УДК 681.518.5
Н. И. ФОМИН, А. Е. ШАТАЛОВ
N. I. FOMIN, A. E. SHATALOV
К ВОПРОСУ ДОСТОВЕРНОСТИ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ В АСУ ТП ДАННЫХ
THE QUESTION OF RELIABILITY PROCESSED IN ACS DATA
В работе представлена технология, которая разрабатывается для организации управления и контроля работоспособности распределённой системы обработки данных центрального пункта АСУ ТП по подготовке нефти, предназначенной для: повышения эффективности управления и учёта нефтепродуктов; сокращения количества аварийных ситуаций и времени простоя оборудования для достижения его оптимальной загрузки; снижения затрат на ремонт оборудования за счёт оперативного выявления его неисправностей и уменьшения трудоёмкости эксплуатации оборудования; повышения производительности и улучшения условий труда персонала, занятого управлением, сбором и анализом информации; оперативной передачи данных технологического процесса в экономические процессы организации производства.
Ключевые слова: процесс обработки данных, оператор, пункты подготовки нефти, средства контроля и мониторинга, удалённый авторизованный доступ.
The technology, which was developed for management and monitoring of performance of distributed data processing system central point APCS oil preparation, designed to : improve the efficiency of management and accounting products; reducing the number of accidents and downtime to achieve its optimum load, reducing the cost of repair equipment due to its rapid detection of faults and reducing the complexity of the equipment, increase productivity and improve the working conditions of personnel engaged in the management, collection and analysis of information, operational data transfer process in the economic organization of production processes.
Keywords: data processing, the operator points for oil, controls and monitoring, remote authorized access.
Опыт эксплуатации АСУ ТП на предприятиях показал, что точность данных, полученных по аналоговым каналам вывода от первичных датчиков, изменяются в диапазоне 2% - 5%. Это затрудняет постановку ряда первостепенных задач АСУ ТП, таких как оперативный контроль параметров режима, контроль потерь, дорасчёт не измеряемых параметров режима [1].
Качество оперативной информации, использующейся в АСУ ТП, может быть улучшено как за счёт использования более совершенных технических средств (измерительных трансформаторов, датчиков и т. д.), так и за счёт использования алгоритмических приёмов предварительной обработки информации. Поэтому задача повышения точности и надёжности исходной информации о текущем режиме является весьма актуальной.
Целью исследования является научное обоснование разработок, обеспечивающих построение в рамках АСУ ТП предприятия технологии повышения достоверности и качества информации для задач, выполняемых АСУ ТП предприятия. По замыслу автора, технология должна включать системы контроля: состояния вычислительной техники, процессов обработки данных, потоков данных, систем доступа к данным, а также системы представления информации операторам. Технология также рассчитана на то, что контроль работоспособности различных элементов систем обработки данных может осуществляться удалённым оператором.
В рамках разрабатываемой технологии должны быть созданы архитектура и базовые программные компоненты, использующиеся в настоящее время в различных системах мониторинга. Ключевым принципом разработки этих систем является максимальная автоматизация процедур сбора, архивации, обработки и представления данных. Это позволяет исключить участие человека в рутинных процедурах обработки данных, свести к минимуму ошибки и сбои вследствие человеческого фактора, минимизировать время от момента поступления исходных данных до получения и архивации конечного продукта, а также снизить затраты на эксплуатацию и поддержание центральных пунктов подготовки продукта.
При реализации системы автоматической обработки данных встаёт проблема мониторинга и контроля работоспособности системы обработки. На практике наиболее частыми первыми признаками неполадок или сбоев в системе обработки являются отсутствие выходного продукта в надлежащие сроки или получение неадекватного выходного продукта (плохого качества, сбойного и т. д.) [2]. Причин для возникновения сбоев в автоматической обработке данных весьма много, основные из них можно классифицировать следующим образом:
1. Сбои аппаратного и системного уровня:
а) зависание компьютера (станции обработки) или сервера;
б) потеря сетевого соединения (вследствие неисправности сетевого кабеля, сетевого адаптера, сбоя программной поддержки сети, зависания концентратора или коммутатора и т. д.);
в) пропадание питания компьютеров или сетевых устройств(неисправность источников бесперебойного питания, разряд батарей ИБП из-за долгого отсутствия напряжения в сети, неисправность кабеля питания и т. д.);
г) сбои операционной системы (переполнение дисков, сбои и/или выгрузка по ошибке системных процессов, переполнение доступной оперативной памяти и т. д.).
