Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования

Подождите немного. Документ загружается.

5.3.

Система автоматизированного проектирования

радиоэлектронике

ций

РЭА на

вибропрочность

выполняют тепловой анализ.

составе комплекса про-

грамм Omega PLUS имеются

средства

для

оценки влияния конструктивных особеннос-

тей

печатных

плат

на их

электрические характеристики.

Переход

от

системы

CAD к

системе

САМ

выражается

преобразовании

результатов

конструкторского

проектирования

управляющую информацию

для

генераторов изображений.

случае печатных плат

для

такого перехода можно

использовать

программы семейства

LAVENIR

фирмы

Lavenir

Technology,

с их

помощью

создаются

дорабатываются управляющие файлы

для

фотоплотте-

ров

станков

ЧПУ,

контролируется соблюдение проектных норм.

области автоматизации схемотехнического проектирования наибольшее

распространение получили варианты программы Spice, созданные

несколь-

ких

фирмах.

программе

PSpice

для

персональных компьютеров предусмотрены статический,

динамический

частотный виды анализа, смешанное логико-аналоговое моделирова-

ние

(mixed-signal simulation), температурный

(с

индивидуальными значениями темпера-

туры

по

приборам)

шумовой анализы, расчеты

наихудшем случае

статистический,

по

методу Монте-Карло, спектральный анализ.

логической части реализовано собы-

тийное

моделирование, выявляются риски сбоя, рассчитываются зависимые

от

нагруз-

ки

задержки.

Для

оптимизации параметров, выполняемой градиентными методами,

можно

использовать программу PSpice Optimizer.

библиотеках программы PSpice имеется несколько тысяч математических моделей

элементов (диодов,

биполярных

полевых транзисторов, операционных усилителей, ста-

билизаторов, тиристоров, компараторов, магнитных устройств

учетом

насыщения

гистерезиса,

оптронов,

кварцевых резонаторов, длинных линий

учетом задержек, отра-

жений,

потерь

перекрестных помех

др.)

Библиотека открыта

для

включения моделей

пользователя, имеются соответствующие инструментальные средства пополнения биб-

лиотеки.

Предусмотрено взаимодействие аналоговой

цифровой частей схемы.

Известен также

ряд

других программ аналогового

смешанного моделирования.

их

число входят программы

ICAP/4Window

(Intusoft),

Saber Mixed-technology Simulator

(фирмы

Analogy),

Viewanalog

(Viewlogic

Systems),

Continuum (Mentor Graphics)

и др.

числу отечественных программ схемотехнического анализа относятся

программы серии

ПА. Это

ПА7,

которой наряду

видами анализа, обычны-

ми

для

программ анализа электронных схем, реализовано моделирование

ме-

ханических, гидравлических, тепловых процессов,

последняя версия

ПА9,

написанная

на

языке

Java

и тем

самым ориентированная

на

использование

распределенных системах проектирования.

Специфические требования предъявляются

программам анализа

радиотехничес-

ких

схем.

Эту

группу программ представляют

TESLA

(компания

Tesoft),

выполняющая

спектральный

анализ, нелинейное аналоговое

цифровое моделирование телекомму-

никационного

оборудования;

Spectre/XL

(Avista Design

Systems),

предназначенная

для

моделирования нелинейных устройств типа смесителей

приемников;

GENESYS

(Eagleware),

используемая

для

проектирования радио-

СВЧ-устройств,

анализа элект-

ромагнитной совместимости; Eclispse

(Arden

Technologies), служащая

для

моделирова-

ния

линейных радиотехнических устройств

микрополосковыми

линиями, активными

приборами,

интеграторами, сумматорами; Microwave

Office

(AWR), ориентированная

на

анализ линейных

нелинейных схем

использованием методов рядов Вольтерра

гармонического баланса, анализ шумов, синтез топологии

полосковых

линий; Парус

(Владимирский

ГТУ),

включающий

ряд

функций моделирования радиотехнических

устройств.

233

Методическое

программное

обеспечение

автоматизированных

систем

Комплекс

программ компонентного

технологического проектирования разрабо-

тан

компанией

Silvaco.

