Сервер OPC

 

Рис. 6.1. Внешний вид программы 
 

      В левой части программного окна  находится  дерево параметров опрашиваемых устройств. При выделении  элемента в правом окне выводится подробная информация о выделенном параметре:

          

Рис. 6.2. Главное окно программы

      В программе имеется  возможность настройки  изменения дерева параметров. При щелчке правой кнопкой мыши на элемент дерева появляется контекстное  меню. С помощью кнопок «Добавить», «Изменить», «Удалить» можно легко редактировать дерево параметров.

         

Рис. 6.3. Добавление элемента в дерево параметров 

     При запуске программы  опрос начинается автоматически в  соответствии с загруженными библиотеками протоколов обмена.

     В случае ошибки опрос  останавливается  и на экран выводится  соответствующее сообщение:

     Рис. 6.4. Сообщение при  потери связи с  устройством 

Рис.6.5. Сообщение об ошибке COM-порта 

      

Рис.6.6. Ошибка записи в COM-порт 

            OPC-клиент  InTouch 7.1 для сервера:

Рис.6.7. InTouch внешний вид 

Рис.6.8. InTouch связь тегов с SuiteLink

      Теги  связываются по протоколу  SuiteLink с программой OPCLink.

Рис.6.9. OPCLink связь с OPC-сервером

 

7. Основные направления дальнейшего усовершенствования системы 

      Внедряемый программный продукт имеет резерв по расширению и усовершенствованию. 

     Модули  низкоуровневого  обмена данными с  устройствами оформлены  в виде подключаемых библиотек dll, что дает практически неограниченные возможности для модернизации и наращивания списка поддерживаемых устройств. В случае появления в системе хозучета нового контроллера необходимо всего лишь написать библиотеку для его опроса и модифицировать дерево параметров. Работа с деревом параметров возможна как средствами приложения (в главном модуле программы имеются все необходимые функции для добавления или удаления элементов дерева), так и вручную путем редактирования файла XMLTree.xml.

      В перспективе планируется  усовершенствовать  систему, в плане  расширения её возможностей путем увеличения числа поддерживаемых устройств. Также планируется оснастить приложение следующими функциями:

      -  ведение программой log-файла для облегчения диагностики и контроля за нештатными ситуациями.

      -  показ небольшого  окна трендов для  повышения наглядности  и контроля за состоянием приборов.

      -  проверка достоверности  получаемых данных  путем сравнения  значений со средне-допустимыми,  позволяющая выявить  грубые ошибки  приема, например, при  неверном распознании  строки.

 

       8. НАДЁЖНОСТЬ 

      Одной из важнейших характеристик  любой системы является ее надежность. Надежность функционирования системы и передачи информации, полученной в результате процесса обработки, определяется способностью системы выполнять свои функции (ввод, обработка и передача информации) с сохранением во времени основных эксплуатационных характеристик – безотказности, ремонтопригодности, долговечности.

      Ремонтопригодность  - приспособленность системы к предупреждению, обнаружению и устранению отказов. Этот показатель важен для систем, рассчитанных на длительное использование, с многократным восстановлением работоспособности после возможных отказов, и характеризуется средним временем восстановления.

      Безотказность – способность системы сохранять работоспособность при заданных условиях эксплуатации и в течение заданного времени (цикла производства, смены, месяца, квартала, года) без вынужденных (внеплановых) перерывов. Она характеризуется наработкой на отказ, как отдельных элементов системы, так и ее подсистем и системы в целом.

      Долговечность – свойство системы сохранять работоспособность до предельного состояния (с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта). Она определяется факторами физического и морального старения и задается сроком службы системы.

      При внедрении системы  необходимо позаботиться о достаточно высоком уровне надежности работы этой системы. Причем необходимо учитывать, что выбор слишком высокого уровня ее надежности приведет к необоснованным затратам, а слишком низкого – к повышению вероятности неработоспособности системы.  
 
 

8.1. Расчет вероятности безотказной работы канала передачи  

     Надежность  всей системы зависит  от надежности, количества и конфигурации составляющих ее элементов. Рассчитаем надежность работы канала передачи данных разработанного программного продукта. Предположим, что вероятность безотказной работы программы равна 1, то есть программа абсолютна надежна. Тогда отказ системы может наступить только в результате выхода из строя аппаратных средств.

