Використання локальних комп’ютерних спеціалізованих мереж для управління технічними об’єктами

Використання локальних комп’ютерних спеціалізованих мереж для управління технічними об’єктами

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2009
1. Verfasser: Нікулін, С.О.
Format: Artikel
Sprache:Ukrainian
Veröffentlicht: Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України 2009
Schriftenreihe:Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім.Г.Є.Пухова НАН України
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/26961
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Використання локальних комп’ютерних спеціалізованих мереж для управління технічними об’єктами / С.О. Нікулін // Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім.Г.Є.Пухова НАН України. — К.: ІПМЕ ім. Г.Є.Пухова НАН України, 2009. — Вип. 51. — С. 138-145. — Бібліогр.: 4 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-26961
record_format dspace
spelling irk-123456789-269612011-09-30T12:20:04Z Використання локальних комп’ютерних спеціалізованих мереж для управління технічними об’єктами Нікулін, С.О. 2009 Article Використання локальних комп’ютерних спеціалізованих мереж для управління технічними об’єктами / С.О. Нікулін // Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім.Г.Є.Пухова НАН України. — К.: ІПМЕ ім. Г.Є.Пухова НАН України, 2009. — Вип. 51. — С. 138-145. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. XXXX-0067 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/26961 621.3 uk Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім.Г.Є.Пухова НАН України Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Ukrainian
format Article
author Нікулін, С.О.
spellingShingle Нікулін, С.О.
Використання локальних комп’ютерних спеціалізованих мереж для управління технічними об’єктами
Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім.Г.Є.Пухова НАН України
author_facet Нікулін, С.О.
author_sort Нікулін, С.О.
title Використання локальних комп’ютерних спеціалізованих мереж для управління технічними об’єктами
title_short Використання локальних комп’ютерних спеціалізованих мереж для управління технічними об’єктами
title_full Використання локальних комп’ютерних спеціалізованих мереж для управління технічними об’єктами
title_fullStr Використання локальних комп’ютерних спеціалізованих мереж для управління технічними об’єктами
title_full_unstemmed Використання локальних комп’ютерних спеціалізованих мереж для управління технічними об’єктами
title_sort використання локальних комп’ютерних спеціалізованих мереж для управління технічними об’єктами
publisher Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
publishDate 2009
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/26961
citation_txt Використання локальних комп’ютерних спеціалізованих мереж для управління технічними об’єктами / С.О. Нікулін // Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім.Г.Є.Пухова НАН України. — К.: ІПМЕ ім. Г.Є.Пухова НАН України, 2009. — Вип. 51. — С. 138-145. — Бібліогр.: 4 назв. — укр.
series Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім.Г.Є.Пухова НАН України
work_keys_str_mv AT níkulínso vikoristannâlokalʹnihkompûternihspecíalízovanihmereždlâupravlínnâtehníčnimiobêktami
first_indexed 2025-07-02T22:19:12Z
last_indexed 2025-07-02T22:19:12Z
_version_ 1836575362201419776
fulltext 138 © С.О.Нікулін 2 2 2 ,1 1 ,2 2( ) exp[ (( ) ( ) ) / 2 ]lAl lx lxx m x m xμ σ= − − + − , где , ,1 ,2min ; 2, , ; [ , ]l l j lx lx lxD j k m m mσ = = =K Существуют и другие разновидности метода кластеризации. 1. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации. М.: Финансы и статистика, 2002. 2.Круглов В.В., Борисов В.В. Исскуственные нейронные сети. Теория и практика. М.: Горячая линия –Телеком, 2001 3.Богаров П.П.,Печинкин А.В. Теория вероятностей. Математическая статистика. М.: Высшая школа, 1972 4. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Статистический анализ данных на компьютере. М.: ИНФРА-М, 1998 Поступила 19.01.2009р. УДК 621.3 С.О.