автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Повышение эффективности процесса разработки систем управления промышленной электроавтоматикой на основе интеграции внешних программных компонентов

На правок рукописи

Козак Николай Владимирович

Повышение эффективности процесса разработки систем управления промышленной электроавтоматикой на основе интеграции внешних программных компонентов

Специальность 05 13 06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические системы)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2008 г

003445580

Работа выполнена в ГОУ ВПО Московском государственном технологическом университете «СТАНКИН»

Научный руководитель -Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор технических наук, доцент Мартинов Георги Мартинов доктор технических наук, профессор Аршанский Михаил Маркович кандидат технических наук Акулин Дмитрий Александрович Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильной электроники и электрооборудования

часов

Защита диссертации состоится « О/? » Qt/^sJ/f 2008 г в ¡jf^ на заседании диссертационного совета Д 212 142 03 в ГОУ ВПО Московском государственном технологическом университете «СТАНКИН» по адресу 127994, Москва, Вадковский переулок, д За

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного технологического университета «СТАНКИН»

Автореферат разослан «

■с 2008 г

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат технических наук

Фж//

7 Семячкова Е Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Увеличение сложности процессов автоматизации в промышленности ведут к росту требований, предъявляемых к системам управления электроавтоматикой Поэтому круг задач, решаемых прикладной составляющей, которые наиболее привлекательны для конечных пользователей, развивается наиболее динамично С другой стороны существенный прогресс в развитии вычислительной, коммуникационной аппаратуры, в совершенствовании инструментальных средств и технологий разработки программного обеспечения создают предпосылки для решения качественно новых задач в области электроавтоматики

Анализ архитектуры прикладной составляющей систем электроавтоматики ведущих фирм разработчиков (Siemens, Bosch, Beckhoff), в задачах, их функциональных возможностях и открытости решений выявили следующие проблемы

• отсутствие единого подхода к систематизации прикладных компонентов приложений систем управления, что усложняет анализ, проектирование и разработку при создании компонентов системы с нуля или расширения ее возможностей,

• отсутствие единой глобальной концепции интеграции компонентов от различных производителей в состав приложений разрабатываемой прикладной составляющей системы,

• не специфицированы программные интерфейсы, обеспечивающие более эффективную и глубокую интеграцию функциональности новых компонентов в состав системы,

• не предоставляется возможность гибкого конфигурирования набора прикладных компонентов для создания проблемно-ориентированных решений и настройки под задачи конкретного пользователя

В результате исследования было определено, что наиболее

прогрессивной архитектурой прикладной составляющей системы

3

управления, обладает открытая система, на основе узкоспециализированных прикладных компонентов, как собственных, так и сторонних производителей

Исходя из сказанного, тема диссертации направленная на повышение эффективности процесса разработки для прикладной составляющей систем управления промышленной электроавтоматикой на основе интеграции внешних программных компонентов является актуальной

Цель работы. Повышение эффективности процесса разработки прикладной составляющей промышленной электроавтоматики на основе его формализации, создания единого информационного окружения выполнения и обеспечения интеграции внешних программных компонентов

Задачи исследования. Для достижения цели в работе были поставлены следующие задачи

исследовать состав компонентов электроавтоматики и выявить критерии определения минимального набора компонентов на стадии проектирования системы,

на основе принципов классификации разработать методологические аспекты проектирования и разработки систем управления с целью формирования единого исполняемого окружения, для взаимодействия программных компонентов системы,

разработать механизмы интеграции прикладных программных компонентов внешних производителей,

в соответствии с полученными теоретическими и практическими знаниями разработать средство трехмерной визуализации объекта управления, решить задачи управления доступом и настройки конфигурации для прикладных приложений выбранной системы управления промышленной электроавтоматикой

Методы исследования. Теоретические исследования в работе базировались на методах системного анализа, объектно-ориентированного проектирования (декомпозиции, абстракции), концепции объектно-

4

ориентированного программирования Использовались технологии Net (для Windows), DCOM (distributed component object model), автоматизация OLE (object linking and embedding), стандарт OPC (OLE for process control)

Научная новизна. Новыми научными результатами, полученными в работе, являются

• принцип классификации прикладных компонентов электроавтоматики, позволяющий создать матрицу для анализа существующих решений и определения минимальных и оптимальных наборов комплектации компонентов в реализации конкретных пользовательских задач,

• метод проектирования и разработки прикладных приложений электроавтоматики с использованием готовых решений внешних производителей,

• принцип трехуровневого конфигурирования, позволяющий осуществлять настройку прикладных приложений под конкретные производственные потребности и настраивать интерфейс оператора,

• информационно-программное окружение для функционирования прикладных приложений электроавтоматики

Практическая ценность работы заключается в

• методике разработки прикладных компонентов и интеграции готовых модулей, позволяющей синтезировать прикладные приложения на основе готовых модулей,

• разработанных программных компонентах для трехмерной визуализации объекта управления и для управления правами пользователей и для конфигурирования прикладных приложений в системе CoDeSys,

позволяющих сократить время и себестоимость процесса разработки и

повысить его эффективность

Апробация работы. Теоретические и практические результаты,

полученные автором, докладывались на заседаниях кафедры «Компьютерные

5

системы управления», а также на международных научно технических конференциях «Информационные средства и технологии», Москва 2004, 2005, 2006 и 2007 г и «Ежегодная XVII Международная Интернет-конференция молодых ученых и студентов по современным проблемам машиноведения» Москва 2005 г

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов по диссертационной работе, списка использованной литературы из 75 наименований Основная часть работы изложена на 164 страницах машинописного текста, содержит 58 рисунка и 8 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, отмечена ее научная новизна и практическая ценность

В первой главе, на основе научных трудов Сосонкина В Л , Мартинова Г М, Фельдмана Я А и других специалистов в области разработки программного обеспечения систем управления и информационных систем в промышленности, производится анализ систем управления электроавтоматикой с позиций требований, предъявляемых к ним Исследованы архитектуры организации приложений и современный процесс разработки для прикладной составляющей систем управления электроавтоматикой

Тенденции построения прикладного программного обеспечения систем управления заключаются в использовании технологических и стоимостных преимуществ персональных компьютеров, предоставления современных средств разработки пользовательского интерфейса прикладных приложений, применения объектно-ориентированного и компонентного подходов в программной реализации, предоставления возможности интеграции со

SCADA, MES и ERP системами Программное обеспечение систем управления строится по принципам открытой модульной архитектуры

В результате проведенного анализа выделены три типа требований предъявляемых к прикладным компонентам электроавтоматики со стороны ядра системы управления, со стороны конечных пользователей и со стороны технологии разработки Первые два типа требований формируют функциональные возможности компонентов Последний тип характеризует процесс разработки При разработке должна учитываться как специфика области реализации, так и возможность применения новых подходов в создании программного обеспечения

Компоненты

п ол ьзо вател ьс ко го

интерфейса

Компоненты интеграции

N

Компоненты инструментальных средств разработки УП

• Настройка и эргономичность, интерфейса пользователя, '-•Специфика для НМ1 интерфейса оператора

' Поддержка устройств электроавтоматики ведущих производителей

Разработка, отладка и исполнение УП, диагностика оборудования, моделирование объектов управления

Компоненты

управления

контроллером

Рис 1 Обобщенная архитектура открытого прикладного программного обеспечения электроавтоматики Исследованы возможность и преимущества использования готовых проблемно ориентированных компонентов сторонних производителей при

разработке прикладных приложений Выявлена необходимость систематизации прикладных решений и наборов компонентов, а также необходимость сопоставления задач управления с компонентами реализующими их Обоснована идея синтеза прикладных приложений из готовых компонентов и решений