комплексе имеются программы: моделирования электронных

приборов,

в том

числе

мощных

высокочастотных приборов

учетом

эффектов само-

разогрева,

на

основе уравнений Пуассона, непрерывности, баланса энергии

тепло-

проводности; моделирования технологических процессов изготовления электронных

компонентов

использованием метода конечных элементов; расчета паразитных пара-

метров соединений путем перехода

от

топологической схемы

схемным параметрам

посредством

3£>-моделирования

использованием уравнения Лапласа. Другим приме-

ром

программ экстракции параметров соединений может служить продукт Arcadia (фир-

ма

Synopsys),

помощью которого можно найти критический путь

разработанной

топологической

схеме,

определить

для

него паразитные параметры соединений

рас-

считать перекрестные

помехи.

Имеются специальные программы

для

анализа электромагнитной совместимости

компонентов

конструктивах РЭА.

ним,

например, относятся программы семейства

Omega PLUS,

помощью которых определяется форма сигналов

конструкциях

печат-

ными

платами, кабельными соединениями,

микрополосковыми

линиями; анализиру-

ются статические электрические

магнитные поля

геометрических плоских

объем-

ных

конструкциях; выполняется расчет

полосковых

микрополосковых

устройств,

взаимных

индуктивно

стей

емкостей

много

проводных линий передачи; моделируются

электромагнитные

излучения

печатных платах; рассчитываются задержки

учетом

паразитных

емкостей

индуктивностей.

При

моделировании

компоненты

схемы

пред-

ставляются

виде линейных эквивалентных схем входных

выходных цепей, проводится

частотный

анализ, фиксируются максимальные амплитуды

напряженностей

электри-

ческого

магнитного полей, электрических токов

напряжений, результаты использу-

ются

для

принятия необходимых конструктивных решений.

Другим примером комплекса программ

для

моделирования радиотехнических

устройств может служить система

ACOLADE

компании

ICUCOM.

системе имеется

библиотека

моделями фильтров,

усилителей,

смесителей,

модуляторов, специализиро-

ванных блоков связной аппаратуры

библиотека

алгоритмами

для

моделирования

каналов

связи, кодировщиков, детекторов, эквалайзеров

и т. п.

Известен

ряд

программ

для

проектирования вычислительных

сетей,

телекоммуника-

ционных

систем,

систем связи. Широко применяемыми программами моделирования

вычислительных

сетей

можно считать OPNET

COMNET

III

компаний

OPNET

Technologies

CACI

Products Company соответственно.

Интеграция проектирующих программ

систему, образование

из них

маршрутов

проектирования

выполнение ряда

других

служебных функций возлагаются

на

систем-

ную

среду САПР, называемую

настоящее время системой PDM. Примером системной

среды

САПР СБИС может служить

среда,

созданная

компании Mentor Graphics.

5.4.

Автоматизированные системы управления

Автоматизация

управления

предприятиями

Системы управления

промышленности,

как и

любые сложные системы,

имеют иерархическую многомодульную структуру. Если предприятие являет-

ся

концерном (научно-производственным объединением)

и его

можно рассмат-

ривать

как

систему верхнего уровня,

то

следующими уровнями

по

нисходящей

линии будут уровни завода, цеха, производственного участка, производствен-

ного

оборудования.

Автоматизация управления

на

различных уровнях реализуется

помощью

АСУ.

234

5.4.

Автоматизированные системы управления

Среди

АСУ

различают

АСУП

АСУТП.

Функции

АСУП

различных сочетаниях объединяются

несколько групп,

соответственно появляются упомянутые выше разновидности АСУП

назва-

ниями

ERP,

MRP,

MES,

SCM и др.

Иногда функции управления поставками

отношениями

заказчиками относят

функциям

ERP,

но

часто

эти

функции

реализуются

самостоятельных системах

SCM и

CRM

соответственно.

