Обзор программного обеспечения асу тп.

Автоматизированная система управления технологическим процессом(АСУ ТП) — группа решенийтехническихипрограммных средств, предназначенных дляавтоматизацииуправления технологическим оборудованием напромышленных предприятиях. Может иметь связь с более общей автоматизированной системой управления предприятием (АСУП).

Под АСУ ТП обычно понимается целостное решение, обеспечивающее автоматизацию основных операцийтехнологического процессана производстве в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершённое изделие.

Понятие «автоматизированный», в отличие от понятия «автоматический», подчёркивает необходимость участия человека в отдельных операциях, как в целях сохранения контроля над процессом, так и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации отдельных операций.

Составными частями АСУ ТП могут быть отдельные системы автоматического управления(САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Такие как системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA),распределенные системы управления(DCS), и другие более мелкие системы управления (например системы на программируемых логических контроллерах (PLC)). Как правило, АСУ ТП имеет единуюсистему операторского управлениятехнологическим процессом в виде одного или несколькихпультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики:датчики,устройства управления,исполнительные устройства. Для информационной связи всех подсистем используютсяпромышленные сети.

Также, не следует путать понятия "АСУ ТП" и "КИПиА" (контрольно-измерительные приборы и автоматика) в плане специализации работников промышленных предприятий - разделение по видам деятельности, в основном, ведётся на технологическом уровне: специалисты АСУ ТП обслуживают контроллерное оборудование, программное обеспечение, АРМ и их поддержку, в то время как в ответственности специалистов КИПиА находится остальное оборудование и принадлежности, также попадающих под общее понятие "АСУ ТП". В частности, на многих промышленных предприятиях используется следующее правило: "Всё, что от контроллера до клеммников - АСУ ТП, после — КИПиА и других служб".

Операционные системы реального времени. Отличительные особенности и требования

Операционная система реального времени,ОСРВ(англ.real-time operating system, RTOS) — типоперационной системы. Есть много определений термина, по сути похожих друг на друга; самые распространённые из них:

• Операционная система, в которой успешность работы любой программы зависит не только от её логической правильности, но и от времени, за которое она получила этот результат. Если система не может удовлетворить временным ограничениям, должен быть зафиксирован сбой в её работе.^[1]

• Стандарт POSIX1003.1 даёт следующее определение: «Реальное времяв операционных системах — это способность операционной системы обеспечить требуемый уровень сервиса в определённый промежуток времени».^[2]

• Операционная система, реагирующая в предсказуемое время на непредсказуемое появление внешних событий.^[3]

• Интерактивныесистемы постоянной готовности. В категорию ОСРВ их относят исходя измаркетинговыхсоображений, и если интерактивную программу называют «работающей в реальном времени», то это лишь означает, что запросы от пользователя обрабатываются с задержкой, незаметной для человека.

операционные системы реального времени иногда делят на два типа — системы жесткого реального времени и системы мягкого реального времени^[5].

Операционная система, которая может обеспечить требуемое время выполнения задачи реального времени даже в худших случаях, называетсяоперационной системой жёсткого реального времени.

Операционная система, которая может обеспечить требуемое время выполнения задачи реального времени в среднем, называетсяоперационной системой мягкого реального времени.

Системы жёсткого реального времени не допускают задержек реакции системы, так как это может привести к:

потере актуальности результатов;

большим финансовым потерям;

авариям и катастрофам.

Если не выполняется обработка критических ситуаций либо она происходит недостаточно быстро, система жёсткого реального времени прерывает операцию и блокирует её, чтобы не пострадала надёжность и готовность остальной части системы. Примерами систем жёсткого реального времени могут быть — бортовые системы управления (на самолёте, космическом аппарате, корабле, и пр.), системы аварийной защиты, регистраторы аварийных событий^[6].

Системы мягкого реального времени характеризуются возможностью задержки реакции, что может привести к увеличению стоимости результатов и снижению производительности системы в целом. Примером может служить работа компьютерной сети^[7]. Если система не успела обработать очередной принятый пакет, это приведет к остановке на передающей стороне и повторной посылке (в зависимости отпротокола). Данные при этом не теряются, но производительность сети снижается.

Основное отличие систем жёсткого и мягкого реального времени можно охарактеризовать так: система жёсткого реального времени никогда не опоздает с реакцией на событие, система мягкого реального времени — не должна опаздывать с реакцией на событие^[7].

Обозначим операционной системой реального времени такую систему, которая может быть использована для построения систем жёсткого реального времени. Это определение выражает отношение к ОСРВ как к объекту, содержащему необходимые инструменты, но также означает, что эти инструменты ещё необходимо правильно использовать^[6].

Большинство программного обеспечения ориентировано на «мягкое» реальное время. Для подобных систем характерно:

• гарантированное время реакции на внешние события (прерыванияот оборудования);

• жёсткая подсистема планирования процессов (высокоприоритетные задачи не должны вытесняться низкоприоритетными, за некоторыми исключениями);

• повышенные требования к времени реакции на внешние события или реактивности (задержка вызова обработчика прерыванияне более десятков микросекунд, задержка при переключении задач не более сотен микросекунд).

Классическим примером задачи, где требуется ОСРВ, является управление роботом, берущим деталь с лентыконвейера. Деталь движется, и робот имеет лишь маленький промежуток времени, когда он может её взять. Если он опоздает, то деталь уже не будет на нужном участке конвейера, и следовательно, работа не будет выполнена, несмотря на то, что робот находится в правильном месте. Если он подготовится раньше, то деталь ещё не успеет подъехать, и он заблокирует ей путь.