книги из ГПНТБ / Мелькумов, Л. Г. Вычислительная техника в управлении предприятиями угольной промышленности

■w./

■требования к системе передачи информации и прежде всего в

отношении скорости и достоверности передачи, надежности и эффективности работы, а также возможности осуществления автоматического режима работы по передаче данных;

Основными особенностями построения сетей передачи данных

.для автоматизированных систем управления в угольной про­ мышленности являются:

совокупность сетей передачи данных должна составлять еди­ ную техническую и организационную систему, работающую по -единым принципам с учетом использования различных видов связи (телефонной, телеграфной, фототелеграфной, радиосвя­ зи);

сеть передачи данных ОАСУ Минуглепрома СССР включает магистральную и внутрикомбинатские сети связи;

вмагистральную сеть связи входят каналы, используемые для обмена информацией между ГВЦ Минуглепрома СССР, ГВЦ Минуглепрома УССР и ИВЦ комбинатов, а также каналы,

предназначенные для связи между отдельными ИВЦ одного

района или бассейна. Магистральная сеть связи должна иметь минимальное количество направлений передачи информации;

магистральная сеть организуется за счет каналов связи,

арендуемых у Министерства .связи СССР, ведомственных кана­ лов Минуглепрома СССР и каналов связи, организуемых по междуведомственной кооперации;

внутрикомбинатские сети связи используются для обмена информацией между ИВЦ комбинатов и ВЦ (ПИПами) пред­

приятий; внутрикомбинатские сети организуются за счет существую­

щих, реконструируемых и вновь сооружаемых каналов связи Минуглепрома СССР, а также арендуемых каналов связи;

вцелях повышения достоверности передачи данных внутри­

комбинатскими линиями связи рекомендуется заменять воздуш­ ные сети на кабельные;

для передачи информации могут быть использованы как ком­

мутируемые, так и некоммутируемые каналы связи. Целесооб­ разность применения коммутируемых или фиксированных кана­ лов определяется при конкретном проектировании на основе

экономических расчетов; для резервирования системы передачи данных предусматри­

ваются обходные каналы связи между близлежащими предприя­ тиями;

каналы передачи данных должны удовлетворять действующим нормам и требованиям Министерства связи СССР и требованиям единой автоматической сети связи (EACC);

для передачи информации по магистральным линиям связи

должна предусматриваться быстродействующая аппаратура пе­ редачи данных.

Анализ потоков информации при оперативно-диспетчерском

90

управлении для условий средней шахты показал, что для пере­ дачи информации в центральный диспетчерский пункт и к средствам обработки данных необходима организация не менее 600 каналов связи между датчиками, аппаратурой автоматиза­ ции и диспетчерским пунктом, из которых многопроводными могут быть около 150 и телемеханическими — 450 (примерно

250 ТС; 150 ТИ; 50 ТУ).

В качестве канала связи в системах телемеханики могут ис­ пользоваться как проводные, так и радиолинии. На шахтах и

обогатительных фабриках применяются практически только про­ водные линии связи, а из них наиболее часто используются за­ нятые и свободные телефонные пары и низковольтные кабельные сети переменного тока. На разрезах необходимо использование радиоканала для установления информационных связей диспет­ черских пунктов с экскаваторами, локомотивосоставами и др.

'Имеется перспектива использования радиоканала и в шахте.

При создании сетей передачи данных в организационных

АСУ необходимо разрабатывать оптимальную структурную схе­ му связи с учетом:

требований достоверности и надежности передачи данных;

рационального распределения потоков и объемов информа­

ции между предприятиями; максимального использования существующих систем связи

и линейно-станционного оборудования;

минимизации протяженности линий и числа пунктов комму­

тации и переприема; обеспечения необходимой пропускной способности системы;

минимизации затрат на капитальное строительство и эксплуа­ тацию сети связи.

В АСУ объединения (комбината) могут использоваться ра­ диально-узловые и радиально-кольцевые схемы построения сетей

передачи информации. Радиально-узловая схема позволяет, благодаря концентрации каналов связи при использовании ми­ нимального числа линий между узлами связи и ИВЦ, обеспе­ чить независимую передачу информации от каждого предприя­ тия непосредственно в ИВЦ. Магистральные линии (радиусы’і уплотняются оборудованием тонального или высокочастотного уплотнения, что позволяет получить 12, 17, 24 и 30 телеграфных

каналов из одной физической цепи.

Радиально-кольцевая схема-обеспечивает 100%-ное резерви­ рование и надежность, так как кольцевое построение линий позволяет при повреждениях менять направление передачи ин­ формации. Основной режим работы предусматривает использо­ вание основных линий для передачи информации, а резерв­ ных— для межстанционных связей.

При определении структуры сети передачи данных для конк­ ретной АСУ комбината необходимо проводить эксперименталь­ ные исследования с целью определения возможности использо-

91

вания функционирующих сетей связи с точки зрения эксплуати­ руемой надежности каналов и достоверности передачи информа­

ции. При этом должны быть определены меры для обеспечения

специальных методов обнаружения и исправления ошибок, дуб­ лирование передачи сообщений.

