CC BY
11
Список литературы
1. Ильина Т.Н., Логинова А.Ю., Романов Д. А. Защита систем электронного документооборота. Москва, ДМК, 2018. 224 с.
2. Система электронного документооборота (СЭД). Общее описание. [Электронный ресурс]. URL: http://www.directum.ru/system (дата обращения: 30.06.18:.
3. Защита систем электронного делопроизводства. [Электронный ресурс]. URL: http://www.ixbt.com/soft/sed.shtml. (дата обращения: 30.06.18).
Баранов Андрей Николаевич, канд. техн. наук, доцент, an111111 @mail.ru, Россия, Тула, Тульскицй государственный университет
ANALYSIS OF THE VULNERABILITIES OF MODERN ELECTRONIC DOCUMENT
MANAGEMENT SYSTEMS
A.N. Baranov
The paper presents an overview of the electronic document management systems (EDMS), presents models of violators, analyzes ways to protect EDMS in attempts of unauthorized access to the EDMS modules.
Key words: electronic document management system, center registration authority (RA), certification authority (CA), the trusted items list (SDE), certification authority (CA), digital signature (EDS), threat, vulnerability, security system, the security of.
Baranov Andrey Nikolaevich, candidate of technical sciences, docent, an111111 @mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 004.41
ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ МОДУЛЕМ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ЛИНИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЯЗЫКА РЕЛЕЙНО-КОНТАКТНОЙ ЛОГИКИ
Е.М. Баранова, А.Н. Баранов, Д.И. Евтехов
Представлен обзор процесса разработки алгоритмов автоматической очистки датчика BST-компонента производственной линии в ручном режиме и в режиме реального времени. Представлена программная реализация разработанных алгоритмов на языке релейно-контактной логики.
Ключевые слова: управление, автоматизация, алгоритмизация, производственная линия, программный модуль, релейно-контактная логика.
В настоящее время можно уверенно говорить о том, что производственные линии занимают ведущие позиции и пользуются огромным спросом не только в отечественном производстве, но и в мире.
Процесс промышленного производства товаров является очень сложным и нуждается в постоянной автоматизации и доработке с целью улучшения качества выпускаемой продукции и увеличения ключевых показателей эффективности производства.
Сегодня производственные линии функционируют на основе управляемых программных модулей, что может быть эффективно использовано на благо протекающему на данном предприятии производственному процессу. Процесс программного управления модулями производственных линий достаточно сложен, так как требует специфических знаний оператора, в частности языка релейно-контактной логики.
В работе рассмотрен пример управления программным модулем производственной линии Pegasus4 одного из ведущих предприятий России.
В состав производственной линии Pegasus4 входит модуль BST (аббревиатура, от англ. web guiding system), который применяется для контроля и изменения положения материала в процессе изготовления изделия.
Модуль BST состоит из нескольких компонентов, таких как:
- фотодатчик;
- блок управления;
- электромотор с линейным шпинделем для корректировки исполнительного устройства;
- ролики BST.
Условия эффективной работы модуля BST заключаются в следующем:
- все BST компоненты должны быть корректно установлены (корректная ширина, хорошее крепление);
- для корректной работы поверхности BST фотодатчиков должны быть чистыми;
- настройки должны быть установлены под конкретный материал;
- ролики исполнительного механизма должны быть чистыми, чтобы иметь достаточное сцепление с материалом;
- используемый материал не должен выходить за пределы роликов исполнительного устройства;
- положение привода должно быть примерно в центре при нормальной эксплуатации.
Фотодатчик является составляющей частью BST компонента и используется для контроля и изменения положения материала на производственной линии.
На рис. 1 представлен общий вид фотодатчика BST компонента.
!R 2001
Рис. 1. Фотодатчик Ш2001 линии Рegasus4
В табл. 1 предоставлены характеристики фотодатчика Ж2001 линии Pegasus4. Принцип действия фотодатчика заключается в следующем:
- с одной линзы на другую подается пульсирующий инфракрасный свет;
- материал, через который проходит свет, поглощает часть инфракрасных лучей;
- площадь распознавания BST фотодатчика составляет 12 мм;
для оптимальной работы край материала должен располагаться на расстоянии 25 мм от края датчика.