Предложена архитектура открытого прикладного программного обеспечения электроавтоматики (Рис 1) позволяющая выбирать лучшие решения для любой ее составляющей Центральное место в архитектуре занимают компоненты реализующие интеграцию, те взаимодействие и обмен данными между компонентами различных групп, как собственных, так и сторонних разработчиков

В исследовании выявлено, что использование предложенной открытой архитектуры прикладной составляющей имеет ряд преимуществ, для разработчиков и конечных пользователей

• Снижаются затраты, на разработку пользовательского интерфейса и прикладных приложений (например, редакторов УП, конфигураторов сетевых подключений и т и ),

• Обеспечивается возможность определения необходимого набора компонентов, и реализуемых ими задач, на ранних стадиях проектирования прикладного программного обеспечения электроавтоматики,

• Сокращается время выпуска новой системы, за счет возможности выпуска облегченной (предварительной) версий с последующим наращиванием функциональности

На основе проведенного анализа и выявленных проблем, поставлена цель и сформулированы задачи исследования

Во второй главе сформулирован принцип классификации компонентов прикладной составляющей электроавтоматики, заключающийся в построение матрицы компонентов

Условно выделены две группы компонентов первая - компоненты окружения - привязана к аппаратной платформе исполнения и операционной системе, вторая - прикладные компоненты - реализует непосредственно задачи системы управления электроавтоматикой

Компоненты окружения представляют общую для всех компонентов функциональность конфигурирование, взаимодействие с платформой исполнения, реализация элементов пользовательского интерфейса Компоненты прикладной области независимы от платформы исполнения, они специализированны под реализацию конкретных пользовательских приложений Предложенная классификация (см Рис 2) позволяет систематизировать компоненты электроавтоматики по группам и определять функциональную нагрузку, которую несет каждая из групп и подгрупп

Компоненты окружения Компоненты прикладной области

Компоненты каркаса системы Компоненты конфигурирования системы Компоненты интерфейса пользователя Разработка управляющих программ Отладка управляющих программ Выполнение управляющих программ Моделирование объекта управления Диагностика оборудования Контекстная помощь Конфигурирование PLC Прочие

Операционная система PLC - контроллер

Рис 2 Классификация компонентов систем управления электроавтоматикой Компоненты окружения возможно разбить на три базовые группы каркас, конфигурирование и интерфейс пользователя Посредством компонентов каркаса снимается зависимость системы от рутинной работы по реализации пользовательского интерфейса и от взаимодействия с платформой исполнения Это позволяет переносить решения с других операционных систем (например, Unix) изменяя только компоненты каркаса Компоненты конфигурирования определяют, какие компоненты загружаются в текущей версии системы Компоненты пользовательского интерфейса

реализуют специфичные для систем управления функции интерфейса оператора

Произведена структуризация области пользовательских задач, посредством предложенной матрицы прикладных компонентов

Пользовательские задачи системы управления

Логиче-\. ские уровнй\^ Разработка УП Отладка УП Выполнение УП Моделирование обыаа управления Диагностика оборудования Конфигурирование PLC

Визуальное представление , о 3 m ш 3 £ Q 3 ® 1- OL О. Ш 3 1 S * со i Ъ «3 а» х 5 У X А 5 <1 di i 5 § <1! £ ism 0 i с 0 ra ~ s ra я ? o g 8 5 £ y o o 1 P o а s о i а. s®o ¡11 с >o X 3 1 a u а, о Ф о Ё £ Б Б £2 г S ® 1 S Äse ISO 0 et f 1 du S Q. I 0 X Ш al lo 1 8 8¿

Управление данными 2 а о с £ С £ Генераторы машинного кода для процессоров а X О & * et с з Q Й- X с giio s го S q i ск a S 2 s -в I О I is 8 Sf I £ § § Q. О с о с a о li > С S lilt 2 oftn 2 ю S CT О (ü ftO ^ а с- a s 1° * 1 g J о О " и О ■& й 53? 5 ■s I Ш 2 i i lei ä 8 I

Хранение и предоставление данных ш ш 2. Ю'Я5 £Vx 5 т у/Í 11 т mm 1-МШ. ш "JAW/* 5 2 ы у? S't £ i 5 о it \ Ш V%f/ if Щ ÍÜ > X« S S\\

Взаимодействие с аппаратурой \Ks ¡R / \ Ъ. ft I >A \ О x -С, A\ ¿V ^<84 ¡R N vfa g4 \ S. jí \ а 3 §ч«Ч1 4 5fü <а> V -uvx 4 0 и с: , 2 ? о4 \ V! ч- X&S/N \s\rt\:; я> X >ч > vS -I М.) \ \ х et m NX, „О t X 0<Ч X

Рис 3 Принцип построения матрицы компонентов

Матрица компонентов строится в виде пересечения пользовательских задач по горизонтали с логическими уровнями виртуальной структуры по вертикали (Рис 3) По аналогии с Windows DNA (Distributed mterNet Application), в вертикальном сечение вводятся промежуточные слои бизнес-логики, для отделения компонентов представления в интерфейсе пользователя от компонентов, специализированных на работе с данными Вводится дополнительный уровень - взаимодействия с аппаратурой, который будет реализовывать доступ к конкретным устройствам PLC Таким образом, столбцы полученной матрицы определяют многообразие пользовательских задач системы управления электроавтоматикой, а строки - способ компонентой реализации (организации) программного обеспечения

С использованием инструмента матрицы компонентов был произведен анализ систем управления электроавтоматикой ведущих производителей В результате анализа компонентов выявлена избыточность для системы WinCC (что характерно для систем управления Siemens) Оптимальной модульной архитектурой обладает система CoDeSys, хотя обнаружена недостаточная реализация диагностикой задачи В системе лучше всего соблюдено компонентное разграничение пользовательских задач по логическим уровням Что позиционирует ее как потенциальный базис для развития прикладного программного обеспечения электроавтоматики

С целью своевременного выпуска на рынок облегченной версии программного обеспечения без ожидания конца разработки полной версии продукта, необходимо определять оптимально необходимый набор прикладных компонентов уже на начальных стадиях разработки Эту задачу предложено решать с помощью матрицы компонентов

Третья глава, посвящена созданию методики проектирования и разработки прикладной составляющей электроавтоматики с применением готовых компонентов внешних производителей

Схематично методика представлена как набор шагов (Рис 4), итерационно выполняемых в ходе очередного цикла разработки программного обеспечения электроавтоматики

Сначала в соответствии с решаемыми прикладными задачами определяем набор компонентов с помощью матрицы компонентов Затем выстраиваем обобщенную архитектуру системы

На втором шаге происходит формирование единого исполняемого окружения прикладных приложений, здесь осуществляется реализация компонентов конфигурирования и компонентов бизнес логики пользовательского интерфейса В последствии их интерфейсы и типы предоставляются компонентам прикладной составляющей

Рис 4 Методика проектирования и разработки прикладной составляющей

систем управления

Далее производится анализ и спецификация интерфейсов взаимодействия компонентов, определяются наборы интерфейсов, которые необходимы для реализации конкретных прикладных задач

На третьем шаге производится интеграция компонентов в состав системы с применением специализированных интерфейсов и реализация связующего звена - компонентов интеграции

В ходе интеграции выявляются новые требования к единому исполняемому окружению и необходимость реализации дополнительных интерфейсов бизнес уровня В этом случае производится возврат на соответствующие этапы методики по формированию единого исполняемого окружения, для их последующего выполнения

Одним из основных результатов применения единого исполняемого окружения и общего механизма интеграции компонентов является возможность конфигурирования компонентов системы, которое производится на последнем шаге

