2598

ТDС-3000, Contronics, МСКУ, ТЕХНОКОНТ, УНИКОНТ и многие др., а

«Спрут» и др.), отметим влияние программируемых контроллеров на эффективность работы ЕRP- и МЕS-систем.

Прежде всего это возможность представления данных о процессе в реальном масштабе времени на сервер административного уровня (уровень информационной системы производства). Эти данные могут передаваться непосредственно от контроллеров или SCADA-систем при распределенной клиент-серверной архитектуре связи.

Другим требованием обеспечения доступа данных на уровень управления производством является наличие надежных интерфейсов связи, основанных на современных технологиях (ОРС, Modbus, Ethernet и др.), и соответствующих коммуникационных портов. Для повышения надежности и достоверности передаваемой информации необходимо предусмотреть меры по защите информации и резервированию программно-аппаратных средств системы (серверов, линий связи, контроллеров, модулей ввода-вывода и пр.).

2.8.10.1. ERP-системы

Система Protean. Protean это система для крупных предприятий химической, фармацевтической и др. отраслей промышленности с непрерывным циклом производства. Система включает модули, отвечающие за производство, управление финансами, составление рецептур, управление материально-производственными запасами, снабжение, планирование, составление графиков, расчет себестоимости продукции и управление заказами.

Protean работает на платформе таких СУБД, как Oracle, Microsoft SQL Server, DВ2 на платформе АS/400. Разработанный для Microsoft Windows, Protean поддерживает технологию ОLЕ, обеспечивает интеграцию с приложениями, электронными таблицами, электронной почтой, системами автоматизации документооборота.

Производственный модуль служит для управления технологическими процессами с учетом возможных колебаний качества сырья и параметров процессов. Функция Schedule Management позволяет составлять графики работ и контролировать выполнение планов производства, а функция Schedule Activity Reporting позволяет составлять отчеты по различным видам деятельности предприятия, в том числе по затратам, производственным потерям и др.

Модуль планирования предназначен для улучшения качества

770

обслуживания клиентов, наиболее полного удовлетворения их требований путем оптимизации производственных графиков, которые можно просмотреть благодаря функции Resource Scheduling и внести необходимые изменения в поставки сырья и материалов.

Модуль калькуляции издержек производства позволяет контролировать себестоимость продукции на всех этапах ее производства. Функция Cost Modeling оптимизирует работу предприятия по критерию максимальной рентабельности.

Модуль управления снабжением призван автоматизировать операции снабжения в соответствии с полученными заказами. Особенностью подсистемы является наличие каталогов необходимой продукции (сырья, материалов, запасных частей, упаковки и пр.) в реальном масштабе времени.

Система «ОптиМет» ЗАО НТЦ «ЛАГ Инжиниринг» (Россия).

Система «ОптиМет» предназначена для расчетов и прогнозирования технологических, экономических и экологических показателей применительно к структуре металлургического производства. В качестве критериев оптимизации приняты:

минимум себестоимости товарной продукции;

минимум потребления энергетических ресурсов;

максимум прибыли и минимум дефицита бюджета;

минимум вредного воздействия на окружающую среду.

Система основана на глобальной математической модели металлургического производства, включающей нелинейные модели процессов - коксохимического, доменного, агломерационного, конверторного и др. «ОптиМет» позволяет выполнить сквозной расчет всех производств от получения сырья до выпуска готовой продукции. Оптимизация сырьевой структуры предполагает разработку стратегии закупки сырья, определяемую данными корреляции стоимости и качества сырья у различных поставщиков. Оптимизация структуры производства определяется расчетом оптимальной загрузки коксохимического, доменного и агломерационного производств, перераспределением производства чугуна, стали и проката в зависимости от конъюнктуры рынка и оптимального соотношения цены и себестоимости проката.

Снижение энергоемкости производства осуществляется за счет повышения эффективности работы оборудования, применения энергосберегающих технологий, снижения энергопотребления и устранения необоснованных потерь.

Снижение вредного воздействия на окружающую среду осуществляется за счет расчета экономической оценки ущерба от вредных выбросов и принятия мер к их снижению. Расчет и планирование экономических и финансовых показателей металлургического

771

производства включает расчет себестоимости продукции, сметы затрат, формирование портфеля заказов, программы закупок сырья, финансовый анализ производства за прошедший период и на перспективу.

Система «Галактика» корпорации «Галактика», Россия.

Комплексная информационная система «Галактика» является многопользовательской сетевой системой управления деятельностью предприятия, направленной на решение задач планирования, оперативного управления, учета, контроля и анализа деятельности предприятия.