Таблица 1
Характеристики фотодатчика IR2001 линии Pegasus4_
Электропитание от регулятора
Ширина вилки (стандартная) 30 мм
Диапазон измерений, обычный 12 мм
Область обзора, обычная 15 мм
Выход аналоговый
Степень защиты IP 54
Условия окружающей среды Температура Влажность воздуха от 0 до макс. 45 °С 5-90%, без конденсации
В часть функций BST компонента также входит возможность настройки удерживания позиции материала в центре, регулировка позиции материала по положению одного края, а также регулировка позиции материала по положению двух краёв.
Сегодня очистка датчика BST-компонента ведется вручную, что отнимает время и тормозит производственный процесс. Поэтому перед руководством предприятия встала задача автоматизировать процесс очистки BST-компонента, для чего необходимо перепрограммировать модуль линии и установить автоматический обдув датчика.
С этой целью разработана схема функциональной структуры программного управления модулем очистки BST компонента производственной линии.
Процесс очистки BST компонента производственной линии (функция А0), сводится к двум основным процессам:
1. Автоматическая очистка BST компонента производственной линии (функция А1).
2. Ручная очистка BST компонента производственной линии (функция А2).
Функция автоматической очистки BST компонента производственной линии
сводится к следующим процессам:
1. Настройка таймера подачи воздуха (функция А11).
2. Автоматическое отключение подачи воздуха при возникновении Splice (функция А12).
Функция ручной очистки BST компонента производственной линии сводится к следующим процессам:
1. Настройка таймера подачи воздуха (функция А21).
2. Автоматическое отключение подачи воздуха при возникновении Splice (функция А22).
На рис. 2 представлена функциональная модель программного модуля очистки BST компонента производственной линии.
Рис. 2. Схема функциональной структуры программного управления модулем очистки Б8Т компонента производственной линии
Предусмотрены следующие функции:
А1 - Автоматическая очистка BST компонента производственной линии.
А2 - Ручная очистка BST компонента производственной линии.
All - Настройка таймера подачи воздуха.
А12 - Автоматическое отключение подачи воздуха при возникновении Splice.
А21 - Настройка таймера подачи воздуха.
А22 - Автоматическое отключение подачи воздуха при возникновении Splice.
Как было сказано ранее, BST компонент представляет собой фотодатчик, основной принцип работы которого заключается в подаче пульсирующего инфракрасного света. Инфракрасный свет проходит от одного датчика к другому через определенный материал, другими словами измеряется коэффициент пропускания.
Коэффициентом пропускания называют скалярную физическую величину, равную отношению потока излучения, который прошел сквозь вещество (Ф), к потоку излучения, который падает на поверхность данного вещества (Фо)- Коэффициент пропускания обозначен буквой Т.
Математическое определение коэффициента пропускания имеет вид:
Т = 1 «
где Т - коэффициент пропускания; Ф - поток излучения, прошедший сквозь вещество; Ф0- поток излучения, падающий на поверхность вещества.
Коэффициент пропускания безразмерная величина. В основном он выражается в процентах.
Спектральным коэффициентом пропускания называют коэффициент пропускания монохроматического излучения(Ф^), имеющего длину волны (X), определенный отношением потока излучения, который прошел через слой вещества толщиной (Z), к падающему на него потоку (Фяо)- Формула имеет вид:
Т = — = e~al = 10-/Ш, (2)
фЛ.О
где Т - коэффициент пропускания; X - длина волны; Ф^ - поток излучения, прошедший сквозь вещество; Ф^о - поток излучения, падающий на поверхность вещества; а -натуральный показатель поглощения, рассматриваемого вещества, для излучения с длиной волны X; I - толщина слоя вещества; д - десятичный показатель поглощения.
На рис. 3 показана схема работы программного модуля автоматической очистки BST компонента.
После запуска программы в первом блоке происходит установка времени включения и выключения клапана подачи воздуха на BST компонент.
Во втором блоке происходит сравнение текущего времени и времени включения клапана подачи воздуха на BST компонент, если время не наступило, то процедура повторяется. В случае если время наступило, то осуществляется переход к третьему блоку, в котором происходит включение таймера.
В четвертом блоке проверяется наличие Splice, если Splice обнаружено, то в следующем блоке выполняется процесс блокировки замыкания контактов, подводимых к клапану подачи воздуха на BST компонент (клапан включить невозможно). В следующем блоке проверяется текущее время и время выключения клапана подачи воздуха на BST компонент, если время не наступило, то осуществляется возврат к четвертому блоку. В случае если время наступило, реализуется процедура сброса таймера, а затем окончание работы программы.
