
- •Д.А. Полещенко интегрированные системы проектирования и управления
- •220301.65 – Автоматизация технологических процессов и производств
- •Содержание
- •Лекция №1 введение. Проблематика построения ис
- •Интегрированная система управления — система реального времени
- •Основные понятия и классификация интегрированых систем
- •Функциональные подсистемы ис
- •Подсистема «Перспективное развитие».
- •Подсистема «Техническая подготовка производства».
- •Подсистема «Технико-экономического планирования».
- •Подсистема «управление реализацией и сбытом готовой продукции».
- •Подсистема «управление основным производством».
- •Подсистема «управление материально-техническим снабжением».
- •Подсистема «управление качеством продукции».
- •Подсистема «управление вспомогательным производством».
- •Подсистема «управление кадрами».
- •Подсистема «бухгалтерский учёт и анализ хозяйственной деятельности».
- •Обеспечивающие подсистемы ис
- •Подсистема «организационное обеспечение».
- •Подсистема «правовое обеспечение».
- •Подсистема «техническое обеспечение».
- •Подсистема «математическое обеспечение».
- •Подсистема «программное обеспечение».
- •Подсистема «информационное обеспечение».
- •Подсистема «лингвистическое обеспечение».
- •Подсистема «технологическое обеспечение».
- •Лекция №2 состав стадий и этапов канонического проектирования
- •Состав и содержание на предпроектной стадии создания иис
- •Состав и содержание работ на стадии техно-рабочего проектирования
- •Состав и содержание работ на стадиях внедрения, эксплуатации и сопровождения проекта
- •Лекция №3 основные понятия и особенности проектирования клиент-серверных экономических информационных систем
- •Файл – серверная архитектура
- •Двухуровневая клиент – серверная архитектура
- •Трёхуровневая клиент – серверная архитектура
- •Многоуровневая архитектура «клиент-сервер»
- •Лекция №4 иерархия уровней управления
- •Уровень erp-систем.
- •Уровень mes – систем.
- •Сферы применения erp- и mes – систем
- •Лекция №5 проблематика диспетчерского управления
- •Асу тп и диспетчерское управление этапы развития уровня асутп
- •Концепция scada
- •Компоненты систем контроля и управления и их назначение
- •Лекция №6 пути и инструментарий для разработки прикладного программного обеспечения
- •Критерии выбора scada-систем
- •Технические характеристики scada-систем
- •Открытость scada-систем
- •Стоимостным характеристики scada-систем
- •Эксплуатационные характеристики scada-систем
- •Лекция №7
- •Пакеты Powerpacks
- •Примеры экранных форм
- •Однопользовательский проект
- •Многопользовательский проект
- •Клиентский проект
- •Работа с проектами
- •Использование тегов
- •Tag Management (Управление тегами)
- •Теги процесса
- •Внутренние теги
- •Системные теги
- •Группы тегов
- •Создание экранов процесса
- •Работа с кадрами
- •Работа со слоями
- •Работа с объектами Объекты из Object Palette [Палитры объектов]
- •Свойства объекта
- •Окно "Object Properties [Свойства объекта]"
- •Закладка "Properties [Свойства]" в диалоговом окне "Object Properties [Свойства объекта]"
- •Стили шрифтов для отображения динамики и событий
- •Закладка "Events [События]" в диалоговом окне "Object Properties [Свойства объекта]"
- •Группы свойств и атрибуты
- •Компоненты экранных форм
- •Работа со стандартными объектами
- •Работа с интеллектуальными объектами
- •Работа с объектами Windows
- •Быстрое конфигурирование объектов
- •Работа с составными объектами
- •Работа с пользовательскими объектами
- •Краткое описание элементов управления WinCc и дополнительных элементов управления
- •Архивирование значений процесса в WinCc
- •Внешние и внутренние теги
- •Методы архивирования
- •Циклы и события
- •Циклическое архивирование значений процесса
- •Циклическое выборочное архивирование значений процесса
- •Управляемое процессом архивирование значений процесса
- •Вторичный архив (англ. Compressed archive)
- •Лекция №9 Распределённые системы автоматизации производства и технологических процессов
- •Модель iso/osi
- •Управление доступом с помощью протокола csma/cd
- •Лекция №10 Характеристики s7-200
- •Модули расширения (em)
- •Характеристики s7-300
- •Характеристики s7-400
- •Лекция №11
- •Плата микропамяти simatic (Micro Memory Card . Mmc)
- •Интерфейсы
- •Лекция №12
- •Лекция №13 циклическое исполнение программы. Время цикла. Время реакции. Прерывания циклической программы.
- •Что мы подразумеваем под "временем цикла"?