2. Сбои тематической обработки данных:
а) ошибки в программах тематической обработки;
б) ошибки в программах автоматизации обработки;
в) остановка программы обработки в нештатной ситуации с сообщением об ошибке, приводящая к остановке цепочки обработки;
г) ошибки в синхронизации процессов обработки, приводящие к сбоям и/или порче данных;
д) отсутствие исходных данных для обработки в результате неполадок спутниковой приёмной станции, либо задержка в получении данных от внешних источников;
е) сбои и повреждения файлов исходных данных, приводящие к сбоям в работе программ обработки.
Для обеспечения успешного функционирования системы автоматической обработки данных, естественно, необходимо предусмотреть средства контроля и мониторинга, позволяющие своевременно обнаружить эти сбойные ситуации, выяснить причины их возникновения и предпринять действия по исправлению и восстановлению потоков обработки данных. При этом для обеспечения работы достаточно больших систем эти средства должны позволять в максимально автоматическом режиме обнаруживать сбои в работе системы, диагностировать их и оперативно предоставлять информацию о них операторам системы. Естественно, что по мере развития систем эти средства постоянно модифицируются и дорабатываются.
Структура системы контроля работоспособности
и мониторинга обработки данных
В рамках единой архитектуры системы обработки данных необходимо создать унифицированную систему мониторинга и контроля работоспособности [3]. Система должна решать следующие задачи:
¾ контроль работоспособности компьютеров (серверов и рабочих станций);
¾ контроль сетевого окружения (сетевых соединений между компьютерами);
¾ контроль процессов тематической обработки данных;
¾ мониторинг выполнения потоков обработки данных;
¾ протоколирование автоматической работы процессов обработки данных;
¾ обеспечение интерфейсов оператора для контроля состояния и оповещения об ошибках;
¾ обеспечение интерфейсов администратора системы для конфигурирования и настройки системы.
Разработка системы должна базироваться на следующих предпосылках и принципах:
¾ использование унифицированной архитектуры обработки данных, что позволяет вести автоматическое протоколирование обработки и анализ её результатов;
¾ взаимодействие программных компонентов через сеть по протоколу IP для обеспечения возможности контроля и мониторинга как внутри локальной сети, так и удалённо через Интернет;
¾ разработка унифицированных специализированных программных компонентов (приложений, скриптов, модулей) для контроля состояния систем и процессов обработки данных;
¾ использование (наряду со специализированным ПО) Web-интерфейсов для визуализации информации, что позволяет обеспечить большую гибкость системы и возможность удалённого авторизованного доступа к системе контроля.
Программное обеспечение системы контроля работоспособности включает:
¾ программы запуска процессов обработки на рабочих станциях и серверах;
¾ программы-агенты сбора информации о состоянии локального компьютера и обработки и рассылки её потребителям;
¾ программы-клиенты для получения информации от программ-агентов и её архивации;
¾ средства доступа и обработки к информации (web-интерфейсы, cgi-скрипты и т. д.).
Принципиальная схема архитектуры системы контроля и диспетчеризации мониторинга обработки приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема архитектуры системы контроля и
диспетчеризации мониторинга обработки
Выводы
Таким образом, необходимо решить следующие задачи:
¾ разработать ПО «Контроль работоспособности аппаратуры (компьютеров и сетевой среды)»;
¾ разработать логику диалогов служебных интерфейсов, контроля работы аппаратуры;
¾ исследовать специализированные программные продукты и интерфейсы;
¾ определить программные компоненты для контроля обработки данных на компьютерах под управлением ОС Windows.
¾
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Андреев, М. В., Построение автоматизированных систем сбора, хранения, обработки и представления спутниковых данных для решения задач мониторинга окружающей среды. Мат-лы Всерос. конф. «Дистанц. зондирование поверхности Земли и атмосферы»//, , и др. - Иркутск, 2-6 июня 2003 С. 4.
2. , Алгоритмы построения отказоустойчивых виртуальных частных сетей Доклады 60-й научной сессии, посвящённой Дню Радио // , - М.: Самара, 2005. - С. 54-57.
3. Автоматизированная система управления центральным пунктом подготовки нефти [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://*****/?p=400292. Дата обращения: 04.12.2008.
ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК», г. Орел
Аспирант кафедры «Электроника, вычислительная техника и информационная безопасность»
Тел. +7 (9
E-mail: *****@***ru
ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК», г. Орел
Аспирант кафедры «Приборостроение, метрология и сертификация»
Тел. +7 (9
E-mail: ae. *****@***com