Произведено сопоставление стадий Rational Unified Process (RUP), фаз процессов Microsoft Solutions Framework (MSF) с шагами описываемой

методики (Рис 5) Это позволяет применять стандартные инструментальные средства в разработке прикладных приложений электроавтоматики

кир

МБР

Шаги методики

Рис 5 Исполнение шагов методики на стадиях ГШР и фазах МБР для процесса разработки прикладной составляющей электроавтоматики На первом шаге методики выполняются выявление набора компонентов прикладной составляющей системы, определение необходимости в разработке новых или модификации существующих компонентов, систематизация требований и спецификация интерфейсов взаимодействия, типов данных, алгоритмов работы для новых компонентов

Разработана последовательность деятельностей выполнения первого шага методики, с указанием исходных и получаемых данных, для определения требований к новым компонентам

Сформулированы основные задачи, решаемые при создании единого исполняемого окружения конфигурирование компонентов системы на базе общего механизма, реализация единого пользовательского интерфейса для прикладных приложений, отделение прикладных компонентов от специфики платформы исполнения, посредством уровня бизнес логики, предоставление общих интерфейсов интеграции для взаимодействия между компонентами

Интерфейсы интеграции являются связующими элементами, определяющими правила взаимодействия, между компонентами системы Интерфейсы интеграции разбиты на 3 группы в соответствии с их функциональным назначением Специфицированы типичные интерфейсы интеграции для прикладных приложений электроавтоматики Фрагменты таблицы с указанием номеров групп интерфейсов и их представителей приведены ниже (Таблица 1)

Начало Уточнение ' Конструирование Переход

Выработка концепции Планирование Разработка Стабилизация Внедрение

I

1 2 | 2 3 | | 2 1 || 2 2 || 2 3 3 4

--1-;-—г

Таблица 1 Интерфейсы интеграции

Гр Интерфейсы Реализуемая функциональность

1 Интерфейсы каркаса прикладных приложений

1 а Интерфейсы конфигурирования 1СопГ^, ГСопАяМапа^ег Определяют механизмы конфигурирования компонентов

1 б Интерфейсы базовых функций пользовательского интерфейса 1Сотго1Рапе1,1У1ешРапе1, 1Ес111огРапе1, ¡СогИпЛРапе^Мапаяег Обеспечивает работу с панелями управления (меню, тулбары, дерево навигации и т п ) Посредством этих интерфейсов создаются и размещаются элементы управления пользовательского интерфейса

2 Интерфейсы окружения

2а Интерфейсы специализированных функций пользовательского интерфейса [РпШМаг^ег, ЮрЬопМаг^ег, ШаиМаг^ег, IStatusManager Предоставляют прикладным компонентам доступ к общим механизмам работы в пользовательском интерфейсе Таким как, вывод на печать, предоставление странички настроек, отображение диалога ожидания или информации в троке состояния

26 Интерфейсы ведения проекта 1Ро|ес1Мапа£ег, Рго|ес(Еп(гу Предоставляет функции для работы с проектом системы управления

2 в Интерфейсы администрирования системы и управления доступом 1Соп1ехШе1рМа1^ег, 1Не1рРиЫ1са1юп, IUserManagement, ГРепгпБзюпСЬескег, ШзеЮгоир, ШБСГ Обеспечивают функции помощи, и управления правами пользователей для работы в системе

3 Интерфейсы взаимодействия прикладных компонентов

За Интерфейсы взаимодействия с аппаратурой электроавтоматики Юа1е\¥ауС1юп1, ЮпЬпеБеуюе ^СРСЬеШ, IUIOnllneMode, ЮпЬпеШБетсез Предоставляют механизмы работы с аппаратными средствами и контекстами состояний при подключении к PLC устройствам

36 Интерфейсы обмена данными прикладных задач 1Сотр11ес101уес1, 1Сотр11еСоп1ех1, Организуют доступа к данным компонентов различных задач Например, данных о переменных в управляющей программе, данные о

Гр Интерфейсы Реализуемая функциональность

ICodegenerator, ILanguageModelProvider параметрах генератора машинного кода или языковой модели для управляющих программ

3 в Интерфейсы управления и обмена сообщениями прикладных задач IBreakpoint, IBPManager, Message, IMessageStorage, ISourceControlBinding Реализуют управление функциями и предоставляют события работы прикладных компонентов Например, получение событий об срабатывании точек останова, управление выводом сообщений для пользователя и получение команд от подсистемы контроля изменений в исходных кодах управляющих программ

В основе принципа интеграции, заложено использование программных

интерфейсов единого исполняемого окружения Сама задача интеграции сводится к связыванию посредством интерфейсов в единую систему модулей готовых программных решений Связывающим звеном здесь выступает специальный модуль, разработанный для передачи и трансформации данных между внедряемыми модулями-это компоненты интеграции

Создание компонентов интеграции соответствует декомпозиции трех базовых деятельностей основных этапов внедрения компонентов в состав системы интеграция визуальных объектов, интеграция программных модулей, интеграция функциональности Базовые деятельности разбиваются на составные элементы, которые можно сгруппировать по уровням, в соответствие с функциональностью внедряемых компонентов в составе системы (Рис 6) Например, "Компонентный" уровень включает в себя деятельности, осуществляемые на начальных стадиях внедрения компонентов в систему

Уровни интеграции Группы деятельностей

1 уровень Компонентный / \ Реинжиниринг ч 'Интеграция СОМ интерфейсов и серверных ^компонентов ( Реализация межъязыковых шлюзов V У \ Установка связей с контейнерными элементами

2 уровень Пользовательского интерфейса г \ Эргономическая интеграция V / ( V Языковая локализация V У Интеграция алгоритмов работы с программой пользователем Интеграция функций помощи (Help) ч У

3 уровень Логический [интеграция (синхронизация ] (Определения путей алгоритмическая состояний взаимодеиствияс ^ ,/ ^ J ^аппаратурой

4 уровень Аналитический Комплексный анализ работоспособности Ч У Автоматизированное тестирование V. У

5 уровень Визуальный Реализация визуальных элементов у Интеграция локальных визуальных настроек

6 уровень Контекстный Интеграция файловой структкры / 1 "' ' ч Настройка окружения ч У

Рис 6 Диаграмма деятельностей интеграции компонентов в нотации UML

Предложенный порядок уровней интеграции учитывает особенности разработки прикладных приложений электроавтоматики и допускает повторное использование в последующих этапах развития системы

Формально конфигурирование прикладной составляющей электроавтоматики разделено на три последовательных этапа

1 Этап конфигурирования режимов системы закрепляет набор прикладных задач электроавтоматики за конкретным режимом системы управления Режимы формируются на базе пользовательских задач электроавтоматики, при этом одна и та же задача может использоваться в нескольких режимах одновременно

2 Этап конфигурирования задач определяет компоненты, которые используются в каждой пользовательской задаче Задачи, одновременно используемые в разных режимах, могут иметь разную конфигурацию Например, режимы программирования и отладки использует задачу моделирования объекта управления Разница в том, что режим отладки не

использует компоненты для редактирования модели объекта управления и для работы с библиотеками визуальных объектов

3 Этап конфигурирования интерфейса пользователя предполагает настройку компонентов уровня визуального представления, реализующих различные задачи, и размещение их элементов управления в окнах прикладных приложений

Предложенная организация деятельностей анализа, проектирования и разработки прикладного программного обеспечения электроавтоматики, определяет метод создания прикладных приложений электроавтоматики на основе готовых решений внешних производителей Согласно этому методу на этапе анализа используются инструменты реинжиниринга, в построении моделей для создаваемых или модифицируемых приложений, в том числе осуществляется классификации компонентов прикладных приложений Этапы проектирования и разработки систем управления в коллективном исполнении требуют применения инструментальных средств ведения проекта, управления требованиями, построения моделей организации компонентов, а также инструментов управления изменениями исходных кодов, базы данных дефектов и средств автоматизированного тестирования

