- •Вопросы к зачету по курсу «Автоматизированные информационно-управляющие системы» для студентов 5-го курса кафедры акт Уральского горного университета
- •Понятие информационно-управляющих систем.
- •Шахтные информационно-управляющие системы. Функции шиус
- •Типовые структуры шиус.
- •Уровни сбора, обработки информации, выработки управляющих воздействий и принятия решений. Дать структуру, пояснить принципы построения.
- •Понятие промышленной шины.
- •7Понятие базы данных.
- •10Понятие scada-системы.
- •Пример действующей автоматизированной информационно-управляющей системы.
- •11Программное обеспечение scada-систем. Пакет программных модулей для создания систем автоматизации, визуализации, контроля и...
Типовые структуры шиус.
Наибольшее распространение получила структура ШИУС (рис.3,а), которая предусматривает использование для объекта контроля (очистная лава, подготовительный забой, конвейерный штрек и т.п.) одного или нескольких устройства обработки и управления, которые выполняет функции концентраторов сигналов и могут быть реализованы как на аналоговой, так и на микропроцессорной технике. К таким устройствам подключаются все источники (датчики технических и технологических параметров) и приемники информации (исполнительные механизмы и устройства, устройства сигнализации). Типовое подземное вычислительное устройство оборудовано дисплеем, клавиатурой, имеет от 6 до 14 искробезопасных релейных выходов, от 8 до 16 аналоговых и от 16 до 32 дискретных входов. В состав ШИУС, кроме датчиков и источников питания, входят световые и звуковые устройства сигнализации и промежуточные реле, позволяющие с помощью искробезопасных релейных выходов управлять искроопасными цепями. Такая структура ШИУС минимизирует состав оборудования, но требует использования большого количества линий связи, предполагает значительные затраты при их монтаже и обслуживании и оказывается неоптимальной при организации контроля в протяженных горных выработках.
структура ШИУС, которая свободна от перечисленных недостатков и которая объединяет в себе черты промышленных компьютерных систем второго и третьего поколений. В ней мощные подземные вычислительные устройства, к которым могут подключаться приемники и источники информации, формируют и поддерживают работу полевых шин. К полевым шинам могут подключаться "интеллектуальные" источники и приемники информации и маломощные вычислительные устройства, к которым подключаются источники и приемники информации, лишенные "интеллекта". Маломощные источники информации, имеющие до 8 аналоговых и дискретных входов и до 4 искробезопасных релейных выходов и при необходимости дисплей и клавиатуру, используются для первичной обработки информации, выработки и осуществления локальных управляющих воздействий.
Такие устройства обычно имеют модульное исполнение, позволяющее оптимизировать набор технических средств (входы, выходы, отображение и т.д.) для реализации необходимого перечня функций и, следовательно, минимизировать их стоимость. Мощные подземные вычислительные устройства, которые также могут быть оборудованы аналоговыми и дискретными входами и релейными выходами, предназначены для связи с наземными вычислительными средствами и для управления не отдельными агрегатами и установками, но целыми участками. Такие ШИУС, объединяя средства автоматизации, реализованные на аналоговой и микропроцессорной технике, являются технически оправданным и целесообразным компромиссом при переходе от ШИУС второго поколения к третьему. Следует отметить, что уже в подобных структурах разработчики вынуждены использовать специализированные кабельные линии связи, соединители и технологию монтажа, что свидетельствует о сложности реализации высокоэффективных полевых шин для шахтных условий.
ШИУС третьего и четвертого поколения вызывает значительные технические сложности, связанные с необходимостью повышения скорости обмена данными в подземной сети на 1...3 порядка, и в настоящее время представляется экономически нецелесообразным.
Основные структуры сети передачи информации (топологии).
До настоящего времени используются две основные структуры сети передачи: "звезда" и "моноканал"
Принципы построения.
В основу построения современных ШИУС должны быть положены следующие системо - технические принципы:
- соответствие государственным стандартам и требованиям безопасности;
- многофункциональность;
- многоуровневость и распределенность;
- работа в реальном времени;
- повсеместное использование методов цифровой обработки и передачи информации;
- максимально возможное приближение вычислительных средств к объектам контроля и управления;
- высокая надежность технических и программных средств;
- обеспечение взрывобезопасности за счет использования искробезопасных уровней электрических сигналов и низкого энергопотребления;
- совместимость вниз с существующими техническими средствами;
- совместимость вверх с существующими и перспективными информационными системами (включая глобальные информационные сети);
- использование стандартных аппаратных и программных средств, интерфейсов и протоколов связи;
- использование программных средств, гарантирующих переносимость и быструю адаптацию;
- простота и непрерывность аппаратного, алгоритмического и программного расширения и модернизации;
- возможность оперативного и интерактивного создания и изменения службой эксплуатации основных характеристик ШИУС;
- использование стандартного графического пользовательского интерфейса.
