Информационные системы управления

режим подписки: клиент сообщает серверу список тегов, значения которых сервер должен отправлять клиенту только в случае их изменения. Для того, чтобы шум данных не был принят за их изменение, вводится понятие "мертвой зоны", которая слегка превышает максимально возможный размах помехи;

Определение SCADA - системы

Под термином SCADA понимают:

1. Инструментальную программу или взаимосвязанный комплекс программ (программную платформу) для разработки программного обеспечения систем управления технологическим оборудованием (технологическими процессами) в реальном времени (АСУ ТП) и удаленного сбора данных (телемеханика);

2. Программно-технический комплекс (ПТК) систем управления технологическими процессами, предназначенный для сбора, обработки и анализа данных в режиме реального времени.

10. Перечислите основные задачи ПО контроллеров нижнего уровня.

Управление оборудованием и технологическим процессами

SCADA-системы "закрывают" цеховой уровень автоматизации, связанный, прежде всего, с получением и визуализацией информации от программируемых контроллеров, распределенных систем управления и т.п. Поставляемая на данный уровень информация недоступна на уровне управления производством. Поэтому важно отметить, что интегрированные со SCADA-пакетами MES-системы и обеспечивают информационный обмен между этими уровнями, тем самым резко повышая возможности реализации комплексного подхода к автоматизации промышленного предприятия в целом.

Основные задачи, решаемые SCADA-системами:

Обмен данными с УСО (устройства связи с объектом, т.е. с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени.

Обработка информации об управляемых процессах в реальном времени.

Отображение информации на экране монитора в понятной для человека форме (HMI сокр. от англ. HumanMachineInterface - человеко-машинный интерфейс).

Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.

Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями.

Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.

Осуществление сетевого взаимодействия между промышленными компьютерами и контроллерами локальных подсистем.

Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т.д.)

11. Выберите правильный вариант построения модели Клиент-Сервер на базе технологии ОРС (модель представлена на рисунке).

корпоративная информационная система автоматизированная

Самого рисунка нет, поэтому предположение, что правильный ответ такой.

12. Назовите правильно функциональные блоки обмена данными в структуре OPC-UA сервера (см рисунок).

Опять таки рисунка нет.

13. Какие функции выполняет стандарт OPC Batch?

Предоставляет функции шагового и рецептурного управления технологическим процессом.

14. Поддерживают ли СОМ-объекты принципы объектно-ориентированного программирования?

ДА (Модель COM оперирует объектами, очень похожими на объекты в объектно-ориентированных языках программирования типа C++.)

либо ответ: Стандарт воплощает в себе идеи полиморфизма и инкапсуляции объектно-ориентированного программирования. (есть фотка с теста там плохо видно варианты ответов)

15. Сколько СОМ-портов требуется одному ОРС-серверу для установки соединения с ОРС-клиентом?

На компьютере м. б. установлено несколько ОРС серверов, но тогда должно быть столько же СОМ портов, поскольку каждый ОРС сервер монопольно занимает СОМ порт компьютера.

Исходя из выше сказанного ответ 1.

16. В АСУ предприятия различают несколько уровней управления:

1) нижний уровень;

2) средний уровень;

3) уровень АСУ ТП;

4) уровень

АСУП.

Сопоставьте каждому уровню управления один из предложенных вариантов ответа.

· нижний уровень - полевые шины (fieldbus) и отдельные контроллеры;

· средний уровень - цеховые сети;

· уровень АСУ ТП - уровень работы систем типа SCADA;

· уровень АСУП - уровень приложений управления ресурсами предприятия.

17. Какие компоненты включает в себя нижний уровень многоуровневой модели SCADA-системы?

18. Пользователями какого уровня автоматизации являются работники финансово-хозяйственного управления (бухгалтерия, кадры, юристы и т.д.)?

