМІС на інструментальній ЕОМ, то процес функціонування ПО АСОВІ ТП бу­дет адекватний реальному. Оператор УТА в принципі може брати участь в обох режимах.

Програмне забезпечення КИМІС в загальному випадку складається з наступних підсистем: моделювання, аналізу результатів випробування, реєстрації подій (документування), планиро­вания і управління і бази даних (мал. 20). До складу підсистеми моделювання входять: модель заявок на обробку (МЗ), модель об'єкту обробки (МОО); моделі датчиків інформації (МДІ); імітатор перешкод (ІП); модель керованого технологічного агрегату (МТА).

Модель заявок імітує потік заявок на обробку (напри­мер, потік слябів) виходячи з планових і виробничих міркувань

Відповідно до заданого пріоритету або случай­ным чину вибирається 00, що приймається на обслуговування, з сукупності 00, імітованою МЗ, і його характеристики. Моде­лі датчиків інформації є інформаційними моделями конкретних типів датчиків інформації, використовуваних в систе­ме управління АТК. Вони імітують видачу поточних координат що характеризують стан технологічного процесу. Модель керованого технологічного агрегату (наприклад, прокатного стану) імітує керований технологічний процес (напри­мер, плющення стали) з видачею відповідній інформації про цей процес. Імітатор перешкод відповідно до заданих імовірнісних характеристик імітує дію слу­чайных чинників на елементи модельованої системи і управ­ляемый процес. При цьому використовується датчик випадкових чисел, що дозволяє реалізувати процедуру «розиграш».

Таким чином, підсистема моделювання, імітуючи техно­логический процес в керованому агрегаті, забезпечує вос­произведение потоку вхідної інформації в ЕОМ, що управляє, адекватного цьому потоку в реальних умовах експлуатації АТК.

Імітований потік вхідної інформації подається' на вхід випробовуваного ПО АСОВІ і ініціює його функціонування, результатом якого є потік вихідної (що управляє) інформації, що видається на УТА або його модель. Утворюється замкнутий контур управління, адекватний контуру управління в реальному ДТК.

Основними компонентами підсистеми аналізу результатів випробувань є: програма вибірки результатів преобра­зования вхідних даних, програми формування еталонних значень для аналізу правильності результатів, програма порівняння фактичних результатів з еталонними і оцінки їх прийнятності (правильності).

Підсистема реєстрації подій забезпечує документиро­вание ходу випробувань і реєстрацію всіх тих характеристик, які можуть бути корисні як для визначення значень пока­зателей якості випробовуваного ПС, так і для оцінки эффек­тивности і стани самого процесу випробувань.

Підсистема планерування і управління на основі аналізу стану випробувань, отриманих результатів, перевірених пу­тей граф-схеми випробовуваного ПС і завдань, що поступають, від програмістів-випробувачів здійснює планерування экспе­риментов і підготовку відповідних вихідних даних для підсистеми моделювання. На цю ж підсистему покладається координація дій (ініціалізація) всіх елементів КИМІС.

Достоїнства КИМІС очевидні. Його використання дозволяє здійснювати комплексну стиковку об'єктів випробовуваної системи і перевірку принципів управління задовго до створення всіх елементів системи (елемент системи, розробка якого не завершена, замінюється моделлю). Вживання моделювання дозволяє різноманітити умови випробування і заощадити мате­риальные ресурси. Комплексні випробувальні моделюючі стенди можна використовувати не лише для випробування програм, але і для відробітку взаємодії всіх елементів системи.

Сполучення реальних засобів випробовуваної системи з їх моделями дозволяє різноманітити умови випробування і про­вести напівнатурні експерименти. Можна, наприклад, перевірити роботу технологічного агрегату, що автоматизується, моделюючи поведінку об'єкту обробки або, навпаки, промоделировать роботу технологічного агрегату при роботі з реальним объек­том обробки. Такі варіації дозволяють, з одного боку, про­верять адекватність моделей своїм оригіналам і тим самим

переконуватися в достовірності результатів статистичних испыта­ний, а, з іншого боку, використовувати КИМІС на найраніших етапах розробки дослідного зразка ПС для вибору і апробації найкращих проектних рішень.