Применение отложенной записи для дискретных процессов как метода исключения потерь технологических данных Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 681.3.012

ПРИМЕНЕНИЕ ОТЛОЖЕННОЙ ЗАПИСИ ДЛЯ ДИСКРЕТНЫХ ПРОЦЕССОВ КАК МЕТОДА ИСКЛЮЧЕНИЯ ПОТЕРЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ

Е. Г. Яковенко

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: razor-stent@mail.ru

Описан метод отложенной записи для использования в автоматизированной системе управления технологическими процессами (АСУТП). Описан ход исследования с описанием реализованных компонентов системы.

Ключевые слова: метод отложенной записи, дискретные процессы, технологические данные.

USING THE PENDING RECORD FOR DISCRETE PROCESSES AS METHOD EXCEPTION LOSS OF TECNOLOGICAL DATA

E. G. Iakovenko

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: razor-stent@mail.ru

The author presented method of pending record for APCS. Research was presented with description of system componets.

Keywords: method of pending record, discrete processes, technological data.

В сетях передачи данных АСУТП, там, где требуется передача информации с участков технологического оборудования, располагающихся на значительном удалении от центра обработки данных, существует проблема в обеспечении гарантированного получения данных. Для решения проблемы, как правило, используется резервирование каналов связи, что приводит к росту затрат на содержание и поддержание в рабочем состоянии сети передачи данных, в свою очередь эффективность использования сетей снижается кратно количеству резервных линий и оборудования.

Для решения вышеописанной проблемы предлагается использовать метод отложенной записи (далее Метод) применительно к АСУТП. Разберем понятие дискретного технологического процесса.

Дискретные технологические процессы характеризуются в основном следующими особенностями:

- наличием отдельных операций с четко выраженным началом и концом; наличием регламентированных перерывов с остановом и выключением различных групп технологического оборудования;

- относительной универсальностью единиц технологического оборудования, что обусловливает возможность выполнения на одном рабочем месте нескольких видов операций [1].

Отметим то, что в программируемых логических контроллерах, как и в любом другом устройстве автоматического регулирования, используются процессоры, которые имеют такое свойство как такт, что уже само по себе является проявлением дискретности на уровне вычислительной техники. При построении системы сбора данных необходимо учитывать требуемый уровень

Секция «Информационно-управляющие системы»

детализации дискретного процесса, во времени, и только затем производить подбор необходимого оборудования. В дополнение необходимо отразить следующую закономерность, чем глубже требуется произвести детализацию протекающего процесса, тем сложнее ее состав и выше стоимость.

Для исключения потери технологической информации в случае разрыва канала связи между уровнями системы АСУТП, необходимо использовать специальные программное обеспечение, которое позволит обеспечить непрерывный сбор и промежуточную буферизацию данных в случае отсутствия канала связи с верхним уровнем, что также позволит автоматически передавать сохраненные данные из буфера, после восстановления канала. Это позволит отказаться от необходимости разворачивания резервного канала передачи данных, так как буфер позволяет обеспечить сбор данных в течение нескольких недель, до полного восстановления канала связи, тем самым исключить потерю данных. Использование буфера также позволяет снизить пиковые нагрузки на канал связи путем равномерного распределения передаваемых данных во времени. В рамках данного метода предлагается реализовать функцию обновления информации, при котором данные первоначально помещаются в кэш-память, а затем переписываются на диск. Это необходимо для снижения вероятности возможных потерь при отключении питания на технологическом оборудовании, где располагаются точки сбора данных. При восстановлении канала связи это позволит снизить нагрузку на сервер обработки данных и повысить производительность дисковой памяти за счет фрагментированной передачи буферизированных данных в центр сбора информации. За качеством состояния каналов связи нужно судить по наличию данных в центре обработке данных (ЦОД) и автоматически информировать обслуживающий персонал.

В рамках настоящего исследования разработано две программы реализующие метод отложенной записи:

• первая программа осуществляет сбор данных с технологического оборудования и осуществляет хранение полученных данных в виде файлов с SQL запросами. В дополнение предусмотрен вывод данных виде CSV файлов;

• вторая программа выполняет SQL запросы из полученных файлов на базе данных Firebird, располагающейся в центре обработки данных. При успешной обработке запроса в базе данных происходит их удаление, в случае неудачной - перемещение в специальный каталог для последующего анализа.

Программы написаны на языке программирования C++ под ОС семейства Linux с применением библиотек IBPP [2] и libmodbus [3]. Функциональная схема работы системы представлена на рисунке.

Функциональная схема работы системы отложенной записи

Следующий этап исследования заключается в планировании эксперимента для последующего сбора статистических данных и их анализа.

Библиографические ссылки

1. Большая энциклопедия нефти и газа // Макаров И. М. Основы автоматизации управления производством [Электронный ресурс]. URL: http://www.ngpedia.ru/pg5879361RUCcpY 10001345416/ (дата обращения: 01.04.2017).

2. IBPP. IBPP, a C++ Client Interface to Firebird Server [Электронный ресурс]. URL: http://www.ibpp.org (дата обращения: 01.04.2017).

3. Libmodbus. A Modbus library for Linux, Mac OS X, FreeBSD, QNX and Win32 [Электронный ресурс]. URL: http://www.libmodbus.org (дата обращения: 01.04.2017).

© Яковенко Е. Г., 2017