большинстве

случаев

АСУП

охватывает

уровни

от

предприятия

до

цеха,

АСУТП

—

от

цеха

ниже. Однако

на

уровне цеха могут быть средства

АСУП,

АСУТП.

В то же

время

АСУТП могут быть

межцеховые связи, если

управление единым производственным процессом выполняется

нескольких

цехах.

Характерные особенности современных АСУП.

Открытость

по

отношению

ведущим платформам (UNIX, Windows,

OS/2)

различным СУБД

прежде всего мощным СУБД типа Oracle, Ingres,

Informix,

Sybase;

поддержка технологий типа ODBC (Open

Data

Base Connection),

OLE

(Object Linking

and

Embedding),

DDE

(Dynamic Data Exchange); поддерж-

ка

архитектур клиент

—

сервер. Важная характеристика

—

возможность рабо-

ты

среде распределенных вычислений.

Возможность сквозного выполнения всех допустимых бизнес-функций

или

их

части,

что

обеспечивается модульным построением (процедуры, выполня-

ющие

эти

функции, часто называют бизнес-функциями,

маршруты решения

задач

управления, состоящие

из

бизнес-функций,

—

бизнес-процессами).

Адаптируемость

конкретным заказчикам

условиям рынка.

Наличие инструментальных средств,

в том

числе языка расширения

или

4GL

(языка четвертого поколения). Так,

в R3

используется

язык

ABAP/L,

Elite

Series

—

язык

Informix-4GL.

Техническое обеспечение

АСУП

—

компьютерная

сеть,

узлы которой рас-

положены

как в

административных отделах предприятия,

так и в

цехах.

современных системах

выделяют

ряд

подсистем. Ниже приведен список

основных подсистем, встречающихся

во

многих АСУП, вместе

присущими

им

функциями.

•

Календарное планирование производства. Основные функции: сетевое пла-

нирование

производства, расчет потребностей

мощностях

материалах, меж-

цеховые спецификации

учет

движения изделий, контроль выполнения планов.

•

Оперативное управление производством. Функции: сопровождение данных

об

изделиях, контроль выполненных работ, брака

отходов, расчет норм расхо-

да

ресурсов, управление обслуживающими подразделениями.

•

Управление проектами. Функции: сетевое планирование проектных работ

контроль

их

выполнения, расчет потребности

производственных ресурсах.

•

Финансово-экономическое управление, бухгалтерский учет. Функции:

учет

денежных средств

производственных затрат, маркетинговые исследования,

ценообразование,

составление смет расходов, ведение договоров

взаиморас-

235

Методическое

программное обеспечение автоматизированных систем

чехов,

финансовые отчеты, отчетность

по

налогам, анализ платежеспособнос-

ти

предприятия.

•

Логистика. Функции: сбыт

торговля, статистика

анализ реализации,

складское обслуживание, управление снабжением, запасами

закупками,

управление транспортировкой, оптимизация маршрутов транспортных средств.

•

Управление персоналом. Функции: кадровый учет, ведение штатного рас-

писания,

расчет зарплаты.

•

Управление информационными ресурсами. Функции: управление докумен-

тами

документооборотом, инсталляция

сопровождение

ПО,

генерация

мо-

делей

интерфейсов приложений, имитационное моделирование производствен-

ных

процессов.

Существуют разновидности

АСУП

со

своими англоязычными названиями.

Если

наиболее общую систему

перечисленными выше функциями называют

ERP,

то

системы, сконцентрированные

на

управлении производством, опериру-

ющие информацией

материальных потоках

сопровождающих

их

процессе

производства информационных потоках, называют

MRP-2

(Manufacturing

Resource

Planning

или

Material

Requirement

Planning).

системах

ERP

важная роль отводится системам управления данными

EDM, аналогичным системам

PDM в

САПР.

Системы

MES

по

своей функциональности близки

системам

ERP

имеют

ряд

подсистем следующего назначения:

синтез расписаний производственных операций;

распределение ресурсов,

в том

числе распределение исполнителей

по

рабо-

там;

диспетчирование

потоков заказов

работ;

управление документами, относящимися

выполняемым операциям;

оперативный

контроль качества;

оперативная

корректировка параметров процессов

на

основе данных

про-

текании процессов.