ERP системы (EnterpriseResourcePlanning - управление ресурсами предприятия)

19. Задачей какого уровня автоматизации является: "принятие стратегических решений на основе анализа деятельности предприятия"?

OLAP (OnLine Analytical Processing) Оперативныйанализданных

20. Какие типы интерфейсов присутствуют в COM-модели?

В COM-модели различают следующие типы интерфейсов:

Интерфейс автоматизации (AutomationInterface)

Пользовательский интерфейс (CustomInterface)

21. Что из нижеперечисленного является основой для ОРС-протоколов?

Многие из OPC протоколов базируются на Windows-технологиях: OLE, ActiveX, COM/DCOM.

2.1 На какие категории делятся автоматизированные системы в зависимости от вида деятельности?

автоматизированные системы управления (АСУ)

автоматизированные системы научных исследований (АСНИ)

системы автоматизированного проектирования (САПР)

2.2 Какие из перечисленных признаков характеризуют сложные автоматизированные системы?

широко развитая архитектура;

иерархическая структура;

многоцелевой характер;

сложный алгоритм управления;

высокий уровень автоматизации;

большой состав персонала и/или пользователей;

значительные периоды времени создания и жизни системы.

2.3 Среди перечисленных типов систем отметьте СВС:

системы высокой надежности;

системы для высокопроизводительных вычислений;

многопоточные системы.

2.4 Что такое MISD-система?

MISD - MultipleInstructionSingleData

MISD - системы, в которых существует множественный поток команд и одиночный поток данных. В таких системах для увеличения скорости обработки команд и скорости выполнения арифметических операций может применяться конвейерная обработка данных конвейером процессоров МВС (многопроцессорная вычислительная система). Поэтапное (конвейерное) выполнение команд сложения, деления и т.п. над одним потоком данных.

2.5 Укажите, какие вычислительные системы представлены на рисунках:

2.6 Какие бывают ВС по степени централизации управления?

Система классификации вычислительных систем

1966 г.М. Флинн (Flynn)

1. SISD - Single Instruction Single Data

2. MISD - Multiple Instruction Single Data

3. SIMD - Single Instruction Multiple Data

4. MIMD - Multiple Instruction Multiple Data

2.7 Укажите, какие устройства показаны на картинке:

2.8 Какая система называется распределенной?

Распределенность (наилучшее согласование топологии системы управления)

Распределённость, как свойство системы, обеспечивает наилучшее согласование топологии системы управления с принципами организационно - технологического управления территориально и функционально распределённым объектом управления и исключает в системе циркуляцию избыточной информации при её параллельной и асинхронной обработке в реальном масштабе времени. При этом, наиболее рационально обеспечивается доступность для каждого потребителя предварительно подготовленной и отформатированной информации.

Распределённость, кроме того, позволяет наиболее конструктивно осуществить в системе различные формы избыточности, с целью обеспечения необходимого уровня надёжности.

2.9 Структура системы - это:

Структура системы - состав, порядок и принципы взаимодействия элементов системы, определяющие основные свойства системы. Если отдельные элементы системы разнесены по разным уровням и характеризуются внутренними связями, то говорят об иерархической структуре системы.

2.10. Выберите основные структурные методы, используемые для построения СВС:

Структурные методы построения СВС - многопроцессорность, распределенностьи распараллеливание.

2.11. Какая структура ВС изображена на рисунке?

2.12. Что характерно для сложным систем?

Сложная (большая) система [complicatedsystem] - автоматизированная система, представляющая собой совокупность конечного числа взаимосвязанных и объединенных общими целями функционирования подсистем.

К признакам сложной системы можно отнести следующие:

Ш широко развитая архитектура;

Ш иерархическая структура;

Ш многоцелевой характер;

Ш сложный алгоритм управления;

Ш высокий уровень автоматизации;

Ш большой состав персонала и/или пользователей;

Ш значительные периоды времени создания и жизни системы.