Если в четвертом блоке Splice не установлено, происходит включение клапана подачи воздуха согласно условию пятого блока.
В шестом блоке проверяется текущее время, а также время выключения клапана подачи воздуха на BST компонент, если время не наступило, то осуществляется возврат к шестому блоку. В случае если время наступило, реализуется процедура отключения клапана.
Рис. 3. Схема работы программного модуля автоматической очистки Б8Т компонента
В седьмом блоке совершается процедура сброса таймера. Восьмой блок означает окончание работы программы.
Также предусмотрено включение обдува ББТ компонента с помощью ручного
режима.
На рис. 4 показана схема работы программного модуля ручной очистки ББТ компонента.
Отключение кнопки подачи воздуха
Блокировка замыкания контактов клапана
>{ Конец
Рис. 4. Схема работы программного модуля ручной очистки Б8Т компонента
После запуска программы в первом блоке происходит включение кнопки подачи воздуха на BST компонент.
Во втором блоке проверяется наличие Splice, если Splice обнаружено, то в следующем блоке выполняется процесс блокировки замыкания контактов, подводимых к клапану подачи воздуха на BST компонент. Далее следует окончание работы программы.
Если в третьем блоке Splice не установлено, происходит включение клапана подачи воздуха.
В четвертом блоке происходит процедура отключения кнопки подачи воздуха на BST компонент.
Пятый блок означает окончание работы программы.
Для реализации разработанных алгоритмов использовался программный продукт GX Works2, представляющий собой модульную структуру, основой которой является - программный модуль, в свою очередь связанный с функциональными блоками и функциями.
Основными требованиями для работы в GX Works2 к аппаратной части является функционирование на всех платформах, работающих под управлением семейства операционных систем Microsoft Windows 2000, Microsoft Windows XP SP2, Microsoft Windows Vista или Microsoft Windows 7.
Интерфейс пользователя в GX Works2 не зависит от операционной системы, поэтому пользователи могут выбирать наиболее экономичную конфигурацию для своих нужд и сочетать различные конфигурации платформ. Система гарантирует легкость обмена информацией между платформами с любой архитектурой.
Интерфейс пользователя приложения GX Works2 включает в себя такие элементы как:
- заголовок окна;
- панель меню;
- панель инструментов;
- окно проводника;
- рабочее окно;
- строка состояния;
- фиксируемое окно.
Более подробное описание элементов пользовательского интерфейса GX Works2 предоставлено в табл. 2.
Таблица 2
Описание элементов пользовательского интерфейса GX Works2
Заголовок окна Отображается имя проекта
Панель меню Пункты меню для разных функций
Панель инструментов Кнопки инструментов для разных функций
Рабочее окно Основное окно для таких операций, как программирование, настройка параметров и контроль
Фиксируемое окно Вспомогательное окно для выполнения операций в рабочем окне
Окно «Navigation» Содержимое проекта в виде древовидной структуры.
Окно «Function Block Selection» Перечень функций (таких как функциональные блоки), используемых для программирования
Окно «Output» Результаты компиляции и проверки (ошибки и предупреждения)
Окно «Cross Reference» Перекрёстные ссылки
Окно «Device List» Перечень используемых операндов
Окно «Watch 1-4» Окно для контроля и изменения текущих значений операндов
Окончание таблицы 2
Заголовок окна Отображается имя проекта
Intelligent Function Module Monitor 1-10 Окна для контроля специальных функциональных модулей
Окно «Find/Replace» Окна для поиска и замены строк символов в проекте
Строка состояния Информация о редактируемом проекте
В приложении GX Works2 доступна полная помощь по выполняемым операциям и короткая подсказка в соответствующей строке, ответы на многие вопросы можно найти в справочной системе при помощи пункта Search в меню Help. Это делает систему GX Works2 простой в использовании даже для неподготовленных конструкторов.
Рекомендуемая аппаратная конфигурация для работы с приложением GX
Works2:
- PC/AT- совместимый персональный компьютер;
- Microsoft® Windows® 2000, Microsoft® Windows® XP SP2, Microsoft® Windows® Vista® или Microsoft® Windows® 7;
- объем ОЗУ не менее 1 ГБ;
- последовательный интерфейс (RS-232);
- порт USB;
- свободное место на жестком диске не менее 1 ГБ;
- привод DVD-ROM;
- монитор XGA с диагональю 17 дюймов (1024x768 пикселей).