       В качестве заданного  времени безотказной  работы t возьмем период в 3 месяца (2160 часов), что соответствует интервалу времени между двумя последовательными профилактиками.

       Вероятность безотказной работы для выбранного канала (рис. 8.2) определяется как произведение вероятностей безотказной работы всех устройств, входящих в состав канала передачи, и всех линий связи между устройствами:

     P_КАНАЛА(t)= Р_СЕР(t)*Р_Р(t)* Р_АС(t)*Р_ТС(t)*Р³_ЛС(t)_,                                      (1)

где  Р_СЕР – вероятность безотказной работы компьютера-сервера;

       Р_Р – вероятность безотказной работы разветвителя;

       Р_АС – вероятность безотказной работы асинхронного сервера МОХА;

       Р_ТС – вероятность безотказной работы теплосчетчика;

       Р_ЛС – вероятность безотказной работы линии связи.

       Рис. 8.1. Схема канала передачи данных. 

      Таким образом, для расчета  вероятности безотказной  работы канала передачи информации необходимо знать среднее время безотказной работы каждого элемента этого канала (Таблица 8.2). 

       Таблица 8.1. Значения среднего времени наработки  на отказ элементов, входящих в состав канала передачи информации.

Элемент канала передачи	Наработка на отказ, ч
Компьютера-сервер	96 000
Разветвитель	160 000
Асинхронный сервер МОХА	120 000
Теплосчетчик	75 000
Линия связи	не  менее 1 000 000

 

      Данные  из таблицы подставляются  в формулу для расчета вероятности безотказной работы канала передачи информации (4) с учетом (1):

      

      Таким образом, каналы передачи данных обладают достаточно высокими показателями надежности 0.902, хотя и не исключают возможности применения дополнительных средств и методов повышения надежности как системы в целом, так и ее отдельных компонентов. 

8.2. Методы повышения  надежности 

       Существует  несколько способов повысить надежность системы. Но основными методами повышения надежности являются резервирование, обычно предусматриваемое на стадии проектирования, а также техническое обслуживание и ремонт во время эксплуатации. Под резервированием понимается способ повышения надежности путем включения в состав системы резервных единиц, способных в случае отказа основного блока взять на себя его функции. Различают “горячее”, при котором резервная единица соединена с основной в течение всего времени работы и находится в одном с ней режиме, “теплое” (резервная единица включена, но не несет нагрузки) и “холодное” (резервная единица не включена) резервирование. Также резервирование может быть общим (параллельное включение идентичной системы) или раздельным (резервирование отдельных элементов системы). 

      8.3. Расчет достоверности  информации 

      Одной из характеристик надежности является достоверность информации. Для  расчета достоверности необходимо составить схему процесса обработки информации и рассчитать вероятность отсутствия искажения выходной информации.

      Процесс обработки информации состоит из этапов, представленных на схеме (рис. 8.3).  

        

      Рис. 8.3. Схема процесса обработки информации. 

      Таким образом, процесс  обработки информации для разработанной  системы состоит из следующих этапов:

      1) сбор информации;

      2) обработка информации на ЭВМ;

      3) получение выходной  информации.

      1. Вероятность достоверности  информации определяется  по формуле:

                  (2) 

где P – достоверность информации;

  P_{ош i}– вероятность ошибки на i-ом этапе;

  n – количество этапов.      

       Таблица 8.3. Значения показателя P_{ош i} на различных этапах обработки

информации.

Вид информации	Значение  показателя Pош i
Сбор  информации	1-10-6
Обработка информации на компьютере	0
Получение выходной информации	1-10-7

 

Р=1-(10^-6+0+10^-7)=1-1,1*10^-5

      2. Для обеспечения  требуемой достоверности  информации должно  выполняться неравенство:

                 P  ≥  P_зад,  (3)

где 1-10^-5 – заданная достоверность информации.

      Сравниваем  расчетное значение достоверности с заданным.

      Так как Р=1-1,1*10^-5, P_зад=1-10^-5, то Р < P_зад.

      3. Анализируем все  этапы и выявляем  те, которые вносят  наибольшую ошибку, то есть снижают  достоверность. На  этих этапах вводятся  меры повышения достоверности информации. При этом вероятность ошибки на этапе равна:

             Р′_{ош i} = Р_{ош i} * (1-Р_{обн i}).                            (4),

здесь Р_{обн i}  - вероятность обнаружения ошибки на i–м этапе обработки информации.