Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Декабря 2012 в 16:36, дипломная работа
Дипломная работа посвящена описанию опыта создания распределенной информационно-управляющей системы ПоТок-С для филиала ПТС ОАО “Северо-Западный Телеком”, которая в настоящее время сдана в опытную эксплуатацию. Следует сказать, что ОАО “Северо-Западный Телеком” была одной из первых организаций в России, в которой в 1996 году начались работы по использованию систем для мониторинга режимов теплоснабжения и коммерческого учета потребления тепла сооружениями этой организации. Сложившаяся инфраструктура позволила в рамках выполнения этого проекта провести ряд исследований и демонстрационных экспериментов, результаты которых представляют интерес для системных интеграторов подобного рода проектов, а также для целого ряда смежных областей.
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ…………………………………………………………………3
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………….……4
1 ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ПАТЕНТОВ…………….…….…….6
1.1 Обзор систем мониторинга и управления распределенными объектами ……….…....6
1.2 Обзор контроллеров и встраиваемых компьютеров ……………………………………..21
2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ…………………………………………………………………………40
2.1 Описание проблематики……………………………………………………………………40
2.2 Общие требования к системам класса ИУС (СДМУ)…………………………………….41
2.3 Особенности построения и концепция РИУС ПоТок-С………………………………….43
2.4 Требования к программному обеспечению системы……………………………………..46
3 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ…………………………………….……..48
3.1 Низкоуровневое ПО контроллера ASK-Lab……………………….……………………...48
3.2 Высокоуровневое ПО системы видеоконтроля……………….………………………….68
4 ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ РАЗРАБОТКИ…………………………………………….…….......76
4.1 Оценка результатов разработанной системы…………………………………………….76
4.2 Оценка результатов разработанного ПО контроллера ASK-Lab……………………….78
4.3 Результаты применения системы видеоконтроля ……………………………….………80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………………...….83
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………….……………………………..85
Внешний вид одноплатного компьютера NetCore представлен на рисунке 1.6.
Особенности одноплатных компьютеров NetCore
Технические характеристики
Коммутационные модули (интерфейсы)
- Ethernet 10/100;
- RS232;
- RS485;
- USB-A/B (USB 1.1);
- IDE.
Системный процессор
- 300/500MHz, MIPS32™
Память
- RAM: до 64 Мбайт;
- Flash: до 16 Мбайт.
Корпус (печатная плата)
- печатная плата размерами 120x93x14мм;
- печатная плата,
- большой корпус 240x160x100мм с возможность установки RACK для 2" или 3.5" винчестера.
Операционная система
- Linux 2.4
Программное обеспечение
- C/C++;
- ПО совместимое с Linux.
1.2.5 Микроконтроллер InorTek µC-Series
В источнике [20] представлен микроконтроллер iNorTek µC-Series. iNorTek µC-Series - это мощный программно-аппаратный комплекс, состоящий из промышленного микроконтроллерного комплекта и системы разработки целевых приложений на языках программирования C/C++.
Внешний вид контроллера InorTek µC-Series представлен на рисунке 1.7.
Преимущества применения
Технические характеристики
Подключение устройств
- до 8-и 12-ти разрядных встроенных универсальных каналов аналогового ввода (напряжение/ток/сопротивление - определяется типом мезонинной платы расширения);
- до 4-х 12-ти разрядных встроенных каналов аналогового вывода (4..20mA);
- до 10-ти встроенных каналов дискретного ввода, типа "сухой контакт" (гальваническая развязка, 3 - 50В);
- до 10-ти встроенных каналов дискретного вывода, типа "открытый коллектор" (гальваническая развязка, до 250мА);
Коммутационные модули (интерфейсы)
- Широкие сетевые возможности (Web-сервер, e-mail, SMS, FTP);
- шина расширения MODBUS/TCP (Ethernet, XPort™ LANTRONIX);
- MODBUS/RS (оптически изолированный интерфейс RS-485, до 254 узлов сети, витая пара, до 115200 Бод) для организации распределенных систем сбора данных и управления объектами с визуализацией данных на диспетчерских системах верхнего уровня (SCADA системы).