На рис. 13 показан вариант структуры организации связи в АСУ промышленного объединения и АСУП производственного

объединения.

частотный или высокочастотный кабель или воздуш­ ная линия; 9 — уплотненный высокочастотный теле­ фонный и телеграфный каналы

При передаче данных по внутрикомбинатским сетям, целесо­ образно использовать аппаратуру передачи дискретной инфор­ мации (АПДИ), предназначенную для поочередной двусторон­ ней передачи информации по четырехпроводным телефонным

каналам систем высокочастотного телефонирования без допол­ нительной их обработки.

Принципиальная блок-схема аппаратуры передачи и приема

информации показана на рис. 14.

В качестве устройств передачи данных по каналам связи могут использоваться: телеграфные аппараты Т-63, «Риони», CTA-2m; фототелеграфные аппараты «Ладога» и т. п., а также

92

специальная быстродействующая аппаратура передачи данных типа «Аккорд».

Если телеграфные и фототелеграфные аппараты обеспечива­ ют скорость передачи данных 60 бод, то быстродействующая АПДИ может обеспечить передачу 600—1200 бод.

Рис. 14. Блок-схема аппаратуры передачи и приема инфор­ мации:

1 — фотосчитывающее устройство; 2 — накопитель; 3 — преобразова­ тель; 4 — шифратор; 5 — передатчик; 6 — блок управления; 7 — пер­ форатор; 8 — буферное устройство; 9 — преобразователь; 10 — деши­ фратор; II — приемник

Емкость или пропускная способность сети с учетом только

основных трактов определяется пропускной способностью маги­ стрального участка. Пропускная способность распределительной сети по телефонному каналу определяется шириной полосы про­ пускания. Пропускная способность канала связи может быть подсчитана из следующих соображений.

Если для передачи принять двоичный телеграфный 'код с

5 рабочими посылками и 2,5 вспомогательными, то для образо­ вания комбинации знака потребуется ∏ = 7,5 посылок.

Пропускная способность канала связи

где В — скорость передачи информации по телефонному каналу

(число посылок в секунду).

Для телефонного канала без обработки В = 600 бод. Следо-

может осуществляться следующими этапами: использование не­ обработанного телефонного канала — 80 знаков в секунду, вве­ дение фазовой коррекции—160, применение двухкратной фазо­

93

вой модуляции — 640, применение многочастотного параллель­ ного кода — до 1000, спаривание двух телефонных каналов—до 2000, одновременное использование основного и резервного трак­ тов — до 4000.

В целях повышения достоверности передачи целесообразно применять избыточное кодирование. Рекомендуется принимать избыточность в размере 20% при пропускной способности 80 знаков в секунду и 50% при пропускной способности 2000 зна­ ков в секунду. Дальнейшее повышение скорости передачи не позволит увеличить пропускную способность канала, так как

в целях сохранения достоверности требуется повышать избыточ­ ность.

Пропускная способность реальных каналов связи в угольных комбинатах, которые могут быть выделены для АСУ, достигает 1500 знаков в секунду.

Пропускная способность канала считается достаточной, если соблюдается условие

W — средняя производительность предприятий по информа­ ции, знаков.

Для предприятий, при использовании для решения экономи­

ческих задач ИВЦ комбината, время на движение и обработку

информации определится из выражения

—время на передачу обработанной информации по кана­

лам связи;

tκ2 —время на получение на предприятии обработанной

информации и ее контроль;

tp — время на размножение документа;

tπ.n— время на передачу информации работникам аппарата управления предприятия.

Время на движение и обработку информации при расположе­

94

Более точный выбор оборудования для передачи данных ½ определение времени его загрузки (т. е. загрузки каналов связи) возможны только на основе построения специального общеси­ стемного регламентного графика приема-передачи входной и вы­

ходной информации, отражающего режим работы системы пере­ дачи данных. Этот график формируется с учетом структуры системы, технологии ее работы, применяемых технических средств, круга и характеристик решаемых задач (сроки, перио­ дичность решения и др.). C помощью такого графика осущест­ вляется оперативное планирование работы системы передачи и обработки информации. Методология построения общесистемно­

го графика состоит в следующем.

Вся информация, циркулирующая в системе, классифициру­ ется по периодичности и направлению передачи. По направле­ нию передачи информация делится на исходную, передаваемую-

в ИВЦ (ТВЦ), и производную, передаваемую из ИВЦ (ГВЦ).

По периодичности информация может быть разделена на систе­ матическую, частота и сроки которой заранее обусловлены, и несистематическую. Последняя представляет случайную инфор­ мацию, которая может быть упорядочена и поставлена в очередь

на передачу и обработку в соответствии с возможностями и за­ грузкой комплекса технических средств АСУ. Систематическая информация, в соответствии с характеристиками задач и приня­

той системой учета и отчетности, имеет четкую периодичность: суточная, недельная, месячная, квартальная, полугодовая, годо­ вая.