Система поддерживает наиболее распространенные серверные платформы Pervasive SQL, MS SQL, Oracle. К основным принципам построения системы относятся открытость, модульность, универсальность

иадаптируемость, корпоративность и др.

Всостав системы «Галактика» входят:

контур управления финансами (управление бюджетом, платежный календарь, финансовый анализ);

контур управления персоналом (управление кадрами, заработная плата);

контур бухгалтерского учета (финансово-расчетные и кассовые операции, учет основных средств и материальных ценностей, налоговые регистры, финансовая и бухгалтерская отчетность, векселя и кредиты, фактические затраты);

контур логистики (управление снабжением и сбытом, складской учет, расчеты с поставщиками и получателями, управление договорами);

контур управления производством (управление заказами, техникоэкономическое планирование, техническая подготовка производства, учет материальных ценностей, техническое обслуживание и ремонт оборудования);

контур отраслевых и специализированных решений (управление автотранспортом, капитальным строительством, рекламной деятельностью; претензионно-исковая работа; розничная торговля, сервисное обслуживание и др.).

КИС «Галактика» ориентирована на управление предприятиями в различных отраслях промышленности.

К другим ЕRP-системам относятся «Oracle Application» компании Оrасlе, «BAAN IV» компании Baan и др.

2.8.10.2. СРМ-системы

Система СОМSНАRЕ МРС компании СОМSНАRЕ Inс. (США).

СОМSНАRЕ МРС представляет собой систему бюджетирования, управленческого планирования и контроля. Система СОМSНАRЕ МРС позволяет заменить обработку финансовой информации, выполняемую с

772

помощью таблиц Ехсеl, системой централизованного ввода и обработки данных. Данную систему относят к классу систем управления эффективностью бизнеса. Такие системы позволяют автоматизировать процессы составления бюджета (бюджетирования), планирования, финансового анализа и управленческой отчетности, подчинив их стратегическим задачам развития предприятия.

Хотя СPM-системы являются дополнением ЕRP-систем, внедрение их на предприятии должно быть первоочередным. Это вытекает из необходимости оптимизации не только процессов бюджетирования, но и стратегического прогнозирования.

2.8.10.3. МЕS-системы

Рассмотрим краткие характеристики наиболее распространенных МЕSсистем.

РI System (Plant Information System) фирмы ОSI Software (США) –

универсальная информационная система сбора, хранения и представления в едином формате данных от различных ПЛК, DCS, SCADA-систем, устройств ручного ввода и пр. РI System поддерживает клиент-серверную архитектуру. Клиентское ПО базируется на ОС Windows 9х/NТ/2000/ХР. Основным компонентом системы является РI Server – БД РВ с подсистемой обработки данных. РI System имеет свыше 250 интерфейсов для связи с DCS, ПЛК и SCADA-системами. В ПО клиентских приложений РI System входят (рис. 2.50).

Рис. 2.50. Состав приложений PI System

С учетом рассмотренных систем, общую структуру интегрированной системы управления предприятием можно представить в виде рис. 2.51.

773

сервисных функций, что делает его надежность выше, чем у распределенного сервера.

В зависимости от вычислительной мощности серверы подразделяются на следующие типы: сервер рабочих групп, сервер подразделения (отдела), сервер предприятия, корпоративный сервер и Internet-сервер (Web-сервер). Встречается деление серверов на серверы начального, среднего и высшего уровней (классов). Различные типы серверов приведены на рис. 2.52.

в

Рис. 2.52. Типы серверов:

а система хранения данных SUN Storrage T3 компании SUN Microsystems; б серверная платформа Intel SRSH4; в сервер предприятия; г серверный корпус Intel

SC5200; д blade-сервер

Сервер рабочих групп (сервер начального уровня) используется для сетевой печати, управления файлами и удаленного доступа по сети.

Сервер подразделения (сервер среднего уровня) служит для организации работы приложений для нескольких рабочих групп,

775

электронной почты, поддержки работы удаленных подразделений. Сервер предприятия – мощный сервер для управления предприятием в

целом. Эффективен при формировании кластеров и отказоустойчивых вычислительных систем. Поддерживает работу ЕRР, СRМ, EАМ и др. систем верхнего уровня.

Корпоративный сервер – мощный сервер для работы с большими базами данных, приложениями сложных информационных систем и Webприложений. Эффективен при формировании кластеров и отказоустойчивых вычислительных систем.

Internet-сервер (сервер Internet-приложений) эффективен при работе со сложными Web-приложениями, требующими непрерывной работы с высокой производительностью.

