222
ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
СТРУКТУРЫ АСУТП
Исмаилов О.М. (ТУИТ, кафедра «Компьютерных систем», доцент) Зияханова Г.Н.
(студентка ТУИТ)
Современная АСУТП (автоматизированная система
управления технологическим
процессом) представляет собой многоуровневую человеко-машинную систему
управления[1-3].
Наибольшее распространение в АСУ ТП получили распределенные системы,
элементы которых (контроллеры, модули ввода-вывода) разнесены в пространстве,
независимы друг от друга, но взаимодействуют между
собой для выполнения общей
задачи.
Управление технологическими процессами с многоуровневой архитектурой
осуществляется с применением SCADA-системы. В последнее годы на рынке средств
управления технологическими процессами (ТП) появилось большое количество
разнообразных SCADA-системы (FactoryLink, InTouch, Genesis и т.д). Большинство из них
имеют одинаковые наборы функциональных возможностей, предъявляемые к АСУ ТП [2-
4]:
- графический интерфейс, упрощающий задачу построения и
отображения ТП на
мониторе;
-
сбора данных и
хранения измерений, событий и аварийных ситуаций;
- язык составления алгоритмов управления ТП, математических вычислений;
- драйверы устройств и оборудования (датчики, контроллеры и т.д.) согласованной
работы со SCADA системой, находящихся на нижнем и среднем уровнях АСУ ТП;
- поддержка языков программирования высокого уровня (Visual C++, VBA, VB);
- средства защиты от несанкционированного доступа.
Несмотря на большое количество
существующих SCADA-систем, исследования,
разработка и практическая реализация АСУ ТП является непрерывным условиям
повышения эффективности процессов.
При этом, исследования структуры АСУ ТП является одним из ответственных
этапов, на котором закладываются основные свойства будущей системы. В
математической формулировке многоуровневой архитекторы АСУ ТП,
которые
различаются типами промышленных сетей, техническими средствам и кругом решаемых
задач, должны быть одинаково подробно описаны как технологический процесс
автоматизируемого объекта, так и технические и программные средства автоматизации.
Математическая модель АСУТП представляет собой набор следующих устройств:
,
A
,
S
,
Q
,
C
,
D
M
где:
d
i
n
,...,
i
,
d
D
1
- множество датчиков
c
j
n
,...,
j
c
C
1
- множество контроллеры
q
k
n
,...,
1
k
,
g
Q
- множество коммутаторов
s
l
n
,...,
l
,
s
S
1
множество каналов связи, соединяющих все устроества в
единую сеть.
A
- диспетчерское устройство.
В
целях удобства описания
M
- математической модели АСУТП введем
некоторые обозначения для параметров
S
,
Q
,
C
,
D
, которые могут иметь значения 1
«истина» или 0 «ложь».
223
Так,
ует
функционир
не
датчик
то
,
если
нормально
ует
функционир
датчик
то
,
если
d
i
0
1
,
соответственно
ует
функционир
не
контроллер
то
,
если
нормально
ует
функционир
контроллер
то
,
если
c
j
0
1
,
ует
функционир
не
коммутатор
то
,
если
нормально
ует
функционир
коммутатор
то
,
если
q
k
0
1
,
Выражение
1
l
s
определим нормальное функционирование канала связи между
А
Q
или
,
Q
C
,
C
D
.
0
l
s
соответственно отсутствия связи между сетевыми
ресурсами.
Отдельным направлением в исследовании архитектуре
АСУТП является оценка
параметров пропускной способности каналов передачи. Так, как возможные задержки
сигналов в сети или отказ в облуживании (из-за интенсивности потока) компонентов сети
может нарушить АСУ и функционирование ТП. Взаимосвязь между компонентами сети
опишем следующими математическими выражениями:
d
i
j
k
m
j
n
j
d
Q
,...,
1
,
,...,
1
,
,
, где
j
i
j
d
c
,
и
j
i
l
d
c
,
q
k
n
k
Q
A
,...,
1
,
В многоуровневой архитектуре АСУТП на каждый
k
g
- коммутатор поступает
поток
сигналов с интенсивностью
V
. Интенсивность обслуживания поступающего
сигнала из одного устройства (датчика) равно
V
D
W
.
Тогда время обслуживания сигналов на верхнем уровне канала архитектуры
АСУТП определим как
W
Q
T
.
При этом,
A
- диспетчерское устройство обслуживает запросы от
k
q
шлюзов с
интенсивностью
l
j
S
Q
V
.
Таким образом, рассмотренная модель, позволить
исследовать поведения
компонентов и структуру многоуровневых АСУТП. Это дает возможность
сформулировать единую формализованную модель процессов, протекающих как в
отдельных компонентах АСУТП, так и во всей системе в целом.
Проведенный синтез
структуры АСУ ТП позволит формировать систему управления для контроля работы,
оперативного реагируя на любые процессы в системе с учетом свойств исследуемого
объекта.
224
Литература
1. "Компьютерное
управление
технологическим
процессом,
экспериментом,
оборудованием" - М.: "Горячая линия-Телеком", 2009 г. - 608с.
2. Промышленные
сети:
цели
и
средства.
К.В.
Кругляк,
http://www.cta.ru/cms/f/340834.pdf. Дата просмотра: 1.03.2017г.
3. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Построение сетей интегрального обслуживания. - Л.:
Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990.
4. SCADA
системы.
Обзор
SCADA
систем.
http://www.kipexpert.ru/component/content/article/116-scada-sistemi/392-scada-sistemy-
obzor-scada-sistem.html. Дата просмотра: 1.03.2017г.
Do'stlaringiz bilan baham: 