В четвертой главе, на базе предложенных теоретических и практических результатов решены три разных типа прикладных задач электроавтоматики Предложено расширение функций системы СоОеЗуБ в области трехмерного моделирования объекта управления, управления доступом пользователей и конфигурирования системы

В соответствии с методикой в начале разработки производился анализ компонентов системы СоЭеБуз, в результате было сформировано представление о структуре и механизмах взаимодействия прикладных компонентов В системе разграничение специализации компонентов достигается применением механизма плагинов (съемных компонентов) в архитектуре системы

На основе проведенного анализа единого исполняемого окружения CoDeSys выявлено что, для реализуемых прикладных задач моделирования объекта управления и защиты авторских прав (управления доступом пользователей) необходима реализация компонентов системы в виде плагинов Для этой цели в системе были выделены ряд интерфейсов интеграции из группы каркаса приложений (см группу 1 в Таблица 1)

Решение задачи трехмерной визуализации объекта управления Заложенная возможность двумерной графической симуляции объекта управления в CoDeSys не всегда соответствует современным требованиям сложных технологических процессов Графический редактор ЗЭ-сцены визуализации предоставляет пользователю средства трех мерного представления объекта управления и технологического процесса Исполнительные звенья механизмов, их приводы и объекты окружения сцены размещаются и компонуются пользователем при построении модели технологического окружения управляемого процесса

Элементы для построения ЗО-сцены, такие как промышленные роботы, автоматические линии, захваты, манипуляторы, объекты технологического окружения и т п , разрабатываются с использованием инструментария 3D Studio Мах (фирмы Autodesk Media & Entertainment) Функции представления этих объектов в сцене осуществляет компонент библиотеки визуальных объектов (Рис 7) Оконный элемент библиотеки используется для выбора и перетаскивания из него необходимых объектов при визуальной разработке моделируемого оборудования

В начале внедрения компонентов был построен фрагмент матрицы, для систематизации компонентов графического редактора и компонентов интеграции Далее выделены интерфейсы интеграции Классы редактора и его инструментария были вынесены в компоненты плагинов CoDeSys В результате, в систему был внедрен редактор сцены визуализации и его инструментарий (Рис 7)

Команды управления Встроенный Окно свойств Библиотека визуальных

в редакторе ЗЭ редактор визуальных объектов объектов ЗР редактора

fit Ed* V.w p»0)«ct Safety СогЛ/ил&п Odaratiorw Safety: F60 Та1* ВивЗ CWu* Took Urtr*fc*v нед

J.br * -fa >' ¡И ■ a :J J ¿3

M Visual F.ditor objcct [MyPIc: Pic logic: Application]

J S«t by • $ ¿SOft Of

J L*tlth<H - J MyPfc

- Mcto-jtc

- D Application

щр I it* « у Managei " jtä bt» Corj'iguiatuin

,—Д&йж&аЬ--

Объект Зй-сцены в структуре проекта CoDeSys

VSaOotowttexpIwet

gl i лг| омЫеОмпкм

Рис. 7 Элементы управления редактора ЗЭ-сцены в CoDeSys Решение задачи управления доступом. При создании объектов управляющих программ применяют алгоритмы, являющиеся интеллектуальной собственностью разработчика или использующие не документированные способы взаимодействия с аппаратными средствами электроавтоматики, которые также не желательны для распространения в исходном коде. Предложено решение для защиты прав авторства, дополняющий имеющийся механизм управления правами пользователей в CoDeSys. С помощью этого решения разработчик предоставляет конечному пользователю заданную функциональность управляющей программы, но скрывает от его глаз код реализации. Таким образом, он сохраняет свое "know how".

Для разработки и встраивания компонентов защиты в соответствии с классификацией была определена специализация разрабатываемых компонентов, определены необходимые интерфейсы интеграции (Рис. 8).

Визуальное представление

Управление данными

Хранение и предоставление данных

Взаимодействие с аппаратурой

Управление доступом пользователей

V В

I- г- ^

С о

(и си

ьотз р I а

СЗ С

гО

С I

ас ~ £ 5

50

и ©

5 5 ас «

о ж

сл

О о ¡Г о с О

03

о са

шшш

шШмт.

Рис. 8 Специализация разрабатываемых компонентов управления доступом в задаче управления доступом системы СоОеБув На базе интерфейсов были реализованы команды контекстного меню в дереве проекта для защиты объектов управляющих программ от несанкционированного просмотра и редактирования. Разработанные компоненты (на Рис. 8 помечены замочком) производят доступ к объектам проекта управляющих программ посредством интерфейсов менеджера объектов системы СоЭеЗуэ. Это позволяет модифицировать данные в объектах для ограничения доступа пользователей при их использовании.

Решение задач конфигурирования, потребовало разработку дополнительных функций в утилите создания и изменения профилей использования прикладных компонентов СоОеБуз. Стандартная конфигурация системы имеет 121 прикладной компонент. Для определения компонентов, которые используются в конкретной пользовательской задаче — второй этап конфигурирования, реализованы новые функции в утилите конфигурирования.

Пользовательский интерфейс утилиты представлен на рисунке (Рис. 9). Имена компонентов подсвечиваются цветом реализуемой ими задачи.

20

Задача для компонента обозначена в столбце Plug-in Task

Отображение информации о цветах для пользовательских задач

Панель настройки задач для прикладных компонентов

"^Конфигурации прикладных компомоЛов CoDeSys

Установлено Профили Выполняемые мдачи

Выберите профиль: CoDeSys Safety Prototype Сборки выбранного профиля:

I Изменить задачу...

Прикл. конпон... Рекоие.. Версия текущая Решаемая задача

$ Binary Archive Newest 3.0.2,0 Диагностика оборудования

Ф Black/m Code Newest 3.0.2,0 В Отладка управляющих программ

Ф Bookrnâi ks Newest 3.0.2.0 ■ - Выполнение управляющих прсграмм

Ф Breakpoints Newest З.О.З.О § Отладке управляющих программ

Q Browse? Comm Моделирование объекта управления

$ Build Comman Newest 3.0.2.0 Выполнение управляющих программ

f CFC Esfeor Newest 3.0.3.0 Я Отладка управляющих программ

$ CFC Impleme Newest 3.0.3.0 Щ Отладка управляющих программ

Ф Cfg-РЙе Corive Newest 3.0.2.0 ¡Ц Вьятолнение управляющие программ

^ CcOeSys Fr&ne Newest 3.0.5.0 Диетное тика оборудования

^ CoDeSys Prose Newest 3.0.4.0 |Ц Отладка управляющих программ

? Common Icons Newest 3.0.1.0 Ц Выполнение управляющих программ

ф Common Uti't ., Моделирование объекта управления

О Cross Referen. Диагностика оборудования

Добавить задачу

Удалить задачу

.задача

выполняемая

сборкой:

Выполнение управляю Моделирование объек Диагностика оборудое

testi

I отладка

s управляющих программ

! Огкграциопио-а сист!

Рис. 9 Настройка конфигурации СоОеЭуэ с применением принципов классификации прикладных компонентов Реализация третьего шага - настройка расположения элементов управления в рабочей области экрана - потребовала реализацию двух новых компонентов. Это утилита разработки шаблонов расположения оконных элементов Тоо1\У1пс1о\У5Ьауощ8еи^ и компонент наблюдатель ЬауоьиМос^ОЬэегуег, осуществляющий изменение расположения элементов пользовательского интерфейса при переходе системы из режима в режим.

