Автоматизированное рабочее место регистрации и документирования комплекса средств автоматизации

2)                            Системы информационного управления, имеющие дело с объектами организационной природы, предназначенные для решения задач управления таких объектов управления, как крупные технические подразделения, военные, строительные и иные объекты разных рангов.

Главное отличие между ними заключается в характере объекта управления. В первом случае это всевозможные установки, приборы, станки и прочее, во втором – прежде всего люди.

Другое отличие между указанными системами заключается в форме передачи информации. Если в системах управления технологическими процессами основной формой передачи информации являются различного рода сигналы, то в системах организационного управления это документы. Четкую границу между двумя рассматриваемыми типами систем провести невозможно, чаще всего передача информации осуществляется как с помощью документов, так и с помощью сигналов.

Автоматизация систем управления осуществляется с помощью вычислительной техники. В зависимости от степени участия человека в управлении, системы управления можно классифицировать следующим образом:

1)                            Автоматические;

2)                            Полуавтоматические;

3)                            Автоматизированные.

Автоматизированная система не исключает, а наоборот, предполагает участие человека в управлении системой и принятие человеком ключевых решений, в то время как автоматические системы управления исключают участие человека в управлении объектом. Полуавтоматическая система может рассматриваться как вариант автоматической системы, в которой уровень развития техники еще не позволяет исключить человека из контуров системы управления.

Центральным ядром системы управления, с помощью которого осуществляется ее автоматизация, является вычислительная машина. Возможны два способа взаимодействия между ЭВМ, объектом управления и органом управления.

В первом случае ЭВМ используется, как правило, для решения отдельных периодически повторяющихся трудоемких задач. Сбор информации ведется вручную, так же осуществляется и подготовка документов с управляющими воздействиями. Подобная система может быть названа системой обработки данных. Обращение пользователей к системам обработки данных чаще всего приводит к обновлению информации; вывод информации может вовсе отсутствовать или представлять собой результат программной обработки хранимых сведений, а не сами сведения. Примером системы обработки данных может быть система сберегательного банка города. Она содержит сведения о вкладах жителей города, большинство обработок банковской информации предполагает обновление сумм вкладов, расчет процентов, подведение итогов за некоторый период работы и т.п.

Во втором случае основная информация о состоянии управляемого объекта собирается автоматически машиной (в общем случае – вычислительным центром). ЭВМ перерабатывает поступающую информацию и в том или ином виде готовит выходную документацию, после чего выносится решение о воздействии на объект. Автоматизированные системы управления классифицируют также в зависимости от вида выдаваемой ими выходной документации. Последняя может быть представлена в виде:

1)                            Переработанной, упорядоченной совокупности сведений об управляемом объекте. На основании их человек (или группа людей) принимает решение о характере воздействия на объект. Это свойственно системе обработки данных, но не собственно автоматизированной системе.

2)                            Совокупности рекомендаций (вариантов решения) относительно характера воздействия на управляемый объект. Окончательное решение в данном случае принимает человек. Такая реализация наиболее типична для автоматизированных систем управления.

1.2. Структурная схема комплекса средств автоматизации.

АСУ представляет собой комплекс средств автоматизации (КСА), выполняющий ряд функций по обработке информации.

Структурная схема КСА представлена на рис.1.

На структурной схеме обозначены следующие устройства (компоненты КСА):

·        ВК – вычислительный комплекс;

·        каналы связи, по которым поступает информация от внешних источников (в дальнейшем обозначаются – КС1, КС2, КС3);

·        АРМ1,…,АРМ6 – специализированные автоматизированные рабочие места с функциями, характерными для каждого из них, подсоединены к ВК по стыку С1;

·        Ш1,…,Ш3 – специальные устройства;

·        ПУ-1,…,ПУ-3 – пульты управления;

·        И-ПП, И-ВП – шкафы первичного и вторичного электропитания.

Автоматизированное рабочее место регистрации и документирования (АРМ РД) реализовано на базе двух персональных компьютеров (ПК1, ПК2) и подключены к ВК по стыку С2.

1.3. Описание функционирования АСУ комплекса средств автоматизации

Представленный в дипломном проекте КСА представляет собой автоматизированную систему управления информационными процессами, предназначенную реализовать следующие функции:

·     прием и обработку информации, круглосуточно поступающей по КС в КСА от внешних источников;

·     формирование и передачу необходимой информации для выдачи по КС на внешние устройства;

·     обработку информации, круглосуточно поступающей от устройств системы, таких как АРМ1 … АРМ6, Ш1 ... Ш3, ПУ-1 … ПУ-3, И-ПП, И-ВП;

·     формирование и передачу необходимой информации устройствам системы.

