842

Рисунок 1. Диаграмма декомпозиции процесса «Оповещение водителей о правонарушении» модели «AS-IS» в нотации IDEF0

Рисунок 2. Диаграмма декомпозиции процесса «Выписка постановления» модели «AS-IS» в нотации IDEF0

На основе модели «AS-IS» можно выявить несколько недостатков процесса «Оповещение водителей о правонарушении» и предложить пути их устранения согласно таблице.

Таблица Недостатки процесса в модели «AS-IS» и пути их устранения

Для оповещения о нарушении можно применить SMS-рассылку с заранее заготовленным текстом и изменениями для конкретного человека (ФИО, место нарушения, номер транспортного средства) и ссылкой, по которой можно удостовериться в своем правонарушении. Если по какой-либо причине водитель не прочтет данное SMS-оповещение, через 3-4 недели он все равно при отсутствии оплаты получит постановление по почте.

Диаграмма декомпозиции процесса «Оповещение водителя о правонарушении» в модели «TO-BE» представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Диаграмма декомпозиции процесса «Оповещение водителей о правонарушении» модели «TO-BE» в нотации IDEF0

На диаграмме декомпозиции процесса «Оповещение водителей о правонарушении» видно, что изменение произойдет в сопоставлении БД транспортных средств и выписке постановления, которое теперь включает в себя SMSоповещение. Сопоставление БД теперь будет выполнять АИС, а не оператор. АИС будет участвовать так же в SMS-оповещении и выписке постановления, так же в качестве одного из управляющих документов добавлен регламент заполнения сообщения.

Диаграмма декомпозиции процесса «SMS-оповещение и выписка постановления» в нотации IDEF0 представлена на рисунке 4.

После получения выписки о нарушителе АИС проводит в них проверку на наличие в ней телефонного номера. При наличии телефона АИС производит отправку сообщений в которую входит выписка о нарушителе и отчет о правонарушении. Если номер отсутствует, то постановление отправляется как и было раньше – почтой.

Таким образом, благодаря внедрению АИС будет автоматически выполняться сопоставление БД, оповещение водителей будет происходить более быстрее и эффективнее. Кроме того, сознательные водители будут производить оплату сразу после нарушения.

12

Рисунок 4. Диаграмма декомпозиции процесса «SMS-оповещение и выписка

постановления» модели «TO-BE» в нотации IDEF0

Литература

1.Грекул, В.И. Проектирование информационных систем: курс лекций: учебное пособие.– М.: Интернет-Университет Информационных технологий, 2008. – 304 с.

2.Белов, В.В., Чистякова В.И. Проектирование информационных систем: учебник для студ.учреждений высш.проф.образования – М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 352 с. – (Сер. Бакалавриат).

УДК 681.3

И.А. Краснов – студент 5 курса; И.С. Шевчук – научный руководитель, старший преподаватель,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА СОСТАВЛЕНИЯ ПУТЕВОГО ЛИСТА В АВТОБУСНОМ ПАРКЕ

Аннотация. В статье рассматривается автоматизация процесса составления путевого листа в рамках технологии объектно-ориентированного проектирования. Для этого построены UML-диаграммы и разработан прототип системы на языке С#.

Ключевые слова: путевой лист, маршрут, водитель, объекты, диаграммы, прототип.

Развитие новых автоматизированных систем определяется не желанием извлечь сиюминутную выгоду, а, главным образом, стратегическими интересами. Вкладывая средства в программное обеспечение, компьютерное и телекоммуникационное оборудование и создание базы для перехода к новым вычислительным платформам, предприятия, в первую очередь, стремятся к повышению качества и скорости своей работы, и соответственно, к победе в конкурентной борьбе.

Автобусный парк – это эксплуатационное предприятие , занимающееся техническим обслуживанием автобусов, обеспечивающее выпуск их на линию в нужном количестве, укомплектованное штатом водителей, диспетчеров, ремонтных рабочих.

Путевой лист – это основной первичный документ для учѐта работы водителя, а также пробега и маршрута транспортных средств, выдаваемый ежедневно водителям.

13

Диспетчер каждый день закрепляет за автобусами маршруты следования номер, пункт отправления и пункт назначения, определяет рабочую смену водителя и его автобус, время выхода на линию и время возвращения в парк. Каждый маршрут имеет свой номер, пункт отправления и пункт назначения. Все это указывается в путевом листе. Водители отвечают за работоспособность автобуса, закрепленного за ними.