Наиболее популярными

мире

развитыми системами

ERP

являются

R3,

Ваап

IV,

Oracle Applications, J.D. Edwards,

среди отечественных АСУП

вы-

деляются системы Парус, Галактика, Флагман.

точки зрения интеграции

си-

стем управления

проектирования следует обратить внимание

на

систему

Omega Production.

системе

Ваап

имеются

следующие

подсистемы.

•

Администратор

деятельности

предприятия

анализируются показатели финансо-

во-хозяйственной

деятельности,

сопоставляются

значения

текущих

показателей

пре-

дельными,

генерируются

информационные

отчеты,

что

позволяет

целом

судить

о со-

стоянии

дел на

предприятии.

•

Производство

сопровождение

данных

(спецификаций,

технологических

маршру-

тов)

об

изделиях,

планирования

оперативного

управления производственными про-

цессами.

•

Проект

планирование проектных

работ

учетом

требуемых

ресурсов,

в том

числе финансовых,

контролем

выполнения

планов.

236

5.4.

Автоматизированные

системы

управления

•

Сбыт, снабжение, склады

—

подсистема

для

решения соответствующих логистичес-

ких

задач.

•

Транспорт

определение оптимальных маршрутов перевозок

учетом

загрузки

экипажей

контроля местонахождения грузов.

•

Управление персоналом

для

ведения штатного расписания, кадрового

учета,

рас-

чета зарплаты.

•

Финансы

управление денежными средствами, финансовым планированием, рас-

пределением

затрат, налоговой

финансовой отчетностью.

•

Процесс

—

управление непрерывными производственными процессами.

•

Сервис

-управление

процессами обслуживания

составлением графика планово-

предупредительных мероприятий, выполнением ремонта, определением

требуемых

ресурсов, тарифов

на

расходные материалы.

•

Моделирование

предприятия

—

для

оценки эффективности

работы

предприятия

помощью создания

использования имитационных моделей.

•

Инструментарий

инструментальная среда

для

описания структуры базы данных,

генерации

приложений

помощью языка 4GL.

системе

Парус

функционируют следующие подсистемы.

•

Управление финансами;

•

Логистика;

•

Управление производством;

•

Управление персоналом;

•

Управление бизнес-процессами.

Компоненты

(модули)

корпоративной информационной

системы

Флагман

группи-

руются

совокупности, называемые контурами.

системе семь контуров: финансово-

экономическое

управление,

логистика, управление производством, управление персо-

налом, бухгалтерский

учет

анализ, контроллинг, управление информационными

ресурсами.

Типичные функции

SCM

реализованы

логистической подсистеме среды mySAP.com.

Среди них:

учет

планирование производства, спроса

на

производимую продукцию,

поставщиков,

маршрутов перевозок

размещения продукции.

Примером

автономно используемой системы организации

управления отношени-

ями

клиентами является

CRM-система

Marketing Center

компании

ПРО-ИНВЕСТ.

Сис-

тема позволяет документировать контакты

клиентами, планировать

работу

по

каждо-

му

контакту, накапливать статистику

для

последующего маркетингового анализа

и т. п.

Логистические системы

Сложность

задач

управления,

которые

приходится

решать

современных

производственных

системах,

обусловливает

интерес

логистике

развитию

логистических

систем.

Традиционно

логистику

связывали

управлением

про-

цедурами

движения

сырья

от

источников

снабжения

месту

производства

про-

дукции,

ее

складирования

движения

от

производственной

линии

месту

по-

требления.

При

этом логистику определяют

как

науку

об

организации

менеджмента

для

эффективного

продвижения

продукции

по

цепи

«закупки

сы-

рья

—

производство продукции

—

сбыт

—

распределение»

целью

минимиза-

ции

общих

затрат

ресурсов

удовлетворения

требований

конечных

потребите-

лей к

качеству

продукции

услуг.

Функции

задачи,

выполняемые

подсистемах

«Логистика»

большинства

АСУП,

соответствуют

этому

определению.