- •Модель квантов времени
- •Образ процесса
- •Процесс циклической обработки программы
- •Увеличение времени цикла
- •Различные времена циклов
- •Коммуникационная нагрузка
- •Воздействие на фактическое время цикла
- •Определение времени реакции
- •Кратчайшее время реакции
- •Длиннейшее время реакции
- •13.10. Вставка s7-блока
- •View for Block Types (Виды для соответствующих типов блоков):
- •Организационные блоки
- •Синхронные и асинхронные ошибки
- •Лекция №14 обработка аналоговых сигналов
- •Масштабирование аналоговых сигналов
- •Лекция №15
- •Вызов блока регулятора
- •Порядок конфигурирования блока, реализующего пи-закон регулирования:
- •Общий обзор битовых инструкций.
- •Xor : Логическая инструкция исключающее или.
- •Лекция №16 битовые логические инструкции ( триггеры, определение фронта рло/сигнала)
- •Блок move move : Передача значения
- •Лекция №17 Область памяти и компоненты таймера
- •S_pulse : Задание параметров и запуск таймера «Импульс»
- •S_pext : : Задание параметров и запуск таймера «Удлиненный импульс»
- •S_odt : Задание параметров и запуск таймера «Задержка включения»
- •S_odts : Задание параметров и запуск таймера «Задержка включения с памятью»
- •S_offdt : Задание параметров и запуск таймера «Задержка выключения»
- •Принцип работы счетчиков s_cud, s_cd, s_cu. Обзор инструкций счетчиков
- •S_cud : Назначение параметров и прямой/обратный счет
- •S_cu : Назначение параметров и прямой счет
- •S_cd :Обратный счет
- •Список литературы
- •Полещенко Дмитрий Александрович интегрированные системы проектирования и управления
Подсистема «технологическое обеспечение».
Подсистема соответствует разделению ИС на подсистемы по технологическим этапам обработки различных видов информации:
- первичной и результатной информации (этапы сбора, передачи, накопления, хранения, обработки первичной информации, получения и выдачи результатной информации);
- организационно-распорядительной документации (этапы получения входящей документации, передачи на исполнение, этапы формирования и хранения дел, составления и размножения внутренних документов и отчётов;
- технологической документации и чертежей (этапы ввода в систему и актуализации шаблонов изделий, актуализация банка ГОСТов, ОСТов, ТУ, нормативных данных подготовки и выдачи технологической документации по новым видам изделий);
- баз данных и знаний (этапы формирования баз данных и знаний, ввод и обработка запросов на поиск решений, выдачи результатов решений и пояснения к нему);
- научно-технической информации.
Все обеспечивающие подсистемы связаны между собой и с функциональными подсистемами.
Лекция №2 состав стадий и этапов канонического проектирования
Каноническое проектирование ИС отображает особенности ручной технологии индивидуального (оригинального) проектирования, осуществляемого на уровне исполнителей без использования каких-либо инструментальных средств, позволяющих интегрировать выполнение элементарных операций. Как правило, каноническое проектирование применяется для небольших локальных ИС.
Процесс канонического проектирования осуществляется в нашей стране в соответствии с ГОСТ 34601-90 «Автоматизированные системы стадий создания» делиться на семь стадий:
- исследование и обоснование создания системы (системный анализ, анализ требований);
- разработка технического задания;
- создание эскизного проекта;
- техническое проектирование (проектирование);
- рабочее проектирование (кодирование);
- ввод в действие (внедрение);
-функционирование, сопровождение, модернизация сопровождение.
В целях изучения взаимосвязанных приёмов и методов канонического проектирования ИИС перечисленные 7 стадий можно сгруппировать в часто используемые на практике четыре стадии процесса разработки:
- предпроектная стадия;
- стадия проектирования;
- стадия внедрения;
- стадия эксплуатации и сопровождения.
Состав и содержание на предпроектной стадии создания иис
Важнейшими объектами обследования являются:
- структурно – организационные звенья предприятия (отделы управления, цехи, участки, рабочие места).
- функциональная структура, состав хозяйственных процессов;
Кроме этого объектами обследования служат:
- технологии, методы и технические средства преобразования информации;
- материальные потоки и процессы их обработки.
Основной целью выполнения первого этапа предпроектного обследования является:
- выявление основных параметров предприятия или его части;
- установление условий, в которых будет функционировать проект;
- выявление стоимостных и временных ограничений на процесс проектирования.
Важной операцией, определяющей все последующие работы по обследованию предприятия и проектированию ИИС, является «выбор технологии проектирования».
Существует несколько типов технологии проектирования:
- оригинального проектирования;
- типового проектирования»
- автоматизированного проектирования;
- смешанного проектирования.
