CC BY
4Централизованный контроль параметров...
a
ЦОИ б
ЦОИ в
УСО
г
МКС д
ЦОИ е
ЦОИ
ЦОИ
з
УСО
Адрес «0» Режим «опрос» I1 I2 In
M FLAG FLAG Адрес «0» Режим «опрос» X X X FLAG
УСО! 00000000 УСО2 11110000 УСОП xxxx0000 FLAG
M FLAG FLAG Адрес «0» Режим «опрос» УСО! 00000000 УСО2 11110000 УСОП xxxx0000 FLAG
Адрес «0» Режим «опрос» УСО1 00000000 УСО2 11110000 УСОП xxxx0000 FLAG
Обработка данных Адрес «к» Режим «ввод»
M FLAG FLAG Адрес «2» Режим «ввод» FLAG
M FLAG FLAG Адрес «2» Режим «данные» Информация FLAG
МКС МКС МКС ЦОИ
МКС МКС МКС МКС
Рис.1. Временные диаграммы централизованного контроля параметров автоматизированных технологических испытаний для магистральных каналов связи
Адрес сопровождается кодом - признаком режима централизованного контроля (режим «0»), за которым ЦОИ формирует n интервалов I\...I„ - по одному для каждого УСО, подключенного к МКС. После приема от ЦОИ признака проведения централизованного контроля преобразователь формирует автономную посылку (см. рис.1,б), причем в зоне от I1 до In передача сигналов блокируется. Каждой передаче информационного сообщения предшествует передача синхронизирующей посылки меандра М (10101010), при этом смежные передачи разделяются флагами FLAG (01111110). В каждое УСО введен дополнительный канальный адаптер (ДКА), настроенный на прием информации с «глобальным» адресом («0» - для приводимого примера). ДКА воспринимает инициативный сигнал запроса от любого блока данного УСО. Если инициативный сигнал принят к моменту поступления централизованного контроля, в интервале Ii, выделенном для i-го УСО, от ДКА в канал связи передается код, например, 11110000, а при отсутствии инициативного сигнала от ДКА i-го УСО в зоне Ii передается код, например, 00000000 (см. рис.1,в). Таким образом, зона от Ii до In заполняется кодами хххх0000, переданными соответственно УСО1... УСОП.
В магистральном канале связи посылка, передаваемая от ЦОИ, суммируется с кодами от всех УСО (см. рис.1,г). Образованная суммарная посылка воспринимается дополнительным приемником, преобразуется и вводится в ЦОИ (см. рис.1,д). Цикл передачи посылки централизованного контроля совмещается во времени с получением от всех УСО кодов-идентификаторов необходимости установления связи с этими УСО для получения от них информации.
В приведенном примере показано, что запрос поступил от УСО с номером к. От ЦОИ передается посылка (см. рис.1,е), содержащая адрес УСО и признак установления режима разрешения передачи данных выбранного УСО (режим «ввод»). Передатчик преобразует посылку в стандартную посылку (см. рис.1,ж) , которая воспринимается приемником с адресом «к». От вызванного УСО в МКС передается информационная посылка (см. рис.1,з).
При использовании предложенного способа централизованного контроля необходимо исключить «традиционные» непроизводительные последовательные циклы контроля всех УСО, подключенных к общему для них магистральному каналу связи.
Информационные возможности централизованного контроля ограничиваются числом интервалов 1и соответствующих числу подключаемых УСО. Поэтому актуально развитие предложенного способа централизованного контроля для эффективного использования в АСТИ с комбинированными каналами связи.
