О структурном подходе к
разработке автоматизированной системы сбора и мониторинга данных дизельной
электростанции
Дьяченко Роман Александрович,
кандидат технических наук, доцент кафедры информатики,
Махаммад Мааз Джасем,
аспирант кафедры информатики.
Кубанский государственный технологический
университет, г. Краснодар.
В настоящее время при
создании систем управления дизельными электростанциями (ДЭС) применяют системы,
основанные на микроконтроллерах [1, 2]. Указанные системы, как правило,
оснащены широким арсеналом коммуникационных расширений, позволяющих собирать
данные датчиков ДЭС, частично обрабатывать результаты измерений, выдавать
диагностические сообщения и передавать информацию через порты. Анализ
выпускаемых на рынке решений показал, что в большинстве из них отсутствует возможность
полноценно анализировать и прогнозировать техническое состояние ДЭС. С другой
стороны, на рынке присутствуют системы управления, способные инсталлировать
полноценные операционные системы. Указанные факторы делают возможным создание
автоматизированной системы сбора и мониторинга данных дизельной электростанции
(АССМДДЭС), основанной на технологии баз данных (БД) с применением систем управления
базами данных (СУБД) [4] на панельных ПК.
При создании любой
автоматизированной системы разработчик должен решить несколько задач, связанных
с аппаратно-программными возможностями конкретной микропроцессорной техники. В
нашем случае предполагается, что система должна функционировать в рамках
графической операционной системы (ОС) Microsoft Windows (наиболее часто используемая ОС для панельных ПК). В
настоящее время фирмой производителем выпускается специальная версия системы,
предназначенная для работы на встраиваемой аппаратуре – Windows XP
Embedded [5]. Предлагаемая
система может иметь следующий вид:
Рис.
1. Состав АССМДДЭС.
Согласно
схеме, система состоит из трех основных частей: аппаратной, программного
обеспечения общего назначения и специального программного обеспечения, которое
представляет из себя программный код, выполняющий сбор, хранение и обработку информации
ДЭС. Согласно предъявляемым к системе требованиям она должна реализовывать
следующие задачи:
·
Сбор данных с ДЭС (Давление масла, температуру
двигателя, уровень топлива, скорость вращения двигателя, напряжение аккумуляторной
батареи, разрыв цепи магнитного датчика скорости и т.д.).
·
Хранение данных в файле БД.
·
Построение графиков параметров во времени.
·
Построение прогноза технического
состояния ДЭС. Задача, включающая оценку остаточного ресурса основных агрегатов
и узлов ДЭС. Некоторые из параметров, характеризующих динамику расходования
ресурса основных агрегатов и узлов ДЭС, должны непрерывно контролироваться в
целях предотвращения аварийных отказов.
·
Вывод предупреждающих сообщений.
Аппаратная часть
система должна состоять из следующих основных частей:
·
Панельного ПК.
·
Устройства сбора и передачи информации
двигателя (УСПИ-Д) [5].
·
Устройства сбора и передачи информации
генератора (УСПИ-Г) [5].
При создании любой
автоматизированной системы, помимо предпроектных исследований предметной
области, необходимо определиться, какие инструментальные средства для
разработки необходимо использовать. В настоящее время при разработке прикладного
программного обеспечения, работающего с базами данных и реализующего графический
интерфейс пользователя в операционной системе Windows, наиболее оптимальным
решением является применение инструментальных средств разработки от Microsoft. Современным
инструментальным средством, позволяющим создавать приложения с применением
технологий БД, является программный комплекс Microsoft Visual Studio .net. В связи с этим выбором общесистемное ПО
также должно включать инсталлированный пакет .net framework.
Предполагаемая
система, согласно решаемым задачам состоит из следующих элементов:
Рис. 2. Структурный
состав программы-интерфейса АССМДДЭС.
Согласно схеме,
функционально программа должна состоять из трех основных подсистем:
1.
Подсистема, реализующая графический
интерфейс пользователя.
2.
Подсистема обработки данных драйвера.
3.
Подсистема обработки данных.
Если последние две
подсистемы частично реализуются при помощи стандартных библиотек по стандартным
алгоритмам, то разработка первой полностью ложится на плечи разработчиков.
Специфика решаемой
проблемы, а также операционная система определяет внешний вид приложения.
Согласно поставленных требований к системе, интерфейс разрабатываемого ПО может
иметь следующие составные части:
Рис. 3. Структурный
состав графического интерфейса пользователя АССМДДЭС.
Описанные выше
структуры могут использоваться в качестве методической основы для создания реальных
АССМДДЭС на основе панельных персональных компьютеров. Описанный подход также
может применяться в системах, в состав которых входят плата расширения на
основе микроконтроллера и персональный компьютер. Существенным отличием
АССМДДЭС от подобных существующих решений является наличие в ней модуля анализа
и прогнозирования данных по основным параметрам ДЭС.
Литература.
1.
Атрощенко В.А., Лысенко М.П., Орлов А.В.,
Петрушкин В.Ф. Резервное и гарантированное электроснабжение (Проблемы, методы и
технические средства). - Краснодар: Изд-во КубГТУ, 1998.
2.
ГОСТ 23377-84. Электроагрегаты и
электрические станции с двигателями внутреннего сгорания.
3.
Кудряшов Г.Ф., Чекменев Е.Е.
Автоматизированные дизельные электроагрегаты. – М: Машиностроение, 1964.
4.
Малыхина М. П. Базы данных. – СПб: Питер,
2004.
5.
Станислав Павлов, Статья «Обзор Windows
XP Embedded», код доступа: http://www.osp.ru.
6.
Сайт компании «Basler Electric», код доступа: http://www.basler.com.
Поступила
в редакцию 14.10.2008 г.