237

Методическое

программное

обеспечение

автоматизированных

систем

Однако часто используется

более

широкая трактовка логистики,

как на-

уки об

управлении

оптимизации материальных потоков, потоков

услуг

свя-

занных

ними финансовых

информационных потоков

при

функционировании

различных систем. Системы, реализующие управление названными потоками,

называют логистическими системами. Основными логистическими функция-

ми

являются поддержание послепродажного обслуживания потребителей про-

дукции, управление заказами

закупками, транспортировка, управление запа-

сами, управление производственными процедурами, ценообразование,

распределение готовой продукции

товаропроводящих структурах предприя-

тия

посредников.

При

этом

под

управлением производственными процедура-

ми

подразумевается решение задач объемно-календарного планирования,

ми-

нимизации уровня запасов материальных ресурсов

незавершенного

производства, расчета потребностей

материалах

и т. п.

Примерами логистических систем являются системы

MRP-1

MRP-2.

системе

MRP-1

обрабатываются заказы потребителей, определяются объем

сроки производства конечной продукции, необходимое количество матери-

альных

ресурсов

для

выполнения

производственного

расписания.

Система

MRP-2

логистическая система, объединяющая функции

MRP-1,

финансовое

планирование

контроль

над

всеми стадиями производственного процесса

целью минимизации издержек.

зависимости

от

того,

на

каких процедурах

каких потоках акцентируется

внимание, различают

ряд

разделов логистики. Так, используют понятия логис-

тик

внутренней, внешней, производственной, транспортной

и т. п. Для

автома-

тизированных систем проектирования

управления, оперирующих информаци-

онными

ресурсами, наиболее актуальны задачи информационной логистики.

Под

информационной

логистикой понимают организацию

использование систем

информационного

обеспечения производственно-хозяйственных процессов

на

предприятии. Другими словами,

информационной логистике акцент делается

на

информационные потоки,

т. е. на

потоки документов

(в

различных формах),

порождаемых материальными потоками

сопровождающих материальные

потоки. Информационная логистика базируется

на

системном подходе, кото-

рый

охватывает

все

виды деятельности, связанные

планированием

управ-

лением процессами, нацеленными

на

обеспечение предприятия релевантной

информацией.

Во

многих приложениях управление данными

процессах проектирования,

производства

эксплуатации сложных изделий ведется

первоочередной

це-

лью

минимизации издержек, имеющих место

на

этапе эксплуатации. Собственно

минимизация может быть обеспечена должным

учетом

логистических

требо-

ваний

на

этапах проектирования

изготовления изделий.

Стремление максимально повысить эффективность эксплуатации сложной

техники привело

появлению концепции интегрированной логистической под-

держки

(ИЛП)

изделий

интегрированных логистических систем. Основными

задачами

ИЛП

служат:

238

5.4.

Автоматизированные

системы

управления

исследование состояния рынка

прогнозирование перспектив

сбыта

изде-

лий,

планируемых

производству;

определение функций

моделей средств поддержки основных изделий

на

этапе

их

эксплуатации,

разработка

средств поддержки

обслуживания основных изделий,

расчет надежности

длительности безотказной работы изделий,

определение состава

необходимого объема запасных частей,

решение задач, связанных

со

складированием, упаковкой

транспортиров-

кой

изделий,

определение состава

содержания технической документации

разработ-

ка

электронных интерактивных технических руководств;

расчет затрат

на

производство

эксплуатацию изделий;

обучение персонала.

Уже

на

стадии проектирования прогнозируются затраты

определяются

ресурсы, необходимые

для

поддержания изделия

нужном состоянии, созда-

ется

база данных

ИЛП,

предназначенная

для

информационного обслуживания

всех участников жизненного

цикла

изделия, разрабатывается электронная тех-

ническая

документация, используемая

при

закупке, поставке, вводе

действие,

эксплуатации,

сервисном обслуживании

ремонте изделия, планируются

по-

требности

средствах

технического обслуживания.

