Дипломная работа: Автоматизированные системы управления производственно-технологическими процессами на ПАО ГМК «Норильский никель»
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
15
режим «советчика», система выдает список рекомендуемых
действий по управлению, а решение об их использовании принимает и
реализует оператор;
диалоговый режим, в котором оператор корректирует установки
технологических параметров, которые в последствии реализует комплекс
технических средств самой системы и также на основе них дает рекомендаций в
решении технических задач [9].
Автоматический режим реализации управляющих функций
предусматривает автоматическую выдачу и реализацию управляющих команд.
В автоматическом режиме все необходимые действия по обработке данных
производятся без участия оператора. Различают несколько видов:
режим косвенного управления, когда средства вычислительной
техники автоматически изменяют установки и параметры настройки
(регулирования) локальных систем автоматического управления;
режим прямого (непосредственного) цифрового или аналого-
цифрового управления, когда управляющие вычислительные устройства
формируют воздействия на исполнительные механизмы [5,8].
1.2. Жизненный цикл и модели жизненного цикла АСУ ТП
Жизненные циклы (ЖЦ) процесса разработки системы заключаются в
четко определенных и отдельных этапах работы, которые применяются
системными инженерами и разработчиками систем для планирования,
проектирования, создания, тестирования и доставки информационных систем.
ЖЦ автоматизированной системы носят итерационный характер
(многократные повторения, не приводящие к вызову самих себя).
В процессе создания системы для уменьшения накопления ошибок
возникает необходимость своевременных действий для актуальной
модификации информационной модели объекта, опираясь при этом на
фактическую обстановку.
16
Модель ЖЦ – это каркас для определения повторяемых процессов,
задающий курс дальнейшей деятельности в создании качественного
программного продукта, дающий разработчиками возможность как
использовать лучшие практические решения других разработчиков, так и
делится своим опытными разработанными практиками.
Преимущества от применения моделей ЖЦ:
способствуют составлению списка требований до проектирования
системы;
способствуют процессу проектирования программного обеспечения
до построения компонентов системы;
определяют какой именно набор тестируемых поставок рабочего
продукта может помочь в сопровождении системы;
дают возможность руководящему составу следить за качеством
продукта и производительности процесса разработки и деятельностью по
разработке проекта;
снижают затраты, связанные с разработкой и сопровождением
объекта;
повышают организованность действии при эксплуатации проекта
(структурированность и управляемость).
Инфраструктура ЖЦ разработки системы представляет собой указания
последовательности действий для разработчиков при разработке системы.
Состоит из набора инструкций, на которых каждый этап модели ЖЦ использует
результаты предыдущего. При принятии модели ЖЦ производят оценку
используемой в настоящее время системы, параметры оборудования для сбора
данных, технико-экономическую обоснованность модели и уже после этого
отправляют на утверждение [5].
За всё время существования терминологии модели ЖЦ было создано
множество разновидностей моделей, в их числе каскадная, эволюционная,
пошаговая, спиральная, итерационная, инкрементная, V-образная и многие
17
другие. Модели могут радикально отличатся друг от друга но этапы ЖЦ имеют
общие, поэтому рассмотрим эти этапы вне какой-либо определенной модели:
Разработка требований – на этом этапе производится полный анализ
функциональности разрабатываемой системы, цели её создания, определяются
задачи, производится предварительный анализ детальных требований, которые
должны быть реализованы в конечном продукте. Изучение характеристик,
масштабов, целей и технологических особенностей разрабатываемого объекта
помогает выявить и разрешить будущие противоречия в разрабатываемой
системе.
Проектирование – этот этап также называют стадией дизайна и
архитектуры, на этом этапе разработчики системы взяв за основу
сформированные в предыдущем этапе требования, разрабатывают
высокоуровневый дизайн системы. Определяются наиболее подходящие виды
технологического оборудования, которые будут задействованы на всех уровнях
системы. Все возникающие технические вопросы обсуждаются и решаются
командой разработчиков, при необходимости связываются для согласования с
заказчиком системы. Формируются и утверждаются функциональные
характеристики программной части, визуализация технологических параметров
и внешний вид системы в целом [6].
Реализация – после определения всех требований и утверждения
итогового вида проекта, производится закупка и доставка всего необходимого
оборудования и ПО, наем квалифицированного персонала. Далее происходит
монтаж и наладка всех устройств нижнего уровня, производится монтаж
коммуникационных сетей между ними, монтаж ПЛК контроллеров и написание
алгоритмов к ним с учетом всех функций оборудования. Создание верхнего
уровня автоматизации SCADA системы и человеко-машинного интерфейса.
Тестирование - все компоненты объединяются в общую сеть и
происходит первый запуск программы, при работе которой выявляются и
исправляются все несоответствия алгоритмов управления, работы устройств
18
всех уровней, проверяется работоспособность всех функций системы,
заявленные в требованиях к ней. Длительность процесса тестирования зависит
от квалификации и сноровке персонала, участвовавшего в реализации проекта.
Ввод в действие – когда система ПО и программного обеспечения
полностью отлажена и протестирована, проект постепенно запускается в
производство (в многозадачном непрерывном производстве технически
невозможно произвести внедрение всех систем сразу).
Производится обучение технологического персонала работе с новым
оборудованием, обучение работы с системой. Для этого инженерно-
технологическими работниками разрабатывается новая технологическая карта,
которая учитывает всё новое оборудование вносящее поправку в
технологический процесс, детально описывается каждая из функций каждого
компонента системы.
Технический персонал производит наблюдение в режиме реального
времени за работой системы. При обнаружении неисправности или ошибки
технический персонал в зависимости от масштаба по возможности производить
устранение и наладку неисправных компонентов системы [3,5,19].
Рассмотрим основные виды моделей ЖЦ.
Каскадная модель или водопадная модель ЖЦ – это последовательность
этапов в которой построена последовательно в фиксированном порядке
(завершение работ на одном этапе дает старт для начала работы над
следующим). Учитывая её распространенность и длительность применения, её
можно смело назвать классической моделью ЖЦ.
Многие виды моделей ЖЦ обладают схожим построением и
последовательностью этапов, т.к. это самый прямолинейный и простой путь
создания готового продукта.
Типичный пример построения такой модели указан на рисунке 2.
19
Рисунок 2 – Каскадная модель [16]
Модель применяют для разработки систем в которых ещё на этапе
разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования.
Достоинства каскадной модели:
простота и очевидность в использовании;
стабильность требований в течении всего ЖЦ разработки;
каждая стадия формирует законченный вид программной и
аппаратной части, которая отвечает заявленным критериям;
четкая последовательность этапов позволяет уверенней
планировать сроки выполнения работ и затрачиваемых ресурсов (деньги,
материалы, персонал).
Недостатки каскадной модели:
реальные процессы разработки редко умещаются в такие жесткие
поэтапные рамки;
ЖЦ основан на точных исходных требованиях к проекту, в
реальности требования определены лишь частично;
разработанный проект будет доступен заказчику лишь в конечной
стадии его разработки, что в случае неточного определения требований может
привести к несогласованию и, следовательно, переделыванию уже практически
готового проекта [3,16,28].
Источник: https://baza.diplomsite.ru/previewfile/11377