Принцип взаимодействия внедряемых компонентов с компонентами окружения представлен на диаграмме (Рис. 10). В Тоо1\Утс1оу/8Ьауо1П8еШ1^, создаётся набор файлов в хт1 формате, в которых хранятся данные о расположении оконных элементов в различных режимах. Для получения данных этих файлов используются компоненты пользовательского интерфейса 8апсЮоск, применяемые в СоЭеЗуБ.

¡{омпонэп(ь\ окрулзнял

' Файл конфигурации интерфейса ^

пользователя используемыи по умолчанию

Opt xml data

/ roAün

] SandDock

1-

i <use>

Файлы конфигурации интерфейса пользователя для конкретных режимов

I Plug-in I

Load I

Frame

Save

<use> <use>

ToolWindows из—1 LayoutSetting

Load

i Save

____i______

|_PJugjIn~J LayOUtMode I Load

l-j...] Observer

GetViewsO1--!----

£

piug-'n I Online

T

H Manager

-|£?AfterLogin {MfterLogout

fPiüp

Tñ] Object Hl Manager

^VisualizationlnterfaceChanged

jípivjfjorjadrbj лрягладны/. задач

Ç ProjectLoaded [ Ç ProjectClosed

I Piup-in i Visual

J Object

Рис 10 Принцип работы компонентов по настройке интерфейса пользователя Компонент ЬауошМоёеОЬБегуег обрабатывает случаи изменения режима системы, посредством обработки событий от различных прикладных компонентов Например, компонент Оп1теМапа§ег, инициирует события о переходе в режим отладки, менеджер объектов ObJectManager предоставляет события открытия и закрытия проекта системы, а компонент объекта визуальной сцены У^иаЮ^ес! инициирует событие перехода в режим моделирования При переходе в очередной режим, Ьауои1Мос1еОЬ5егуег загружает данные о размещении оконных элементов из хш1 файлов и перераспределяет оконные элементы в рамках рабочего экрана системы с использованием менеджера размещения в БапсШоск

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Решена задача повышения эффективности (снижение затрат и сокращение времени разработки, при сохранении того же качества) процесса разработки прикладного программного обеспечения промышленной электроавтоматики на основе его формализации, создания единого информационного окружения выполнения и обеспечения интеграции внешних программных компонентов

2 Установлены взаимосвязи в архитектуре прикладной составляющей

промышленной электроавтоматики на основе которых предложена

22

классификация с помощью матрицы компонентов, позволяющая систематизировать программное обеспечение по прикладным задачам (разделение по горизонтали) и оценивать модульность архитектурных решений (разделение по вертикали) с точки зрения адаптации программных компонентов к конкретным прикладным решениям и прогнозировать последующие эволюции системы

3 Предложенный метод проектирования и разработки прикладной составляющей систем управления электроавтоматикой позволяет формализовать процесс создания приложений электроавтоматики, выявляет набор требуемых компонентов, обеспечивает внедрение решений внешних производителей, организует взаимодействие программных компонентов в едином исполняемом окружении

4 Минимальный набор прикладных задач, достаточный для опережающего выпуска на рынок облегченной версии программного обеспечения, без ожидания конца разработки продукта, рекомендуется определять использованием разработанного инструмента матрицы компонентов

5 Конфигурирование прикладных приложений под конкретные производственные потребности и настройка интерфейса пользователя по запросам оператора достигается применением предложенного компонентного подхода к организации программного обеспечения электроавтоматики

6 Применение разработанного принципа интеграции внешних компонентов и предложенного единого исполняемого окружения позволяют, используя лучшие программные решения из смежных областей, повысить эффективность разработки и предоставлять новые пользовательские функции в прикладной составляющей промышленной электроавтоматики

7 Задачи трехмерной визуализации объекта управления, администрирования прав доступа и конфигурирования прикладных приложений электроавтоматики рекомендуется решать с использованием

созданного метода проектирования и разработки прикладных приложений электроавтоматики

8 Полученные теоретические и практические результаты применяются в курсах лекций и лабораторных работах учебных дисциплин "Структура и математическое обеспечение систем управления" и "Графические системы и интерфейсы оператора" на кафедре "Компьютерные системы управления" ГОУ ВПО МГТУ "Станкин"

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИСЕРТАЦИИ

1 Мартинов Г М, Козак Н В Принципы интеграции компонентов электроавтоматики на примере ЗБ-сцены визуализации // Системы управления и информационные технологии 2007 №2 (28) С 88-92

2 Мартинов Г М , Козак Н В Декомпозиция и синтез программных компонентов электроавтоматики // Приборы и системы Управление, контроль, диагностика 2006 №12 С 4-11

3 Козак Н В Среда интегрированного функционирования в реализации интерфейса оператора ЧПУ // Труды Международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии» Москва 2004 -Том 3-С 150-153

4 Козак Н В , Бабак Д А , Тихомиров В В 30 визуализация работы программ электроавтоматики // Труды Международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии» Москва 2005 -Том 3-С 11-13

5 Козак Н В Классификация программных компонентов электроавтоматики // Труды Международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии» Москва 2005 -Том 3-С 26-29

6 Козак Н В Киселев С А Моделирование работы управляющих программ контроллеров при помощи ЗБ моделей II Труды Международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии» Москва 2006 - Том 3 - С 168-171

7 Козак Н В Мартинов Г М Декомпозиция программных компонентов электроавтоматики // Труды Международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии» Москва 2006 -Том 3-С 181-184

8 Козак Н В Основы интеграции компонентов электроавтоматики на примере графического редактора ЗЭ сцены визуализации // Труды Международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии» Москва 2007 - Том 3-С 132-135

Заказ № 18/08/08 Подписано в печать 12 08 2008 Тираж 100 экз Уи щ I 5

ООО 'Цифровичок ', тел (495) 797-75-76 (495) 778-22-20 утю с/г т , е-тай т/о@с)г т

Введение.

Глава 1. Архитектурный анализ систем электроавтоматики. Постановка задач исследования.

1.1 Тенденции построения программного обеспечения систем управления

1.3 Обобщенная архитектура систем управления электроавтоматикой.

1.3.1. Требования к прикладным компонентам со стороны ядра системы

1.3.2. Внешние требования к прикладным компонентам.

1.3.3. Требования технологии разработки к прикладным компонентам

1.4 Характеристики современного процесса разработки прикладной составляющей электроавтоматики.

1.5 Постановка задач исследования.

Глава 2. Классификация проблемно ориентированных компонентов систем управления.

-2.1—Принцип—классификации—прикладных программных—компонентов^ электроавтоматики.

2.2 Фаза выделения компонентов окружения.

2.2.1. Компоненты каркаса.

2.2.2. Компоненты конфигурирования.

2.2.3. Компоненты средств интерфейса пользователя.

2.3 Фаза построения матрицы прикладных компонентов электроавтоматики.

2.3.1. Виртуальная структура прикладной области.

2.3.2. Матрица компонентов.

2.4 Анализ и систематизация набора прикладных компонентов с применением матрицы.

2.4.1. Обоснование выбора систем управления электроавтоматикой для анализа.

2.4.2. Матрица прикладных компонентов системы управления WinCC

2.4.3. Матрица прикладных компонентов системы управления WinSPS

2.4.4. Матрица прикладных компонентов системы управления , TwinCAT.

2.4.5. Матрица прикладных компонентов системы управления CoDeSys

2.5 Определение минимально необходимого набора прикладных компонентов системы.

2.6 Выводы главы

Глава 3. Методика проектирования и разработки прикладной составляющей систем управления.

3.1 Методика и её составляющие.

3.2 Место методики в процессах проектирования и разработки.

3.3 Выполнение шагов методики.