Для выделения функций системы необходимо построить диаграмму прецедентов с помощью CASE-средства CASEBERRY, которая выделяет пользователей системы и выполняемые им функции (рисунок 1).

Рисунок 1. Диаграмма прецедентов

Главной функцией диспетчера является составление путевого листа, на которой мы остановимся более подробно.

Разработка ИС выполняется в рамках объектно-ориентированного проектирования. Поэтому ее следует разбить на объекты, которые будут обмениваться сообщениями для реализации ее функций. Объектами системы будут путевой лист, водители, автобусы, маршрут, автобусный парк. Отобразим взаимодействие объектов с помощью диаграмм последовательности и сотрудничества.

Для диаграммы последовательности ключевым моментом является отображение последовательности передачи сообщений между объектами во времени для выполнения функций системы (рисунок 2).

Структурная организация объектов в системе представлена с помощью диаграммы сотрудничества. Диаграмма сотрудничества показывают взаимодействия между объектами, участвующими в составлении путевого листа (рисунок 3).

Рисунок 2. Диаграмма последовательности

14

Рисунок 3. Диаграмма сотрудничества

Заключительным этапом проектной части является построение диаграммы классов. Диаграмма классов используется для представления статической структуры модели системы. Классами будут автобусный парк, путевой лист, диспетчер, маршрут, водитель и автобус.

Рисунок 4. Диаграмма классов

На основе диаграммы классов создается прототип системы в Visio Studio 2008 на языке C#, а также база данных в MS SQL Server. Сгенерированное приложение в дальнейшем можно доработать и улучшить. Экранные формы приложения представлены на рисунках 4 и 5.

Таким образом, благодаря ИС диспетчер автобусного парка может учитывать всю информацию о водителях, маршрутах и автобусах, а также вести учет горючего. При этом сократится время на заполнения путевых листов.

Литература

1.ГОСТ 7.32-2001 СИБИД. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.

2.Грекул, В.И. Проектирование информационных систем: курс лекций: учебное пособие.– М.: Интернет-Университет Информационных технологий, 2008. – 304 с.

3.Орлов, С.А., Цилькер Б.Я. Технологии разработки программного обеспечения: Учебник для вузов. 4-е издание. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2012. – 608 с.

УДК 004.2

А.А. Малец – студент 5 курса; И.С. Шевчук – научный руководитель, старший преподаватель,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ЗАМЕНА ПРОТОКОЛА ПРОМЫШЛЕННЫХ СЕТЕЙ MODBUS НА ПРОТОКОЛ PROFIBUS В УСТАНОВКАХ ТИПА «УДР 02»

Аннотация. В статье рассматривается установка дозирования химических реагентов УДР-02, предназначенная для приема, хранения и регулируемой подачи химических реагентов в скважины в ООО «Позитрон». В используемом установкой для передачи данных протоколе промышленной сети Modbus выявлены недостатки. Проведен анализ промышленных сетей, по результатам которого выбран протокол Profibus.

Ключевые слова: установка дозирования химических реагентов УДР-02, промышленная сеть, протокол Modbus, протокол Profibus.

В настоящее время в компании ООО «Позитрон», занимающейся разработкой, производством и обслуживанием высокотехнологичного дозирующего оборудования для нефтяной и газовой промышленности, используются промышленные сети в установках УДР-02 на основе протокола Modbus, который имеет огромный ряд недостатков в сравнении с другими протоколами этого уровня. Среди присутствующих недостатков самыми значимыми являются отсутствие нормализированного удаленного управления и приостановления всего технологического процесса при ремонте оборудования. Именно поэтому возникает актуальность в изменении протокола для улучшения производства.

ООО «Позитрон» – это производственная Компания, занимающаяся разработкой, производством и обслуживанием высокотехнологичного дозирующего оборудования для нефтяной и газовой промышленности, поставкой современных установок для учета продукции скважин, систем водоподготовки и водораспределения, внедрением уникальных технологий в области ремонта насосного оборудования и труб нефтяного сортамента.