Основные требования, предъявляемые к серверам:

возможность наращивания дискового пространства и вычислительной мощности (до сотен терабайт);

высокая надежность хранения данных;

защита данных от несанкционированного доступа и др. Отличительными особенностями серверов являются:

многопроцессорность (до 16 процессоров, в том числе RISСпроцессоров с поддержкой режима многопроцессорной обработки);

большой объем НDD-памяти (многомодульность памяти) 250 Гб и больше, а также кэш-памяти (до 8 Мб и больше):

многоуровневая шинная архитектура:

поддержка RAID-технологии дисковых массивов.

Транзакционная производительность сервера по тесту ТРС-С измеряется в единицах trmС (примерно 60000 для сервера среднего класса).

Для накопления и обработки больших массивов информации существуют сетевые хранилища данных, удовлетворяющие следующим требованиям:

возможность быстрого доступа к данным по сети;

возможность резервирования хранимой информации в условиях сбоев и сетевых помех;

управление массивами независимо от платформ и конфигураций вычислительных систем:

использование высокоскоростной «шины» РСI-Х и др.

Среди фирм, выпускающих серверы различной производительности и назначения, отметим компании Intel, Hewlett Paccard, Compaq, ICP Electronics Inc., I-O Data, Sun Microsystems и др.

Серверы компании Hewlett Paccard обладают рядом функциональных достоинств, среди которых функции предотвращения отказов,

776

масштабирования ресурсов и функции удаленного управления ресурсами. Компания Hewlett Paccard выпускает серверы начального уровня – НР

L1000 и L2000, среднего уровня – НР N4000 (на замену НР9000), NetServer LН6000 и LТ6000, серверы разработки Web-приложений – WebSphere Application Server. Сервер НР N4000 – на базе 8-ми RISС-процессоров РА8600 (Precession Architecture RISC). Серверы LН6000 и LТ6000 – 6-

процессорные серверы на базе Xeon РIII фирмы Intel. Новые серверы фирмы Hewlett Paccard А400 и А500: сервер А400 – на базе одного процессора РА8500 440 МГц, А500 – на базе двух процессоров РА8500 440 МГц и РА8600 552 МГц.

Фирмой выпущены сверхплотные (blade) серверы в виде отдельной платы с возможностью «горячей» замены. Blade-серверы реализуют переход от концепции множества территориально распределенных серверов к единому центру обработки, где каждый сервер выполняет свои функции. Линейка Blade-серверов компании Hewlett Paccard НР РrоLiant ВL используется в корпоративных вычислительных центрах. Новое поколение серверов НР РrоLint ВL10е, ВL20р и ВL40р построено на базе процессоров Intel Xeon МР 400 МГц. Так, Blade-сервер НР РrоLiant ВL40р имеет 4 процессора 400 МГц, ОЗУ – 12 ГБ.

При подключении к системе SAN HP StorageWorks при обслуживании ЕRР- и СRM-систем емкость систем хранения данных может быть увеличена до сотен терабайт.

Компания IСР Electronics Inc. выпускает серверы серии NAS, представляющие собой сетевые хранилища данных. Они должны удовлетворять следующим требованиям: возможность быстрого доступа к данным, резервирование хранимой информации, управление массивами данных независимо от платформ и конфигураций компьютера. Серверы NAS используют ОС Linux, но поддерживают файлы различных ОС и сетевых протоколов, имеют возможность резервного копирования, надежную защиту данных.

Фирма Compaq выпускает 4-процессорные серверы РrоLiant 6500 на базе процессоров Pentium III, ОС – Windows NT и др.

Серверы начального уровня PRIMERGY серий ТХ и RХ выпускает компания Fujitsu Siemens Computers. Серверы серии ТХ150 с ПРЦ Intel Pentium 4, ТХ - 2 ПРЦ Intel Xeon ТХ300 - 2 ПРЦ Intel Xeon выполнены в напольном исполнении. Серверы RХ100, RХ200 и RХ300 используются в качестве Web-серверов и выполнены в шкафном исполнении. Так, сервер RХ300 имеет шесть жестких дисков с возможностью их «горячей» замены, а также ОЗУ 12 ГБ с функцией «горячей» замены.

Компания I-О Data выпускает сетевой накопитель типа НDL-хххU различной емкости. НDL 120U имеет емкость 120 Гбайт, НDL 160U – 160 Гбайт, НDL 250U – 250 Гбайт. Все накопители работают под управлением

777

ОС Windows 98/МЕ/NТ/2000 ХР.

Компания Sun Microsystem производит сервер начального уровня NETRA X1, монтируемый в 19” стойку (высота сервера – 1U). В сервере использован 64-разрядный процессор UltraSparc с тактовой частотой 500 МГц, кэш-память – 32 байта, ОЗУ – 2 Гбайта, НЖМД – 2x20 Гбайт.

