книги / Передача информации в распределенных информационно-управляющих системах

Пример транзакции с протоколом ДОВ-1 при опросе состояния источника приведен на рис. 5.20, где приняты следующие обозначения: КВ – код (команда) вызова; НИ – номер (адрес) запрашиваемого источника; И – запрашиваемая информация источника; УП – управляющее поле.

Рис. 5.20. Пример транзакции с протоколом ДОВ-1 при опросе состояния источника

Пример транзакции с ДОВ-1 при загрузке конфигурационного файла (КФ) приведен на рис. 5.21.

Рис. 5.21.Пример транзакции с ДОВ-1 при загрузке конфигурационного файла (КФ): ПКВ – подтверждение команды вызова; КФ – конфигурационный файл

Общее выражение для оценки задержки при реализации транзакции

ТзадСТМ ТПВ ТПИ(РИ) .

4.2.Протокол обмена с ДОВ-2 источников в СТМ для рас-

пределенных КП. Данная дисциплина обслуживания применяется, как правило, в системах с централизованным обменом на уровне «ПУ-КП» (рис. 5.22), где приняты следующие обозначения: КЗНИ – код (команда) запроса наличия информации (события); КОИ – код отсутствия информации; {И} – передача информации

осостоянии источника (группы источников)

161

Рис. 5.22. Пример транзакции с протоколом ДОВ-2 при централизованном обмене

ДОВ-2 можно рассматривать как разновидность циклического опроса, но отличие в следующем:

–опрос активизируется событием;

–при отсутствии события в КП (узел) передается сообщение короткого формата о факте отсутствия информации. Полный обмен – только при наличии информации (события) в узле;

–последовательность опроса (при поиске инициативного узла) может определяться приоритетностью источников и другими факторами, обусловленными разновидностями ДОВ:

Общий вид количественной оценки средней задержки, вносимой СТМ (ПСИ), реализующей ДОВ-2:

ТзадСТМ NКП Тпз NКПп Тпои NКПа Тпаи,

где NКП – полное число опрашиваемых КП (узлов); Nпз – cреднее время передачи сообщений запроса; NКПп – cреднее число пассив-

ных КП; NКПа – cреднее число активных КП (содержащих инфор-

мацию); Tпои – cреднее время передачи сообщения об отсутствии информации; Tпаи – cреднее время передачи полного формата сообщений о состоянии активных источников.

Сочетание ДО сложных (ДП, КП) и простых источников (в составе сложных источников (КП)) в МСТМ с централизованным обменом информацией можно отобразить графической схе-

мой (рис. 5.23).

162

Рис. 5.23. Граф-схема ДО простых и сложных источников (узлов) МСТМ с централизованным обменом

Сочетание дисциплин обслуживания, поддерживаемых узлами (простыми и сложными) и диспетчерским пунктом при реализации сетевого обмена, представлено на рис. 5.24.

[ДП (медиатор)) – узел или ДП] [узел – узел]

ЦДО

АДО

АДО ~

ДОВ-1

ДОВ-1

Рис. 5.24. ДО источников в МСТМ (промышленной сети) с сетевым обменом

Отметим, что в качестве медиатора в структуре ДП может использоваться контроллер, программный коммутатор либо ОРСсервер.

163

Врамках каждой из рассмотренных выше дисциплин обслуживания (ДО) источников (видов сообщений) могут применяться приоритетное (FIFO, FIPO, приоритеты абсолютные, относительные, статические, динамические) и неприоритетное обслуживание. Кроме того, в системе допустимо одновременное использование нескольких различных ДО, например, на разных уровнях многоуровневой модели, описывающей МСТМ.

Дисциплины обслуживания (ДО) приложений (источников информации), обеспечивающие доступ к коммуникационному стеку протоколов как к разделяемой среде взаимодействия (по сути, процедура мультиплексирования приложений) могут быть реализованы в составе КП контроллером или концентратором или ОРС-сервером, а в составе ДП – программным коммутатором (диспетчером задач) либо ОРС-сервером [4].

5.3.Примеры МСТМ (РИУС, АСДУ)

Вкачестве первого примера рассмотрим АСДУ «ПТКРАСТР Московского метрополитена».