системах

ИЛП

контро-

лируются процессы поставки изделий, формирования

исполнения заявок,

процессе эксплуатации изделия база данных

ИЛП

является доступной обслу-

живающему персоналу.

Важной задачей интегрирования логистической поддержки изделий являет-

ся

обучение обслуживающего персонала правилам эксплуатации

ремонта

изделий.

Эта

задача решается

помощью интерактивных электронных техни-

ческих руководств (ИЭТР), создаваемых

CALS-системах

помощью специ-

альных инструментальных средств. Развитые ИЭТР

не

только служат целям

обучения

пользователей,

но и

выполняют также функции автоматизированного

заказа

материалов

запасных частей, планирования

учета проведения регла-

ментных работ, обмена данными между

потребителем

поставщиком, диаг-

ностики

оборудования

поиска неисправностей. Примером инструментальной

системы создания ИЭТР может служить

Builder (компания «Прикладная

логистика»).

последнее время

связи

развитием

на

базе сети Internet технологий

электронного

бизнеса (E-Commerce)

концепций виртуальных предприятий

появились

АСУ, взявшие

на

себя обеспечение информационного взаимодей-

ствия

всех участников электронного бизнеса.

Такие

системы получили назва-

ние

систем управления данными

интегрированном

информационном

простран-

стве СРС. Уровень систем

СРС

соответствует множеству предприятий,

взаимодействующих через цепочки

заказов

поставок. Системы

СРС

акку-

мулируют многие функции

АСУ и

САПР.

239

Методическое

программное обеспечение автоматизированных систем

Системы

СРС

можно рассматривать

как

некий командный центр, который

управляет информацией, разделяемой

АС

компании,

именно системами

ERP,

SCM,

CRM,

PDM и др.

Автоматизация

управления

технологическими

процессами

автоматизированных системах управления технологическими процесса-

ми,

часто

называемых системами промышленной автоматизации, можно

вы-

делить свои иерархические уровни.

На

верхнем (диспетчерском) уровне АСУТП осуществляются сбор

обра-

ботка данных

состоянии оборудования

протекании производственных про-

цессов

для

принятия решений

по

загрузке станков

выполнению технологичес-

ких

маршрутов.

Эти

функции возложены

на

систему диспетчерского управления

сбора данных, называемую SCADA (Supervisory Control

and

Data Acquisition).

Кроме

диспетчерских функций система SCADA выполняет роль инструмен-

тальной системы разработки

ПО для

промышленных систем компьютерной

автоматизации.

На

уровне управления технологическим оборудованием

(на

уровне контрол-

леров)

АСУТП выполняются запуск, тестирование, выключение станков, сиг-

нализация

неисправностях, выработка управляющих воздействий

для

рабо-

чих

органов программно управляемого оборудования.

Для

этого

составе

технологического оборудования используются системы управления

на

базе про-

граммируемых контроллеров

—

компьютеров, встроенных

технологическое

оборудование. Поэтому системы промышленной автоматизации часто назы-

вают встроенными системами (Embedded Computing

Systems).

Техническое обеспечение АСУТП представлено персональными

ЭВМ и

микрокомпьютерами, распределенными

по

контролируемым участкам произ-

водства

связанными

друг

другом

помощью промышленных шин.

ПО

АСУТП

представлено

операционными

системами,

программами

SCADA, драй-

верами

прикладными программами контроллеров.

Функции

систем

SCADA:

сбор первичной информации

от

датчиков;

хранение, обработка

визуализация данных;

управление

регистрация аварийных сигналов;

связь

корпоративной информационной сетью;

автоматизированная

разработка прикладного

ПО.

SCADA-системы

состоят

из

терминальных компонентов, диспетчерских

пунктов

каналов связи. Различаются SCADA-системы типами поддержива-

емых контроллеров

способами

связи

ними, операционной средой, типами

алармов,

числом трендов (тенденций

состоянии контролируемого процесса)

способом

их

вывода, особенностями человеко-машинного интерфейса

(НМГ)

др.

