Главная  Развитие народного хозяйства 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [ 113 ] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

надежности аналогичных систем; возможные пути повышения и обеспечения надежности АСУ ТП.

Требования, предъявляемые к надежности АСУ ТП, а также методы оценки и (или) контроля уровня надежности АСУ ТП на различных стадиях создания системы должны быть указаны в техническом задании, техническом и рабочем проектах АСУ ТП, где должны быть приведены необходимые обоснования и расчеты надежности системы.

Оценку надежности АСУ ТП проводят с учетом надежности только технических средств АСУ ТП; надежности технических средств, особенностей программ и алгоритмов; надежности технических средств, особенностей программ и алгоритмов, а также действий оперативного персонала.

Оценку надежности АСУ ТП при ее проектировании (с целью прогноза ожида-еьюго уровня надежности) можно проводить аналитическими методами, методами статистического моделирования илн комбинированными методами.

Проектная оценка надежности АСУ ТП с учетом надежности только технических средств, осуществляемая, как правило, на начальных этапах проектирования системы, является ориентировочной и используется для предварительного определения состава комплекса технических средств и структур АСУ ТП.

Проектная оценка надежности АСУ ТП с учетом надежности технических средств системы и особенностей реализуемых алгоритмов и программ осуществляется, как правило, при разработке технического и программного обеспечения системы. Эту оценку используют, в частности, для выбора комплекса технических средств АСУ ТП, структуры программ и алгоритмов управления, способов алгоритмического и программного контроля н защиты от ошибок.

Проектная оценка надежности АСУ ТП с учетом надежности технических средств системы, особенностей алгоритмов и программ, а также действий оперативного персонала осуществляется, как правило, на завершающих этапах проектирования АСУ ТП для важнейших функций системы. Эту оценку используют для уточнения состава комплекса технических средств, структур и функций АСУ ТП, алгоритмов и программ управления процессом, инструкций для оперативного персонала системы, а также для определения требований к подготовке и квалификации оперативного персонала.

Экспериментальную оценку надежности АСУ ТП (с целью определения фактически- достигнутого уровня надежности) можно проводить сбором и обработкой эксплуатационных данных о надежности АСУ ТП, а также организацией специальных испытаний.

Пути повышения надежности. Традиционный путь - резервирование, т. е. ме-

тод повышения надежности объекта введением избыточности, под которой понимают дополнительные средства или возможности сверх минимально необходимых для выполнения объектом заданных функций. Для повышения надежности АСУ ТП применяют структурное (использование избыточных структурных элементов), временное (использование избыточного времени), информационное (использование избыточной информации), функциональное (использо- ванне особенности элементов выполнять дополнительные функции) резервирование, вводят алгоритмическую" избыточность, используют системы диагностики состояния оборудовання, строят АСУ по иерархическому принципу, предусматривают использование человека в контуре управления при отказе технических средств (эргатиче-ская избыточность).

Информационная избыточность в АСУ ТП может быть введена путем использова. ния избыточных датчиков, а также представления обрабатываемой информации в корректирующем коде (с обнаружением нли исправлением ошибок), что при реализации приводит к аппаратурной или временной избыточности.

Временная избыточность обусловлена увеличением времени вычислений (на повторный счет н т. п.) и используется при введении других видов избыточности для исправления ошибок в алгоритме функционирования.

Аппаратурная избыточность - это различные виды резервирования оборудования, введение специальных схем контроля и диагностики, ЗИП и т. п.

Алгоритмическая избыточность используется в различных формах. Наиболее простой метод - дублирование, т. е. повторение- решения частей задачи или всей целиком со сравнением результатов, совпадение которых подтверждает правильность решения, а несовпадение инициирует повторение расчета. Недостатки метода - существенное увеличение времени решения задачи, исправление только случайных ошибок. Метод «усеченного» алгоритма, который примерно на порядок короче (по времени выполнения), чем основной, состоит в быстром получении грубой оценки результата для последующего сравнения с результатом вычислений по полному алгоритму; Несмотря на то что метод незначительно увеличивает затраты времени процессора, его применение ограничено тем, что не для каждого алгоритма удается построить су-" щественно усеченный вариант.

По методу подстановки в исходные уравнения корней, найденных при. решении, решение признается правильным, если разность правой и левой части уравнения не выходит за заданные пределы. Такой кон- троль требует значительно меньше време- ни, чем повторение решения, и при том обнаруживает не только случайные, но и систематические ошибки, пропускаемые при-повторении решения.