Коммуникационные порты: 2xEthernet/Fast Ethernet, 2хRS-232С/RS423, 2хUSB v.1.0. В качестве ОС использована ОС Solaris 8. Более ранние модели серверов компания Sun Ultra Enterprise – модели 150, 450, 3000, 4000, 5000, 6000 и 10000 имеют от одного до 64 процессоров (серия 10000), память – до 64 Гбайт. Эта же компания выпускает систему хранения данных масштаба предприятия Sun Storedge T3 для рабочей группы. Используя последние достижения RAID-технологии, система позволяет наращивать базу хранения данных. Хранилище данных состоит из модулей, вмещающих по 9 дисководов емкостью 18, 36 и 73 Гбайта. Общая емкость одной монтажной стойки из 72 дисководов – от 1,3 до 5,2 Терабайт, а системы из 32 монтажных стоек – от 41,5 до 168,2 Терабайт. Система Sun Storedge T3 имеет RAID-контроллер, кэш-память 256 Мбайт,

порт RS232С, ОС Solaris 7 (8).

Большая линейка серверов выпускается по технологии Intel российской фирмой «ВИСТ». К их числу относятся серверы Netline-СС2 (архив), -СС2АТА (архив), СS2 (архив), WС2е, WС2еАТА, WS2 (архив), WS2е, серверы марок V-Рrо-AН2 (архив), DН2 (архив), WС1е (архив), WР1е, а также серверы марок Х-Рrо-VН2е, -ВН2е, -СН2 (архив), -СН2е, -НН2 (архив), -НН2е, -SС4 и -SD4. К примеру, сервер Netline-WC2е имеет 2 процессора Intel Xeon, тактовая частота – 400/533 МГц, кэш – 512 кбайт, флэш – 8 Мбайт, общая емкость системы – 286 Гбайт (2хНDD емкостью 143 Гб), корпус Rack Mountable для монтажа в 19" стойку (высота сервера 1U). Сервер имеет функции диагностики и автоматического устранения неисправностей (автоматические коррекция ошибок памяти и отключение неисправного процессора, автоматическая перезагрузка при выключении системы или зависании ОС). При нарушениях осуществляются автоматическая рассылка сообщений по SNMP, E-mail, регистрация событий и индикация состояний системы.

Сервер V-Рrо WС1е является сервером приложений начального уровня. Может содержать один процессор Intel Pentium 4 или четыре процессора Celeron, тактовая частота – 400/533 МГц, общая емкость системы – от 40 до 480 Гбайт.

Сервер Х-Рrо SС4 является сервером отдела или предприятия и создан на базе нового чипсета Grand Champion НЕ, а также четырех процессоров Intel Xeon с тактовой частотой 400 МГц. Объем ОЗУ – 24 Гбайт, общая емкость системы – от 18 до 1430 Гбайт (от 1 до 10 НDD). Сервер Х-Рrо VН2е представляет собой рабочую станцию на базе двух процессоров

778

Intel Xeon с тактовой частотой 400/533 МГц , ОЗУ – 8 Гбайт, общая емкость системы – от 18 до 715 Гбайт (число НDD от 1 до 5). Исполнение

– башня, высота – 450 мм, ширина – 235 мм, глубина – 485 мм.

Следует ожидать, что с развитием микропроцессорной техники, прежде всего процессоров и элементов памяти, появятся новые, еще более производительные серверы.

2.8.11.Примеры применения ПЛК при разработке РСУ

2.8.11.1.Решение типовых задач управления на языках IЕС

61131-3

Организация контуров управления. Функции управления процессом являются основными элементами любого языка, используемого для программирования контуров регулирования на ПЛК. В частности, эти функции предназначены для:

реализации последовательных процессов, которые требуют дополнительных функций управления (процессы смешения, розлива, обработки металлов и др.);

обеспечения простых алгоритмов управления процессом (управление печами для варки металла, стекла, печами для обжига керамики, клинкера и т.д.);

обеспечения конкретных задач автоматического регулирования или механического управления, где особенно важен период дискретности (управление вращением, скоростью, управление роботами и др.).

Чаще всего в программном обеспечении контроллеров не существует ограничений на максимальное количество реализуемых контуров управления. На практике число контуров управления ограничивается максимальным числом входных и выходных модулей, доступных с использованием данного ПЛК. Для решения типовых задач управления каким-либо технологическим параметром обычно используют стандартный ПИД-закон регулирования. Как известно, закон регулирования представляет собой математическое выражение, связывающее рассогласование между текущим значением управляемой величины и заданным ее значением с величиной управляющего воздействия, передаваемого на объект управления при помощи тех или иных исполнительных механизмов. Для ПИД-закона это выражение имеет вид

779