Сбор и обработка информации – это целая серия заранее запланированных действий и операций для получения информации или желаемых результатов. Это комплекс взаимосвязанных процессов и методов, направленных на выполнение основной цели.

Основной задачей автоматизированной системы является вовсе не уменьшение количества управленческого персонала (это задача вспомогательная и решается она не всегда). Основным достоинством подобной системы является то, что благодаря ей повышается качество функционирования управляемого объекта (примерно на 15-25%).

Независимо от вида информации, которая должна быть обработана, и типа оборудования, АСУ информационными процессами выполняет следующие основные операции:

1)                            прием исходной информации;

2)                            обработку информации;

3)                            получение и анализ результатов;

4)                            выдачу управляющих воздействий.

Сбор информации в АСУ производится автоматически - в ВК передается информация от устройств системы и информация от внешних источников, поступающая по каналам связи КС1, КС2, КС3. ВК также передает информацию, предназначенную для устройств системы и внешних источников.

Процесс обработки поступающей информации выполняется в ВК автоматически по заранее установленным, последовательно и логически разработанным алгоритмам. В ВК также поступает управляющая информация со специальных автоматизированных рабочих мест АРМ1…АРМ6. После обработки в ВК специальными алгоритмами, она выдается внешним устройствам, или устройствам КСА системы.

Так как АСУ информационными процессами – это человекомашинная система, то для организации взаимодействия человек – КСА необходимо обеспечить возможность общения человека с системой. Для этого в составе КСА предусмотрены автоматизированные рабочие места АРМ1-АРМ6, а также АРМ РД.

1.4. Функциональное назначение АРМ РД

Как было отмечено выше, с целью обеспечения возможности взаимодействия человека с системой, с целью доступа к результатам регистрации информации, появляется необходимость реализовать в рамках АСУ АРМ РД, представляющее собой совокупность программно-аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие человека с ЭВМ в интерактивном режиме.

Вся информация, циркулирующая в системе, в процессе управления функционированием технических средств системы и получения результатов регистрации информации после обработки в ВК специально разработанными алгоритмами в формализованном виде поступает в АРМ РД. АРМ РД, в свою очередь, реализует следующие функции:

·        прием данных, круглосуточно поступающих от ВК;

·        выдачу информации в ВК;

·        регистрацию поступившей информации в памяти ЭВМ;

·        документирование данных, размещенных в информационных массивах.

Регистрация – это сохранение в памяти ЭВМ информации, поступающей в систему или циркулирующей в системе в некоторых информационных массивах, организованных как базы данных. Также необходимо обеспечить сохранение всей информации о техническом состоянии устройств, поступающей в систему или циркулирующей в системе.

Документирование – это по сути представление на экране монитора или принтере выборки из этих информационных массивов (баз данных) в заданной, удобной для дальнейшего анализа, форме.

Хранение информации в памяти ЭВМ в виде информационных массивов и возможность представления выборок из этих информационных массивов на экран монитора и принтер для обеспечения успешного взаимодействия человек–система – задачи регистрации и документирования информации, которые были поставлены перед создателями АРМ РД.

1.5. Требования, предъявляемые к АРМ РД

При выборе технических средств для реализации АРМ РД и разработке ПО, необходимо учесть требования, предъявляемые к АРМ РД:

·        возможность функционировать в рамках автоматизированной системы;

·        круглосуточная работа;

·        работа в реальном масштабе времени;

·        обеспечение требований ко времени реакции системы;

·        регистрация всей информации, циркулирующей в системе;

·        хранение данных о состоянии устройств системы;

·        возможность выдачи информации на принтер и экран монитора АРМ РД в форме, обеспечивающей эффективную работу оператора АРМ РД;

·        обеспечение высокой надежности как технических средств, так и ПО АРМ РД;

·        обеспечение взаимодействия разрабатываемого ПО с компонентами автоматизированной системы.

Представленные выше требования к АРМ РД могут быть реализованы при помощи выбора технических средств и при помощи создания программного обеспечения, отвечающего требованиям АРМ РД.

Следовательно, для АСУ информационными процессами, с целью автоматизации сбора и обработки данных, необходимо спроектировать программное обеспечение (ПО) АРМ РД, удовлетворяющее функциональному назначению АРМ РД и выбрать технические средства, удовлетворяющие функциональным требованиям АРМ РД.

2. Обоснование выбора технических средств АРМ РД

2.1. Возможность функционировать в рамках автоматизированной системы

Для реализации АРМ РД выбрана персональная ЭВМ IBM PC / AT, оборудованная двумя последовательными портами RS 232 (стык С2). При реализации АРМ РД возможно было имеющимися у ПК средствами (два порта RS 232) подключиться по стыку С2 к специализированному ВК, без доработок ПК. Для подключения ВК был разработан специальный адаптер. (см. рис. 2).