3.3.1. Определение набора компонентов прикладной составляющей с применением матрицы.

3.3.2. Формирование единого исполняемого окружения.

3.3.3 .Использование-принципалштеграции-компонентов .92

3.3.4. Конфигурирование компонентов в составе системы.

3.4 Принципы интеграции компонентов.

3.4.1. Структура процесса интеграции.

3.4.2. Последовательность интеграции.

3.4.3. Деятельности интеграции.

3.5 Выводы главы.

Глава 4. Применение методики для реализации задач визуализации, управления доступом пользователей и конфигурирования компонентов в системе CoDeSys.

4.1 Спецификация функциональных требований для новых компонентов

4.1.1. Анализ функций компонентов системы.

4.1.2. Построение матрицы для определения места новых компонентов в системе.

4.1.3. Анализ функций и программных интерфейсов разрабатываемых компонентов.

4.2 Анализ единого исполняемого окружения системы CoDeSys.

4.2.1. Выявление интерфейсов интеграции.

4.3 Внедрение новых компонентов с применением разработанных принципов.

4.3.1. Встраивание сцены трёхмерного моделирования объекта управления.

4.3.2. Встраивание новых функций управления доступом пользователей к исходным кодам управляющих программ.

4.4 Внедрение новых компонентов окружения для поэтапного конфигурирования системы.

4.4.1. Средства конфигурирования задач прикладной составляющей.

4.4.2. Средства конфигурирования пользовательского интерфейса прикладной составляющей для режимов системы управления.

4.5 Выводы главы.

Стремительное развитие персональных компьютеров (ПК) в сторону увеличения вычислительной мощности и относительное снижение цены способствовало широкому применению ПК в построении систем управления электроавтоматикой. Программируемые логические контроллеры на базе ПК характеризуются высокой универсальностью в отношении управляемого объекта и круга решаемых задач, возможностью быстрой перенастройки при перепланировании производства [10]. Разработка и отладка прикладного программного обеспечения для таких контроллеров осуществляется с помощью стандартных инструментальных средств ПК, что существенно снижает затраты и сокращает время на разработку [63].

С другой стороны, есть области, где необходимо использование узкоспециализированных систем управления электроавтоматикой [50]. Для таких систем основными критериями являются малые размеры, отсутствие необходимости в средствах отображения графики, в базах данных, в сложных интерфейсах ввода-вывода.

Ведущие производители систем электроавтоматики такие, как Siemens, Bosch, Beckhoff и др., предоставляют собственные инструментальные среды для разработки и исполнения прикладного программного обеспечения [26]. Эти среды достаточно сложны, несовместимы между собой и не предусматривают возможности работать с PLC-контроллерами сторонних производителей.

Попытка унифицировать объекты электроавтоматики и создать единую среду разработки, сохраняя при этом стандарт языков программирования МЭК 61131-3, обозначила свое направление развития. Лидером здесь является компания Smart Software Solutions - 3S, а ее продукт CoDeSys уже становится стандартом де-факто [56].

Параллельно с рассмотренными направлениями, со стороны технологии разработки систем управления установились тенденции применения объектно-ориентированного и компонентного подходов [68]. Это 5 предполагает использование стандартных технологий разработки, таких как COM, DCOM, ActiveX, платформы .NET Framework. Применение Soft-PLC предполагает превращение Windows в операционную систему реального времени [69].

Независимо от существующих тенденций и способа реализации, к прикладным приложениям систем управления электроавтоматикой предъявляют вполне определенный набор требований:

• открытость для использования в PLC-системах, в том числе и аппаратно реализованных;

• программирование или выполнение сопутствующих задач электроавтоматики в соответствии с открытым стандартом МЭК 61131-3;

• работа со стандартными промышленными шинами для PLC (Profibus, CANopen, ProfiNet, DeviceNet и др.);

• возможность распределенного функционирования в составе системы.

Многообразие предлагаемых на рынке решений в области систем управления электроавтоматикой с ограниченной открытостью вызывает затруднения при выборе и недопонимание возможностей, которые предлагает то или иное решение.

В более широком смысле прикладная составляющая систем управления электроавтоматикой является специализированной информационной системой. Если рассматривать тенденции и методы в развитии информационных систем различных сфер бизнеса, в настоящее время наблюдаются тенденции к слиянию различных систем в единую для предприятия или компании, некую общую информационную среду[18, 19]. Расширение существующих систем так же производится внедрением новых компонентов внешних производителей (Рис. 1).

Подобные методы развития приемлемы как для прикладной составляющей программного обеспечения систем управления электроавтоматикой, так и для прикладных приложений других систем управления (Рис. 2). 6

Компоненты инновационных технологий

Интегрированная информационная бизнес система

Базовая информационная бизнес система

Интеллектуальные компоненты

Внедряемая информационная бизнес система

Рис. 1 Тенденции развития информационных бизнес систем

Инструменты разработки управляющих программ

Система управления

Базовая система управления электроавтоматикой

Драйвера и управляющие компоненты для PLC

Компоненты ERP, MES, SCADA

Til Компонент 3

Рис. 2 Развитие системы управления в результате интеграции компонентов Расширение и развитие функций прикладной составляющей электроавтоматики осуществимо путём встраивания компонентов сторонних производителей, т.е. внешних по отношению к системе. Таким путем можно достигнуть расширения функций прикладной составляющей и организовать взаимодействие с системами управления более высокого уровня, т.е. системами планирования ресурсов предприятия и системами оперативного управления производством [15].

Увеличение сложности процессов автоматизации в промышленности ведут к росту требований, предъявляемых к системам управления электроавтоматикой. Поэтому круг наиболее привлекательных для конечного пользователя задач, решаемых прикладной составляющей, развивается наиболее динамично. С другой стороны существенный прогресс в развитии вычислительной, коммуникационной аппаратуры, в инструментальных средствах и технологиях разработки программного обеспечения создаёт предпосылки для решения качественно новых задач в области электроавтоматики [60].

Анализ архитектуры прикладной составляющей систем электроавтоматики ведущих фирм разработчиков (Siemens, Bosch, Beckhoff) в задачах, их функциональных возможностях и в открытости решений выявили следующие проблемы:

• Отсутствие единого подхода к систематизации прикладных компонентов систем управления, что усложняет анализ, проектирование и разработку при создании приложений системы или расширения её возможностей;

• Отсутствие единой глобальной концепции интеграции компонентов различных производителей в прикладную составляющую системы;

• Не-специфицированы-программные интерфейсы—для- эффективной и - -глубокой интеграции функций новых компонентов в состав системы;

• Не предоставляется возможность гибкого конфигурирования набора прикладных компонентов для создания проблемно-ориентированных решений и настройки под задачи конкретного пользователя.

В результате исследования было определено, что наиболее прогрессивной архитектурой прикладной составляющей системы управления обладает открытая система на основе узкоспециализированных прикладных компонентов как собственных, так и сторонних производителей.

Таким образом, тема диссертации, направленная на повышение эффективности процесса разработки прикладной составляющей систем управления электроавтоматикой на основе интеграции внешних компонентов является актуальной.

Теоретические исследования в работе базировались на методах системного анализа, объектно-ориентированного проектирования (декомпозиции, абстракции, иерархии), концепции объектно-ориентированного программирования. Использовались теоретические основы технологий .NET (для Windows), DCOM (distributed component object model), автоматизация OLE (object linking and embedding), стандарт OPC (OLE for process control). Новыми научными результатами работы являются:

1. Принцип классификации прикладных компонентов электроавтоматики, позволяющий создать матрицу для анализа существующих решений и определения минимальных и оптимальных наборов комплектации компонентов в реализации конкретных пользовательских задач.