Основным ограничением при выборе технологии могут служить: наличие денежных средств на приобретение и поддержку выбранной технологии, ограничения по времени проектирования, доступность соответствующих инструментальных средств и возможность обеспечения поддержки их эксплуатации собственными силами, наличие специалистов соответствующей квалификации.
Перед началом проведения обследования необходимо:
- выбрать метод обследования;
- составить программу обследования;
- составить план – график выполнения работ.
Вся полученная документация обследования разбивается на три группы:
В первую группу входят документы, содержащие описание общих параметров экономической системы, её организационной структуры, матричной модели распределения функций, реализуемых каждым структурным подразделением.
Вторая группа форм, формализующих материалы обследования по каждому структурному подразделению в части форм описания информационных потоков между подразделениями.
Третья группа документов содержит описание компонентов каждого информационного потока, включая документы, информационные файлы, процедуры обработки и характеристики этих компонентов.
На основании формализованного материалов обследования выполняется этап «анализ материалов обследования», целью которого является:
сопоставление всей собранной об объекте информации с теми требованиями, которые предъявляются к объекту, определение недостатков функционирования объекта обследования;
выработка основных направлений совершенствования работы предприятия на базе внедрения проекта ИИС, выбор направлений проектирования (инструментария) и оценка эффективности применения направлений;
- обоснование выбора решений по основным компонентам проекта ИИС и определение общесистемных, функциональных и локальных требований к будущему проекту и его частям.
Анализ материалов обследования позволяет составить список автоматизируемых подразделений и список автоматизируемых задач.
На выбор объектов автоматизации оказывает влияние ряд факторов:
- количество формализуемых функций в каждом подразделении;
- количество связей этого подразделения с другими подразделениями;
- важность этого подразделения в процессе управления предприятием;
- степень подготовленности полразделения для внедрения ЭВМ.
Для выявления списка автоматизируемых задач, необходимо принять к сведению следующие факторы:
- важность решения задач для выполнения основных функций управления;
- трудоёмкость и стоимость расчёта основных показателей данной задачи за год;
- информационные связи с другими задачами;
- недостаточная оперативность расчёта показателей;
- низкая достоверность полученных данных и др.
Далее на основе полученных результатов осуществляется
«предварительный выбор технических средств».
На выбор типа ЭВМ оказывают влияние большое число факторов:
Факторы, связанные с параметрами входных информационных потоков, поступающих на обработку ЭВМ;
Факторы, зависящие от характера задач, которые должны решатся на ЭВМ, и их алгоритмов: срочность решения, возможность разбивать задач на подзадачи, выполняемые на другой ЭВМ, количество файлов с условно – постоянной информацией.
Факторы, определяемые техническими характеристиками ЭВМ: производительность процессора, ёмкость оперативной памяти, поддерживаемая операционная система, возможность подключения различных устройств ввода-вывода.
Факторы, относящие к эксплуатационным характеристикам ЭВМ: требуемые условия эксплуатации, необходимый штат обслуживающего персонала и его квалификация.
Факторы, учитывающие стоимостные оценки затрат на приобретение, на содержание обслуживающего персонала, на проведение ремонтных работ.
Далее следует «выбор типа операционной системы».
К факторам, определяющим выбор конкретного класса ОС и его версиям, относятся:
- необходимое число поддерживаемых программных продуктов;
- требования к аппаратным средствам;
- возможность использования различных устройств ввода – вывода;
- требования поддержки сетевой технологии;
- наличие справочной службы для пользователя;
- наличие дружественного интерфейса и простота использования;
- возможность переконфигурации и быстрой настройки на новые аппаратные средства;
- быстродействие;
- совместимость с другими ОС;
- поддержка новых информационных технологий.
Следующим является «выбор способа организации информационной базы (ИБ) и программного средства ведения ИБ»
Информационная база имеет несколько способов организации:
- как совокупность локальных файлов;
- интегрированную организацию в виде баз данных.
Локальная (файловая) организация подразумевает хранение данных в виде совокупности локальных файлов, не зависящих между собой, создаваемых для документа, задачи или комплекса задач.
Интегрированная база данных представляет совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных, для одного или нескольких приложений.
Данные, в виде баз данных, могут быть организованы как централизованные базы данных, т.е. размещённые на одной ЭВМ, и виде распределённых БД (размещённых на нескольких ЭВМ).
Программные средства ведения информационных баз выбираются исходя из класса систем хранения данных:
- системы управления файлами;
- системы управления базами данных (СУБД).
К основным факторам, влияющим на выбор СУБД, относятся следующие:
- язык общения: выбирают СУБД с открытым языком, замкнутым или смешанным;
- выполняемые СУБД функции: информационные – организация хранения информации и доступа к ней и операционные функции, связанные с обработкой информации.