Процесс создания программного модуля можно разделить на несколько этапов:
1. Создание программы на языке релейно-контактной логики.
2. Компиляция программы.
Ниже представлен процесс описание создания программы на языке релейно-контактной логики.
После запуска программы GX Works2 для создания новой программы в уже существующем проекте в окне «Navigation» необходимо выбрать «POU», «Program», «MAIN», «Program». Открывается окно «[PRG] MAIN».
Далее справа открывается окно создания программы. Для ввода операнда или команды в окне «Enter Symbol» требуется нажать соответствующую кнопку с пиктограммой на панели инструментов.
После выбора операнда или команды требуется нажать кнопку ОК, после чего соответствующий символ диаграммы или вертикальная (горизонтальная) линия устанавливается в позиции курсора.
Сначала требуется построить релейную диаграмму автоматической очистки BST компонента, для этого на панели инструментов релейной диаграммы потребуется нажать кнопку F5 (разомкнутый контакт). Открывается окно ввода символа «Enter Symbol». В окне «Enter Symbol» вводится операнд и нажимается кнопка OK для отображения разомкнутого контакта (рис. 5).
Выбранные настройки - SM400, это системный маркер, постоянно открытый
контакт.
На панели инструментов релейной диаграммы требуется нажать кнопку F8 (прикладная команда). Открывается окно ввода символа «Enter Symbol». В окне «Enter Symbol» вводится прикладная команда и операнд, далее нажимается кнопка OK для отображения данной команды.
Выбранные настройки - <=D6100 T607> D6101 D607, условие <=D6100 означает момент времени, при наступлении которого включается таймер Т607 и начинает отсчет до момента, пока не будет больше D6101.
Далее требуется нажать кнопку F6 (замкнутый контакт). Открывается окно ввода символа «Enter Symbol». В окне «Enter Symbol» вводится операнд и нажимается кнопка OK для отображения замкнутого контакта.
Local Label Setting MAIN [PRGJ. " nj [PRC] main [ if; Global Label Setting Globall
661
Enter Symbol
ll^lfTT 31 SM40°
OK Exit He!p
Рис. 5. Окно «Enter Symbol» для ввода операнда
Выбранные настройки -L2225, L это сигнал об идущем процессе splice при наступлении, которого подача воздуха прекращается.
Далее требуется нажать кнопку F6 (замкнутый контакт). Открывается окно ввода символа «Enter Symbol». В окне «Enter Symbol» вводится операнд и нажимается кнопка OK для отображения замкнутого контакта.
Выбранные настройки - L2245, L это сигнал об идущем процессе splice при наступлении, которого подача воздуха прекращается.
Следующим этапом требуется создать несколько горизонтальных линий, для этого требуется нажать кнопку F9 (горизонтальная линия). Открывается окно ввода символа «Enter Symbol». Для отображения вертикальной линии нажимается кнопка OK.
Далее на панели инструментов релейной диаграммы требуется нажать кнопку F7 (катушка). Открывается окно ввода символа «Enter Symbol». В окне «Enter Symbol» вводится операнд и нажимается кнопка OK для отображения катушки. Выбранные настройки - Y444, это условное обозначение клапана подачи воздуха.
На следующем этапе требуется добавить в схему возможность ручной очистки BST компонента, для этого необходимо построить несколько вертикальных линий, нажав кнопку на панели инструментов релейной диаграммы sF9 (вертикальная линия). Открывается окно ввода символа «Enter Symbol». Для отображения горизонтальной линии нажимается кнопка OK.
Далее требуется добавить кнопку для включения ручного режима очистки, для этого на панели инструментов релейной диаграммы нажимается кнопка sF5 (разомкнутый контакт). Открывается окно ввода символа «Enter Symbol». В окне «Enter Symbol» вводится операнд и нажимается кнопка OK для отображения разомкнутого контакта.
Выбранные настройки - W1B70.1, это системный маркер для кнопки включения режима ручной подачи воздуха.
Заключительным шагом будет добавление еще одного разомкнутого контакта, на панели инструментов релейной диаграммы нажимается кнопка F6 (разомкнутый контакт). Открывается окно ввода символа «Enter Symbol». В окне «Enter Symbol» вводится операнд и нажимается кнопка OK для отображения разомкнутого контакта.
Выбранные настройки - SM413, это системный маркер, обозначающий постоянно открытый контакт.