Нікулін ВИКОРИСТАННЯ ЛОКАЛЬНИХ КОМП’ЮТЕРНИХ СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ МЕРЕЖ ДЛЯ УПРАВЛІННЯ ТЕХНІЧНИМИ ОБ’ЄКТАМИ Переважна більшість систем управління технологічними процесами і відповідно технологічними об’єктами реалізується на основі використання локальних комп’ютерних мереж та у вигляді відкритих систем автоматики. Відкрити системи автоматики знаходять з часом все більше розповсюдження в системах управління об’єктами різної складності. Вони можуть забезпечувати розв’язок цілого ряду задач, як то: - Виконувати сполучення з різними типами мереж; типовими мережами автоматики та комп’ютерними мережами – для забезпечення розв’язку цих задач найчастіше використовуються спеціалізовані прилади автоматики у вигляді програмованих регуляторів PLC. Системи автоматики включають цілий ряд стандартів різних промислових мереж з розподіленими параметрами, що до комп’ютерних мереж, особливо, до широко розповсюдженого стандарту Ethernet. Прикладами таких промислових мереж можуть бути FIP, CAN, Lon-Works, Profibus, ModBus, SDS, DevieeNet, Juterbus-S, N-80 та цілий ряд інших. Задачею окремого приладу відкритої системи автоматики є забезпечення підключення до виконавчих приладів та до даних відповідного рівня запита та доступу, а також можливість під’єднання до WAN мережи, 139 - Відкриті системи автоматики представляють собою множену окремих мікропроцесорних систем, які готові до швидкого програмування модулів та забезпечують просте під’єднання до Intranet та Internet мереж, придатні до управління та контролю домашніх приладів, приладів дистанційного вимірювання енергії, торгових автоматів,систем безпеки, дозволяють управляти різноманітними приладами вводу/виводу а також здійснювати управління посредством системної магістралі та вміщаючи в собі сервіси www ресурсів, - наприклад Embaded Web Server, резервує досить велику частку ресурсів, призначених для розміщення web сторінок та для підтримки мережевих протоколів TCP/IP, HTTP, HTTPS, FTP, SFTP, Telnet та інші, - Становлять розширення можливостей популярних систем, забезпечують дистанційне управління приладами вводу/виводу серверів з використанням техник програмування дистанційно, що дає широкі можливості контролю і управління повільно змінюючимися процесами, для яких часові вимоги швидкості передачи даних не є критичними; на приклад процесами контролю та впливу можуть бути вимірювання температур в теплових вузлах, а засобом для передачи даних може бути HTTP протокол. В рамках сучасних комп’ютерних систем автоматичного управління потрібно виділити ряд структур до яких відносяться наступні: - Апаратна структура організації системи управління, яка може бути локальною або розподіленою в просторі та часі, - Логічна структура системи управління, яка забезпечує яка забезпечує можливість реалізації необхідних управляючих дій, що передбачається алгоритмом управління технічними об’єктами, - Інформаційна структура системи управління, яка відображає потоки, об’єми та характер даних, що циркулюють в системі в процесі її функціонування у різних режимах роботи, - Структура що описує організацію системного програмного забезпечення, яке може бути розподіленим по різним елементам системи управління. Апаратна структура, звичайно, формується на основі стандартних апаратних засобів, що проектуються й пропонуються цілим рядом виробників, орієнтуючись на певний тип або клас технічних засобів; починаючи від датчиків та виконавчих механізмів та кінчаючи мікропроцесорними контролерами, комп’ютерами різного класу та іншими апаратними засобами. В деяких випадках виявляється необхідним проектувати власні апаратні засоби, що орієнтовані на окремий тип об’єкту управління чи технічного процесу. Якщо, в загальному, представляти систему управління, то в рамках такої системи можливо виділити наступні рівні ієрархії реалізації функціональних перетворень: 140 - Збір та первинна обробка інформації та даних, що поступають у систему безпосередньо з датчиків, яки регіструють зміни стану об’єкту управління, - Діагностичний аналіз стану об’єкту управління, в рамках якого визначається міра недопустимості поточного стану об’єкта з точки зору вимог до його безпечного функціонування, - Моделювання процесу функціонування об'єкту управління та інтервали часу, якому відповідають проведені вимірювання параметрів системи, що описують її поточний стан, та формування управляючих дій для заданого інтервалу часу функціонування об’єкта управління, - На основі даних, отриманих на етапі збору інформації, на етапі діагностичного аналізу та на етапі формування поточних управляючих дії, розв’язується задача прогнозування стану об’єкта управління на етапі функціонування, який ще не наступив і в залежності від інтервалу часу, на який здійснюється прогнозування, - робиться оперативний або довготривалий прогноз, - Будь який об'єкт управління чи процес повинен функціонувати з певною ціллю, яка визначається доцільністю та необхідністю; це означає що важливою характеристикою відповідної системи управління є її ефективність, яка по суті виступає гарантією того, що відповідний результат буде забезпечений у тій мірі, яка визначається потребами та можливостями системи управління та самим об’єктом. Інформаційні