Пояснительная записка. Дипломная работа разработка аппаратнопрограммного комплекса для изучения распределенных систем передачи данных и управления

• Название: Дипломная работа разработка аппаратнопрограммного комплекса для изучения распределенных систем передачи данных и управления
• Дата: 05.09.2022
• Размер: 3.02 Mb.
• Имя файла: Пояснительная записка.doc
• Тип: Диплом; #663429
• страница: 3 из 7

2. Обзорно-аналитическая часть

При разработке аппаратно-программного комплекса, прежде всего, необходимо определить терминологию и дать необходимые определения или составить глоссарий используемых в проекте терминов.

Аппаратно-программный комплекс — это продукт, в состав которого входят технические средства и программное обеспечение, совместно применяемые для решения задач определенного типа. В качестве аппаратно-программных комплексов могут рассматриваться интеллектуальные системы хранения данных, современные офисные АТС, комплексы пожарно-охранной сигнализации, контроля доступа, видеонаблюдения, всевозможные решения для промышленной автоматизации и многое другое.

С точки зрения документирования, аппаратно-программный комплекс занимает промежуточное положение между устройством или программным продуктом в чистом виде и автоматизированной системой. Как правило, производитель тиражируемого аппаратно-программного комплекса не знает заранее, где именно на основе последнего будет развернута система, и как именно она будет функционировать. Тем не менее, в большинстве случаев он исходит из одного или нескольких типовых сценариев применения комплекса в составе системы, что отражается и в устройстве комплекса, и в эксплуатационной документации на него.

Аппаратно-программный комплекс — техническое решение концепции алгоритма работы сложной системы, управление которой осуществляется, как правило, исполнением кода из определённого базового набора команд (системы команд), описанных в документации.

Состоит, соответственно, из двух основных частей:

• Аппаратная часть (Hardware) — совокупность автономных устройств сбора/обработки информации (например, персональный компьютер).

• Программная часть (Software) — специализированное программное обеспечение (обычно, написанное и поставляемое вместе с устройством фирмой — изготовителем аппаратной части), обрабатывающее и преобразующее данные в нормальный вид, собранные аппаратной частью.

Приблизительный состав эксплуатационной документации на аппаратно-программный комплекс приведен в табл. 1.



Таблица 1. Эксплуатационная документация на аппаратно-программный комплекс.¹

В настоящее время предлагается большое количество аппаратно-программных комплексов для передачи информации представленной в различных формах. Использовать подобные комплексы можно везде, где необходимо обеспечить связь устройств, не используя при этом дорогостоящий кабель, который к тому же не всегда можно проложить или можно повредить. Очень удобно с помощью данного комплекса связывать охранные датчики и исполнительные устройства с управляющим вычислительным устройством. Возможно использование на заводах и фабриках при автоматизации производства, а также для создания российского аналога системы типа “Интеллектуальный дом”.

Распределённая система управления (англ. Distributed Control System, DCS) — система управления технологическим процессом. Она характеризует себя построением распределённой системы ввода вывода и децентрализацией обработки данных.

Распределённая система управления (РСУ) — это универсальный интерфейс между различными полевыми шинами с одной стороны и датчиками и исполнительными механизмами промышленного оборудования с другой. Совокупность модулей ввода-вывода, связанных с конкретным объектом автоматизации, образует узел системы сбора и обработки данных. Такой узел может быть установлен в непосредственной близости от объекта автоматизации, что позволяет сократить длину соединительных проводов, упростить монтаж оборудования, а также устраняет необходимость применения кросс-панелей. Система ввода-вывода является программно-аппаратным комплексом. Также вместе с аппаратными средствами разработано специальное программное обеспечение, которое реализует обмен и обработку данных в узле сети, а также поддержку пользовательской системы программирования высокого уровня.

Распределённая система управления предоставляет разработчику максимальные возможности в конфигурировании, наращивании и обслуживании системы автоматизации.

Функционально распределенные системы управления отличались (и до сих пор отличаются) от систем ПЛК (программируемый логический контроллер) + СКАДА (программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления) (PLC + SCADA) следующими свойствами:

• База данных распределена между контроллерами, но выглядит единой с точки зрения инженера. Именно это свойство и заложено в название "РСУ";

• Операторский интерфейс тесно интегрирован в систему. Это не ПО SCADA, которое нужно "привязывать" к аппаратным средствам (железу). Здесь все работает сразу после включения питания и без какой-либо настройки;

• Интенсивная и обширная обработка тревог (алармов) и событий реализуется также без каких-либо усилий со стороны разработчика;

• Возможность вести разработку конфигурации и вносить изменения в режиме онлайн, (то есть, не останавливая процесса управления);

• Возможность менять вышедшее из строя оборудование и расширять систему (добавлять в нее новые узлы и платы) без отключения питания;

• Глубокая диагностика от уровня операторского интерфейса до отдельного канала ввода-вывода без какой-либо настройки;

• Возможность резервирования любого компонента системы (контроллер, модуль ввода-вывода, операторские станции) на аппаратном уровне и без какой-либо настройки программного обеспечения.

Структурная схема — это совокупность элементарных звеньев объекта и связей между ними, один из видов графической модели. Под элементарным звеном понимают часть объекта, системы управления и т. д., которая реализует элементарную функцию.

Функциональная схема — документ, описывающий все процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия (установки, устройства) или изделия (установки, устройства) в целом. Функциональная схема является экспликацией² отдельных видов процессов, протекающих в целостных функциональных блоках и цепях устройства.