Организация службы АСУ на предприятии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В соответствии с Законом Республики Казахстан «Об информатизации» введенном в действия от 1 июля 2003 года: «Информатизация - это организационный, социально-экономический и научно-технический процесс, направленный на формирование и развитие информационных ресурсов, информационных систем на основе использования информационных технологий в целях удовлетворения информационных потребностей физических и юридических лиц».

Основной целью информатизации системы образования Республики Казахстан является создание единой образовательной информационной среды в Республике Казахстан, позволяющей на основе использования новых информационных технологий повысить качество казахстанского образования, обеспечить равные возможности гражданам на получение образования всех уровней и ступеней, а также интегрировать информационное пространство Республики Казахстан в мировое образовательное пространство.

Развитие современных технологий зависит от интеллектуального потенциала общества и, следовательно, от уровня развития образования в стране. Вопросы качества и содержания образования всегда имели в обществе приоритетное значение. Во всех развитых и во многих развивающихся странах наблюдаются активные процессы информатизации образования. Вместе с тем, интенсивно разрабатываются пути повышения качества образования, вкладываются большие средства для поиска новых информационных технологий.

Диапазон использования компьютера в учебно-воспитательном процессе очень велик: от тестирования учащихся, учета их личностных особенностей до игры. Компьютер может быть как объектом изучения, так и средством обучения, т.е. возможны два вида направления компьютеризации обучения: изучение информатики и также его использование при изучении различных предметов. При этом компьютер является мощным средством повышения эффективности обучения. [1, c. 1].

В мировой практике имеется много примеров успешного использования информационно-телекоммуникационных технологий в образовании, а также действующих программ и проектов, дающих положительные результаты в обучении. Наиболее полно проявляются тенденции широкого использования в образовании дистанционного обучения, как важнейшего компонента складывающейся системы открытого образования.

На этом международном фоне состояние учебных заведений можно расценить как неудовлетворительное, так как информатизация системы образования находится на начальном этапе своего развития.

Система среднего профессионального образования. Утверждена постановлением Правительства Республики Казахстан от 10 мая 2001 года №616 Программа информатизации учебных заведений начального и среднего профессионального образования Республики Казахстан». [1, с. 5]

1. Организация службы АСУ на предприятии

АСУ Экибастузской ГРЭС - 1 относится к АСУ верхнего уровня и предназначена для достижения высокой надёжности и качества управления оборудованием во всех режимах его работы для обеспечения выработки требуемого количества и качества электрической энергии при наилучшем использовании топлива и других ресурсов, выполнения условий безопасности и требований экологии.

Целью АСУ Экибастузской ГРЭС - 1:

- обеспечение высокой надёжности и экономичности работы оборудования путём автоматического и автоматизированного выполнения функций управления с высокой надёжностью и качеством;

- повышение долговечности оборудования путём автоматической оптимизации его режимов;

- максимальное использование располагаемой производительности (мощности) и манёвренности оборудования путём автоматизации поиска и использования имеющихся резервов;

- рациональное распределение нагрузок и других располагаемых ресурсов между агрегатами путём автоматической оптимизации режимов;

- обеспечение высокого качества управления и комфортных условий труда путём эффективной обработки и предоставлении информации персоналу и приёма его команд и запросов;

- защита технологического объекта управления и его агрегатов путём останова или снижения нагрузки при угрозе аварии;

- обеспечение надёжности управления и снижение трудозатрат на эксплуатацию путём автоматической диагностики оборудования АСУ, блокирования недостоверной информации и ошибочных воздействий персонала и конфигурации схем при отказах программно - технических средств;

- снижение затрат на ремонты и обслуживание путём автоматического диагностирования технологического оборудования и расчёта ресурсов его работы;

- обеспечение экологических норм и требований.

Основными способами управления являются автоматический и автоматизированный. В тоже время обеспечение управления по месту всеми исполнительными органами. Предусмотрен минимальный набор дублирующих (резервных) традиционных технических средств контроля и управления высокой надёжности для обеспечения останова ТОУ или его не продолжительной работы в базовом режиме при отказе средства АСУ.

В АСУ предусмотрены: контроль достоверности информации, правильности выполнения функций, диагностирование технических и программных средств, защита от ошибочных воздействий персонала и несанкционированного вмешательства, диагностирование технологического оборудования.

Программно-технический комплекс АСУ строится на распределённых микропроцессорных средствах, объединенных цифровыми шинами. Такой комплекс представляет собой вычислительную сеть, в которой с помощью двухсторонней интерфейсной связи могут быть подключены высокопроизводительные ЭВМ, а так же АСУ других уровней или других технологических объектов управления, и которая на следующем этапе автоматизации позволяет создать интегрированную АСУ ТЭС. Решение оперативных задач (первичная обработка и представление оперативной информации, автоматическое управление и регулирование, технологические защиты и др.) производится в этой системе на микропроцессорной технике; решение расчётно - оптимизационных задач (обработка и представление статической и ретроспективной информации, ведение оперативной документации - ведомостей, протоколов) производится на ЭВМ. Микропроцессорные средства, а так же банки данных распределены территориально, обработка оперативной информации производится на микропроцессорах параллельно, функции АСУ распределены между микропроцессорами. Указанное построение программно - технического комплекса в наибольшей мере позволяет реализовать присущие АСУ принципы: повышения экономической эффективности, общего упорядочения, соответствия, единообразия.