2.13. В централизованных системах:

Централизованные - все функции управления сосредоточены в одном элементе, в качестве которого используется одна из ЭВМ, называемая машиной-директором, или центральный процессор.

2.14. В какой архитектуре каждый процессор имеет доступ только к своей локальной памяти?

MPP (Massive Parallel Processing) - массивно-параллельнаяархитектура.

2.15. Какие недостатки свойственны многомашинным ВС с MPP (массивно-параллельная архитектура)?

Недостатки:

требуется специальная техника программирования для реализации обмена сообщениями между процессорами;

каждый процессор может использовать только ограниченный объем локального банка памяти.

2.16. Какое определение наиболее полно характеризует сложную (большую) систему - это:

Сложная (большая) система [complicatedsystem] - автоматизированная система, представляющая собой совокупность конечного числа взаимосвязанных и объединенных общими целями функционирования подсистем.

К признакам сложной системы можно отнести следующие:

Ш широко развитая архитектура;

Ш иерархическая структура;

Ш многоцелевой характер;

Ш сложный алгоритм управления;

Ш высокий уровень автоматизации;

Ш большой состав персонала и/или пользователей;

Ш значительные периоды времени создания и жизни системы.

3.1. Расставьте имена блоков алгоритма функционирования программного процесса:

имеет стадию запуска, начала, завершения и блокировки

3.2 Что является объектом управления ОСРВ:

— Объектом управления ОС СРВ является не прикладная программа, а процесс ее исполнения - программный процесс.

3.3 Сопоставьте:

3.4 Расставьте правильно имена блоков в архитектуре уровневой ОСРВ:

3.5 Расставьте в правильной последовательности возможные состояния потока некоторого процесса в ОСРВ в соответствии с рисунком.

3.6 Выберите методы диспетчеризации для потоков, имеющих разный приоритет

3. Приоритетная многозадачность,

4. Адаптивная многозадачность.

5. Вытесняющая приоритетная многозадачность.

3.7 Семафоры применяются, чтобы:

а) управлять доступом к разделяемым ресурсам;

б) сигнализировать наступление события;

в) позволять двум задачам синхронизировать их деятельность.

3.8 Семафоры бывают:

Есть два типа семафоров: двоичные и счётные. Как видно из названия, двоичный семафор может принимать только два значения - 0 или 1. Счётный семафор может принимать значения в диапазоне от 0 до 255, 65535 или 4294967295, в зависимости от того, семафор какой разрядности используется - 8, 16 или 32 бит соответственно. Это значение зависит от того, какое ядро используется. Также, наряду со значением семафора, ядру нужно хранить список задач, ждущих его доступности. Существуют три основные операции, которые можно производить с семафорами - это Инициализация INITIALIZE (или CREATE), Ожидание WAIT (или PEND) и Освобождение SIGNAL (или POST).

Начальное значение семафора задаётся при его создании. Список потоков, ожидающих данный семафор, исходно должен быть пуст.

3.9 Распределите системы реального времени по их типу.

· Системы жесткого реального времени;

· Системы мягкого реального времени;

3.10. Каковы основные требования к системам реального времени?

· СРВ должна быть исключительно надежной.

· СРВ должна быть экономически эффективной.

· СРВ должна оперативно реагировать на все изменения, происходящие с объектом управления.

· СРВ должна эффективно управлять работой разнообразных устройств, входящих в систему управления.

· возможность параллельного выполнения нескольких задач;

· предсказуемость времени отклика;

· важно максимальное (не среднее) время отклика на событие;

· особые требования в вопросах безопасности;

· возможность безотказной работы в течение длительного времени.

3.11. По каким процессам происходит активизация ОСРВ?

ОС СРВ управляет программными процессами запуская их циклически, подобно системе прерываний. Отличие - активизация ОС СРВ происходит как по внешним, так и по внутренним процессам. События происходят в произвольные моменты времени. ОС должна иметь возможность прерывать процесс, ожидающий события, чтобы системы могла быстро отреагировать на другие запросы, события, требующие обслуживания и возникающие в случайные моменты времени.