Связь

контроллерами

приложениями

SCADA-системах обычно осу-

ществляется посредством

технологий

DDE, OLE,

OPC или

ODBC.

качестве

каналов

связи используют последовательные промышленные шины

Profibus,

CANbus,

Foundation Fieldbus

и др.

240

5.4.

Автоматизированные системы управления

Алармы

фиксируются

при

выходе значений контролируемых параметров

или

скоростей

их

изменения

за

границы допустимых диапазонов.

Число одновременно выводимых трендов может быть различным,

их

визу-

ализация

возможна

реальном времени

или с

предварительной буферизацией.

Предусматриваются возможности интерактивной работы операторов.

Разработка программ

для

программируемых контроллеров выполняется

на

языках

C/C++,

VBA или

оригинальных языках, разработанных

для

конкретных

систем. Программирование обычно выполняют

не

профессиональные програм-

мисты,

заводские технологи, поэтому желательно, чтобы

языки

программи-

рования

были достаточно простыми, построенными

на

визуальных изображе-

ниях ситуаций.

Во

многих системах дополнительно используются различные

схемные языки.

Ряд

языков

стандартизован

представлен

международном

стандарте

IEC

1131-3.

Одной

из

широко

известных

SCADA-систем

является

система

Citect австралийской

компании

Technology,

работающая

среде

Windows.

Это

масштабируемая

система

клиент

сервер

со

встроенным

резервированием

для

повышения

надежности.

Состоит

из

пяти

подсистем:

ввода-вывода,

визуализации,

оповещения

(алармов),

трендов,

отче-

тов.

Подсистемы

могут

быть

распределены

по

разным

узлам

сети.

Используется

ориги-

нальный язык

программирования

Cicode.

SCADA-система

Trace

Mode

для

крупных

АСУТП

различных

отраслях

промышлен-

ности

и в

городских

службах

создана

компанией

AdAstra.

Система

состоит

из

инстру-

ментальной

части

исполнительных

модулей.

Предусмотрены

управление

технологи-

ческими

процессами,

разработка

АРМ

руководителей

цехов

участков,

диспетчеров

операторов.

Возможно

использование

операционных

систем

QNX,

OS9,

Windows.

Другой

пример

популярной

SCADA-системы

BridgeVIEW

(другое

название

Lab

VIEW

SCADA)

компании National

Instruments.

Ядро

системы

управляет базой дан-

ных,

взаимодействует

серверами

устройств,

реагирует

на

алармы.

Подсистема

HMI

предназначена

для

интерфейса

пользователями

и для

исполнения

задаваемых

ими

про-

грамм.

При

настройке

системы

на

конкретное приложение пользователь конфигуриру-

ет

входные

выходные

каналы, указывая

для них

такие

величины,

как

частота

опроса,

диапазоны значений сигнала

и т. п., и

создает

программу

работы

приложения.

Програм-

мирование

ведется

на

графическом языке

блок-диаграмм.

развитием сетевой инфраструктуры появляется возможность более тес-

ной

интеграции

АСУП

АСУТП, ранее развивавшихся автономно. Использо-

вание

информации непосредственно

от

технологических процессов позволяет

более рационально планировать производство

управлять предприятием.

Ин-

теграция выражается

использовании

на

этих уровнях общих программных

средств,

баз

данных, связей

Internet

на

основе развития PC-совместимых

контроллеров

сетей Industrial Ethernet

и т. п.

ОС

реального времени предъявляется

ряд

специфических требований,

основными

из них

являются требования высокой скорости реакции

на

запросы

внешних устройств, устойчивости системы

(т. е.

способности работы

без за-

висаний)

экономного использования имеющихся

наличии системных

ре-

сурсов.

SCADA-системах

основном

применяют

операционные

системы

UNIX

или

Windows

NT.

241

Методическое

программное

обеспечение

автоматизированных

систем

Операционные системы Windows

NT и

Windows

2000

оказывается возможным

ис-

пользовать

системах реального времени, дополнив

их,

например, средой

RTX

компа-

нии

VenturCom.