системи, функціонування яких обмежується першим рівнем ієрархії, називаються системами збору даних, при цьому в рамках системи здійснюється початковий аналіз даних. Такого типу системи використовуються, в основному, у випадках, коли розв’язуються задачі з дослідженням відповідного об’єкта або процесу. Оскільки процеси досліджень у більшості випадків є локальними то такого типу системи є розподіленими лише в тому випадку коли і об’єкт дослідження є розподіленим. Тому, інформаційні системи, орієнтованим на обслуговування досліджень, реалізуються в локальних мережах з розбудованою і, якщо необхідно, розподіленою системою пристроїв зв’язку та спостереження з об’єктом чи процесом. Всі інши рівні функціональних перетворень реалізуються в рамках локальних мереж тільки в тому випадку, коли розв’язуються задачи управління. Оскільки об’єктами управління можуть бути різні по своїй природі процеси та з різними параметрами, то і способи організації таких систем можуть бути різними. Одним з важливих параметрів, що визначає тип системи є швидкість протікання процесів, вимоги по забезпеченню функціонування системи з необхідною часовою дискретністю або у реальному часі, періодичність протікання процесу, яким здійснюється управління та цілий ряд інших параметрів, про яки йшла мова раніше, об’єкт 141 управління описується технологічними параметрами, до яких можливо віднести: - Рівень небезпеки технологічного процесу для зовнішнього середовища, - Міра дискретності процесу, якщо він є дискретним, - Загальний процес тривалості процесів, - Ресурс технологічного обладнання, в рамках якого реалізується відповідний процес, - Наявність подій та інших процесів, що залежні від процесу, управління яким реалізується, - Ряд інших параметрів, в залежності від специфіки кожного окремого об’єкту управління. Оскільки технологічні параметри визначають лише можливість подальшого управління процесом, чи його протікання, то на слідкуючому рівні ієрархії реалізується задачи діагностичного аналізу об’єкту. Ці задачи проводити аналіз не тільки функціональних, а й додаткових діагностичних параметрів. Діагностичні параметри безпосередньо не впливають н сам процес, яким здійснюється управління, а визначають стан технологічного обладнання в рамках якого процеси, якими управляє система, реалізуються. Найбільш загальним технологічним параметром є параметр, який характеризує рівень безпеки об’єкту управління. Процесами діагностики функціональні перетворення на цьому рівні не закінчуються. Якщо виявляється, що рівень безпеки функціонування на текучий момент не є достатнім, то ініціюються процеси аварійного управління, або процеси, що забезпечують протидію небезпеці, яка виникла в результаті недопустимого змінення рівня безпеки процесу. Процес аварійного управління відрізняється від процесів протидії небезпеці наступними факторами: - Процес аварійного управління представляє собою таку управляючу дію на об’єкт, яка приводить об’єкт у стан після якого стає можливим подальше продовження функціонування, - Процес протидії небезпеці, до якої може привести подальше функціонування об’єкту управління, передбачає таку дію на об’єкт, при якій подальший процес функціонування об’єкту є неможливий без здійснення спеціальних дій, що направлені на усунення причин небезпеки, до якої може привести ініціація його функціонування, - Процес аварійного способу функціонування об’єкту переростає в процес небезпечного функціонування, на який існує можливість впливу системи управління, - Процес небезпечного функціонування переростає у процес катастрофічного функціонування, який відрізняється тим, що його переривання, або припинення є неможливим в рамках самої системи управління, чи системи забезпечення безпечного функціонування, яку прийнято називати системою безпеки об’єкта управління, а припинення 142 цього процесу потребує використання додаткових засобів на додаткових дій по відношенню до об’єкта. В рамках цього рівня ієрархії існує необхідність розв’язку задачі визначення рівня небезпеки. Важливість цієї задачі обумовлюється наступними причинами, що пов’язані в цілому з процесом функціонування об’єкту управління: - необхідно мати можливість розрізняти рівень небезпечного стану об’єкту, який відповідає несправному стану об’єкта, при якому необхідно протидіяти небезпеці, що пов’язана зі станом об’єкту, і який будемо називати аварійним станом; - визначення рівня небезпеки стану об’єкту повинно реалізовуватися не тільки по відношенню до текучого моменту управління, а, в першу чергу, по відношенню до певного моменту в майбутньому, це означає, що рівень зміни величини небезпеки процесу функціонування