Системные устройства
- Сторожевой таймер;
- Часы реального времени и календарь.
Системный процессор
- микроконтроллер i80C188
Память
- RAM: до 512/256 Кбайт;
- EEPROM: до 64 Кбайт.
Корпус
- 157мм x 86мм x 59мм;
- монтаж на DIN-рейку.
Рабочий температурный диапазон
- -25...+55°C
Питание
- ~12B;
- потребляемая мощность - до 3Вт.
Пользовательский интерфейс
- 2-х строчный дисплей;
- 9-ти кнопочная клавиатура для диагностики.
Операционная система
- нет
Программное обеспечение
- C/C++;
- Встроенные стандартизованные
библиотеки адаптивного ПИ/ПИД-
1.2.6 Контроллер измерительный "КОНТАР" МС8
В источнике [21] представлен контроллер измерительный "КОНТАР" МС8. Комплекс модулей "КОНТАР" — совместная российско-американская разработка (МЗТА – Arecont Systems, Inc) — основан на новейших информационных технологиях и уже проверен во многих проектах различной сложности (системы жизнеобеспечения зданий, объекты ЖКХ, автоматизация цехов и т.п. в России и США).
Контроллеры измерительные МС8 (далее МС8) предназначены для сбора информации и реализации разнообразных алгоритмов автоматизированного управления технологическими процессами. Контроллеры МС8 являются основным (базовым) элементом комплекса КОНТАР.
Контроллеры комплекса "КОНТАР" прошли сертификационные испытания как средство измерения и на электромагнитную совместимость в России и США. Имеется разрешение на их использование на объектах, подведомственных ГОСГОРТЕХНАДЗОРу.
Идеология построения MC8 позволяет использовать его как в качестве автономного контроллера, так и объединять нужное количество контроллеров в локальные сети и сложные иерархические системы, осуществлять управление и сбор информации от разнообразных источников,передачу ее по единому каналу связи, в том числе с использованием сети Интернет.
Внешний вид контроллера "КОНТАР" МС8 представлен на рисунке 1.8.
Основные функции
Технические характеристики
Подключение устройств
- 4 дискретных входов;
- 8 аналоговых входов;
- 8 дискретных выходов;
- 8 аналоговых выходов.
Коммутационные модули (интерфейсы)
-RS232С;
- RS485, с гальванической изоляцией;
- Ethernet.
Модули расширения
- Интерфейсный субмодуль WebLink
- коммуникационный модуль (GPRS/CDMA);
- Пульт MD8.2 (внешний) Применяется для щитового утопленного монтажа. Соединение пульта с контроллером осуществляется через интерфейсный субмодуль SPI.
Системные устройства
- Часы реального времени и календарь;
Системный процессор
- Информация отсутствует;
Память
- 60кБайт - для алгоритма и его описания;
- 30кБайт - для архивирования.
Корпус
- 157мм x 86мм x 58,5мм;
- Монтаж на DIN-рейку по стандарту DIN EN 50 022; Степень защиты IP20.
Питание
- ~220B (~24В);
- потребляемая мощность не более 6ВA.
Пользовательский интерфейс
- 2-х строчный дисплей;
- 4-х кнопочная клавиатура для диагностики;
- Индикация – 8 светодиодов состояния дискретных выходов.
Операционная система
- ОС записывается в
контроллер производителем и
не может быть изменена
- обеспечивает связь
с другими контроллерами
- функция самодиагностики.
Программное обеспечение
- Функциональный алгоритм разрабатывается при помощи графической инструментальной системы КОНГРАФ;
- Алгоритмы функционирования, необходимых
для управления конкретными
1.2.7 Встраиваемый компьютер (контроллер) UN0-2160
В источнике [22] рассмотрен UN0-2160 – встраиваемый компьютер (контроллер) с двумя слотами расширения PCI/104.
Внешний вид встраиваемого компьютера UN0-2160 представлен на рисунке 1.9.