. По методу контрольных соотношений для- проверки решения используют некоторые связи между информационными величинами. Метод точен, эффективен, но ограниченно применим, так как не всегда нужные связи находятся в простой зависимости, удобной для контроля.

Метод проверки предельных соотношений состоит в проверке в контрольных точках алгоритма: находятся ли переменные в заданных пределах. Метод позволяет обнаружить грубые ошибки, которые делают бессмысленными дальнейшие вычисления, но не контролирует достижение заданной точности вычислений.

В. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

2-15. УПРАВЛЯЮЩИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

Ядро комплекса технических средств АСУ ТП составляет управляющий вычислительный комплекс (УВК).

В СССР в 1971-1975 гг. было освоено производство УВК типа М-6000, М-7000, М-400, М-40, ставших основной технической базой АСУ ТП. На смену им пришла создаваемая в рамках СЭВ международная система малых ЭВМ (СМ ЭВМ), модели первой очереди которой (СМ-1- СМ-4) уже поставляются потребителям. Новые разработки следует ориентировать на СМ ЭВМ, которые и рассматриваются ниже.

а) УВК СМ-1 и СМ-2

УВК СМ-1 и СМ-2 компонуются по спецификации заказчика на базе процессоров СМ-Ш и СМ-2П из агрегатных модулей с использованием при необходимости периферийных устройств из номенклатуры М-6000/М-7000 АСВТ-М. Эти комплексы обладают полной программной совместимостью с системой М-7000 и односторонней совместимостью на уровне перемещаемых программ с системой М-6000, а также полной совместимостью с данными системами по интерфейсу ввода-вывода.

На базе процессоров СМ-2П можно компоновать мультипроцессорные вычислительные системы с общим полем памяти и общими или раздельными периферийными устройствами. По техническим параметрам н структурным возможностям комплексы СМ-1 и СМ-2 полностью заменяют соответственно комплексы М-6000 и М-7000.

На базе УВК СМ-1 и СМ-2 можно компоновать локальные и территориально рассредоточенные многомашинные комплексы. Передача информации в рассредоточенных комплексах, а также между комплексами и терминалами может осуществляться по телефонным, телеграфным и специальным линиям связи. Обеспечивается сопряжение с ЕС-ЭВМ, системой КАМАК, отечественными агрегатными системами АСЭТ. АСКР, АСПИ, КТС ЛИУС и др.

Таблица 2-8 Характеристики УВК

Параметр

Тип УВК

М-6ОО0

СМ-1

М-700С

СМ-2

Максимальный

объем опера-

тивной па-

мяти, Кбайт

Объем микро-

программной

памяти.

Кбайт *

Число рабочих

регистров с

адресацией:

в програм-

ме, без уче-

та регистра

номера

команды.

регистров

баз, защи-

ты и т. д.

в микро-

программе

Время выпол-

нения основ-

ных опера-

ций, мкс:

сложения

с фиксиро-

ванной

запятой

умножения

36,6

с фиксиро-

ванной за-

пятой

сложения

18-40

с плаваю-

щей запя-

умноже-

ния с пла-

вающей

запятой

передачи

управле-

* Байт -единица количества информации, представляющая собой группу из соседних двоичных разрядов (обычно из восьми), называемых битами. 1 Кбайт-1024 байт, 1 Мбайт-1024 Кбайт.

Сравнительная характеристика УВК М-6000, СМ-1, М-7000 и СМ-2 п-риведеиа в табл. 2-8.

1. Устройства вычислительного комплекса

Процессор СМ-Ш (А 131-10) конструктивно выполнен в виде автономного комплектного блока, который может уста-



навливаться на столе (приборный вариант исполнения) или размещаться в типовой стойке СМ ЭВМ. Процессор обеспечивает арифметическую и логическую обработку информации, представленной в виде 18-разрядных (двоичных) слов (16 информационных, 2 контрольных разряда). Управляющая память 4К 18-разрядных слов, цикл обращения 0,3 мкс. Максимальная емкость оперативной памяти 32 Кслова. Максимальное число подключаемых периферийных устройств при одноуровневой адресации 55, а с использованием модуля расширение РИМ (А714-5) при двух ступенях адресации 1728.

Микропрограммное обеспечение СМ-1 реализуется в двух вариантах. Один вариант содержит микропрограммы, интерпретирующие основной набор команд М-7000 в одиораздельиом, однопроцессорном режиме, и комплект микропрограмм, интерпретирующих КПДП М-7000. В этом варианте СМ-1 обеспечивает полную совместимость с системой .-7000 и совместимость снизу вверх с системой М-6000 на уровне перемещаемых программ. Второй вариант содержит комплект микропрограмм, интерпретирующих систему команд и организацию КПДП М-6000. В этом варианте СМ-1 обеспечивает полную совместимость с системой М-6000, включая и абсолютные программы.

