СТА 1/2010

виртуальных объектов по ТЗ, которое вы написали сами себе . Естественно, в нём учитываются почти все возможные требования будущего заказчика и известные требования нормативной документации. Впоследствии создан% ные вами проектные документы, прог% раммные и конструкторские решения для абстрактного объекта управления могут быть адаптированы к конкрет% ным требованиям реального заказчика, что значительно сократит общее время реализации проекта. Специалисты ФГУП ФНПЦ «Алтай» на протяжении ряда лет успешно при% меняют такой подход. Возможно, изла% гаемый далее материал поможет и вам решить собственные проблемы и най% ти свои оригинальные способы разра% ботки. Н ЕМНОГО ТЕОРИИ , ИЛИ К АК ЗАРАНЕЕ ПРЕДУСМОТРЕТЬ БОЛЬШИНСТВО ТРЕБОВАНИЙ ЗАКАЗЧИКОВ Основная идея используемого нами подхода состоит в том, что значитель% ная часть процессов инженерной дея% тельности или операций, которые реа% лизуются при создании АСУ ТП, может быть формализована по определённым признакам. На рис. 1 представлена формализованная модель взаимодей% ствия структур, входящих в любую АСУ ТП. Здесь Н— наблюдатель, Т— техно% логическая система, U — техническая система, С — входной информацион% ный поток, Е — выходной информаци% онный поток. Наличие в этой структуре блока Н свидетельствует о том, что это именно автоматизированная система, в которой наблюдатель может влиять на информационный поток С и даже кор% ректировать его. Когда вы избавитесь от блока Н, то можете смело утверж% дать, что построили автоматическую систему управления. С точки зрения наблюдателя Н сис% тема Т просто преобразует входной по% ток С в выходной поток Е. Однако если учесть тот фактор, что системе Т потре% буется некоторое время для преобразо% вания С в Е, то объект управления можно рассматривать как объект, ха% рактеризируемый некой функцией времени, преобразующей потоки ин% формации. Тогда для любого j %го еди% ничного сигнала в любой момент вре% мени t должно выполняться соотноше% ние (1): с j ( t ) = Тe j ( t ), (1) где j = 1, 2…. m , а T — оператор, реа% лизующий функцию преобразования сигнала с j ( t ) в e j ( t ). Физическая природа сигналов, с по% мощью которых осуществляются авто% матизированное управление и наблю% дение (контроль) состояния, известна и, в конечном итоге, сводится к сигна% лам двух видов: ● сигналы, непрерывно меняющиеся во времени (аналоговые); ● сигналы, скачкообразно меняющие% ся во времени (дискретные). Известно, что большинство совре% менных технических средств автомати% зации (ТСА) и вычислительные устрой% ства ориентированы в основном на ге% нерацию и обработку сигналов дискрет% ной природы. В этом случае оператор перехода Т реализует функцию, которая известна как Булева. Таким образом, можно формально охарактеризовать не% который класс виртуальных технологи% ческих систем Т и давать им реальные количественные характеристики, на% пример, время преобразования сигналов. Аналогичным образом можно дать количественные оценки и технической системе U, например по перечню ти% пов сигналов, которыми она оперирует. Перечень всех сигналов, составляю% щих информационный поток С, назо% вём системотехнической характерис% тикой (СТХ) объекта, так как, в конеч% ном итоге, эти сигналы определяют на% бор системных технических средств, предназначенных для их обработки. Задавать формализованные СТХ для виртуальных объектов можно в виде таблицы (табл. 1). П РОГ РАММНОЕ ОБ Е СП Е Ч Е НИЕ / МОД Е ЛИ РОВ АНИЕ 83 СТА 1/2010 www.cta.ru На основе СТХ можно условно клас% сифицировать различные технические системы. Общую сумму сигналов N 1, N 2, N 3 и N 4 назовём информационной мощностью системы, которая опреде% ляется выражением (2): (2) Тогда определённый класс техничес% ких систем (тут имеются в виду техни% ческие системы, создаваемые только для автоматизированного управления пожароопасными объектами катего% рии П%IIа, взрывоопасными класса В% Iа или экологически опасными объек% тами) можно условно разделить на не% сколько различных типов: I m ≤ 256 — система малой информа% ционной мощности; I m ≤ 512 — система средней инфор% мационной мощности; I m ≤ 1024 — система большой инфор% мационной мощности. Известны и другие способы класси% фикации систем: по уровням инфор% мационной, аппаратной или объект% ной сложности, по уровням охвата (глубина разработки, возможность ти% ражирования), по назначению (общие, технологические) и др. [5]. Применяемая здесь классификация, по мнению авторов, наиболее точно отражает сущность подхода, который позволяет только на основе предлагае% мых способов описания информаци% онных потоков формализованно ха% рактеризовать как существующие, так и виртуальные, ещё не созданные АСУ ТП. Очевидно, что на основании этой условной классификации можно стро% ить структуры, содержащие любое ко% личество систем различной информа% ционной мощности. Такие системы обычно разъединены конструкционно (реализованы в разных шкафах, на раз% ных щитах и т.п.) и/или распределены пространственно (по разным участкам, цехам, объектам и т.д.), но объединены логически по совокупной сумме ин% формационных потоков. В конечном итоге, конфигурация системы будет за% висеть от требований заказчика и рас% положения потенциально опасных Наименование сигнала Количество сигналов Входной дискретный сигнал N 1 Выходной дискретный сигнал N 2 Входной аналоговый сигнал N 3 Выходной аналоговый сигнал N 4 T U C E Н Рис. 1. Формализованная модель взаимодействия структур АСУ ТП m i i I N = = ∑ 1 4 Таблица 1 Формализованная СТХ © СТА-ПРЕСС