На рис. 5.25 приведена архитектура АСДУ«ПТК-РАСТР», решающая задачу автоматизации основных служб (электроснабжения, движения, эскалаторной) Московского метрополитена. На рис. 5.25 приняты следующие обозначения: СП11 – программируемая станция; ПЭВМ – персональная ЭВМ; УПС – устройства преобразования сигналов; УАО – аппаратные устройства отображения информации; УАС1 и УАС2 – аппаратные устройства сбора информации и выдачи управляющих; «Альфа» – счетчики электроэнергии; СТЭ – счетчики тепловой энергии; ТН – трансформаторы напряжения; ТТ – трансформаторы тока.

Показано резервирование станций СП11, ПЭВМ и устройств преобразования сигналов УПС на пункте управления ПУ, резервирование УАС1 на КП № 1 и 2, резервирование каналов связи. Это повышает живучесть системы, так как отпадает необходимость кратковременного отключения станции или ТК (ПЛК) при замене отказавшего блока. При отказе одной из станции вторая

164

станция автоматически принимает на себя все функции отказавшей. Вышедшая из строя станция или ТК могут быть отключены без останова работы системы.

Топология АСДУ (МСТМ) – радиально-цепочечная.

Рис. 5.25. Архитектура АСДУ «ПТК-РАСТР»

Программное обеспечение ПТК-РАСТР включает в себя ПО реального времени СП11, ТК11 и ПЭВМ, отслеживающее все изменения технологических параметров и информацию о состоянии

165

объектов, сервисные программы для проектирования заданной конфигурации комплекса, тестовое и диагностическое ПО для контроля блоков и устройств.

Сообщения о любых изменениях поступают в базу данных (для накопления архивной информации), аппаратные средства отображения, на мнемосхемы, на экраны видеопроекционных табло (HMI–ЧМИ).

Прикладные программы ПЛК реального времени СП11(ДП), ТК11 (КП) обеспечивают: сбор информации от датчиков, поддержание базы данных со слежением за изменением значений параметров и автоматическим запуском соответствующих видов обработки; выдачу управляющих воздействий на исполнительные устройства; управление обменом по телемеханической сети; обработку информации (сглаживание, сравнение с уставками, выявление событий); выдачу информации для отображения на мнемосхеме щита, аналоговых и цифровых приборах, регистрирующих устройствах.

Контрольные вопросы

1.Классификация распределенных информационно-управ- ляющих систем.

2.Основные требования к промышленным РИУС.

3.Возможные варианты топологий РИУС.

4.Сетевые характеристики РИУС.

5.Дисциплины обслуживания в РИУС, достоинства и недос-

татки.

166

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основной

1.Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. – 4-е изд. – СПб.: Питер, 2011. – 943 с.

2.Безукладников И.И., Кон Е.Л., Южаков А.А. Проектирование и эксплуатация автоматизированных систем диспетчерского управления объектами критической инфраструктуры современного города: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. по-

литехн. ун-та, 2012. – 206 с.

3.Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. – М.: Горячая линия-Телеком, 2009. – 606 с.

4.Тирш Ф. Введение в технологию LONWORKS. – М.: Энергоатомиздат, 2001.

Дополнительный

1.Дитрих Д., Лой Д., Швайнцер Ю. LON-технология. – Пермь: Звезда, 1999. – 291с.

2.Кон Е.Л., Кулагина М.М. Надежность и диагностика компонентов инфокоммуникационных и информационно-управляю- щих систем: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 394 с.

3.Кон Е.Л., Фрейман В.И. Помехоустойчивая передача данных в информационно-управляющих системах: модели, алгоритмы, структуры: учеб. пособие / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2007. – 317 с.

4.Кавалеров М.В., Кон Е.Л., Южаков А.А. Принципы построения аппаратурно-программного обеспечения рабочего места оператора интеллектуального здания: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 126 с.

5.Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. – М.: Вильямс, 2003. – 1099 с.

6.Беспроводные сети Wi-Fi: учеб. пособие / А.В. Пролетарский, И.В. Баскаков [и др.]; Интернет-университет информационных технологий. – М., 2007. – 215 с.

7.Убайдулаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. – М.: Эко-

Трендз, 2005. – 305 с.

167

Учебное издание

Кон Ефим Львович, Кулагина Марина Михайловна

ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ В РАСПРЕДЕЛЕННЫХ

ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМАХ

Учебное пособие

Редактор и корректор И.А. Мангасарова

Подписано в печать 10.01.15. Формат 60 90/16. Усл. печ. л. 10,5. Тираж 100 экз. Заказ № 223/2015.

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета.

Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113.

Тел. (342) 219-80-33.