2.2. Требования по обеспечению надежности

Для повышения надежности АРМ РД реализовано на базе 2-х ПК в режиме параллельной работы. Надежность обеспечивается схемой подключения 2-х ПК к ВК, а также режимом параллельной работы, при котором на каждой из ПЭВМ работает одна и та же программа, и поступает одна и та же информация из ВК.

2.3. Требование круглосуточной работы

Требование круглосуточной работы обеспечивается качеством выполнения аппаратуры, - ЭВМ IBM PC / AT может круглосуточно работать с небольшими доработками конструктива. Прежде всего это касается соблюдения норм теплового режима работы. Также предусмотрен дополнительный источник электропитания, автоматически включающийся в случае выхода из строя основной системы питания.

2.4. Работа в реальном масштабе времени

Системы реального времени – это системы, в которых время обработки запроса меньше допустимого промежутка времени, а превышение этого допустимого промежутка приводит к сбою в работе системы.

Работа в системе реального времени обеспечивается:

·        быстродействием ПК (выбран процессор Intel 80386 с необходимой тактовой частотой, равной 33 МГц),

·        пропускной способностью тракта передачи между ПК и ВК (скорость 1200 бод),

·        наличием буфера для сообщений на входе и выходе ПК,

·        выдачей документов на печать в “фоновом” режиме, не снижая возможностей по приему и обработке информации во избежание ее потери.

2.5. Обеспечение требований ко времени реакции системы

Эту характеристику можно улучшить использованием контроллера дисковой подсиситемы IDE, установкой прграммного КЭШа, или использованием контроллера диска с аппаратным КЭШем объемом 1Мб и выше.

2.6. Хранение и обработка данных

Для хранения данных, поступающих на АРМ РД, ПО общесистемного назначения и ПО специального назначения необходим минимальный размер дисковой памяти 80 МБ, а также съёмные магнитные носители информации (дискеты) для организации архива данных.

2.7. Возможность выдачи информации на принтер и экран монитора АРМ РД

Для обеспечения возможности отображения информации оба ПК должны быть укомплектованы цветными мониторами VGA и принтерами EPSON LX-100.

3. Структура базы данных

3.1. Алгоритм обработки информации

Организация информационного обмена в системе

После того как требования к системе определены и в основном предопределен процесс, начинается определение требований к входным данным, источникам данных и их формам. Не менее важным по своему значению является определение формы для выходной информации, которая в той или иной степени предопределяет процесс, метод и требования к входным данным.

В АРМ РД для обмена информацией с ВК используется стандартный интерфейс RS232 (по стыку С2), согласно которому информация передается в виде сообщений переменной длины (слов). Сообщение состоит из 2-х частей - служебной и информационной. ПО АРМ РД использует только информационную часть, т.к. ВК адресует сообщения только для АРМ РД. В дальнейшем будет применяться и другое, принятое для этой системы название сообщения, - кодограмма обмена, или просто кодограмма.

Кодограммы, циркулирующие в системе, могут содержать в себе информацию разного рода – это может быть распоряжение администратора, директора, т.е. управляющие воздействия, которые имеют место в АСУ. Кроме того, в систему приходят кодограммы из КС. Все кодограммы, циркулирующие в системе, имеют формат в рамках заранее оговоренного Протокола информационного обмена, который является одной из составляющих исходных данных на разработку системы.

С точки зрения дипломного проекта интерес представляют кодограммы, отражающие состояние устройств системы, или информацию функционального контроля.

Функциональный контроль (ФК) – это контроль работоспособности устройств системы и обнаружение неисправностей, возникающих в процессе работы. Можно сказать, что устройства, входящие в КСА, охвачены алгоритмом функционального контроля. Это означает, что в кодограммах обмена отдельные поля, биты или группы полей отражают текущее состояние устройства с различной степенью детализации. Кодограмма формируется и передается на АРМ РД при изменении состояния устройства в ту или иную сторону – было исправно, стало неисправно, было неисправно – стало исправно, т.е. при любом изменении статуса устройства. Это изменение обнаруживается встроенными в устройство программно-техническими средствами, которые и формируют кодограмму, поступающую от устройства.

Кодограммы обмена содержат в себе информацию о состоянии системы, например:

·        несанкционированный доступ (НСД) к устройствам системы;

·        несанкционированный доступ к оперативной памяти (НСД ОП);

·        навязывание ложной информации (НЛИ);

а также о состояниях технических устройств, таких как:

·        обмен информацией между устройствами системы;

·        сбой в работе устройств, КС, нарушение связи с устройством, и т.п.;

·        информации функционального контроля (ФК);

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17