На рис. 6 показана разрабатываемая программа на языке релейно-контактной
логики.
Для дистанционного управления производственной линией используется программа Monitach V-SFT, предназначенная для графического отображения работы представленного программного модуля очистки BST компонента, а также для управления им с панели управления HMI.
Данное программное обеспечение позволяет пользоваться уже готовыми шаблонами для визуализации операций для управления с НМ1.
После компиляции разрабатываемого программного модуля в ПЛК, при его визуализации требуется каждую созданную кнопку привязать к определенному операнду,
созданному в GX Works2.
Рис. 6. Разрабатываемая программа на языке релейно-контактной логики
После того как оператор АПЛСУ выбрал разрабатываемый модуль, он выбирает часть машины, на которой требуется совершить очистку BST компонента в ручном режиме.
На дисплее отображается время начала подачи воздуха и окончания подачи воздуха, выставленное в среде разработки GX Works2.
При нажатии кнопки «Blow» (отображается зеленым цветом пока работает) происходит подача воздуха через клапан Y444.
Если в момент подачи воздуха будет происходить операция «Splice», подача воздуха будет остановлена, а кнопка «Blow» начнет отображаться красным цветом, и оператору потребуется заново активировать кнопку «Blow».
В автоматическом режиме очистка разрабатываемого программного модуля BST компонента происходит согласно времени, установленному в приложении GX Works2 и может быт изменено только там инженером-электриком.
В представленном примере при помощи разрабатываемого программного модуля очистки BST компонента была продемонстрирована операция ручной очистки определенного модуля BST.
Список литературы
1. MITSUBISHI ELECTRIC. Руководство по программируемым контроллерам серии MELSEC-L. М., 2011. 74 с.
2. MITSUBISHI ELECTRIC. Руководство среды разработки GX Works2. М., 2011. 110 с.
3. Фурсенко С.Н., Якубовская Е.С., Волкова Е.С. Автоматизация технологических процессов, Новое знание; Инфра - М, 2017. 379 с.
Баранова Елизавета Михайловна, канд. техн. наук, доцент, elisafine@,yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Баранов Андрей Николаевич, канд. техн. наук, доцент, an111111 amail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Евтехов Дмитрий Игоревич, студент, an111111 amail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
MANAGEMENT SOFTWARE MODULE PRODUCTION LINES WITH THE USE OF THE LANGUAGE OF RELAY-CONTACT LOGIC
E.M. Baranova, A.N. Baranov, D.I. Evtuhov
The paper presents an overview of the development of algorithms for automatic cleaning of the sensor BST-component of the production line in manual mode and in real time. The software implementation of the developed algorithms in the language of relay-contact logic is presented.
Key words: control, automation, algorithmization, production line, software module, relay-contact logic.
Elizaveta Mikhailovna Baranova, Candidate of Technical Sciences, docent, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Baranov Andrey Nikolaevich, candidate of technical sciences, docent, an111111 @,mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Evtekhov Dmitry Igorevich, student, an111111 @,mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 004.932
АЛГОРИТМ СЖАТИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА HDR НА ОСНОВЕ ФИЛЬТРАЦИИ С СОХРАНЕНИЕМ СТРУКТУРЫ
И. А. Грачева, А.В. Копылов
Предлагается новый алгоритм тонового отображения HDR изображений с использованием оператора отображения тонов и фильтрации с сохранением структуры на основе вероятностной гамма-нормальной модели. Данный метод позволяется сжимать динамической диапазон HDR изображений с сохранением локальных особенностей, имеет сопоставимое качество обработки и наименьшее время работы по сравнению с существующими операторами отображения тонов HDR изображений.
Ключевые слова: HDR изображение, оператор отображения тонов, сжатия динамического диапазона, вероятностная гамма-нормальная модель.
Зрительная система человека способна воспринимать широкий диапазон цветовых оттенков - от прямого солнечного света до слабого звездного света - и захватывать множество разных оттенков одного и того же предмета. Обычная камера снимает изображение на одном уровне экспозиции, с ограниченным цветовым диапазоном. Это приводит к потере деталей в темных и светлых областях изображения. Чтобы компенсировать эту потерю стали использовать камеры с технологией съемки изображений с высоким динамическим диапазоном (High dynamic range, HDR), которые делают несколько снимков с разными уровнями экспозиции и грамотно сшивают их вместе, чтобы создать высококонтрастное изображение.