Изучение с этих позиций потока информации показывает, что в нем можно выделить типовые повторяющиеся календарные

периоды. Элементарной типовой календарной единицей является тип суток, в течение которых осуществляется передача и обра­ ботка определенных видов информации. В зависимости от конк­ ретных объемов информационной нагрузки сутки одного типа могут разделяться на подтипы.

При определенном круге задач имеется возможность по­

строить график передачи и обработки информации в пределах

типовой календарной единицы, а в дальнейшем, пользуясь ею как стандартным блоком, можно строить график для любого периода времени.

Построение общесистемного графика работы АСУ целесооб­ разно осуществлять в несколько этапов.

На первом этапе график строится исходя только из характе­ ристик задач (объема исходной и производной информации, срока ее готовности, срока представления результатов) и номи­ нальных характеристик технических средств. При этом продол­ жительность выполнения отдельных операций определяется без учета надежности аппаратуры, качества ее обслуживания и не­ обходимости повторных передач для исправления ошибок. На

последующих этапах оценивается вероятность выполнения полу-

95

ченного регламента с учетом достигаемой достоверности пере­

дачи данных и надежности технических средств.

Вкачестве примера на рис. 15 представлен график передачи

иобработки информации для условий первой очереди АСУ ком­ бината Воркутауголь в пределах суток.

Первая очередь АСУ комбината Воркутауголь охватывает комбинат и 17 шахт. Узел связи ИВЦ оборудован четырьмя телетайпами Т-63 и двумя «Минск-22». На ПИПах шахт, станций ПТУ и комбината установлено по одному телетайпу. Передача

информации осуществляется в две смены без выходных дней, а

обработка информации — в три смены.

По задачам, включаемым в график, указывается, откуда поступает информация в ИВЦ и куда направляются результаты решения, способ доставки информации, объем исходной (пере­ менной, условно-постоянной, постоянной) и производной инфор­ мации. В зависимости от объемов информацию, передаваемую

по группе задач, в ряде случаев целесообразно комплектовать в блоки. Задачи поступают на обработку по мере поступления исходной информации, а также с учетом приоритета. Предпочте­ ние отдается задачам с меньшей периодичностью, а при одина­ ковой периодичности — задачам учета, а затем анализа и плани­

рования. Задачи с большим временем обработки могут решаться одновременно на двух машинах.

Полученные графики используются в качестве основы орга­ низации работ в системе. На них фиксируются фактические моменты времени начала и окончания передачи и обработки ин­ формации по каждой задаче, длительность этих операций. Ука­ зывается время участия в передаче каждого телетайпа ИВЦ, те­ летайпов предприятий и работа ЭВМ. В соответствии с графи­ ками в отделах предприятий и на ПИПах устанавливаются точные сроки подготовки исходной документации на передачу по

каждой отдельной задаче и сроки приема результатов решений, а также устанавливаются очередность и сроки выполнения от­ дельных операций в ИВЦ. Графики характеризуют загрузку основного оборудования системы.

7—847

Глава Vl

СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ СРЕДСТВ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Процесс обработки информации состоит из реализации алго­ ритмов решения задач. Алгоритмы могут иметь вычислительный или логический характер, в зависимости от того, какие операции в них преобладают. Однако нередко все это называют вычисли­ тельной работой. За количественную меру вычислительной ра­ боты принимается общее число элементарных операций (сложе­ ния, умножения, деления, логических сложения и умножения и т. д.), необходимых для реализации алгоритма.

Число операций, выполняемых вычислительным устройством

вединицу времени, обычно называется его производительностью.

Квычислительным средствам высокой производительности отно­ сятся машины, выполняющие от 0,5 до 3 млн. и более операций

всекунду, средней—100—500 тыс. операций и малой — менее

100 тыс. операций.

Повышение производительности ЭВМ осуществляется за счет совершенствования внутренних устройств машин и наращивания числа одновременно работающих устройств и машин (многома­ шинные комплексы, многопроцессорные агрегаты). Многомашин­

ные комплексы позволяют эффективно решать более широкий круг вычислительных задач, т. е. обладают большей универсаль­

ностью, чем одномашинные структуры.

При обработке информации с помощью многомашинных комплексов возможны различные уровни централизации вычис­ лительных функций. В ряде случаев целесообразно создавать единый вычислительный центр сложной иерархической системы,

на котором сосредотачиваются вычислительные средства сум­ марной производительностью, достаточной для своевременного решения всех вычислительных задач системы. К таким вычисли­ тельным центрам могут быть отнесены ИВЦ комбинатов и ГВЦ Минуглепрома СССР. При этом требуется централизация сбора информации от многих объектов. Но централизация обработки сигналов, получаемых от датчиков, целесообразна в масштабе

одного предприятия с помощью установленной на нем УВМ или специализированного вычислительного устройства. При этом исключается необходимость передачи по линиям связи на зна­ чительные расстояния необработанной информации. Может вво-

98