Применение микропроцессоров и локальных сетей передачи данных облегчает унификацию программно - технических средств системы, обеспечивает модульность их построения, что делает возможным широкое применение систем автоматического проектирования. Реализация всех информационных, управляющих, обеспечивающих функций производится программным путём, путём конфигурирования схем из типовых программных модулей и связей между ними.

Основными средствами отображения информации, автоматизированного управления и оперативного обслуживания являются цветные дисплеи и связанные с ними функциональные клавиатуры. Для программирования функций управления и регулирования представление оперативной информации используется инженерный язык. Только выполнение АСУ на мировом научно - техническом уровне или близком к мировому гарантирует достижение наивысших эксплуатационных и экономических показателей. При этом можно достичь:

- повышения коэффициента готовности ТЭС;

- повышения точности выполнения диспетчерского графика нагрузок;

- облегчение работы персонала (повышение безопасности труда, создание комфортных условий для работы, улучшение организации труда);

- увеличение долговечности оборудования;

- уменьшения затрат на эксплуатацию автоматизированного технологического комплекса;

- сокращения числа ошибок оперативного персонала;

- улучшения экологических показателей окружающей среды;

- сокращение сроков и освоение АСУ.

2. Структура и функции службы АСУ

В зависимости от объекта воздействия функции АСУ подразделяется на следующие виды:

- управляющие функции, объектом воздействия которых является текущий технологический процесс;

- информационные функции, объектом воздействия которых является персонал;

- вспомогательные функции, обеспечивающие работоспособность АСУ, объектом воздействия которых является программно - технические средства.

Все функции осуществляются в следующих режимах управления:

- автоматическом, то есть выполнятся средствами ПТК без участия персонала;

- автоматизированном, в котором функции выполняются совместно человеком и техническими средствами;

- ручном, в котором функции выполняются персоналом по месту расположения технических средств без использования дистанционных средств ПТК.

Все функции АСУ в зависимости от уровней надёжности и сложности алгоритмов можно сгруппировать в три группы:

- противоаварийные (экстренные) функции, которые связаны с действиями АСУ в предаварийных и аварийных ситуациях (реализуется группой противоаварийных подсистем АСУ). Надёжность выполнения этих функций должна быть самой высокой, а их алгоритмы функционирования - достаточно просты по сравнению с другими функциями. Эти функции выполняются автоматически, обладают приоритетом перед всеми функциями и при их выполнении не допускается вмешательство оперативного технологического персонала (кроме запуска команды на исполнение);

- оперативные функции, которые связаны с текущим управлением (сбор, обработка и представление оперативной информации, необходимой для управления как оператору - технологу, так и автоматическим системам), все управляющие функции подсистем функционального управления, диагностические функции в пределах данной системы и др., реализуются группой оперативных подсистем. Требования к надёжности выполнения этих функций ниже, чем к выполнению противоаварийных функций, при их выполнении допускаются кратковременные отказы и вмешательства оперативного технологического персонала. Здесь более важное значение имеет высокая готовность выполнения за счёт самодиагностики и быстрого устранения отказов. Алгоритмы реализации оперативных функций более сложны, чем аварийных. Увеличение сложности диктуется необходимостью повышения качества управления;

неоперативные функции, которые не связанны жёстко с реальным временем протекания технологических процессов (накопления, хранения, обработка, передача и представления статической и ретроспективной информации, расчёт технико - экономических и других обобщённых показателей распечатки информации по запросам оперативного и административного - технического персонала и т.д., реализуются группой неоперативных подсистем). Требования к надёжности выполнения этих функции ещё ниже чем к выполнению оперативных функций» однако алгоритмическая сложность значительно выше.

Классификация функций на аварийные, оперативные и неоперативные не предусматривается какими-либо регламентирующими документами, однако такое деление полезно и естественно ввиду разных требований к надёжности и сложности их выполнения, что является определяющим при выборе программно-технических средств для реализации соответствующих им подсистем.

Управление ТОУ осуществляется средствами АСУ в соответствии с сформулированными целями и критериями во всех технологических режимах (нормальных в регулировочном диапазоне производительности, пусковых, плановых остановов, предаварийных, аварийных, специальных).

Управляющие функции, выполняемые в автоматическом режиме:

- всережимное регулирование всех непрерывных технологических процессов;

- аварийное отключение ТОУ или его агрегатов при повреждении оборудования или недопустимом отклонении параметров;

- экстренная разгрузка (нагружение) ТОУ с целью локализации аварии со скоростью, обусловленной требованием удержания параметров в пределах аварийных ограничений;

- логическое управление оборудованием в составе ФГУ, которое реализует комплекс алгоритмов управления, в том числе;

- пуск или плановый останов ТОУ;

- плановое нагружение или разгрузка ТОУ или его агрегатов со скоростями, обусловленными требованием удержания его параметров в пределах технологических ограничений;

- переход на новый режим работы ТОУ при отключении или включении механизмов или агрегатов с удержанием нагрузки равной заданной или максимально близкой к заданной;

- аварийное включение резерва при отключении работающего механизма;

- ввод в работу и вывод из работы технологических защит по условиям режима ТОУ;

- ввод в работу и вывод из работы автоматического регулирования непрерывными технологическими процессами по условиям режима ТОУ;

- блокирование ошибочных команд и недостоверной информации.

Управляющие функции, выполняемые оперативным технологическим персоналом в автоматизированном режиме:

- подмена оперативным персоналом программно-технического комплекса в случае его отказа в выполнении функций автоматического режима

- выбор режима работы автоматических систем и выдача команд на автоматическое выполнение операций;

- выбор очерёдности работы механизмов для АВР;

- плановый ввод в работу и вывод из работы резервного оборудования;

- изменение заданий автоматическим регуляторам с целью оптимизации технологического процесса;

- воздействие на технологический процесс в предаварийных и специальных режимах;

- поддержание нерегулируемых параметров в пределах ограничений;

- выполнение послеаварийных и послеостановочных операций в соответствии с инструкциями.