Технические характеристики
Подключение устройств
- 4 канала дискретного ввода с гальванической изоляцией;
- 4 канала дискретного вывода с гальванической изоляцией;
- Поддержка протоколов ModBus/RTU и ModBusACP.
Коммутационные модули (интерфейсы)
- 2x Ethernet 10/100;
- 2x RS232;
- 2x RS232/ RS422/RS485;
- 2x USB-A/B.
Системные устройства
- 2 слота расширения PCI/104;
- Гнездо для установки карт PCMCIA типа I/II;
- Встроенная поддержка модулей серии ADAM;
- 2 счетчика/таймера (16 разрядов).
Системный процессор
- Celeron 400/650 МГц
Память
- RAM: 256/512 Мбайт;
- SRAM: 512 Rбайт с резервным питанием от батарейки.
Операционная система
- Windows CE .NET 4.2;
- Windows XP Embedded.
Программное обеспечение
- Драйверы устройств для Windows 2000/XP;
- ПО совместимое с Windows XP Embedded/CE.
1.2.8 Встраиваемый компьютер (контроллер) UN0-2050
В источнике [22] рассмотрен UN0-2050 – встраиваемый компьютер (контроллер) UNO со встроенными каналами ввода-вывода.
Внешний вид встраиваемого компьютера UN0-2050 представлен на рисунке 1.10.
Технические характеристики
Подключение устройств
- 8 изолированных дискретных входов с поддержкой счетчиков/таймеров;
- 8 изолированных дискретных выходов;
- Поддержка протоколов ModBus/RTU и ModBusACP.
Коммутационные модули (интерфейсы)
- 2x Ethernet 10/100;
- 2x RS232;
- 2x RS232/ RS485 с гальванической изоляцией до 2000 В.
Системные устройства
- Соединитель DB-15 VGA;
- 2 счетчика/таймера (16 разрядов).
Системный процессор
- GX1 300 МГц
Память
- RAM: 64/128 Мбайт
Операционная система
- Windows CE .NET
Программное обеспечение
- ПО совместимое с Windows CE .NET
1.2.9 Встраиваемый компьютер (контроллер) UN0-2052
В источнике [22] рассмотрен UN0-2052 – встраиваемый компьютер (контроллер) UNO со встроенными каналами ввода-вывода и CAN-интерфейсом.
Внешний вид встраиваемого компьютера UN0-2052 представлен на рисунке 1.11.
Технические характеристики
Подключение устройств
- 4 канала дискретного ввода с гальванической изоляцией;
- 4 канала дискретного вывода с гальванической изоляцией;
- 2 канала аналогового ввода;
- 2 порта с интерфейсом CAN;
- Поддержка протоколов ModBus/RTU и ModBusACP.
Коммутационные модули (интерфейсы)
- Ethernet 10/100;
- RS232.
Системные устройства
- Соединитель DB-15 VGA;
- Встроенная поддержка модулей серии ADAM;
- 2 счетчика/таймера (16 разрядов).
Системный процессор
- GX1 300 МГц
Память
- RAM: 64/128 Мбайт
Операционная система
- Windows CE .NET
Программное обеспечение
- ПО совместимое с Windows CE .NET
1.2.10 Универсальный логический модуль Siemens LOGO!
В источнике [22] рассмотрены логические модули LOGO!. Универсальные логические модули LOGO! предназначены для замены традиционных схем управления, выполненных на основе реле, контакторов и подобных им устройств. Алгоритм функционирования модулей задаётся программой, составленной из набора встроенных функций, который включает в себя самые распространённые на практике логические функции, в том числе шесть базовых (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR), а также ряд специализированных функций (задержка включения и выключения, импульсное реле, выключатель с часовым механизмом, реле с самоблокировкой, тактовый генератор и др.).
Для хранения управляющей программы в модуле имеется встроенное энергонезависимое запоминающее устройство (EEPROM). Создание резервной копии программы, а также перенос её на другие модули LOGO! могут быть осуществлены с помощью специального модуля памяти.
Внешний вид логического модуля Siemens LOGO! представлен на рисунке 1.12.
Преимущества применения
Информация о работе Распределенная информационно- управляющая система поток-С