2. Метод проектирования и разработки прикладных приложений электроавтоматики с использованием готовых решений внешних производителей.

3. Принцип трехуровневого конфигурирования, позволяющий осуществлять настройку прикладных приложений под конкретные производственные потребности и настраивать интерфейс оператора.

4. Информационно-программное окружение- для- функционирования прикладных приложений электроавтоматики.

Практическая ценность работы заключается в:

• методике разработки прикладных компонентов и интеграции готовых модулей, позволяющей синтезировать прикладные приложения на основе готовых модулей;

• разработанных программных компонентах для трехмерной визуализации объекта управления и для управления правами пользователей и для конфигурирования прикладных приложений в системе CoDeSys; позволяющих сократить время и себестоимость процесса разработки pi повысить его эффективность.

Основные выводы и рекомендации работы

1. Решена задача повышения эффективности (снижение затрат и сокращение времени разработки, при сохранении того же качества) процесса разработки прикладного программного обеспечения промышленной электроавтоматики на основе его формализации, создания единого информационного окружения выполнения и обеспечения интеграции внешних программных компонентов.

2. Установлены взаимосвязи в архитектуре прикладной составляющей промышленной электроавтоматики на основе которых предложена классификация с помощью матрицы компонентов, позволяющая систематизировать программное обеспечение по прикладным задачам (разделение по горизонтали) и оценивать модульность архитектурных решений (разделение по вертикали) с точки зрения адаптации программных компонентов к конкретным прикладным решениям и прогнозировать последующие эволюции системы.

3. Предложенный метод проектирования и разработки прикладной составляющей систем управления электроавтоматикой позволяет формализовать процесс создания приложений электроавтоматики, выявляет набор требуемых компонентов, обеспечивает внедрение решений внешних производителей, организует взаимодействие программных компонентов в едином исполняемом окружении.

4. Минимальный набор прикладных задач, достаточный для опережающего выпуска на рынок облегченной версии программного обеспечения, без ожидания конца разработки продукта, рекомендуется определять использованием разработанного инструмента матрицы компонентов.

5. Конфигурирование прикладных приложений под конкретные производственные потребности и настройка интерфейса пользователя по запросам оператора достигается применением предложенного компонентного подхода к организации программного обеспечения электр о автом атики.

6. Применение разработанного принципа интеграции внешних компонентов и предложенного единого исполняемого окружения позволяют, используя лучшие программные решения из смежных областей, повысить эффективность разработки и предоставлять новые пользовательские функции в прикладной составляющей промышленной электроавтоматики.

7. Задачи трехмерной визуализации объекта управления, администрирования прав доступа и конфигурирования прикладных приложений электроавтоматики рекомендуется решать с использованием созданного метода проектирования и разработки прикладных приложений электроавтоматики.

8. Полученные теоретические и практические результаты применяются в курсах лекций и лабораторных работах учебных дисциплин "Структура и математическое обеспечение систем управления" и "Графические системы и интерфейсы оператора" на кафедре "Компьютерные системы управления" ГО У ВПО МГТУ "Станкин".

1. Microsoft Corporation. Анализ требований и создание архитектуры решений на основе Microsoft .NET. Учебный курс MCSD. Пер. с англ. под ред. Врублевского А.Р. Москва: Издательско-торговый дом «Русская Редакция»,2004.— 416 стр.: ил. ISBN 5-7502-0248-8.

2. TwinCAT Information System (Base). Открытый Интернет ресурс ftp://ftp.beckhoff.com/Software/TwinCAT/InfoSystem.

3. Александров А. Арсенал интеграции. Открытые системы. №9 2006. Интepнeтвepcия:http://www.osp.lч^/os/200б/09/3 776469/

4. Бартос Ф. Платформа ПК в промышленных системах управления // Control Engineering Россия, 2006. №5. Интернет версия: http://www.controlengrussia.com/may06-5.php4?art=l 160

5. Безопасный операторский интерфейс // Control Engineering Россия, 2007 №3 Интернет версия: http://www.controlengrussia.com/march07-5.php4?art=1424

6. Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык UML: Руководство пользователя. СПб.: "Питер", 2004, 430 стр. ISBN 5-94074-260-2

7. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++. Второе издание. Изд: Невский Диалект, 2000 г., перевод с английского под редакцией И. Романовского и Ф. Андреева. ISBN 5-7940-0017-1

8. Вендров A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем.

9. Гайфуллин Б.Н., Обухов И.А. Автоматизация систем управления предприятиями стандарта ERP/MRPII. Изд. "Интерфейс-Пресс" 2002, ISBN-.5895890210

10. Голенищев Э.П., Клименко И.В. Информационное обеспечение систем управления. Серия «Учебники и учебные пособия». Ростов н/Д: «Феникс», 2003 352 с. ISBN 5-222-02848-8

11. Добровольский А. Интеграция приложений: методы взаимодействия, топология, инструменты. Открытые системы. №9 2006. Интернет версия http://www.osp.ru/os/2006/09/3776464/

12. Долганов И.Ю. Программируемые контроллеры SIMATIC S7/C7 // Автоматизация в промышленности. 2005. №4

13. Калбертсон Р., Браун К., Кобб Г. Быстрое тестирование. Пер. с англ. Изд. Вильяме 2002 г.- 384 с. ISBN: 5-8459-0336-Х

14. Калядин A. Windows NT для встраиваемых приложений. Открытые системы. N 2(28) 1998. Стр.15-18

15. Капустин И. М., Дьяконова Н. П., Кузнецов П. М. Автоматизация машиностроения, Высшая школа (Москва), 2003 г 224 стр. ISBN: 978-5-06004072-2

16. Капустин Н.М., Кузнецов П.М., Дьяконова Н.П. Комплексная автоматизация в машиностроении, Изд. Академия 2005, 368 стр. ISBN: 978-5-7695-2216-1

17. Капустин Н.М., Кузнецов П.М., Схиртладзе А.Г. и др. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: Учеб. для втузов / Под ред. Н.М. Капустина. — М.: Высш. шк.,2004.—415 с: ил. ISBN 5-06004583-8' ' ~ --—~—~ " "

18. Катцель Д. Виртуальные приборы // Control Engineering Россия, 2006 №6. Интернет версия публикации: http://www.controlengrussia.com/temat%20wiodacy.php4?art=1091

19. Катцель Д. Инвестиции в НМ1 отражают расширяющийся рынок // Control Engineering Россия, 2006. №1. С. 43-49.

20. Качала В.В. Основы теории систем и системного анализа. Учебное пособие для вузов. Изд. Горячая Линия Телеком 2007 - 216 с. ISBN: 9785-93517-340-9

21. Коберн А. Быстрая разработка программного обеспечения 2002 г. Изд. Лори, 336 стр. ISBN 5-85582-182-Х

22. Коберн А. Современные методы описания функциональных требований к системам 2002 г. Изд. Лори 266 стр. ISBN 0-201-70225-8, 585582-152-8

23. Козак Н.В. Киселёв С.А. Моделирование работы управляющих программ контроллеров при помощи 3D моделей // Труды Международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии». Москва 2006. Том 3. - С. 168 - 171.

24. Козак Н.В. Классификация программных компонентов электроавтоматики // Труды Международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии». Москва 2005. -Том З.-С. 26-29.

25. Козак Н.В. Мартинов Г.М. Декомпозиция программных компонентов электроавтоматики // Труды Международной научно-техническойконференции «Информационные средства и технологии». Москва 2006. -Том З.-С. 181 184.

26. Козак Н.В. Основы интеграции компонентов электроавтоматики на примере графического редактора 3D сцены визуализации // Труды Международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии». Москва 2007. Том З.-С. 132 - 135.