Функции ручного управления:

– выполнение неавтоматизированных предпусковых операций по месту с управлением неэлектрифицированной арматурой;

– вывод оборудования из работы и из послеаварийных состояний с выполнением неавтоматизированных операций по месту;

– управление приводами по месту при отказе каналов дистанционного управления.

Оперативные информационные функции, выполняемые автоматически (по инициативе системы) в темпе протекания технологического процесса:

– сбор и первичная обработка информации о технологическом процессе и технологическом оборудовании, в том числе нормирование, аналого-цифровое преобразование, масштабирование, линеаризация, фильтрация;

– сбор информации о состоянии и работе исполнительных механизмов систем автоматического управления и технологических защит;

– автоматическое распознавание предаварийных и аварийных ситуаций, предаварийная и аварийная сигнализация, регистрация первопричин срабатывания защит и других аварийных событий;

– выдача совета при нарушениях режима о целесообразных действиях по его стабилизации (рекомендуемая функция);

– распознавание и сигнализация отказов функций управления;

– расшифровка аварийных и предупредительных сигналов на экран монитора;

– обмен информацией с другими АСУ ТЭС.

Информационные функции, выполняемые по запросам оперативного персонала:

– обработка и представление информации на дисплеях по совокупности запрошенных признаков в виде:

– стандартных видеограмм;

– диаграмм (гистограмм);

– графиков;

– таблиц;

– текстовых сообщений;

– выдача совета персоналу о целесообразных перемещениях снятых с «автомата» регулирующих органов для ответственных контуров регулирования;

– определение готовности технологического оборудования, схемы управления, электропитания и арматуры к пуску;

– определение располагаемого диапазона по производительности оборудования и текущих резервов по увеличению или уменьшению производительности;

– выдача совета персоналу о целесообразных действиях в сложившейся ситуации по стабилизации и оптимизации режима;

– прогнозирование хода технологического процесса с указанием ожидаемого времени достижения заданных показателей.

Информационные неоперативные функции, выполняемые автоматически:

– ведение оперативной документации, в том числе журналов, рапортов, протоколов;

– накопление и хранение ретроспективной информации о ходе технологического процесса и событиях в АТК, включая действия персонала;

– расчёт и хранение статистических данных;

– расчёт и хранение технико-экономических показателей;

– диагностика технологического оборудования, в том числе состояния поверхностей нагрева котла, проточной части турбины; вибродиагностика вращающего оборудования, определение ресурса работы тепломеханического и электрического оборудования;

– моделирование прогрева турбины и паропроводов.

Функции, обеспечивающие работоспособность АСУ, выполняемые автоматически:

– диагностика состояния технических средств управления, в том числе исправности измерительных и исполнительных каналов;

– проверка достоверности информационных сигналов;

– проверка исполнения управляющих воздействий, сформированных автоматически;

– проверка цепей и опробование схем технологических защит и блокировок;

– автоматическое тестирование программных средств;

– автоматическое блокирование отказавших программных и технических средств и недостоверной информации;

– автоматическое восстановление отказавших функций путём подключения резервных средств, расчётных (моделирующих) сигналов или посредством других способов реконфигурации схем;

– сигнализация на пост обслуживания при отказе программно-технических средств с указанием устройства, места, времени и вида отказа;

– сигнализация на пост оперативного управления при отказе автоматической функции с указанием вида функции;

– регистрация отказов программно-технических средств и действий по устранению отказов;

– безударное восстановление автоматических функций при замене или установке исправных программно-технических средств.

Функции, обеспечивающие работоспособность АСУ ТП, выполняемые операторами-технологами:

– контроль за исполнением дистанционных управляющих воздействий;

– распознавание отказов информационных и управляющих функций, не выявленных автоматически;

– переключение отказавших функций на дистанционное управление.

– Функции, обеспечивающие работоспособность АСУ, выполняемые оперативно-техническим персоналом:

– проверка правильности функционирования программно-технических средств и выявление неисправностей, не опознанных автоматически (выявление неисправности в этом случае может производиться по косвенным признакам, путём специальных измерений или испытаний);

– отключение отказавших технических средств и переключение на резервные или осуществление другой реконфигурации схем, если данные действия не осуществляются автоматически;

– регистрация неисправностей неопознанных автоматически;

– корректировка настроек схем управления и регулирования в регламентируемых пределах;

– замена отказавших программно-технических средств;

– опробование технологических защит, измерений, сигнализации исполнительных каналов;

– установка запретов или разрешений прохождения информации по каналам измерения и сигнализации;

– обмен информацией с оператором-технологом об отказах, приводящих или способных привести к отказам функций управления, и об их устранении.

Функциональную структуру АСУ образует набор и взаимодействие функциональных подсистем.

По отношению к уровню требований по надёжности, сложности алгоритмов и режимам работы, в соответствии с принятой классификацией все функциональные подсистемы также можно объединить в следующие группы:

– группа аварийных подсистем, которые функционируют при угрозе возникновения или при возникновении аварий, а в остальное время находятся в стерегущем режиме;

– группа оперативных подсистем, которые функционируют постоянно или в предусмотренных нормальных или переходных режимах и связаны с текущими процессами управления в реальном времени;

– группа неоперативных подсистем, которые не связаны жёстко с реальным временем и задействованы преимущественно в неоперативных циклах управления планированием, обслуживанием, ремонтами, кадрами и т.д.