Установка дозирования химических реагентов в скважины предназначена для приема, хранения и регулируемой подачи химических реагентов в нефтяные скважины, эксплуатируемые установками погружных электронасосов.

Блок установки дозированной подачи химического реагента в УДР-02 выпускается во взрывозащищенном исполнении, с возможностью обогрева расходной емкости с реагентом объемом до шести кубических метров и внутренних помещений, увеличением количества обслуживаемых объектов до восьми штук, наличием контроля состояния и параметров установки по сети RS 485, с широким

16

перечнем средств защит от чрезвычайных ситуаций. УДР-02 для передачи данных использует протокол промышленной сети Modbus.

Промышленная сеть – это сеть передачи данных, связывающая различные датчики, исполнительные механизмы, промышленные контроллеры и используемая в промышленной автоматизации. Термин употребляется преимущественно в автоматизированной системе управления технологическими процессами (АСУТП).

Modbus – открытый коммуникационный протокол, основанный на архитектуре «ведущий – ведомый». Он широко применяется в промышленности для организации связи между электронными устройствами, а также может использоваться для передачи данных через последовательные линии связи RS-485, RS-422, RS-232.

Обычно в сети есть только один ведущий, так называемое, «главное» устройство, и несколько ведомый – «подчинѐнных» устройств. Главное устройство (мастер) инициирует транзакции (передаѐт запросы). Мастер может адресовать запрос индивидуально любому подчиненному или инициировать передачу широковещательного сообщения для всех подчиненных устройств. Подчинѐнное устройство, опознав свой адрес, отвечает на запрос, адресованный именно ему. При получении широковещательного запроса ответ подчинѐнными устройствами не формируется.

Для устранения текущих проблем протокола требуется его замена. Поэтому рассмотрим наиболее доступные протоколы передачи данных промышленных сетей, сравним их и выберем наилучший.

Ethernet – самый распространенный и практически универсальный международный сетевой стандарт. Поддерживает передачу больших объемов данных с высокой скоростью, способен удовлетворить потребности крупных систем, но в то же время имеет большие издержки при передаче данных небольшого объема. Физически уязвимые коннекторы, повышенная по сравнению с другими промышленными шинами чувствительность к электромагнитным помехам. Слишком большое разнообразие открытых и фирменных стандартов обработки данных, из-за чего стоимость оборудования может постоянно варьироваться в довольно крупных размерах. Из-за высоких издержек данный протокол использовать не имеет смысла.

CANopen – главным и почти единственным достоинством данного протокола является его высокая степень надежности, т.е. когда сбой оборудования просто недопустим. Сеть CANopen может выдержать почти любые нагрузки. Основными недостатками будут являться ограниченная пропускная способность, ограниченный размер сообщений, ограниченная длина соединения. Эти ограничения не позволяют в полной мере использовать протокол на производстве.

Modbus – основными его достоинствами протокола будут являться открытость и массовость. Он достаточно легок в освоении, именно поэтому применяется большинством новых компаний. Что же если взглянуть на недостатки, то это медленная среда передачи данных и не гарантированное время доставки пакета. Также протокол не регламентирует начальную инициализацию системы. Назначение сетевых адресов и прописывание в системе параметров каждого конкретного устройства выполняются вручную на этапе адаптации и программирования системы. Т.е. в данный момент вся работа сети настраивается программистами или инженерами вручную и при любой ошибке в установке необходимо непосредственное участие работника в ее исправлении.

Profibus – один из самых распространѐнных в мире сетевых стандартов. Эта шина, применяемая в Европе почти повсеместно, весьма популярна в Северной и Южной Америке, а также в некоторых странах Африки и Азии. Profibus предоставляет наилучший результат для скорости и расстояния передачи данных по стандарту RS-232 и RS-485. Его скорость и расстояние передачи данных во

17

много превосходит другие протоколы связи промышленных сетей. Сеть Profibus очень устойчива к помехам и коллизиям внутри сети, что обеспечивает высокую надежность сети. Из недостатка данной сети стоит отметить тот факт, что имеется требование специальных интегральных микросхем (ASIC), что повлечет за собой повышение стоимости сборки установки.

Наилучшие показатели из рассмотренных обеспечивает протокол Profibus. Он обеспечит следующее преимущество от замены:

снижение расходов на обслуживание оборудования,

увеличение скорости и расстояния передачи данных,

оперативный ремонт оборудования без приостановления всего технологического процесса,

удаленное управление установками.

