46
– перечень входных аналоговых сигналов, включающих:
наименование измеряемой величины, единицы измерения, диапазон
изменения, требования к точности и периодичности измерения;
– перечень входных дискретных сигналов, включающих:
наименование, разрядность и периодичность;
– перечень сигналов типа «да-нет» о наличии или отсутствии
некоторого события с указанием источника формирования.
В состав описания входных данных входит перечень входных данных
с указанием их наименований, а также наименования и кодовые обозначения
документов или сообщений, содержащих эти данные.
В состав выходных сигналов входит: перечень выходных сигналов с
указанием их наименований, назначения единиц измерения и диапазонов
изменения, способа представления, пользователей информации.
В состав описания выходных данных входит перечень выходных
документов с указанием их наименований.
В состав информационного обеспечения АСУ ТП, также входят
мнемосхемы и видеограммы для графического изображения технологических
схем и основного технологического оборудования, средств КИП и А и
отображения трендов технологических процессов, и состояние работы
оборудования.
1.4.2. Обоснование проектных решений по программному
обеспечению
К программному обеспечению (ПО) часто относят все программы,
которые используются для вычислительной техники, всю область
деятельности в направлении разработки ПО:
– технология разработки и проектирования программ (к примеру,
процесс нисходящего проектирования, объектно-ориентированное и
императивное программирования и т.п.);
47
– методологии тестирования АСУ ТП;
– методы определения корректности работы АСУТП;
– проведения анализа качества функционирования ПО АСУ ТП;
– документирование АСУ ТП;
– разработка программных средств, облегчающих процесс
проектирования АСУ ТП.
Непосредственно программное обеспечение считается неотъемлемой
части каждой компьютерной системы. При этом, является также логическим
продолжением используемых технических средств.
Сектор использования конкретной АСУТП определяется для него
созданным ПО. Персональный компьютер сам по себе не обладает знаниями
абсолютно ни в одной сфере применения.
Эти все знания сосредоточены в исполняемых на компьютерах
программных продуктах.
1.4.3. Обоснование проектных решений по техническому
обеспечению
Под аппаратным обеспечением, которое применяется для
функционирования ООО «Агробизнес», понимается следующая
совокупность технических средств:
– АСУТП;
– периферийная техника;
– линии связи;
– физическая среда для передачи информации;
– сетевое аппаратное оборудование;
– организационная техника и другие.
При непосредственном выборе рассмотренной выше техники надо
руководствоваться целым перечнем характеристик, которые непосредственно
влияют на работу вычислительной системы (рисунок 20):
48
Рисунок 20 – Критерии выбора аппаратного обеспечения
От значения всех выше рассмотренных параметров зависят также
обобщенные возможности работы всей АСУТП.
Применяемые аппаратные средства имеют такие составляющие
компоненты:
– ЭВМ;
– аппаратные устройства по выполнению операций сбора,
обработки оперативных данных;
– устройства по обеспечению качественной передачи информации
по сетям;
– монтажные и другие материалы.
Минимальные системные требования для АСУ ТП:
– Процессор с архитектурой x86-64 (Intel с поддержкой EM64T,
AMD с поддержкой AMD64).
– Оперативная память 2048 Мб и выше.
– Жесткий диск 40Гб и выше.
– Устройство чтения компакт-дисков.
– USB-порт.
Критерии выбора аппаратного
обеспечения
стоимостные затраты
надежность
простота использования
производительность и
прочие
49
– SVGA-видеокарта.
Анализируя перечень аппаратного обеспечения, что применяется в
ООО «Агробизнес», можно сделать вывод, что они соответствуют в полной
мере всем поставленным целям модернизации АСУТП.
В первом разделе ВКР рассмотрены основные понятия о деятельности
ООО «Агробизнес», ее организационная структура, аппаратное и
программное обеспечение, обзор аналогов ПО. Стоит отметить, что в
настоящее время имеется множество программ для АСУ ТП, которые
применяются в организациях аграрного сектора, а также могут быть
использованы для модернизации деятельности ООО «Агробизнес».
50
II Проектная часть
2.1. Разработка проекта автоматизации
2.1.1. Этапы жизненного цикла проекта автоматизации
Жизненный цикл (ЖЦ) – это полностью контролируемый
непрерывный процесс, что также может выполняться с самого момента
непосредственного утверждения надобности для создания АСУ ТП и до
изъятия ее с эксплуатации.
Стоит также заметить, все ЖЦ являются только одним с совокупности
базовых терминов при рассмотрении теории проектирования для многих
современных АСУ ТП [11].
Основным нормативным положением для регламентации разработки
жизненного цикла, считают сертифицированный международный документ с
разработки ISO серии 9000 Международной организации стандартизации
программ.
Каскадная модель часто может характеризоваться разбиением
процесса разработки определенного программного средства сразу на
некоторые этапы, и, стоит отметить, что все их переходы между этими
этапами к следующему будут реализовываться только после завершения
предшествующих (рисунок 21) [3].
Рисунок 21 – Структура каскадной модели
51
Рассмотрим некоторые положительные свойства описываемой модели
ЖЦ:
– при реализации каждого этапа этапе создается законченный набор
документации;
– все этапы создания АСУ ТП, должны быть реализованы строго в
нужной последовательности, тогда они дают возможность спланировать
конкретные сроки.