К группе аварийных подсистем относятся:

– технологические защиты, осуществляющие экстренное отключение оборудования в аварийных ситуациях;

– система противоаварийной разгрузки оборудования при энергосистемных авариях;

– технологические блокировки, предотвращающие действия, которые могут привести к возникновению аварий;

– средства аварийного интерфейса персонала с ПТК, в том числе ключи и кнопки аварийного отключения оборудования, аварийная сигнализация.

К группе оперативных подсистем относятся:

– подсистема сбора и первичной обработки информации;

– подсистема функционально-группового управления (она объединяет логическое управление, автоматическое регулирование, технологические защиты и блокировки, автоматическое включение резерва);

– подсистема оперативного управления и наблюдения, включая оперативный персонал и средства оперативного интерфейса (обработки и представления информации, приёма и передачи команд, дистанционное управление);

– подсистема автоматической диагностики и реконфигурации

– ПТК;

– подсистема оперативного обслуживания ПТК, включая оперативно-технический персонал и средства его интерфейса;

– подсистема исполнения управляющих воздействий.

К группе неоперативных подсистем относятся:

– подсистема структурирования (программирования) ПТК;

– подсистема диагностики технологического оборудования;

– подсистема расчёта, хранения и представления технических и экономических показателей (эти показатели могут частично использоваться для оперативного контроля);

– подсистема формирования экспертных оценок и советов персоналу;

– подсистема моделирования и тренажа;

– подсистема метрологического контроля.

2.1 Отдел программного обеспечения и информации

управление программный сеть предприятие

2.1.1 Определение основных понятий программирования

Отдел программного обеспечения и информации используется на следующих понятиях основных понятиях программирования:

– алгоритм, структура программы, операторы языка программирования.

Алгоритм - описание последовательности действий (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов.

Алгоритмизация - процесс разработки алгоритма (плана действий) для решения задачи.

Свойства алгоритма.

Эти примеры не что иное, как алгоритм. Несмотря на значительное различие в сути самих действий этих примеров, можно найти в них много общего. Эти общие характеристики называют свойствами алгоритма. Рассмотрим их.

Дискретность (от лат. discretus - разделенный, прерывистый) - это разбиение алгоритма на ряд отдельных законченных действий (шагов). В приведенных выше алгоритмах общим является необходимость строгого соблюдения последовательности выполнения действий. Попробуем переставить в первом примере второе и третье действия. Вы, конечно, сможете выполнить и этот алгоритм, но дверь вряд ли откроется. А если поменять местами, предположим, пятое и второе действия во втором примере, алгоритм станет невыполнимым.

Детерминированность (от лат. determinate - определенность, точность) - любое действие алгоритма должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае.

Существует 4 вида алгоритмов: линейный, циклический, разветвляющийся, вспомогательный.

Линейный (последовательный) алгоритм - описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке.

Линейными являются алгоритмы отпирания дверей, заваривания чая, приготовления одного бутерброда. Линейный алгоритм применяется при вычислении арифметического выражения, если в нем используются только действия сложения и вычитания.

Циклический алгоритм - описание действий, которые должны повторяться указанное число раз или пока не выполнено заданное условие. Перечень повторяющихся действий называется телом цикла.

Многие процессы в окружающем мире основаны на многократном повторении одной и той же последовательности действий. Каждый год наступают весна, лето, осень и зима. Жизнь растений в течение года проходит одни и те же циклы. Подсчитывая число полных поворотов минутной или часовой стрелки, человек измеряет время.

Условие - выражение, находящееся между словом «если» и словом «то» и принимающее значение «истина» или «ложь».

Разветвляющийся алгоритм - алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий.

В общем случае схема разветвляющего алгоритма будет выглядеть так: «если условие, то…, иначе…». Такое представление алгоритма получило название полной формы.

Неполная форма, в которой действия пропускаются: «если условие, то…».

Вспомогательный алгоритм - алгоритм, который можно использовать в других алгоритмах, указав только его имя.

Структура программы.

program Имя_Программы;

uses Список используемых библиотек (модулей);

Label список меток в основном блоке программы;

Const Определение констант;

Type Описание типов;

Var Определение глобальных переменных программы;

описание процедур;

описание функций;

Begin Основной блок программы (операторы) end.

Таким образом, программа содержит два раздела: (I) раздел описаний (блоки Uses, Label, Const, Type, Var, а также описание процедур и функций) и (II) исполняемую часть (основной блок). Раздел описаний, в принципе, не является обязательным и может вовсе отсутствовать. Заголовок программы, начинающийся с ключевого слова program, выполняет исключительно декоративную функцию, и поэтому также может отсутствовать.

Самая короткая «программа» на языке Турбо Паскаль выглядит следующим образом: Begin end.

Она ничего не делает, но работает!

Директива Uses подключает библиотечные модули из стандартного набора Турбо Паскаля или написанные программистом. У дерективы Uses есть свое четко определенное место: если она присутствует, то должна находится перед прочими разделами описаний. Кроме этого, слово uses может появиться в программе только один раз. Список модулей дается через запятую, например:

Uses crt, dos, Graph, My_Unit;

Блок описания меток label содержит перечисленные через запятую метки переходов. Блоков label может быть сколько угодно и располагаться они могут где угодно в пределах раздела описаний. Метки могут обозначаться целым числом в диапазоне от 0 до 9999 или символьными конструкциями длинной не более 63 символов, например

Label 1, 12, Start, Finish, m1, m2;

Блок объявления констант const так же, как блок label может располагаться в любом месте раздела описаний. Таких блоков может быть несколько или может не быть вообще. В них размещают определения констант различных видов.

