Лекция 2 Требования к архитектуре компьютерной системы автоматизации. Открытость архитектуры.

Требования к архитектуре компьютерной системы автоматизации Жизненный цикл КСА состо­ит из следующих фаз:

Требования к архитектуре компьютерной системы автоматизации Архитектура КСА – это абстрактное ее представление, которое включает в себя идеализированные модели компонен­тов системы, а также модели взаимодействий между компонентами. Элементами архитектуры являются модели (абстракции) датчиков, уст­ройств ввода- вывода, измерительных преобразователей, ПЛК, компьютеров, интерфейсов, протоколов, промышленных сетей, исполнительных устройств, драйверов, каналов передачи информации. Архитектура системы может быть различной в зависимости от решаемой задачи автоматизации. Задачами автоматизации могут быть:

Требования к архитектуре компьютерной системы автоматизации При построении архитектуры должны быть заложены следующие свойства будущей системы автоматизации: слабая связанность элементов архитектуры между собой (т.е. декомпози­цию системы на части следует производить так, чтобы поток информации через связи был минимален и через них не замыкались контуры автома­тического регулирования); тестируемость (возможность установления факта правильного функци­онирования); диагностируемость (возможность нахождения неисправной части систе­мы); ремонтопригодность (возможность восстановления работоспособности за минимальное время при экономически оправданной стоимости ремонта); надежность (например, путем резервирования); простота обслуживания и эксплуатации (минимальные требования к ква­лификации и дополнительному обучению эксплуатирующего персонала); безопасность (соответствие требованиям промышленной безопасности и технике безопасности); экономичность (экономическая эффективность в процессе функциониро­вания); модифицируемость (возможность перенастройки для работы с другими технологическими процессами); функциональная расширяемость (возможность ввода в систему дополни­тельных функциональных возможностей, не предусмотренных в техниче­ском задании); наращиваемость (возможность увеличения размера автоматизированной системы при увеличении размера объекта автоматизации); открытость; минимальное время на монтаж и пуско-наладку (развертывание) системы.

Открытость систем Открытой архитектурой можно считать модульную систему, допускающую замену лю­бого модуля на аналогичный модуль другого производителя, имеющийся в сво­ бодной продаже по конкурентоспособным ценам, а интеграция системы с други­ми системами (в том числе с пользователем) легко выполнима благодаря соответствию элементов системы общепринятым стандартам. Необходимыми условиями открытости яв­ляются: Открыты­ми, например, могут быть: физические интерфейсы, протоколы обмена, методы контроля ошибок, си­стемы адресации, форматы данных, типы организации сети, интерфейсы между программами, диапазоны изменения аналоговых сигналов; пользовательские интерфейсы, языки программирования контроллеров, управляющие команды модулей ввода-вывода, языки управления базами данных, операционные системы, средства связи аппаратуры с программ­ным обеспечением; конструкционные элементы (шкафы, стойки, корпуса, разъемы, крепеж­ные элементы); системы, включающие в себя перечисленные выше элементы.

Свойства открытых систем Системы с открытой архитектурой обладают следующими свойствами:

Достоинства открытых систем Достоинствами применения открытых систем являются: пониженные вложения на проектирование системы и предпроектные изыс­кания благодаря наличию на рынке большого выбора готовых компонентов открытых систем; упрощение процесса интеграции открытость подразумевает возможность простой интеграции разнородных систем; экономия финансовых средств благодаря низкой стоимости жизненного цикла (в основном вследствие конкуренции независимых производителей и отсутствия диктата цен монопольным поставщиком); увеличенное время безотказной работы благодаря выбору наиболее надеж­ных модулей из имеющихся на рынке; минимизированное время вынужденного простоя благодаря большому вы­бору взаимозаменяемых модулей всегда можно найти поставщика, имею­щего нужные модули на складе; минимальные усилия на ввод в действие как аппаратуры, так и программ­ного обеспечения благодаря устранению затрат времени на дополнительное обу­чение как монтажной организации, так и эксплуатирующего персонала; простое изменение конфигурации системы для работы с новыми техноло­ гическими процессами вытекает из свойств модульности и расширяе­мости открытых систем; минимальный объем дополнительного обучения персонала и, как след­ствие, простота обслуживания; увеличение времени жизни системы благодаря взаимозаменяемости отрабо­ тавшего ресурс и нового оборудования, а также возможности наращивания функциональных возможностей.

Недостатки открытых систем Недостатки открытых систем: при появлении в системе невоспроизводимых отказов некому предъявить претензии в силу большого числа поставщиков и участников проектирования; универсальность всегда находится в противоречии с простотой; эффект снижения надежности программного обеспечения, части которо­го пишутся разными производителями; наличие открытых кодов снижает надежность программной системы, по­скольку нарушается принцип инкапсуляции; как и любая стандартизация, открытость накладывает ограничения на диа­пазон возможных технических решений, затрудняя творчество и снижая вероятность появления новых и плодотворных технических решений.

Средства достижения открытости Средства достижения открытости:

Спасибо за внимание