3.12. Перечислите функции ОСРВ:

· обеспечение бесконфликтного взаимодействия множества параллельных задач (процессов) с аппаратурой;

· бесконфликтное разделение общих ресурсов вычислительной системы (память, диски и т.п.);

· обеспечение безопасной передачи данных между процессами в защищённых адресных пространствах;

· обеспечение стандартных средств доступа к ресурсам;

· обеспечение стандартных телекоммуникаций и сетевой поддержки;

· поддержка службы времени (системных и сетевых таймеров);

· создание вычислительной среды повышенной надёжности.

3.13. Какие вы знаете виды архитектур ОСРВ?

Монолитная;

Уровневая;

Клиент-сервер;

Объектно-ориентированная.

3.14. Какую архитектуру целесообразно использовать для сложных распределенных многоуровневых ОСРВ?

Ответ: Объектно-ориентированная ОСРВ

3.15. Какую операцию должен выполнить поток, желающий обладать семафором?

Ответ: Операцию WAIT

3.16. Какие средства защиты от инверсии приоритетов вы знаете?

Ответ: Защита от инверсии приоритетов:

• Наследование приоритетов - наследование низкоприоритетным потоком, захватившим ресурс, приоритета от высокоприоритетного потока, которому этот ресурс нужен

• Протокол Предельного Приоритета (PriorityCeilingProtocol) - добавление к стандартным свойствам объектов синхронизации параметра, определяемого максимальным приоритетом потока, которые к этому объекту обращаются

3.17. К какому типу систем относятся ОСРВ, обеспечивающие время реакции на внешние события более 1 мс?

Ответ: Тип: систем Linux, Windows NT, подходящих только для задач "мягкого" реального времени, где опоздания реакции не могут привести к тяжелым последствиям

3.18. Время переключения потока управления:

Ответ: Время переключения потока управления - время, за которое процессор осуществляет переход от выполнения команд одного потока к выполнению команд другого.

3.19. Какую инверсию приоритетов в общем случае избежать невозможно?

Ограниченной инверсии приоритетов в общем случае избежать невозможно, однако она не так опасна для системы, как неограниченная.

3.20. Система реального времени - это такая система, в которой:

в которой существенную роль играет время генерации выходного сигнала. Система называется системой реального времени (СРВ), если правильность ее функционирования зависит не только от логической корректности вычислений, но и от времени, за которое эти вычисления производятся. То есть, для событий, происходящих в такой системе, то, КОГДА эти события происходят, так же важно, как логическая корректность самих событий.

4.1 Перечислите основные параметры кабелей:

Волновое сопротивление

Погонная индуктивность

Погонная ёмкость

4.2 Волновое сопротивление кабеля зависит от:

только от его устройства (сечения, количества и формы проводников, толщины и материала изоляции и т.д.)

4.3 Какая величина перекрестной наводки наиболее существенна?

Наиболее существенной является перекрестная наводка на ближнем конце (near-endcrosstalk - NEXT (NEXT = 10 logPвых/Pнав,), поскольку сигнал, обладающий высокой энергией, передаваемый в соседней системе, может вызвать относительно сильные перекрестные помехи в первичном сигнале.

4.4 Что представляет собой коаксиальный кабель?

Коаксиамльный камбель - электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана. Обычно служит для передачи высокочастотных сигналов.

4.5 Перечислите преимущества оптоволоконного кабеля:

· возможность построения протяженных коммуникационных линий (протяженностью до 10 км и более);

· большая полоса пропускания;

· нечувствительность к электромагнитным помехам;

· возможность прокладки во взрывоопасных зонах.

4.6 Что из перечисленного является особенностями радиоканала?

аналоговое кодирование применяется в радиоканалах, что позволяет обеспечивать связь между многими пользователями одновременно.