Необязательный, как и все предыдущие, блок описания типов type содержит определения вводимых программистом новых типов. В этом блоке могут быть использованы константы из блока const. Если это так, то блок type может быть расположен где угодно, но не выше соответствующего блока const.

Раздел описания глобальных переменных var формально тоже не обязателен и может отсутствовать. Реально же он, конечно, объявляется и содержит список глобальных переменных программы и их типы. Блоков var может быть сколько угодно.

Основной блок - это собственно программа, использующая все, что было описано и объявлено выше. Он обязательно начинается словом begin и заканчивается словом end с точкой. Любой текст после завершающей точки игнорируется компилятором.

Язык Турбо Паскаль предоставляет гораздо большую гибкость в организации текста программы, чем ansi-стандарт языка. Программа на языке Турбо Паскаль может иметь, например, такую структуру:

program Большая_Программа;

Uses Список используемых библиотек (модулей);

Const Константы и переменные для var выполнения математических расчетов; Определение процедур и функция для математических расчетов;

Const описание констант, типов и Type переменных необходимых для графического var представления расчетов;

Определение процедур и функция для построения графиков;

Label Метки, const константы, Type типы и переменные, используемые
Var в основном блоке программы;

Begin Основной блок программы (операторы) End.

Операторы языка программирования.

Основная часть программы на языке Delphi представляет собой последовательность операторов, выполняющих некоторое действие над данными, объявленными в секции описания данных. Операторы выполняются строго последовательно в том порядке, в котором они записаны в тексте программы и отделяются один от другого точкой с запятой.

Все операторы принято в зависимости от их назначения разделять на две группы: простые и структурные. Простые операторы не содержат в себе никаких других операторов. К ним относятся операторы присваивания, вызова процедуры и безусловного перехода. Структурные операторы содержат в себе простые или другие структурные операторы и подразделяются на составной оператор, условные операторы и операторы повтора.

2.1.2 Процесс программирования, понятие жизненный цикл программного средства

Понятия процесса программирования качественно изменились. Производство программ приобрело массовый характер, существенно увеличились их объем и сложность. Разработка программных комплексов потребовала значительных усилий больших коллективов специалистов. Программы перестали быть только вычислительными и начали выполнять важнейшие функции по управлению и обработке информации в различных отраслях. Развитие и применение технологий проектирования комплексов программ приводит к необходимости измерения и сравнения их эффективности прежде всего по степени влияния на качество программного продукта. Обеспечение высокого качества сложных комплексов программ связано со значительными затратами труда разработчиков. Затраты на создание программ быстро увеличиваются при возрастании требований, причем для сложных комплексов весьма сложно достичь высокого качества функционирования, и после обеспечения общей работоспособности могут понадобится годы труда для получения необходимых показателей качества. Поэтому уже сегодня требуются методы и средства, которые позволили бы заметно повысить качество программ при относительно невысоких затратах труда. [3, с. 16]

Под жизненным циклом программного средства (ПС) понимают весь период его разработки и эксплуатации (использования), начиная от момента возникновения замысла ПС и кончая прекращением всех видов его использования. Жизненный цикл включает все процессы создания и использования ПС (software process).

Стадия разработки (development) ПС состоит из этапа его внешнего описания, этапа конструирования ПС, этапа кодирования (программирование в узком смысле) ПС и этапа аттестации ПС. Всем этим этапам сопутствуют процессы документирования и управление (management) разработкой ПС. Этапы конструирования и кодирования часто перекрываются, иногда довольно сильно. Это означает, что кодирование некоторых частей программного средства может быть начато до завершения этапа конструирования.

Внешнее описание (Requirements document) ПС является описанием его поведения с точки зрения внешнего по отношению к нему наблюдателю с фиксацией требований относительно его качества. Внешнее описание ПС начинается с определения требований к ПС со стороны пользователей (заказчика).

Конструирование (design) ПС охватывает процессы: разработку архитектуры ПС, разработку структур программ ПС и их детальную спецификацию.

Кодирование (coding) - создание текстов программ на языках программирования, их отладку с тестированием ПС.

На этапе аттестации ПС производится оценка качества ПС, после успешного завершения, которого разработка ПС считается законченной.

Программное изделие (ПИ) - экземпляр или копия, снятая с разработанного ПС.

Изготовление ПИ - это процесс генерации и / или воспроизведения (снятия копии) программ и программных документов ПС с целью их поставки пользователю для применения по назначению. Производство ПИ - это совокупность работ по обеспечению изготовления требуемого количества ПИ в установленные сроки. Стадия производства ПС в жизненном цикле ПС является, по существу, вырожденной (несущественной), так как представляет рутинную работу, которая может быть выполнена автоматически и без ошибок. Этим она принципиально отличается от стадии производства различной техники. В связи с этим в литературе эту стадию, как правило, не включают в жизненный цикл ПС.

Стадия эксплуатации ПС охватывает процессы хранения, внедрения и сопровождения ПС, а также транспортировки и применения (operation) ПИ по своему назначению. Она состоит из двух параллельно проходящих фаз: фазы применения ПС и фазы сопровождения ПС [4, 5].

Применение (operation) ПС - это использование ПС для решения практических задач на компьютере путем выполнения ее программ.