Рассматриваемый подход прекрасно зарекомендовал себя при
реализации проектирования АСУ ТП самой разной сложности, при которых
можно на начальных этапах разработки АИС практически точно выполнить
описание всех требований.
Для преодоления проблем, что описаны выше при использовании
каскадной структуры, еще в начале 70-х годов 20 века предложена
спиральная модель построения АСУ ТП.
При рассмотрении такой структуры рассматривался упор на
некоторые исходные этапы описанной выше каскадной модели [14]:
– анализ проблемы построения;
– проектирование АСУ ТП.
Непосредственная реализация для указанных технических фаз также
выполняется при помощи прототипов (рисунок 22).
Рисунок 22 – Структура спиральной модели
52
Прототипы – это действующие модули АСУ ТП для реализации всех
ее отдельных функций.
Создание прототипов также может осуществляться часто и за
несколько целых итераций, которыми являются воображаемые витки
спирали.
Все такие итерации могут соответствовать также созданию
некоторого этапа АСУ ТП (прототипа), где уточняются новые цели,
характеристики программного осуществления, а также оценивается
суммарное качество имеющихся результатов.
Спиральная модель ЖЦ АСУ ТП имеет свои достоинства, например
[8]:
– заказчики могут влиять непосредственно на разрабатываемую
для них АСУ ТП на всех этапах;
– непосредственно в модели могут воплощаться полностью все
преимущества рассмотренного ЖЦ.
В качестве еще улучшенной структуры ЖЦ можно рассматривать
такую модель, что показана на рисунке 23:
53
Рисунок 23 – Структура улучшенной спиральной модели АСУ ТП
Инкрементная модель ЖЦ АСУ ТП является классическим
прототипом для инкрементного поведения при создании ПО.
Стоит отметить тот факт, что в ней объединены также элементы
последовательной модели при использовании итерационной структуры
Боэма для модернизации, приведенной выше каскадной модели.
Каждая из последовательностей может сама проектировать
специальный необходимый инкремент АСУ ТП.
Самой главной реализацией указанного подхода считают
специальную технологию экстремального программирования, что
ориентировано также на малые приросты в их функциональности.
Рисунок 24 – Структура функционирования для инкрементной
модели
Преимущество указанной модели состоит непосредственно и в том, что
вовсе нет надобности вкладывать самые разные средства уже ранее, которые
выделяются на всю АСУ ТП.
Стоит отметить, что при написании ВКР выбрана стратегия поэтапного
внедрения АСУ ТП.
На этапе внедрения необходимо в соответствии с утвержденным
регламентом:
– создать технический проект (разработчики АСУ ТП);
54
– утвердить технический проект (разработчики АСУ ТП, конечные
пользователи);
– составить план внедрения АСУ ТП (разработчики АСУ ТП,
конечные пользователи).
Кроме этого, нужно уточнить смету на внедрение АСУ ТП, которая
может быть изменена непосредственно по время реализации данного
процесса.
2.1.2. Ожидаемые риски на этапах жизненного цикла и их
описание
Рассмотрим основные риски, которые присутствуют при
использовании ЖЦ (рисунок 25).
Первый риск – недостаточное определение свойств проектируемой
системы автоматизации, может потребовать на последующих этапах,
дополнительной разработки программ или хранилища информации, что
приведет также к возрастанию финансовых рисков, которые связаны с
проектом.
Риск можно предотвратить при применении CASE-средств для
построения модели бизнес-процесса.
Риск под названием «Неправильное определение функций системы»
предотвращается основательным анализом всех используемых вариантов
таких функций. Также можно этот риск устранить реализацией повторного
анализа выбора АСУ ТП.
Риски, которые кроются разработке некорректного плана-графика
процесса модернизации, а именно, применение лишних ресурсов, их
недостаточность. Этот риск является, в основном, финансовым можно его
предотвратить с применением современных средств проектирования, а также
устранить повторной корректировкой процесса автоматизации.
55
Рисунок 25 – Риски, ожидаемые при выполнении ЖЦ
Риск в некорректной разработке АСУ ТП устраняется при
использовании так называемого модульного тестирования.
Риск при внедрении предотвращается применением современного
лицензионного стендового оборудования, а также может быть устранен
двойным тестированием.
2.2. Характеристика используемых АСУТП в ООО «Агробизнес»
Обзор используемых АСУТП в ООО «Агробизнес»
2.2.1. Описание качества работы АСУТП в ООО «Агробизнес»
Проводя анализ итогового качества функционирования проектов,
включая АСУ ТП, в ООО «Агробизнес», в первую очередь необходимо
выполнить анализ чистого дохода от фактически внедренных в работу
предприятия АСУТП.
На основании финансовой отчетности, рассчитан дисконтированный
доход от непосредственного внедрения АСУ ТП в деятельность ООО
«Агробизнес» [10]:
Риски, ожидаемые при
выполнении ЖЦ
Недостаточное
определение основных
свойств проектируемой ИС
Неправильное определение
функций системы
Неправильная разработка
плана-графика создания ПО
Неправильная разработка
ПО
Неправильное внедрение и
тестирование ПО