2.3. Выбор и обоснование аппаратно - программных средств

2.3.1. Общие положения

Аппаратуру современных АСУ ТП можно с полным основанием отнести к новому поколению, использующему все последние достижения технологии микроэлектроники [6].

Применение нового поколения аппаратурных средств не ограничивается собственно распределенными АСУ ТП, а распространяется на все структуры, но именно эти средства, прежде всего интеллектуальные модули, позволили развивать распределенные структуры.

Средства передачи данных являются неотъемлемым атрибутом распределенных АСУ ТП. К аппаратуре передачи данных относятся высокоскоростные коаксиальные и оптические линии связи, высокочастотная канальная аппаратура, в том числе и оптоэлектронная, и специальные цифровые ИМС, реализующие протоколы связи.

Аппаратура обработки данных - это универсальные и специализированные микропроцессоры. Последние применяются либо в качестве регуляторов ТП, реализующих заранее заданные законы регулирования, либо в качестве устройств управления различными компонентами АСУ ТП - связью с сетью, терминалами и т.п. Дешевизна микропроцессоров позволила широко оснащать ими различные терминалы - датчики, местные устройства управления, устройства общения между оператором и системой - и таким образом эффективно распределять функции АСУ ТП между различными ее узлами.

В современных комплексах средств для построения распределенных АСУ основной аппаратурной единицей является набор аппаратуры, размещенной в одном каркасе и присоединяемый к сети передачи данных со своим адресом. Эту аппаратурную единицу чаще всего называют станцией.

Алгоритмы управления могут быть реализованы двумя принципиально различными способами:

- программным способом;

- аппаратурной реализацией.

Программный способ более универсален, поскольку при изменении алгоритма приходится только изменять программу. В то же время программный способ обладает меньшим быстродействием, чем аппаратурный.

Аппаратурная реализация узкоспециализирована, и при необходимости смены алгоритма приходится заменять всю схему управления.

Возможен и комбинированный способ, когда алгоритм реализуется частично аппаратурно, и частично - программным способом.

Аппаратно - программные средства АСУ ТП должны в полной мере обеспечить реализацию всех подсистем разрабатываемой системы. При этом необходимо оптимальное разделение функций, которые будут возложены на аппаратные и на программные средства системы [4].

2.3.2. Уровень отображения информации, контроля и архивирования

Реализацию уровня отображения информации, контроля и архивирования целесообразно выполнять на базе PC - совместимых компьютеров как наиболее широко используемых в настоящее время, для которых создан большой объем программных продуктов.

Пульт оператора представлен в системе в виде одного PC - совместимого компьютера, функционирующего под управлением операционной системы MS DOS (фирмы Microsoft, США).

Программные средства, обеспечивающие реализацию пульта оператора, должны отвечать жестким требованиям, так как пульт оператора участвует в процессе управления технологическим процессом, реализуя верхний уровень в иерархии управления.

Современные информационно - управляющие системы (ИУС) для объектов автоматизации являются системами реального времени с множеством функций обработки и сервиса для обслуживания персонала. В условиях замены оборудования на высокотехнологичные системы встает вопрос выбора программного обеспечения для ИУС. Это может быть либо специализированное, либо универсальное программное обеспечение. Жизненный цикл ИУС сравним с временем разработки программного обеспечения, поэтому предприятия стремятся использовать универсальное программное обеспечение [7].

Основными требованиями, предъявляемыми к универсальному программному обеспечению, являются: наличие графического интерфейса разработчика; монитор реального времени; большое количество каналов ввода - вывода; наличие широкого спектра встроенных средств обработки и измерений ; гибкость системы по отношению к применяемому оборудованию; наличие архива и средств работы с ним; конвертирование данных в различные форматы; библиотека для работы с основными типами принтеров и плоттеров; распечатка экрана монитора и архива.

Универсальный пакет TRACE MODE v4.2x (см. п. 3.2.1.) отвечает всем перечисленным требованиям и позволяет использовать его в качестве универсального ПО для реализации, как правило, верхних уровней современных ИУС.

Преимуществами TRACE MODE v4.2x являются: графический интерфейс - все модули реализованы в виде графических редакторов, что избавляет от необходимости изучать языки программирования высокого уровня; большие размеры создаваемого рисунка - до 625 виртуальных экранов; накладываемые подвижные графические примитивы, включающие перемещение и вращение форм, отображение не только обычных цифровых (стрелочных) индикаторов, но и транспортеров, трубопроводов, трехмерной мультипликации, графиков и пр.; 4096 программных канала; настраиваемость на применяемое оборудование - контроллеры, АЦП; широкий спектр сервиса - просмотр за отрезок времени (смены, квартал и т.п.), многоуровневое архивирование, просмотр архива с заданной скоростью; использование широко распространенного оборудования и установки ИУС IBM PC AT с MS DOS.

Реализация трехуровневой распределенной системы автоматизации с использованием средств инструментальной системы TRACE MODE является типичной и рекомендована фирмой - разработчиком пакета TRACE MODE - AdAstra, Россия [8].

Функция просмотра архивной информации реализована на пульте оператора, что позволит оперативному персоналу контролировать и анализировать качество протекания технологического процесса; своевременно реагировать на возможные отклонения от нормы, используя при этом не только текущее состояние технологического процесса, но и предысторию протекания процесса.

Взаимодействие пульта оператора и возможных автоматизированных рабочих мест целесообразно осуществлять посредством локальной сети, при помощи которой можно также организовать взаимодействие с уровнем управления. В качестве подобной сети, при отсутствии выделенного сервера, необходимо использовать одноранговую сеть. В качестве сетевой операционной системы лучше всего выбрать Personal NetWare, так как в этом случае проще будет осуществить переход на более крупную сеть предприятия с выделенным сервером (на основе сетевой операционной системы Novell NetWare v3.12 или выше), в рамках которой может функционировать данная одноранговая сеть.

Таким образом, уровень отображения информации, контроля и архивирования функционирует на основе одного PC - совместимого компьютера (пульт оператора ),в котором предусматривается установка сетевой карты для соединений по локальной сети между пультом оператора, более крупной сети предприятия АО “ Пермкая ГРЭС ”и уровнем управления.