Оперативное запоминаюиее устройство А211-15 имеет емкость 4К 18-разрядных слов, цикл обращения 1,2 мкс, время выборки 0,55 мкс и устанавливается в конструкции процессора СМ-Ш (до четырех устройств).

Устройства оперативной (А211-10) и постоянной (А221-10) памяти имеют емкость 16К 18-разрядных слов, цикл обращения 1,2 мкс, а время выборки 0,55 и 0,16 мкс соответственно. Устройство оперативной памяти (УОП) предназначено для расширения объема главной памяти УВК до 32К. Устройство постоянной памяти рассчитано на хранение постоянных программ н констант; при наличии постоянной памяти ей присваиваются адреса от 16К до 32К, а объем оперативной памяти 16 Кслов.

Согласователь ввода-вывода (СВВ) А151-6 предназначен для увеличения числа подключаемых к процессору СМ-Ш периферийных устройств. С процессором могут работать до трех СВВ. В каждом СВВ имеется 16 выходов на интерфейс 2К, но для подключения каждого СВВ занимается один из выходов на интерфейс 2К в процессоре. Отсюда максимальное число выходов на интерфейс 2К в УВК СМ-1 (на нервом уровне) 55 (16X3-1-10-3).

Процессор СМ-2П (А131-П) устанавливается в типовой стойке СМ ЭВМ совместно с другими агрегатными модулями. В блоке процессора предусмотрено место для восьмнканального коммутатора КМР-8, с помощью которого процессор может связываться с другим процессором, с четырь-.,bfg.,,y;pn, ,с, тр£1У!я,..СВВ.. Имеет управляю-

щую память емкостью 4К 36-разрядных слов, цикл обращения 0,3 мкс. Емкость оперативной памяти до четырех УОП на 32 Кслова каждое. Максимальное число подключаемых периферийных устройств прн одноуровневой адресации 56, а с использованием модуля расширение РИМ А714-5 при двух ступенях адресации 1764.

Устройство оперативной памяти А2И-18 имеет емкость 32 К 18-разрядных слов, цикл обращения 1 мкс, время выборки 0,5 мкс. Представляет собой автономный комплектный блок с местом для установки четырехканального коммутатора КМР-4, служащего для связи с двумя процессорами СМ-2П и двумя КПДП А152-6.

Согласователь ввода-вывода A49J-6 предназначен для подключения к процессору СМ-2П периферийных устройств. Имеет место для установки до 16 интерфейсных блоков и четырехканального коммутатора КМР-4, с помощью которого СВВ может подключаться к двум процессорам и двум КПДП.

Канал прямого доступа в память (КПДП) А152-6 рассчитан на быстрый обмен информацией между оперативной памятью и периферийными устройствами. Каналу доступно до 48 периферийных устройств, подключаемых через СВВ, и два периферийных устройства, подсоединяемых непосредственно к КПДП через интерфейс 2К. КПДП может обслуживать одновременно до четырех устройств ввода-вывода, подключаемых через СВВ, или одно устройство ввода-вывода, подключенное непосредственно к КПДП. При обслуживании устройства, подключенного через СВВ, обеспечивается скорость обмена по словам 400 тыс. в секунду, по байтам 550 тыс. в секунду; при обслуживании устройства, подключенного непосредственно к КПДП, достигается максимальная скорость обмена но словам 700 тыс. в секунду, по байтам 1,1 млн. в секунду. Канал выполнен в виде автономного блока, в котором имеется также место для установки восьмнканального коммутатора КМР-8, с помощью которого канал может быть связан с четырьмя УОП и тремя СВВ.

. Восьмиканальный КМР-8 (А 151-4) и четырехканальный КМР-4 (А151-5) коммутаторы предназначены для обеспечения внутрисистемных связей между устройствами УВК СМ-2. С помощью распределенного коммутатора в УВК реализуется полная матричная коммутация каждого процессора и канала с каждым УОП и СВВ. КМР-8 устанавливается в конструкции СМ-2П или КПДП, КМР-4 -в конструкции УОП или СВВ.

2. Устройства ввода-вывода н внешней памяти

Устройство внешней памяти на магнитной ленте УВПМЛ А311-3 имеет накопитель типа ЕС-5012 (допускаются ЕС-5017, Е-5019 и др. с таким же интерфейсом, .вво-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [ 113 ] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

0.0023