Стоит также отметить некоторые необходимые изменения:

замена используемых плат в установках на ASIC,

повышение квалификации программистов и инженеров.

На начальных этапах нововведение будет требовать затрат от предприятия. В последствии они окупятся, а также снизят имеющиеся на данный момент. Кроме того, протокол Profibus имеет 4 главных качества – информативность (насколько доступны спецификации протоколов и стандарты, на которые опирается этот протокол), открытость (прежде всего, отсутствие лицензионной платы за использование протокола в своих разработках), перспективность (сегодня заметна тенденция в динамическом развитии семейства протоколов Profibus) и поддержка в стране (ассоциация пользователей).

Литература

1.Петров, И. В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / Под ред. проф. В. П. Дьяконова. – М.: СОЛОН-Пресс, 2004. – 256 c.

2.Промышленые сети, основы выбора промышленных сетей [электронный ресурс] - http://plc4good.org.ua/post_print.php?id=29.

УДК 004.2

А.С. Мельчаков, И.А. Кустова – студенты 5 курса; А.В. Кондратьев – научный руководитель, доцент, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

МИКРОКОНТРОЛЛЕРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ

Аннотация. В статье дается краткое описание установки для дозирования химических реагентов УДР 01, разработанной ООО «Позитрон», предназначенной для борьбы с солеотложениями и коррозией в нефтетрубопроводах. Структура и управление УДР 01 не являются оптимальными и нуждаются в модернизации. Пути модернизации предлагаются в статье.

Ключевые слова: установка для дозирования химических реагентов, реагент, программируемый контроллер, язык релейно-лестничной логики, протокол

Modbus.

В технологических процессах различных отраслей промышленности происходит отложение солей и иных осадков на оборудовании. Солеобразование в процессе разработки и эксплуатации нефтяных месторождений является сложнейшей про-

18

блемой. Отложение солей приводит к порче насосных установок, закупориванию трубопроводов и внутренних поверхностей оборудования. Солеобразования могут развиваться в порах пород призабойной зоны, снижая их проницаемость.

Существует достаточно много способов борьбы с солеотложениями, которые делятся на три вида: физические методы, технологические методы, химические методы. В настоящей статье будет рассмотрен химический метод.

Химические методы предотвращения отложений, основанные на применении химических реагентов-ингибиторов, в настоящее время являются наиболее известными, эффективными и технологичными способами предотвращения отложения неорганических солей. Один из путей применения ингибитора это непрерывная или периодическая подача в систему, используя специальные дозировочные устройства.

Проблема защиты технологического оборудования от солеотложений и коррозии исключительно актуальна для современных систем добычи, транспортировки, переработки нефти. Если существует проблема, ее необходимо решать и не допускать негативных явлений, приводящих к затратам и потерям, особенно в условиях рыночных отношений, когда разработка нефтяных месторождений должна быть экономически эффективной [1].

Одной из компаний производящей технологическое оборудование для защиты от солеотложений и коррозии является ООО «Позитрон». В ассортименте продукции ООО «Позитрон» есть «установка для дозирования химических реагентов» (УДР 01), которая хорошо подходит для установки на месторождениях с множеством скважин. Конструктивно УДР 01 представляет собой металлический контейнер, с расположенным внутри оборудованием и расходной ѐмкостью. Перекачивание жидкости происходит при помощи плунжерного дозировочного насоса, приводимого в действие электрогидравлическим толкателем через рычажную систему.

УДР 01 включает в себя следующие элементы: программируемый контроллер (ПЛК), панель оператора, частотный преобразователь (ЧП), дискретные датчики, аналоговые датчики (4-20 мА), насос дозирующий (НД) [3].

Программируемый контроллер часто определяют как промышленный миниатюрный компьютер, который включает аппаратные средства и программное обеспечение и используется для выполнения функций управления. Контроллер в общем виде состоит из двух основных блоков: центрального процессорного устройства (ЦПУ) и системы ввода/вывода внешних сигналов. ЦПУ управляет всей логикой работы системы и делится на процессор и память. Система ввода/вывода подключается к внешним устройствам (реле, усилители, пускатели, датчики и т.д.) и обеспечивает интерфейс между процессорным модулем и информационными (входами) и управляющими (выходами) каналами [2].