В настоящей работе рассматривается разработанный модифицированный способ централизованного контроля при сочетании магистральных и радиальных каналов связи. На рис.2 приведена временная диаграмма, поясняющая проведение режима централизованного контроля для УСО, подключенных к комбинированному каналу связи. От ЦОИ поступает команда (см. рис.2,а) централизованного контроля, отличающаяся от команды, показанной на диаграмме рис.1,а кодом «режим 01» (опрос «дополнительный»). Представим, что к магистральному каналу связи подключено УСО/, имеющее г радиально присоединенных УСО-УСОд,.., УСО/г. Тогда в режиме централизованного контроля УСО, подключенные к МКС (кроме УСО/), не воспринимают команду «режим 01», поэтому от них сигналы-идентификаторы запросов не передаются (см. рис.2,б). Приемник устройства УСО/ настроен на прием команды «режим 01», причем его передатчику предоставлено право заполнять все временные интервалы 11,...,1т (в приведенном примере для УСОд,.., УСО/). Запросы от устройств УСОд,. ^УСО/ (в, г) осуществляются автономно по алгоритму, соответствующему рассмотренному на рис.1.
a
ЦОИ б
ЦОИ
Адрес «0» Режим 01 И1 И2 И \
УСОд УСО, УСО,Г
M FLAG FLAG Адрес «0» Режим 01 X X X FLAG
МКС
МКС
УСО
ixixiiixi •>
МКС
УСО, УСО
jr
УС°д УСО,2 УСО,Г \
00000000 00000000 00000000
МКС
в
г
д
МКС
M FLAG FLAG Адрес «0» Режим «опрос» УСО1 00000000 УСО2 11110000 УСО„ xxxx0000 FLAG
M FLAG FLAG Адрес «0» Режим 01 УСОд 00000000 УСО, 00000000 УСО,Г 00000000 FLAG
ЦОИ
Рис.2. Временные диаграммы централизованного контроля параметров автоматизированных технологических испытаний для комбинированных каналов связи
В ЦОИ вводится информация, интерпретируемая как запросы от УСО1,...,УСО„, подключенных к МКС, а также УСОд,..., УСО/г . ЦОИ может производить спорадический контроль данных от любого УСО, число которых в «комбинированной» структуре АСТИ может быть большим, чем максимально возможное число интервалов /1,..., Ит (см. рис.2,д). Дальнейшие этапы централизованного контроля аналогичны представленным на рис.1. Таким образом, разработанный способ централизованного контроля позволяет не только реализовать сложные конфигурации каналов связей, но и увеличивать общее число контролируемых объектов.
Централизованный контроль параметров.
Рассмотрим эффективность применения разработанного способа централизованного контроля. Для этого определим среднее время получения информации при стандартном способе контроля (7°тан). Можно считать, что для АСТИ, ориентированных на использование МКС, время одного «стандартного» цикла приема данных от п УСО, подключенных к одному МКС, равно
Г™ = пТцикл. (1)
Здесь Тцикл - время одного цикла обмена данными
Т = (2)
цикл 1 \ /
Ют
па - число бит в поле данных информационной посылки; ют - тактовая частота передачи информации по каналам связи. При циклической передаче данных, традиционно используемых для МКС, в каждом цикле обмена данными передается информационное сообщение, структура которого не зависит от фиксации изменений состояния объектов. Каждой информационной посылке предшествует передача команды вызова данных
(Твыз)-
Твыз = ^^ , (3)
ют
где N - общая длина информационной посылки.
В качестве разделительной паузы между информационными посылками используются либо флаги, либо меандры, поэтому каждые две посылки («вызов» и «данные»)
й Т 1 разделяются паузой длительностью в Тп =—.
ют
Тогда с учетом (1)-(3) имеем
Тстан = п(ТВыз + Тцикл +2Тп)= . (4)
ют
Для централизованного контроля время одного цикла приема и обслуживания данных от п УСО равно:
1 тр — Тпос_цнтр + Твыз + Тцикл + 2Тn, (5)
где Тпос цнтр - время посылки централизованного контроля и получения требований на
обслуживание запросов от всех УСО одной магистрали, равное
Т —N - +п (6)
1 пос_цнтр , )
ют
поскольку в информационном поле выделяется по одному байту для подачи данных от каждого из п УСО. Таким образом, с учетом (5) и (6)
Т^нтр = 2N - па + п + 2 (7)
ют
Тогда коэффициент повышения реальной скорости информационных обменов в за счет введения разработанного способа приоритетного централизованного контроля можно представить отношением времен цикла приема данных для стандартного (циклического) и нового централизованного способов:
Р
24 21 18 15 12 9 6 3
Р =
T с
n( N + 2)
Tцнтр 2 N - nd + n + 2
Для иллюстрации эффективности предложенного способа централизованного контроля приводится зависимость в = Ди) при стандартных значениях щ = 24 байт , N = 30 Б (рис.3). Как видно из рис.3, использование нового
рж.З. Зависим°сть гаэффицжнта говьш™ способа централизованного контроля по ма-быстродействия информационных обменов
гистральным каналам связи позволяет значи-за счет введения централизованного контроля ^
тельно повысить реальную скорость информационных обменов. Например, для среднестатистического АСТИ, включающего 32 УСО, эффективность информационного обмена возрастает в 15 раз.