Модуляция высокочастотных сигналов применяется в основном в бескабельных сетях, в радиоканалах

4.7 Расставьте правильно виды кодов в соответствии с рисунком:

— Код MLT-3 (Multi-Level Transition-3).

4.8 Преимущества дифференциальной передачи сигналов:

— Защищенность от шума. Любой шум, наводящийся на один из проводников, будет в такой же мере наводиться и на другой проводник. Поскольку одинаковый шум в этом случае будет присутствовать в обоих сигналах, то этот шум устраняется в разностном (дифференциальном) сигнале.

— Уменьшение излучаемых электромагнитных помех. Такие помехи возникают, в основном, во время переключения сигнала из одного состояния в другое. Поскольку оба дифференциальных сигнала переключаются одновременно, но противофазно, то возникающие излучения взаимно компенсируются.

4.9 Расставьте правильно виды модуляции в соответствии с рисунком:

4.10. Гальваническая развязка электрических линий используется для:

Согласование электрических линий передачи данных. Снижение влияния помех. Гальваническая развязка линий.

Цель - обеспечения нормального прохождения сигнала по длинной линии без отражений и искажений

4.11. Что соответствует коду NRZ (NonReturntoZero - без возврата к нулю):

Скорость передачи и требуемая пропускная способность при коде NRZ. Недостаток - возможность потери синхронизации приемником во время приема слишком длинных блоков (пакетов) информации.

Передача в коде NRZ с синхросигналом. Код NRZ используется только для передачи короткими пакетами (обычно до 1 Кбита). Код NRZ может обеспечить обмен сообщениями (последовательностями, пакетами) только фиксированнойЊЕ, заранее обговоренной длины.

4.12. Принцип согласования электрических линий заключается в установке согласующих резисторов:

Принцип согласования: на концах кабеля необходимо установить согласующие резисторы (терминаторы) с сопротивлением, равным волновому сопротивлению используемого кабеля (Rн = Rв)

Волновое сопротивление - это параметр данного типа кабеля, зависящий только от его устройства (сечения, количества и формы проводников, толщины и материала изоляции и т.д.)

Величина волнового сопротивления обязательно указывается в сопроводительной документации на кабель и составляет обычно от 50-100 Ом для коаксиального кабеля, до 100-150 Ом для витой пары или плоского многопроводного кабеля.

4.13. Величина волнового сопротивления коаксиального кабеля обычно составляет:

Величина волнового сопротивления обязательно указывается в сопроводительной документации на кабель и составляет обычно от 50-100 Ом для коаксиального кабеля, до 100-150 Ом для витой пары или плоского многопроводного кабеля.

4.14. При передачи по кабелю меньше всего искажается форма:

Меньше всего искажается форма синусоидального сигнала, он просто уменьшается по амплитуде.

4.15. Выберите условие согласования при дифференциальной передаче сигналов по витой паре (смотри рисунок):

Условием согласования является равенство сопротивлений согласующих резисторов R половине волнового сопротивления кабеля Rв. Если оба провода имеют одинаковую длину и проложены рядом (в одном кабеле), то помехи действуют на оба провода примерно одинаково, и в результате разностный сигнал между проводами практически не искажается.

4.16. Наиболее известное применение кода NRZ (без возврата к нулю):

Наиболее известное применение кода NRZ - это стандарт RS232-C, последовательный порт персонального компьютера. Передача информации в нем ведется байтами (8 бит), сопровождаемыми стартовым и стоповым битами.

4.17. Код, получивший наибольшее распространение в локальных сетях: Манчестерский код

4.18. В манчестерском коде логическому нулю соответствует:

Логическому нулю соответствует положительный переход в центре битового интервала (то есть первая половина битового интервала - низкий уровень, вторая половина - высокий), а логической единице соответствует отрицательный переход в центре битового интервала (или наоборот).

Размещено на Allbest.ru