• Главная
  • Статьи
  • Опыт создания и внедрения интегрированного информационно-управляющего телемеханического комплекса «Гранит-микро»

Опыт создания и внедрения интегрированного информационно-управляющего телемеханического комплекса «Гранит-микро»

В качестве прототипа при разработке ИУТК «Гранит-микро», естественно, выбран первый в СССР серийно выпускавшийся комплекс со встроенными микро ЭВМ – «Гранит». ИУТК «Гранит» создан специалистами СКТБ «Промавтоматика», которые ныне составляют основу коллектива НПП «Промэкс». За тринадцать лет промышленного выпуска ИУТК «Гранит» потребителям поставлено более 6000 устройств контролируемого пункта (КП) и более 600 устройств пункта управления (ПУ). На протяжении всего времени серийного производства сложных устройств по индивидуальным заказам проходил интенсивный диалог разработчиков с пользователями на семинарах, выставках и конференциях. Не случайно отдельные модули ИУТК «Гранит» были выпущены более чем в десяти вариантах.

Указанная традиция при создании нового поколения изделий – ИУТК «Гранит-микро», не забыта, а даже интенсифицирована. На протяжении 2000…2003 г.г. между началом разработки и переходом к производству пять (!) конструктивных и системных вариантов ИУТК «Гранит-микро» демонстрировались на конференциях и семинарах, которые проводились совместно с официальным представительством НПП «Промэкс» – ВТД «Гранит-микро». В результате еще до начала производства комплекс начал «притираться» к требованиям потенциальных заказчиков.
Укажем основные положения, принятые при разработке ИУТК «Гранит-микро».
1. Необходимость обеспечения преемственности новых изделий относительно выпускавшихся ранее. Убеждены, что производители, пришедшие на рынок информационных систем надолго, обязаны разработать и передать пользователям ранее выпускавшихся фирменных изделий методику их сопряжения с новыми устройствами. Такая стратегия производителя (движение вперед с оглядкой назад) делает комфортным для пользователя процесс постепенной модернизации работающих изделий. Не случайно достаточно велик процент пользователей ИУТК «Гранит», решивших продолжить сотрудничество с производителем ИУТК «Гранит-микро».
2. Теоретическое обоснование системных и схемных решений. Современный этап создания информационно-управляющих комплексов характерен завершившимся переходом от  использования микросхем малой и средней степени интеграции к микро ЭВМ, доступностью элементной базы ведущих мировых производителей, тенденцией проведения информационных обменов по высокоскоростным (цифровым) каналам связи. Комплекс указанных особенностей создает иллюзию возможности синтеза высококачественного конечного продукта простым набором компонентов. Значительная часть изготовителей телемеханических комплексов использует «готовые» компоненты – программируемые контроллеры, изначально адаптированные для работы в локальных системах. Исключается важнейший этап системного анализа интегральных параметров создаваемого изделия. Все реже в профессиональных изданиях публикуются теоретические разработки новых методов передачи информации, повышения достоверности, помехозащищенности, надежности. Интегральные вероятностные показатели в рекламных и информационных материалах подменяются их более простыми аналогами. Быстродействие, помехоустойчивость и достоверность предлагается определять, соответственно, временем передачи по каналу связи одного информационного сообщения, степенью защищенности и вероятностью пропуска искажений информации только помехами в канале связи. Упрощенные методы определения важнейших интегральных показателей информационно-управляющих комплексов приводят к резкому расхождению рекламных и реальных показателей. Очевидно, что истинное качество системы проявляется в нештатных ситуациях, когда поток информации на один-два порядка выше показателя для нормального режима работы. А в рекламных материалах, зачастую, приводятся только данные нормального режима. При создании ИУТК «Гранит-микро» апробирован способ оценки системы телемеханики не по многим, зачастую противоречивым, параметрам – надежности, достоверности, помехоустойчивости, быстродействию, а по одному показателю. Этот показатель назван интегральной достоверностью, потому что в него «вмонтированы» все другие показатели. Теоретически (д.т.н. Портновым Е.М) доказано, что максимальной величины интегральной достоверности информации можно добиться при совмещении процедур ввода и кодирования информации и при формировании при этих процедурах биимпульсного условно корреляционного кода. Особенность указанного способа ввода (кодирования) - создание условий, при которых практически все элементы модуля поочередно переводятся в противоположные состояния. Таким образом, кроме собственно формирования биимпульсного условно корреляционного кода, обеспечивается проведение динамической диагностики элементов модуля. Теоретически проанализирован вариант, когда функции модуля ввода информации расширены за счет формирования всех компонентов используемого протокола передачи информации. Установлено, что в таком варианте остальные модули системы, составляющие трассу доставки информации приемнику, идентифицируются как ретрансляторы. Их влияние на интегральную достоверность минимизируется и характеризуется одним показателем – ненадежностью, которая определяется вероятностью не обнаруживаемых неисправностей. Показатель «критической» ненадежности любого модуля трассы легко рассчитать с учетом кодового расстояния у сообщения, сформированного модулем передачи информации. «Критическая ненадежность» модулей трассы и достоверность модуля – источника информации любого варианта устройства вводятся в формулу расчета интегральной достоверности.