Сопровождение (maintenance) ПС - это процесс сбора информации о его качестве в эксплуатации, устранения обнаруженных в нем ошибок, его доработки и модификации, а также извещения пользователей о внесенных в него изменениях.

Каждое ПС должно выполнять определенные функции, т.е. делать то, что задумано. Хорошее ПС должно обладать еще целым рядом свойств, позволяющим успешно его использовать в течении длительного периода, т.е. обладать определенным качеством. Качество ПС - это совокупность его черт и характеристик, которые влияют на его способность удовлетворять заданные потребности пользователей. Это не означает, что разные ПС должны обладать одной и той же совокупностью таких свойств в их высшей возможной степени. Этому препятствует тот факт, что повышение качества ПС по одному из таких свойств часто может быть достигнуто лишь ценой изменения стоимости, сроков завершения разработки и снижения качества этого ПС по другим его свойствам. Качество ПС является удовлетворительным, когда оно обладает указанными свойствами в такой степени, чтобы гарантировать успешное его использование.

Совокупность свойств ПС, которая образует удовлетворительное для пользователя качество ПС, зависит от условий и характера эксплуатации этого ПС, т.е. от позиции, с которой должно рассматриваться качество этого ПС. Поэтому при описании качества ПС должны быть, прежде всего, фиксированы критерии отбора требуемых свойств ПС. В настоящее время критериями качества ПС принято считать:

– функциональность;

– надёжность;

– лёгкость применения;

– эффективность;

– сопровождаемость;

– мобильность.

Функциональность - это способность ПС выполнять набор функций, удовлетворяющих заданным или подразумеваемым потребностям пользователей. Набор указанных функций определяется во внешнем описании ПС.

Надежность подробно обсуждалась в первой лекции.

Лёгкость применения - это характеристики ПС, которые позволяют минимизировать усилия пользователя по подготовке исходных данных, применению ПС и оценке полученных результатов, а также вызывать положительные эмоции определённого или подразумеваемого пользователя.

Эффективность - это отношение уровня услуг, предоставляемых ПС пользователю при заданных условиях, к объему используемых ресурсов.

Сопровождаемость - это характеристики ПС, которые позволяют минимизировать усилия по внесению изменений для устранения в нём ошибок и по его модификации в соответствии с изменяющимися потребностями пользователей.

Мобильность - это способность ПС быть перенесенным из одной среды (окружения) в другую, в частности, с одной ЭВМ на другую.

Функциональность и надёжность являются обязательными критериями качества ПС, причём обеспечение надёжности будет красной нитью проходить по всем этапам и процессам разработки ПС. Остальные критерии используются в зависимости от потребностей пользователей в соответствии с требованиями к ПС их обеспечение будет обсуждаться в подходящих разделах курса.

Обеспечение надёжности - основной мотив разработки программных средств.

Рассмотрим теперь общие принципы обеспечения надёжности ПС, что, как мы уже подчёркивали, является основным мотивом разработки ПС, задающим специфическую окраску всем технологическим процессам разработки ПС. В технике известны четыре подхода обеспечению надёжности:

– предупреждение ошибок;

– самообнаружение ошибок;

– самоисправление ошибок;

– обеспечение устойчивости к ошибкам.

Целью подхода предупреждения ошибок - не допустить ошибок в готовых продуктах, в нашем случае - в ПС. Проведенное рассмотрение природы ошибок при разработке ПС позволяет для достижения этой цели сконцентрировать внимание на следующих вопросах:

– борьбе со сложностью;

– обеспечении точности перевода;

– преодоления барьера между пользователем и разработчиком;

– обеспечения контроля принимаемых решений. [1, с. 5]

2.2 Отдел автоматизации

2.2.1 Понятие программного обеспечения

Программное обеспечение (ПО) - совокупность программ обработки данных и необходимых для их эксплуатации документов. Таким образом, задача означает проблему, подлежащую реализации с использованием средств информационных технологий, а приложение - реализованное на компьютере решение по задаче. Приложение, являясь синонимом слова «программа», считается более удачным термином и широко используется. Существует большое число разнообразных классификаций задач. С позиций специфики разработки и вида программного обеспечения различают два класса задач:

– технологические задачи ставятся и решаются при организации технологического процесса обработки информации на компьютере (технологические задачи являются основой для разработки сервисных средств программного обеспечения в виде утилит, сервисных программ и др.).

– функциональные задачи требуют решения при реализации функций управления в рамках информационных систем предметных областей. Например, управление деятельностью торгового предприятия, планирование выпуска продукции, управление перевозкой грузов и т.п.

2.2.2 Определение и основные компоненты ОС

Операционная система - это целый комплекс управляющих программ, выступающих в качестве интерфейса между компонентами персонального компьютера и обеспечивающих эффективное использование ресурсов ЭВМ. Операционная система обеспечивает взаимосвязь и управление всеми элементами компьютера и выполняемыми программами. Загрузка операционной системы производится при включении компьютера. Управление операционной системой осуществляется с помощью специальной системы команд, задаваемых пользователем. Без операционной системы компьютер вообще не может функционировать и представляет собой не более чем совокупность электронных устройств. Операционная система может размещаться в постоянной памяти компьютера или загружается в оперативную память с диска при включении компьютера. Операционные системы, загружаемые с дисков, называются дисковыми операционными системами (DOS - Disk Operating System). К ним относятся MS DOS, Windows, Unix, OS/2. В любой операционной системе можно выделить 4 основные части: ядро, файловую структуру, интерпретатор команд пользователя и утилиты. Ядро - это основная, определяющая часть операционной системы, которая управляет аппаратными средствами и выполнением программ. Файловая структура - это система хранения файлов на запоминающих устройствах. Интерпретатор команд или оболочка - это программа, организующая взаимодействие пользователя с компьютером. И, наконец, утилиты - это просто отдельные программы, которые, вообще говоря, ничем принципиально не отличаются от других программ, запускаемых пользователем, разве только своим основным назначением - они выполняют служебные функции. Функции операционной системы в значительной степени зависят от режима работы компьютера, состава и конфигурации аппаратных средств. Основные функции следующие:

– обеспечение диалога между пользователем и компьютером;

– распределение ресурсов компьютера между пользователями;

– поддержка режима коллективного использования компьютера;

– обеспечение эффективного взаимодействия процессора и устройств ввода-вывода; поддержка файловой системы хранения информации на носителях;

– защита и восстановление информации и вычислительного процесса в случае ошибочных действий пользователя и в аварийных ситуациях.

Операционная система сложна и занимает большой объем памяти. Обычно в оперативной памяти ЭВМ находятся только те части операционной системы, с которыми в данный момент работают процессоры. Программы и их части, находящиеся в оперативной памяти, называются резидентными программами. Остальные программы располагаются во внешней памяти. С операционной системой взаимодействуют драйверы - это комплексы программ, выполняющие интерфейсные и управляющие функции. Приложениями любой операционной системы являются программы, предназначенные для работы под управлением этой операционной системы.

Требования к операционной системе

– совместимость - означает, что операционная система должна включать средства для выполнения приложений (программ), подготовленных для других операционных систем;

– переносимость - означает обеспечение возможности переноса операционной системы с одной аппаратной платформы на другую;

– надежность и отказоустойчивость предполагает защиту операционной системы от внутренних и внешних ошибок, сбоев и отказов;

– безопасность - означает, что операционная система должна содержать средства защиты ресурсов одних пользователей от других, должна обеспечивать удобство внесения последующих изменений и дополнений;

– производительность - означает, что операционная система должна обладать достаточным быстродействием. Операционная система Windows - это современная и наиболее совершенная операционная система, хранится во внешней памяти компьютера, постоянно развивается и совершенствуется.

2.3 Сетевая структура предприятия. Обзор технического обеспечения ПК

Схема компьютерной сети ТОО «Экибастузская ГРЭС-1».Полная схема построения структурированной кабельной системы (СКС) на объекте ЭГРЭС-1 на волоконно-оптических линиях связи, приведена в Приложении.

На представленной схеме изображена старая структура сети. Пунктиром показаны оптические линии связи. Модернизация сети не затронула оптическую сеть. Существенные изменения внесены в схему Инженерно-бытового корпуса. Ранее использовалось последовательное подключение коммутаторов, топология «общая шина». На схеме это изображено сплошной жирной чертой.

На СКС Ethernet-видеокамеры соединяются с поставляемым коммутатором. Разделение производится по подсетям - общая сеть в одной подсети, либо подсетях (если будет разбивка на более мелкие подсети), а сеть с видеокамерами - в другой подсети. Это реализуется для того, чтобы по двум каналам шла разная информация: по одному данные - данные, по второму - видеотрафик. Достигается это через настройку двух каналов в технологию Etherchannel. Таким образом, из двух каналов получаем один логический канал. Пропускная способность достигает до 2 Гбит/с.

Также на предприятии ТОО «ЭГРЭС-1» существует сеть Wi-Fi, которая осуществляет свое вещание по беспроводной технологии Ethernet. В основном по этой сети идет раздача Интернета «гостям». Но самая главная функция работы данной сети заключается в том, чтобы руководство предприятия могли беспрепятственно пользоваться папками общего доступа и корпоративной почтой, без ограничений длины кабеля и своим местоположением.

Модернизация локальной сети ТОО «Экибастузская ГРЭС-1»

На предприятии «ТОО Экибастузская ГРЭС-1» существует локальная сеть имеющая топологию типа «Звезда», включающая в себя, как и оптоволоконные линии связи, так и Ethernet-сеть. По оптоволоконной сети объединяются большим образом далеко находящиеся объекты локализации, также по данной сети идет запись видеонаблюдения. Использующиеся коммутаторы типа Cisco Catalyst (см. Рисунок 1.3) и обычные коммутаторы, со скоростью 1 Гб/с к каждой рабочей станции в сети, позволяют принимать сигналы, как и оптики, так и сети Ethernet.

Коммутаторы типа Cisco имеют интерфейс подключения и, тем самым, позволяют себя настраивать так, как нужно системному администратору, пример программного кода приведен ниже. Основой всей вычислительной сети было использовано оборудование Cisco, потому что это надежность, безопасность, гибкость настроек и полный контроль, мониторинг на каждом порту оборудования, а для соединения небольших сегментов сети использовались обычные коммутаторы.

На предприятии ТОО «ЭГРЭС-1» Cisco-коммутаторы настроены таким образом, что запись видеонаблюдения можно посмотреть в режиме «реального времени», просто подключившись к ней по IP-адресу видео камеры, Рисунок 1.6. Количество камер, находящихся на предприятии, составляет 150 шт. Диапазон IP-адресов, выделенных под видео, отделили в сеть VLAN.

Все оборудование, такое как Cisco-коммутаторы и сервера, оборудовано и размещено в коммутационных шкафах (Рисунок 1.4) в специально отведенном помещении - серверной. Доступ в серверную комнату осуществляется по карт-ключу. Серверная оснащена кондиционерами для поддержания постоянной температуры, т.к. все находящееся в шкафах за короткое время нагревает воздух, отчего начинаются различные сбои во всей сети.

