1.Принцип построения комплекса «Гранит-микро»

4. Концептуальные решения ИУТК «Гранит-микро»

4.1. «Интегральная» достоверность данных

При построении системы телемеханики за основу оценки качества компонентов и устройств принят критерий достижения максимальной «интегральной» достоверности каналов ввода, обработки, передачи, отображения данных.

Интегральная достоверность – вероятность получения приемником неискаженной информации от источника с задержкой, не превышающей установленный предел.

Введенный единый показатель интегральной достоверности включает как составные части важнейшие показатели ИУТК – быстродействие, помехоустойчивость, надежность, достоверность приема информации, которые обычно представляются отдельными параметрами.

Для анализа «реального быстродействия» совершенно недостаточно учитывать скорость коммутации сигналов и длину информационного сообщения – требуется вероятностный анализ структурных, системных и схемных решений ИУТК. Получаемый на основе такого анализа параметр – «реальное быстродействие», вводится как один из компонентов в показатель «интегральная достоверность» для определения соответствия установленного и достигаемого времени получения достоверной информации.

Нормативными документами устанавливается, что надежность ИУТК должна определяться в отдельности по каждому каналу каждой из выполняемых функций и выражаться вероятностным показателем – средним временем работы до отказа или временем работы между отказами. Очевидно, что при расчете надежности предполагается учитывать только вероятность обнаруживаемых неисправностей. Не обнаруживаемые неисправности (скрытые отказы) переводятся из показателя «надежность» в показатель «достоверность» и

определяют вероятность приема и представления приемнику информации с не обнаруживаемыми искажениями

Без увязки двух показателей в общем – «интегральной достоверности», задача для потребителя трудноразрешимая. Важно также подчеркнуть, что при использовании раздельных показателей - быстродействия, надежности и достоверности, не учитывается взаимозависимость между методами обнаружения неисправностей (диагностики неисправностей) и временем доставки достоверной информации приемнику, следовательно, целесообразна увязка единым показателем и быстродействия.

Помехоустойчивость по «стандартной» методологии определяется вероятностью обнаружения искажений принимаемой информации помехами, действующими в канале связи между КП и ПУ (ЦППС). По «стандарту» для повышения помехоустойчивости ИУТК достаточно использовать для передачи более мощные помехозащитные коды. Однако мешающее действие помех ощущается не только в канале связи КП – ЦППС, но и в других компонентах трассы датчик-приемник информации.

Очевидно, что меры, принимаемые для повышения помехоустойчивости – увеличение «мощности» кодов, введение заградительных фильтров и т.п., могут увеличить вероятность задержки приема данных до величины, превышающей установленный порог, т.е. переводят принятые данные в разряд недостоверных – искажающих реальные процессы (особенно аварийные) на объекте.

Поэтому показатели помехоустойчивости необходимо рассматривать в контексте реальной достоверности.

В ИУТК «Гранит-микро» системные, алгоритмические, схемные решения направлены на повышение уровня интегральной достоверности данных.

4.2. Использование комбинированного кодообразования

Высокий уровень интегральной достоверности можно обеспечить введением непрерывно работающих узлов диагностики, способных обнаружить практически все виды искажений.

Для получения высокого уровня защищенности сообщений от искажений информационный код должен синтезироваться из нескольких компонентов, причем структура кода отдельных компонентов может не совпадать.

Для обеспечения высокого уровня интегральной достоверности необходимо совместить процедуры ввода информации от датчиков и кодирования, т.е. совместить кодер с узлом ввода информации.

В ИУТК «Гранит-микро» формируется условно корреляционный биимпульсный код, обрамленный циклическим кодом, причем при двухэтапном кодировании используются одни и те же узлы модулей, т.е. выполняется условие проверки работоспособности элементов “в динамике”, и минимизируется вероятность необнаруженного искажения кода из-за неисправности любого элемента, размещенного в трассе доставки сигнала от датчика приемнику.

4.3. Использование принципа «разделения интеллекта»

ФМ «Гранит-микро» построены на основе введенного и теоретически обоснованного принципа «разделения интеллекта», целью которого является оптимальное распределение «интеллектуальных» функций между центральным контроллером и ФМ.

Кодер ФМ - источника формирует информационное сообщение с учетом данных, полученных при автономной диагностике работоспособности узлов ФМ и цепей сопряжения с датчиками. Теоретический анализ методов кодообразования сообщений показывает, что наибольшую «интегральную достоверность» ИУТК можно обеспечить при использовании в ФМ кодера биимпульсного корреляционного кода и при отображении каждого двоичного сигнала (бита) двумя сигналами – «1» и «0» или «0» и «1»,

- кодер контроллера ФМ или контроллер внутренней магистрали устройства реализует процедуры второго уровня кодирования, которые заключаются в формировании «плотно упакованного» циклического кода для всех компонентов сообщения – меток времени, указателей физического адреса (места размещения) ФМ в КП или ЦППС и адреса КП и ЦППС в ИУТК.

На уровне устройств ИУТК принцип «разделения» интеллекта предполагает введение в КП первичного анализа ситуации и автоматический переход в активное состояние при фиксации «существенного» события, например, изменения состояния объекта контроля, выбега измеряемого параметра за пределы установленной зоны нечувствительности – апертуры.

Передача части «интеллектуальных» функций ИУТК устройству КП – формирование и передача в составе информационных сообщений меток времени, позволяет существенно снизить требования к времени начала передачи данных подсистемы АСКУЭ и, тем самым, создать условия для построения многофункциональных ИУТК без повышения требований к производительности каналов связи.

4.4. Использование принципа «необходимой достаточности»

Очевидно, что структура системы и отдельных компонентов должна обеспечить предоставление Заказчику максимума услуг при минимуме затрат без деградации информационных и динамических характеристик. Для реализация принципа в ИУТК «Гранит-микро» воплощены:

- модульность структуры. Важнейшее значение при реализации модульной структуры приобретает анализ оптимальности («необходимой достаточности») информационного состава и типов модулей. В телекомплексе «Гранит-микро» характеристики модулей определены на основе статистики по 6000 устройств ранее выпускавшихся ОАО «Промавтоматика»,

- конструкции устройств КП и ПУ ИУТК «Гранит-микро» в период 1999…2002 г.г. были выполнены в четырех вариантах и предложены для анализа и предложений крупным потребителям различных устройств ОАО «Промавтоматика». Рассматриваемый вариант выполнения устройств ПУ и КП синтезирован на основе предложений и рекомендаций потенциальных Заказчиков. Полученные решения позволили оптимизировать структуру внешних связей, габаритные размеры и пользовательские характеристики.