повинен прогнозуватися. Одним із поширених способів вимірювання рівня небезпечного стану об’єкту є визначення його у формі величини ризику виникнення несправностей, чи ризику виникнення аварійних ситуацій [1]. Інтерпретація уявлень про ризики є досить різноманітна і та чи інша її форма в значній мірі належить від предметної області, до якої відноситься об’єкт управління. Наприклад, інтерпретація ризику по відношенню до управління фінансовими процесами і суттєво відрізняється від інтерпретації ризику, що стосується управління фізичними процесами. Наступний рівень ієрархії перетворень в рамках системи управління реалізується тільки в тому випадку, якщо на рівні діагностичного аналізу не виникло аварійних ситуацій або об’єкт не виявився в несправному стані. Цей рівень ієрархії процесів перетворень, що відбувався в системах управління, є основним. На цьому рівні розв’язується задача управління об’єктом, яка досить часто розглядається як найбільш важлива, і її реалізація досить часто обмежується при створенні систем управління. Методів розв’язку задачі організації та реалізації процесів перетворення на цьому етапі функціонування є досить багато. До основних з них можна віднести наступні: - методи, що ґрунтуються на використанні моделі процесу функціонування об’єкту, управління яким передбачається здійснювати; - методи, що реалізовуються на основі використання принципів декларативного втручання в процес функціонування об’єкту управління; - методи порогового управління - методи інтервального управління об’єктом та цілий ряд інших методів, що відображають особливості процесу управління та специфіку об’єкту управління. Коротко проаналізуємо приведені методи управління. Найбільш складним методом управління, але найбільш точним методом з точки зору відповідності цього методу реальним природним процесам, 143 що відбуваються в об’єкті, котрим необхідно управляти являється метод ,що використовує модель об’єкту управління [3]. В рамках комп’ютерних систем управління така модель представляє собою математичний опис об’єкту чи процесу змін стану об’єкту. Математичні моделі об’єкту управління характеризуються наступними особливостями: точністю відображення об’єкту або процесу функціонування, яким передбачається управляти за допомогою відповідної системи. - функціональна орієнтація моделі, яка визначає режими або способи функціонування, в рамках яких передбачається здійснювати управління відповідним об’єктом. - ціллю реорганізації управляючих дій, від якої залежать можливість об’єкту управління. В більшості випадків не вдається створити математичних моделей, які б повністю описували об’єкт управління особливо, коли мова йде про технологічний об’єкт, процеси функціонування якого обумовлюються процесами різної природи тому математичні моделі, що використовуються системою управління представляють собою певні наближення описів реальних об’єктів чи процесів. Функціональна орієнтація моделі полягає в тому, що може мати місце ситуація, коли управління процесам здійснюється тільки по відношенню до одного параметру, який цей процес характеризує. Це означає, що вибраний параметр є основним, або це може означати, що мова йде про процес, в якому інші параметри в силу його фізичної природи не міняються взагалі або міняються в границях, що в рамках відповідного режиму функціонування прийняті допустимими. Ця обставина відображає особливості відповідної прикладної задачі, що розв’язується засобами вибраної системи управління. Окремі процеси, що відбуваються в рамках різних фрагментів технологічного обладнання можуть управлятися у відповідності з власною ціллю, заради якої відповідний процес використовувався. Наприклад, управління теплоелектростанцією. окремим процесом може бути нагрівання води та перетворення її в пару. В цьому випадку ціллю такого процесу є продукування повного об’єму пари в одиницю часу. Зрозуміло, що такі параметри, як температура пари є також важливими, але приймається ,що управління здійснюється ними на основі інших процесів, відповідно використання інших моделей управління. Методи управління, що ґрунтуються на принципах регулювання є найбільш простими, оскільки уявлення про регулювання передбачає вплив в більшості випадків на величину одного параметра шляхом зміни управляючого параметра, що зв’язаний відомою функцією з управляючим параметром. Такі принципи управління використовуються на рівні реалізації регуляторів, які є окремими виконавчими елементами в більшості систем управління. Функціональні залежності між управляючими параметрами 144 можуть описуватися різними способами: - аналітичними функціями, - графічними залежностями, що