Пример введения для магистерской диссертации «Проектирование трактов мстм в базисе LonWorks»

Актуальность темы диссертации

Темп развития техники и технологий на сегодняшний день достигает настолько высокого уровня, что необходимо не просто успевать за ним, но и опережать его. В большой степени это касается бизнеса, производства и образования. При этом сфера образования должна максимально отвечать требованиям современного технического прогресса. Вузы должны готовить высококвалифицированные кадры, которые будут востребованы в настоящем и в будущем. Для электротехнического факультета эта задача стоит столь же остро, так как наблюдается стремительное развитие информационных технологий и электронной техники, растут возможности вычислительных систем в области обработки и передачи информации, бурно развиваются телекоммуникации, появляются открытые системы и международные стандарты в области ин формационных технологий.

С учетом вышеуказанных тенденций на кафедре «Автоматика и телемеханика» была создана виртуально–физическая лаборатория «Многофункциональные системы телемеханики» с целью обеспечения выполнения учебного плана и повышения качества обучения студентов специальности 220201.65 «Управление и иинформатика в технических системах». Для того, чтобы соответствовать требованиям к подготовке современных специалистов, лаборатория прогресивно развивается и модернизируется. При этом она позволяет изучать не только технологии, которые уже себя хорошо зарекомендовали и соответствуют мировым стандартам, но и новые технологии.

Одной из таких технологий является LonWorks, которая становится лидером среди большого числа управляючих систем и привлекает внимание многих компаний мира. Технология LonWorks (Local operation network; локальне управляющие сети) – это универсальная открытая технология для управления. Она была создана для построения распределенных систем автоматизации зданий, транспортних сетей и систем автоматизации промышленных предприятий. Создание инфраструктуры на базе лаборатории «Многофункциональные системы телемеханики» для изучениятехнологии LonWorks является актуальной задачей.

Постановка задачи. Разработать универсальную программно – аппаратную инфраструкту для проведения цикла лабораторних работ, посвященных изучению основних механизмов сетей LonWorks.

Объектом исследования является инфраструктура лаборатории кафедры АТ, состоящая из следующих программных компонентов: Matlab, Labview, Pelles C, ОС MS Windows XP Professional, web- браузеры Internet Explorer 7 и прочего ПО, а также аппаратных компонентов – персональних компьютеров, объединенных в ЛВС. Лаборатория предназначена для проведения цикла лабораторних работ, посвященных изучению основних механизмов построения телемеханических систем в базисе LonWorks.

Целью диссертационной работы является создание виртуально – физической платформы для изучения сетей LonWorks и позволяющей интегрировать инфраструктуру промышленной сети в реальную инфраструктуру лаборатории. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи диссертационной работы:

• анализ основних механизмов и компонентов сетей LonWorks и TCP/IP;

• выбор програмно – аппаратной платформы;

• выбор способа шлюзования;

• определение формата обмена даннями, учитывающего основные особенности верхних уровней протокола LonTalk.

Предметом исследования является доработка инструментальной среды лаборатории кафедры АТ, позволяющая проводить исследования и анализ основних механизмов построения телемеханических систем в базисе LonWorks. Доработка включает в себя:

• обеспечение совместимости существую щей инфраструктуры лаборатории и технологической сети LonWorks;

• интерпретатор языка Neuron C для создания объектов, описывающих алгоритм работы эмулированных узлов сети LonWorks;

• обеспечение интеграции промышленной сети LonWorks и среды имитационногомоделирования MATLAB.

Основные положения, выносимые на защиту:

• предложенная инфраструктура на базе лаборатории кафедры АТ, предназначенная для создания на ее базе цикла лабораторних работ, посвященных изучению основних механизмов технологи LonWorks;

• разработанный интерпретатор языка прикладного уровня Neuron C, позволяющий создавать объекты, описывающие работу виртуальных узлов сети LonWorks;

• предложенный принцип транспортировки даннях технологических сетей через сети общего назначения, позволяющий связать промышленную сеть со средой имитационного моделирования MATLAB для анализа показателей производительности;

• предложенный вариант интеграции существующих решений в единую инфраструктуру, позволяющий осуществлять межсистемное взаимодействие между сетью общего назначения, промышленной и эмулированной сетью LonWorks.

Основные результаты и выводы:

• выполнен анализ существующей инфраструктуры лаборатории и требований по обеспечению необходимым инструментарием для проведения цикла лабораторних работ, посвященных изучению технологии LonWorks;

• выбрана среда для разработки платформы, обеспечивающей изучение основних механизмов сетей LonWorks с достаточной степеню детализации;

• разработана виртуальная платформа для создания эмулированной сети LonWorks, представляющая собой интерпретатор язика прикладного уровня Neuron C;

• описан предложенный принцип транспортировки даннях технологических сетей через сети общего назначения.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на областной научно – технической конференции «Автоматизированные системы управления и информационные технологии», 2011, на дистанционной научно–практической конференции молодых ученых и студентов «Молодежная наука Украины - 2013», на всеукраинской научно–технической конференции «Автоматизированные системы управления и информационные технологии», 2014.

Публикации. По материалам диссертации опубликована статья в журнале «Автоматизация технологических и бизнес-процессов», №20, 2014, ОНАПТ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 27 наименований и девяти приложений. Диссертационная работа изложена на 99 страницах машинописного текста, иллюстрируется 28 рисунками и 5 таблицами.