3. Обеспечение максимальной эффективности использования телемеханическим комплексом  пропускной способности канала связи. Меры для достижения  высокого показателя интегральной достоверности не должны приводить к снижению коэффициента использования комплексом пропускной способности предоставленного канала связи. С этой целью в ИУТК «Гранит-микро» информационные сообщения разделяются на оперативную и неоперативную составляющие. Например, для модулей ввода дискретных сигналов оперативная составляющая информация отображает срез текущего состояния датчиков состояния или положения объектов. Неоперативная составляющая – это временная последовательность изменений состояния объектов. Для подсистемы учета потребления энергии оперативная составляющая представлена данными для построения с минутной дискретностью «профиля мощности» в цепи нагрузки, а неоперативная – данные о часовом потреблении энергии. Для модулей ввода телеизмерений текущих значений параметров оперативная составляющая отображает  срез данных в моменты сканирования сигналов от датчиков. Неоперативная составляющая указанного вида информации отражает динамику изменений параметров, например, при обнаружении выбега измеряемого параметра за пределы нормального значения. Оперативная информация с минимальной задержкой доставляется в приемник и поступает на средства отображения и регистрации, а по неоперативной информации, которая включает метки времени, с высокой точностью  восстанавливается системное (астрономическое) время «событий», которые зафиксированы на разных контролируемых пунктах независимо от типа и производительности каналов связи. Разделение общего потока информации на составляющие позволяет резко снизить суммарную нагрузку на канал связи и практически исключить влияние подсистем АСКУЭ и регистрации нештатных ситуаций на динамические параметры оперативного контура. В результате разделения информационных потоков удается сохранить высокую оперативность в рамках  интегрированного комплекса.
4. Учет тенденции расширения объемов и видов информации. Проведенный при создании ИУТК «Гранит-микро» анализ зависимости параметров системы от принятых методов ввода, кодирования, передачи информации учитывал тенденцию существенного увеличения видов и объемов информации, усложнения задач, которые надлежит решать современным информационно – управляющим комплексам. НПП «Промэкс» всегда критически относилось к часто пропагандируемой производителями (в том числе в докладах на семинарах и конференциях) возможности расширения информационных объемов, методов и протоколов передачи информации простым («механическим») наращиванием числа и видов модулей без системного анализа качества работы «механически модернизированных изделий» в новых условиях. Создается, на наш взгляд, иллюзия того, что ранее разработанные изделия легко и без деградации определяющих параметров могут быть адаптированы к резко увеличившемуся объему телеизмерений и требованию сопряжения с интеллектуальными протоколами, например, по стандарту МЭК-870-5-101(104). «Механическая» реализация новых требований может привести к тому, что при предоставлении для передачи информации высокоскоростных (естественно, более дорогих) каналов связи эффективность их использования резко снизится.
5. Степень патентной защиты изделий  как один из важнейших критериев оценки качества предлагаемых информационных систем. Новые подходы к построению компонентов системы (с учетом достижения максимального значения интегральной достоверности информации), основанные на результатах теоретического анализа, неизбежно приводят к появлению «ноу-хау» в каждом модуле. В результате схемные и системные решения ИУТК «Гранит-микро» защищены более чем двадцатью патентами на изобретения. Убеждены, что широкое патентование методов реализации предлагаемых рынку изделий отражает степень их продуманности и соответствие рекламных параметров реалиям.
6. Открытость для пользователя схемных и программных решений как условие повышения качества эксплуатации. Разработчики ИУТК «Гранит» всегда культивировали открытость для пользователя  принятых решений. Благодаря этому пользователи зачастую становились соавторами модернизации модулей. Степень открытости ИУТК «Гранит» можно охарактеризовать тем, что  число инсталляций программного обеспечения, выполненного сторонними организациями, намного превышает число внедренного «фирменного» программного продукта. Ничего плохого в таком положении не было бы, если бы сторонние организации тоже придерживались идеологии открытости своего программного продукта. Однако, как правило, в «открытом» ИУТК «Гранит» оказалось закрытое программное обеспечение сторонних организаций. В результате пользователь оказался заложником поставщика программного обеспечения и вынужден прибегать к отнюдь не дешевым его услугам при попытке введения модернизированных решений разработчика ИУТК «Гранит». Разработчики ИУТК «Гранит-микро» не отошли от идеологии открытости системы, продуктивно и творчески сотрудничают с производителями «чужого» программного обеспечения, которое принято у пользователя, однако, настоятельно предлагают заказчикам проверить возможность самостоятельного сопровождения поставленного программного обеспечения.
НПП «Промэкс», по-прежнему, открыто для предложений пользователей, касающихся любых вопросов построения ИУТК «Гранит-микро», готово воплощать их «в жизнь». Важно, чтобы, независимо от типа и поставщика всех компонентов системы, пользователь имел возможность применения всех новаций в уже работающую систему. Убеждены, что веским доказательством возможности самостоятельного обслуживания системы является полнота поставки всех ее компонентов. В комплект поставки должны быть введены:
- сервисное и стендовое оборудование с подробными инструкциями по их использованию,
- программы конфигурации и методики диагностики работы модулей и устройств,
- руководства по применению всех компонентов,
- рекомендации по применению комплекса (в том числе и его программного обеспечения),
- методика внесения изменений в аппаратуру и программное обеспечение.
Считаем необходимым введение требований, определяющих открытость систем для пользователя, в тендерную документацию.
Соответствие методов разработки и внедрения ИУТК «Гранит-микро» современным требованиям подтверждается тем, что за непродолжительный период выпуска изделий торговой марки МИКРОГРАНИТ (ИУТК «Гранит-микро») более 500 устройств поставлено в Россию, Украину, Казахстан, Молдову, Монголию для объектов более двадцати энергосистем, промышленным предприятиям, метрополитену, железным дорогам, коммунальным предприятиям городов.