Все рабочие станции, подключенные к сети, электропитание получают от отдельно выделенной электрической сети. Источник бесперебойного питания ИБП, также расположенный в помещении серверной, имеет мощность 1000 Вт и способен поддерживать автономное питание в течении 2-х часов. Включение посторонних приборов энергопотребления в эту электрическую цепь, категорически запрещено.

На предприятии используется сеть с доменами. Сервер Active Directory контролирует компьютеры в сети, а также учетные записи пользователей. Для предупреждения «падения» сервера, существует его back-up, который полностью копирует настройки и политики домена, но не работает как основной. В случае если основной сервер выходит из строя, можно переключить работу и контроль домена на резерв до тех пор, пока не будет устранена неполадка или восстановление.

Также на предприятии существует корпоративная почта, для обеспечения которой «поднят» сервер Exchange, который тоже контролирует всех пользователей почты и общие папки: «Новости», «Безопасность», «Всем подразделениям» и др. Для удобства пользованием корпоративной почтой вне рабочей зоны, запущена служба Web Access, с помощью которой можно зайти в почту просто имея доступ к сети Internet. Аналогично серверу Active Directory для сервера Exchange существует его back-up.

Идея модернизации состоит в том, чтобы объединить сервера Active Directory и Exchange в один. Тем самым создается удобство для пользователей, т.к. на сервере Active Directory используется одна учетная запись, а на сервере Exchange - другая. Таким образом, пользователю не приходится запоминать обе учетные записи и, соответственно, пароли к ним. Для одного сервера достаточно одной учетной записи.

Но самая главная идея данной модернизации состоит не том, чтобы создать удобство пользователю, а в том, что освобождается две серверные машины, которые можно использовать в других целях, например, для архива видеонаблюдения или папок общего доступа «Public», «Производство» и «Личные архивы». Поскольку эти папки общего доступа уже существуют, можно с помощью освободившихся серверных машин увеличить квоту на объем размещаемых данных.

Данное предложение модернизации принято и в данный момент осуществляется «переезд» пользователей и их прав. Имена компьютеров в сети тоже было решено изменить не на фамилию пользователя, а на специальные буквенные обозначения, которые включают в себя порядковый номер рабочей станции, ее физическое расположение (здание, этаж), модель компьютера и его функция (сервер, рабочая станция), например 014-STZ3-D310W или 001-IBK4-H940S.

Другая идея модернизации заключается в том, чтобы обеспечить наиболее быстрый обмен данными. Это достигается тем, чтобы объединить разные топологии сетей. Основная топология также осталась «Звезда», но центральные коммутаторы, к которым подключены все сервера и рабочие станции, предложено объединить в «Звездно-кольцевую» топологию. Данное предложение рассмотрено и применено на практике, поскольку данное решение обеспечивает более высокую скорость передачи, исключает забивку портов пакетами. 7 коммутаторов объединены в одно целое устройство, что позволяет создать отказоустойчивую сеть. Благодаря введению этой модернизации скорость передачи между серверами и коммутаторами увеличилась с 1 Гбит/сек (физических) до 2-х (логических).

3. Основные требования безопасности для работников службы АСУ

Общие требования безопасности

Настоящая инструкция распространяется на персонал, эксплуатирующий средства вычислительной техники и периферийное оборудование. Инструкция содержит общие указания по безопасному применению электрооборудования в учреждении. Требования настоящей инструкции являются обязательными, отступления от нее не допускаются. К самостоятельной эксплуатации электроаппаратуры допускается только специально обученный персонал не моложе 18 лет, пригодный по состоянию здоровья и квалификации к выполнению указанных работ.

Требования безопасности перед началом работы.

Перед началом работы следует убедиться в исправности электропроводки, выключателей, штепсельных розеток, при помощи которых оборудование включается в сеть, наличии заземления компьютера, его работоспособности.

Требования безопасности во время работы.

Для снижения или предотвращения влияния опасных и вредных факторов необходимо соблюдать: санитарные правила и нормы, гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. Во избежание повреждения изоляции проводов и возникновения коротких замыканий не разрешается: вешать что-либо на провода, закрашивать и белить шнуры и провода, закладывать провода и шнуры за газовые и водопроводные трубы, за батареи отопительной системы, выдергивать штепсельную вилку из розетки за шнур, усилие должно быть приложено к корпусу вилки.

Для исключения поражения электрическим током запрещается: часто включать и выключать компьютер без необходимости, прикасаться к экрану и к тыльной стороне блоков компьютера, работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании мокрыми руками, работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании, имеющих нарушения целостности корпуса, нарушения изоляции проводов, неисправную индикацию включения питания, с признаками электрического напряжения на корпусе, класть на средства вычислительной техники и периферийном оборудовании посторонние предметы.

Запрещается под напряжением очищать от пыли и загрязнения электрооборудование.

Запрещается проверять работоспособность электрооборудования в неприспособленных для эксплуатации помещениях с токопроводящими полами, сырых, не позволяющих заземлить доступные металлические части.

Недопустимо под напряжением проводить ремонт средств вычислительной техники и периферийного оборудования. Ремонт электроаппаратуры производится только специалистами-техниками с соблюдением необходимых технических требований.

Во избежание поражения электрическим током, при пользовании электроприборами нельзя касаться одновременно каких-либо трубопроводов, батарей отопления, металлических конструкций, соединенных с землей.