Развитый программный интерфейс

RTX

API, основанный

на

Win32 API,

обеспечивает создание драйверов

приложений реального времени. Кроме

того,

Microsoft

разработала специальную версию Windows

NT для

встроенных приложений

Windows

Embedded.

Перспективной

считается

ОС

LynxOS

многозадачная,

многопользовательская, UNIX-

совместимая система. Есть средства кросс-разработки программ. Сетевые средства пре-

дусмотрены

для

TCP/IP,

ATM,

FR,

ISDN

и др.

Авторы одной

из

концепций построения

АСУТП

рекомендуют

ОС

OS-9,

QNX

или

расширения Windows

NT для

реального времени

случае

CompactPCI

и ОС

QNX

или

VxWorks

случае использования аппаратуры

на

базе

VMEbus.

Другая популярная

ОС для

встраиваемых приложений OS-9 относится

многозадач-

ным, многопользовательским системам реального времени.

системе поддерживают-

ся

коммуникационные протоколы Х.25,

FR,

ATM, ISDN,

SS7 и др. Для

разработки прило-

жений

OS-9 имеется интегрированная кросс-среда Hawk,

она

включает редактор, браузер

исходных кодов, отладчики, компиляторы

C/C++.

Операционная система

QNX

канадской

фирмы

QSSL

открытая, модульная

легко

модифицируемая,

она

функционирует

«защищенном режиме», поддерживает шины

ISA, PCI, CompactPCI,

PC/104,

VME,

STD32

и др.

Операционная

система

реального

времени

Works

выполняет

функции планирова-

ния

управления задачами. Может функционировать

мультипроцессорных системах

как

общей памятью,

так и в

слабосвязанных

использованием распределенных очере-

дей

сообщений. Система

Works

поддерживает

все

сетевые средства, обычные

для

UNIX,

также

ОРС-интерфейсы

(OLE

for

Process

Control).

Она

вместе

инструментальной

системой Tornado является кросс-системой

для

разработки прикладного

ПО.

Для

разработки

ПО

реального времени используют пакеты типа Component Integrator.

числу известных комплексов Component Integrator относятся FIX, Factory Suite

2000,

ISaGRAF

и др.

Назначение прикладного

ПО -

анализ производства, воздействие

на

него

реальном времени.

Комплекс

Factory Suite

2000

компании WonderWare, используемый

при

проектиро-

вании

систем промышленной автоматизации

от

АСУТП

до

АСУП,

включает

себя сле-

дующие подсистемы:

InTouch

7.0 -

SCADA-система-для

создания распределенных приложений, визуали-

зации

процессов управления;

InControl

для

управления контроллерами;

InTrack

- для

управления производством (контроль материально-технических запа-

сов, незавершенного производства, загрузки оборудования).

частности, подсистема

InTrack интегрирована

известную систему

планирования

ресурсов

предприятия

iBaan;

InBatch

для

управления процессами непрерывного производства;

IndustrialSQL

Server

для

хранения статистики, истории производственного процес-

са,

данных

ситуациях;

Scout

удаленный доступ

данным

технологическом процессе.

Одной

из

развитых инструментальных

сред

разработки приложений реального вре-

мени является система Tornado, разработанная

для

мультизадачной

ОС

Works фирмой

Wind

River.

Разработка приложений ведется

на

инструментальном компьютере, кото-

рым

могут быть ПЭВМ

или

рабочие станции Sun,

HP,

IBM, DEC.

базовую конфигура-

цию

Tornado входят компиляторы

C/C++,

отладчики,

симулятор

целевой машины,

коман-

дный интерпретатор, браузер объектов целевой системы, средства управления проектом

др. Для

разработки

ПО для

встраиваемых сигнальных процессоров Tornado применя-

ют

вместе

со

специальной

ОС

WISP. Инструментальная среда Tornado

Prototyper

и си-

мулятор

ОС

Works, работающий

под

Windows, могут быть получены бесплатно

по

Internet,

что

позволяет провести предварительную разработку прикладной программы,

уже

затем

закупать полную версию кросс-системы.

242