Далее выполняется «выбор методов и средств проектирования программного обеспечения системы», который напрямую зависит от выбранной технологии проектирования.
При каноническом проектировании используется метод структурного и модульного проектирования.
Выполнение всех этих операций завершается составлением ТЭО и формированием ТЗ.
Целью разработки ТЭО проекта ИИС является оценка основных параметров:
Организационные, информационные и экономические. Основными объектами параметризации в системе являются задачи, комплекс задач, экономические показатели, процессы обработки информации.
Организационные параметры ИИС дифференцируют по технологическим операциям процесса обработки информации: сбора, регистрации, передачи, хранения, обработки и выдачи информации.
К информационным параметрам относятся такие, как достоверность, периодичность сбора, форма представления, периодичность обработки информации.
К экономическим параметрам относятся: показатели годового экономического эффекта, коэффициента эффективности затрат.
Параметризация позволяет определить требования к системе, оценить существующую информационную систему, определить пригодность применения типовых решений в проекте ИИС, выбрать проектные решения в соответствии с предъявленными требованиями.
Техническое задание.
На основании ТЭО разрабатывается «техническое задание» согласно ГОСТ 34.602-89. «Техническое задание на создание автоматизированной системы», в состав которого входят следующие разделы:
«Общие сведения о проекте», где указывают: полное наименование системы, код системы, код договора, наименование предприятия разработчика, и предприятия заказчика, перечень документов, на основании которых создаётся система, плановые работы по началу и окончанию работ по созданию системы, сведения об источниках финансирования, порядок оформления и предъявления заказчику результатов работ по созданию системы.
«Назначение и цели создания системы» состоит из двух подразделов:
«назначение системы», где описывают вид автоматизируемой деятельности и перечень объектов автоматизации;
«цели создания системы», где указывают наименование и требуемые значения технических, технологических, производственно - экономических и других показателей объекта автоматизации, которые будут достигнуты в результате внедрения ИИС.
В разделе «характеристика объекта автоматизации» приводятся: краткие сведения об объекте автоматизации, сведения об условиях эксплуатации объекта.
Раздел «Требования к системе» состоит из следующих подразделов:
В подразделе «Требования к системе в целом» указывают требования к структуре и функционированию системы; к численности квалифицированных работников; к надёжности и безопасности работы системы; к эргономике и технической эстетике; эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту системы; к защите информации от несанкционированного доступа; требования по сохранности информации при авариях.
В подразделе «Требования к функциям (задачам), выполняемым системой» - приводят по каждой подсистеме перечень функций, задач или комплексов, подлежащих автоматизации;
- распределение их по очередям создания;
- временный регламент реализации каждой функции, задачи или комплекса;
- требования к качеству реализации функций, задач или комплексов, к форме представления выходной информации;
- характеристики необходимой точности и времени выполнения, достоверности выдачи результатов.
В подразделе «требования к видам обеспечения» содержатся требования к математическому, программному, техническому, лингвистическому, информационному и методическому обеспечению ИИС.
Раздел «Состав и содержание работ по созданию системы» должен содержать:
- перечень стадий и этапов работ по созданию системы в соответствии с ГОСТ 34.601 – 90;
- сроки выполнения;
- перечень организаций – исполнителей;
- перечень документов по ГОСТ 34.201 – 89 «Виды, комплектность и обозначения документов при создании автоматизированных систем», предъявленных по окончании работ;
- вид и порядок проведения экспертизы технической документации.
В разделе «Порядок контроля приёмки системы» указывают: виды, методы, испытания системы и её частей; общие требования к приёмке по стадиям; порядок утверждения принимаемых документов; статус приёмочной комиссии.
В разделе «Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие» необходимо привести перечень мероприятий и их исполнителей, которые следует выполнить при подготовке объекта к вводу ИИС в действие:
- приведение информации, поступающей в систему, к виду пригодному для ввода в ЭВМ;
- создание условий функционирования объекта, при которых гарантируется соответствие создаваемой системы требованиям, содержащимся в ТЗ;
- создание необходимых для функционирования системы подразделений и служб;
- сроки и порядок комплектования штатов и обучение персонала.
В разделе «Требования к документированию» приводят:
- перечень подлежащих разработке комплексов и видов документации, соответствующих требованиям ГОСТ 34.201- 89.
В разделе «Источник разработки» должны быть перечислены документы и информационные материалы (ТЭО, отчёты научно-исследовательских разработках, информационные материалы на отечественные, зарубежные системы аналоги).
В состав ТЗ при наличии утверждённых методик включают приложения, содержащие расчёты экономической эффективности системы; оценку научно – технического уровня системы.