Литература
1. Шенброт И.М, Антропов М.В., Давиденко К.Я. Распределенные АСУ технологическими процессами - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 240 с.
2. Бартсекас Д., Галлагер Р. Сети передачи данных. - М.: Мир, 1989. - 544 с.
3. Митюшкин К.Г. Телеконтроль и телеуправление в энергосистемах. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 288 с.
4. АлексеевА.П. Автоматизация электроэнергетических систем. - М.: Энергоатомиздат, 1994. - 448 с.
Статья поступила 25 марта 2009 г.
Казак Дмитрий Семенович - соискатель кафедры информатики и программного обеспечения вычислительных систем МИЭТ. Область научных интересов: автоматизированные системы для технологических испытаний, гибкие производственные системы. E-mail: evgen_uis@mail.ru
Информация для читателей журнала «Известия высших учебных заведений. Электроника»
С тематическими указателями статей за 1996 - 2008 гг., аннотациями и содержанием последних номеров можно ознакомиться на нашем сайте:
http ://www. miet. ru/static/je/os.html
УДК 621.396.97
Модель информационных потоков магистральных каналов
в системах связи
Н.Д.Дубовой
Московский государственный институт электронной техники (технический университет)
Разработана модель информационных потоков магистральных каналов в системах связи, позволяющая оценить возможности системы обслуживания по обработке сигналов телеуправления и телесигнализации без возникновения очередей.
В настоящее время одним из основных критериев эффективной работы систем связи является задача достижения эффективного использования информационных ресурсов магистральных каналов телесигнализации (ТС) и телеуправления (ТУ) при их ограниченной пропускной способности [1]. Для определения возможностей систем ТУ-ТС по обслуживанию и обработке информационных потоков проводился вероятностный анализ интенсивности информационных потоков каналов ТС и ТУ. В общем случае поток данных канала ТС является пуассоновским [2] и характеризуется интенсивностью В ряде случаев поток данных канала ТС обязательно должен дополняться дублирующими посылками по вызову, страхующими при отсутствии информации из-за неисправности аппаратуры или канала связи. Образуемый при этом поток также можно представить пуассоновским, который характеризуется интенсивностью Информационный поток ТУ связан с потоком канала ТС поскольку при самопроизвольном изменении состояния функционального узла необходима коррекция его состояния посредством команды управления. Таким образом, обобщенный поток каналов телеуправления и телесигнализации (ТУ-ТС) также является простейшим и характеризуется суммарной интенсивностью = 2^1 +
Найдем вероятность того, что любое сообщение канала ТУ-ТС будет обслуживаться без задержки и обозначим ее Р . Указанное событие произойдет в случае одновременного выполнения двух условий: любое требование на передачу информации возникает при отсутствии передачи по предшествующим требованиям; за время передачи информации по предшествующему требованию не возникает нового. Тогда
Р = Рто Р0.0,
где Ро.о - вероятность того, что в процессе передачи не возникает ни одного требования или вызова данных; Рт0 - вероятность отсутствия ожидания начала передачи по предыдущему требованию или вызову.
Событие с вероятностью Р00 может осуществиться при одновременном выполнении двух условий: при отсутствии требования в момент времени I оно не возникнет в течение времени ( + т); при отсутствии вызова в момент времени I он не возникнет в течение времени ( + т). Для пуассоновского потока [2] вероятность того, что при отсутствии требования в момент времени I оно не возникнет в течение времени ( + т) равна:
© Н.Д.Дубовой, 2009