В установке УДР 01 используется ПЛК фирмы DirectLOGIC: D006DR. Для программирования ПЛК DirectLogic можно использовать ручной программатор или программное обеспечение для ПК DirectSOFT. Программирование основывается на языке релейной (лестничной) логики - Ladder Diagram [3].

Ladder Diagram обеспечивает наглядный интерфейс логики работы контроллера, облегчающий не только задачи собственно программирования и ввода в

эксплуатацию, но и быстрый поиск неполадок в подключаемом к контроллеру оборудовании.

RLL предназначен для программирования промышленных контроллеров (ПЛК). Синтаксис языка удобен для замены логических схем, выполненных на релейной технике и ориентирован на инженеров по автоматизации, работающих на промышленных предприятиях. Обеспечивает наглядный интерфейс логики ра-

19

боты контроллера, облегчающий не только задачи собственно программирования и ввода в эксплуатацию, но и быстрый поиск неполадок в подключаемом к контроллеру оборудовании.

На кустовых месторождениях добычи нефти, как правило, устанавливаются несколько установок УДР 01. Предлагаемая модернизация заключается в том, чтобы объединить установки в промышленную сеть передачи данных. В результате модернизации процесс контролирования работы установок будет автоматизирован. ПЛК, используемый в УДР 01, поддерживает работу по протоколу Modbus.

Modbus — открытый коммуникационный протокол, основанный на архитектуре ведущий-ведомый (master-slave). Протокол Modbus и сеть Modbus являются самыми распространенными в мире.

Стандарт Modbus предусматривает применение физического интерфейса RS-485, RS-422 или RS-232. Наиболее распространенным для организации промышленной сети является 2-проводной интерфейс RS-485.

RS-485 (EIA-485) — стандарт физического уровня для асинхронного интерфейса. Регламентирует электрические параметры полудуплексной многоточечной дифференциальной линии связи типа «общая шина». Сеть RS-485 предназначена для использования на длинных расстояниях (1200 метров максимум) и многоточечной схемы подключения [4].

Реализация промышленной сети на протоколе Modbus не потребует дополнительных затрат. Как правило, рабочее место диспетчера находится удаленно от установок, и, в случае обрыва линии связи, данные будут утеряны. В целях повышения надежности сети следует внедрить модуль сбора данных, который будет записывать полученную информацию с опрашиваемых устройств. Предлагаемая модель модуля для конкретного использования это ОВЕН МСД200, так как он отвечает всем необходимым требованиям.

Объединение установок в промышленную сеть потребует доработку программного кода ПЛК, которая заключается в реализации возможности изменения скорости коммуникационного порта и адреса устройства.

Таким образом, в результате предложенной модернизации, будет автоматизирован процесс контроля работы установок УДР 01.

Литература

1.Кащавцев В.В., Мищенко И., Солеобразование при добыче нефти./Кащавцев В.В., Мищенко И. — Орбита-М, 2004. – 432 с.

2.Минаев И. Г. Программируемые логические контроллеры. Практическое руководство для начинающего инженера. /И. Г. Минаев, В. В. Самойленко — Ставрополь: АГРУС, 2009. – 100 с.

3.Контроллеры DirectLOGIC. Основы программирования. Москва: ПЛК Системы, 2009

[Электронный ресурс]. URL: http://www.plcsystems.ru/catalog/DirectLOGIC_2/doc/BaseRLL.pdf (дата обращения: 18.03.2015)

4. Спецификация протокола MODBUS V1.1b3 [Электронный ресурс]. URL: http://www.modbus.org/docs/Modbus_Application_Protocol_V1_1b.pdf (дата обращения: 18.03.2015)

УДК 658.64

М.А. Мокрушина – студентка 4 курса; А.А. Зорин – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ОНЛАЙН СОПРОВОЖДЕНИЯ ЗАКАЗА В ООО «СЕРВИСНЫЙ ЦЕНТР ―КОНТАКТ‖», Г. ПЕРМЬ

Аннотация. Рассмотрен бизнес-процесс «Принять заявку на ремонт» в ООО «сервисный центр ―Контакт‖» г. Перми. С помощью системы AllFusion

20