27. Козак Н.В. Среда интегрированного функционирования в реализации интерфейса оператора ЧПУ // Труды Международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии». Москва 2004. -Том З.-С. 150- 153.

28. Козак Н.В., Бабак Д.А., Тихомиров В.В. 3D визуализация работы программ электроавтоматики // Труды Международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии». Москва 2005. Том 3. - С. 11 - 13.

29. Константайн Л., Локвуд Л. Разработка программного обеспечения Питер, 2004 г., 592 стр. ISBN 5-88782-100-0, 0-201-92478-1

30. Крачтен Ф. Введение в Rational Unified Process. 2-е издание. Изд. Вильяме 2002 г. 240 стр., с ил; ISBN 5-8459-0239-8, 0-201-70710-1;

31. Макгрегор Д., Сайке Д. Тестирование объектно-ориентированного программного обеспечения. Практическое пособие. Пер. с англ. К.: ООО «ТИД «ДС», 2002. 432 с. ISBN 996-7992-12-8

32. Макконнелл СгСовершенный код. Мастер класс / Перевод "с" англ.: М. Изд. «Русская Редакция»; СПб. : Питер, 2005 896 стр. ил. ISBN 5-75020064-7, ISBN 5-469-00822-3

33. Мандел Т. Дизайн интерфейсов ДМК пресс, 2005 г. 410 стр. ISBN 594074-291 -2, 0-471 -16267-1

34. Мандел Т. Разработка пользовательского интерфейса ДМК, 2001, 416 стр. ISBN 5-94074-069-3

35. Мартинов Г. М., Козак Н. В. Декомпозиция и синтез программных компонентов электроавтоматики // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006. №12. С. 4-11.

36. Мартинов Г. М., Козак Н. В. Принципы интеграции компонентов электроавтоматики на примере ЗО-сцены визуализации // Системы управления и информационные технологии . 2007. №2 (28). С. 88-92.

37. Мартинов Г.М. Виртуальные приборы диагностики в системе ЧПУ // Информатика-машиностроение. 1998. №4. С. 8-12.

38. Мартинов Г.М., Сосонкин В.Л. Концепция числового программного управления мехатронными системами: методологические аспекты построения открытых систем ЧПУ // Мехатроника, автоматизация, управление. 2002. №2. С. 2-11.

39. Мартинов Г.М., Сосонкин В.Л. Концепция числового программного управления мехатронными системами: структура руководства по программированию // Мехатроника, автоматизация, управление. 2001. №8. С. 20-27.

40. Мартынов Г.М., Сосонкин B.JI. Концепция числового программного управления мехатронными системами: технология объектно-ориентированного программирования // Мехатроника, автоматизация, управление. 2001. №7. С. 5-9.

41. Мартинова Л.И., Мартинов Г.М. Практические аспекты реализации модулей открытой системы ЧПУ // Автотракторное электрооборудование,2002. №3. С. 31-37.

42. Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика: человекоориентированное проектирование техники, программных средств и среды. Изд. Логос, 2001 г. 356 с. ISBN 5-94010-043-0

43. Николайчук О.И. Системы малой автоматизации. М. Изд. Солон-Пресс2003, 256 стр. ISBN: 978-5-98003-036-0

44. Николайчук О.И. Современные средства автоматизации: Практические решения Изд. Солон-Пресс 2006, 247 стр. ISBN: 978-5-98003-287-6

45. Новиков A.M., Новиков Д.А. Методология. М.: СИН-ТЕГ. - 668 с. ISBN 978-5-89638-100-6

46. Новиков A.M., Новиков Д.А. О предмете и структуре методологии. В редакции журнала «Мир образования образование в Мире». Интернет публикация: http://www.methodolog.rn/method.htm

47. Орлов С.А. Технологии разработки программного обеспечения: Учебник. СПб.: Питер, 2002. — 464 е.: ил. ISBN 5-94723-145-Х

48. Петров В. Н. Информационные системы / СПб.: Изд. Питер,- 2002. — 688 — е.: ил. ISBN 5-318-00561-6

49. Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / Под ред. проф. В. П. Дъяконова. -М.: СОЛОН-Пресс, 2004. 256 с: (Серия "Библиотека инженера") ISBN 598003-079-4.

50. Рихтер Дж. Windows для профессионалов. Третье издание. Microsoft Press /Русская редакция. 1997

51. Смит Ф. Цифровое производство набирает обороты // Control Engineering Россия, 2007 № 11. Интернет версия публикации: http://www. controlengrussia.com/nov07-3. php4?art=1594

52. Сосонкин В. Л., Мартинов Г. М. Мульти-агентная модель открытой системы ЧПУ типа PCNC // Автоматизация в промышленности. 2007. №5. С. 3-6.

53. Сосонкин В. Л., Мартинов Г. М. Тенденции развития архитектуры и математического обеспечения систем ЧПУ // Стружка. 2006. №4. С. 26-30.

54. Сосонкин В. Л., Мартинов Г. М. Модели математического обеспечения открытых систем ЧПУ // Стружка. 2006. №4. С. 26-30.

55. Сосонкин В. Л., Мартинов Г.М., Любимов А.Б. Интерпретация диалога в windows-интерфейсе систем управления // Приборы и системы управления. 1998. №12. С. 10-13.

56. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Концепция числового программного управления мехатронными системами: проблемы управленияэлектроавтоматикой // Автотракторное электрооборудование, 2002. №4.

57. Сосонкин B.JL, Мартинов Г.М. Концепция числового программного управления мехатронными системами: интеграция на основе открытого управления и стандарта ОРС //Мехатроника, автоматизация, управление. 2003. №8. С. 12-18.

58. Сосонкин B.JL, Мартинов Г.М. Концепция числового программного управления мехатронными системами: реализация диагностической задачи управления // Мехатроника, автоматизация, управление. 2001. №3.

59. Сосонкин B.JL, Мартинов Г.М. Концепция числового программного управления мехатронными системами: реализация логической задачи управления //Мехатроника, автоматизация, управление. 2001. №2. С. 3-7.

60. Сосонкин B.JL, Мартинов Г.М. Принципы построения систем ЧПУ с открытой архитектурой // Приборы и системы управления. 1996. №8, С.

61. Сосонкин B.JL, Мартинов Г.М. Системы числового программного управления: Учеб. пособие. М. Логос, 2005. - 296 с. ISBN 5-98704-012-4.

62. Таненбаум Э. ван Стен М. Распределённые системы. Принципы и парадигмы. Спб. Изд. Питер, 2003 877 е.: ил. - (Серия «Классика computer science»). ISBN 5-272-00053-6

63. Торрес Р. Дж. Практическое руководство по проектированию и разработке пользовательского интерфейса 2002 г.: Вильяме: Серия института качества программного обеспечения, 400 стр., ISBN 5-8459

64. Уодтке К. Информационная архитектура: чертежи для сайта КУДИЦ-Образ, 2004 г., 320 стр. ISBN 0-7357-1250-6, 5-93378-081-2

65. Фельдман Я. А. Создаем информационные системы: Разработка прикладных информационно-управляющих систем для предприятий, организаций и средней школы это просто! Изд. Солон-Пресс 2006, 119 стр. ISBN: 978-5-98003-256-2

66. Хоган X. Преимущества интеграции систем автоматизации и безопасности // Control Engineering Россия, 2006 №11. Интернет версия публикации: ttp://www.controlcngrussia.com/nov06-03.php4?art=1313

67. Черемисин А., Кобызев О. Linux реального времени. Открытые системы. №09-10 1999. Интернет версия http://www.osp.ru/os/1999/091. С. 33-42.1. С. 2-6.18.21.0367-Х10/177813/