одержані в результаті експериментальних досліджень, - дискретними залежностями, якщо реалізується дискретне регулювання і т. д. Декларативні методи управління переважно використовуються у складних технічних системах, в яких використовується цілий ряд окремих технологічних процесів, що знаходяться між собою в залежності, яка на фізичному рівні відповідних процесів реалізується технічними засобами або окремими технічними приладами. Наприклад , швидкість переміщення автомобіля зв’язана з кількістю палива, яке подається в двигун. Тому кількість палива, що подається в двигун регулюється на основі декларативного принципу, очевидно, декларативний принцип управління завжди може бути емілінованим за рахунок використання певної моделі управління, але в багатьох випадках він використовується, особливо, коли в процесі управління об’єктом приймає участь людина, що характерно для багатьох складних технічних систем і відповідних об’єктів. Методи порогового управління представляють собою секретний варіант реалізації неперервного регулювання і полягають у тому, що управляюча дія ініціюється лише в тому випадку, коли значення управляючого параметра виходить за межі встановленого порогу. Цей метод використовують для реалізації дискретного регулювання і реалізується в цілому ряді дискретних регуляторів. Методами інтервального управління об’єктами полягають в реалізації управління в певним чином визначені інтервали часу. Таким чином особливістю цього методу є те, що він забезпечить не тільки від текучих значень управляємих параметрів, а й від текучих значень часу чи від значень текучого інтервалу, початок якого певним чином визначається системою управління. В рамках системи управління такі інтервали визначаються наступними способами: - Сигналами переривання; - Системними лічильниками часу; - Зовнішніми ознаками часових змін. Будь-який процес управління повинен забезпечувати необхідний або заданий спосіб функціонування управляємого об’єкта. Це означає, що в ідеальному випадку управляюча дія повинна забезпечувати мінімальне відхилення управляємих параметрів від їх визначеної величини. Очевидно, що управляючі дії, які формуються на основі аналізу величини відхилень управляємих параметрів, не можуть забезпечити повну відповідність між текучими значеннями управляємих параметрів та їх значеннями, що визначаються як необхідні. Для розв’язання цієї проблеми використовуються в системах управляння моделі прогнозування зміни стану об’єкта чи зміни 145© Я.Г. Притуляк, А.С. Ляпандра значень параметрів, якими необхідно управляти [4]. Моделі прогнозування досить широко використовуються не тільки в системах управляння, але й в системах, що орієнтовані на дослідження певних процесів, в системах, що орієнтовані на формування нової інформації про певні події, що можуть відбуватися в навколишньому середовищі і т. д. Процеси, або моделі прогнозування будуються на основі використання наступних підходів: - На основі використання даних про предмет прогнозу, які вдалося отримати на попередніх етапах вивчення процесів, стосовно яких передбачається здійснювати прогнозування; - На основі використання моделей процесів, відносно яких передбачається робити прогнози; - На основі використання загальних принципів розвитку процесів чи об’єктів, що лежать в основі природних явищ та в основі розвитку живої природи. В першому випадку моделі прогнозування будуються на основі статистичних підходів і відповідних моделей, в яких закладається що майбутні процеси статистично зв’язані з процесами в минулому. При використанні моделей для розв’язання задач прогнозу приймається, що характер процесів, які моделюються і реально відбуваються, інваріантні по відношенню до різних часових інтервалів. Тоді процеси, що прогнозують в рамках моделі, протікають швидше, ніж процеси, що відбуваються реально. 1. Мак Т. Математика рискового страхования. – М.: Олимп-Бизнес, 2005. 2. Булинская Е.В. Теория риска и перестрахование. Часть I. Упорядочивание рисков. – М.: МГУ, 2001 3. Верлань А.Ф., Москалюк С.С. Математическое моделирование непрерывных динамических систем. – М.: Киев: Наукова думка, 1988. 4. Горелова В.Л., Мельникова Е.Н. Основы прогнозирования систем. – М.: Высшая школа, 1986. Поступила 22.01.2009р. УДК 681.785.45 Я.Г. Притуляк, А.С. Ляпандра, ТНЕУ, Тернопіль ПІДВИЩЕННЯ ІНФОРМАТИВНОСТІ ХЛ-СИГНАЛУ Annotation: in the article the analysis of informing is conducted to the chemiluminescent signal and the ways of its increase are set. Вступ У медичній науці та практиці вагому роль відіграють методи визначення властивостей біооб’єкту з метою встановлення діагнозу, моніторингу стану

Ähnliche Einträge