автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Программно-аппаратный комплекс повышения производительности сетей промышленной автоматизации на основе анализа протокола

о

На правах рукописи

Болконский Сергей Викторович

ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СЕТЕЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ПРОТОКОЛА

Специальность - 05.13.07 - Автоматизация технологических процессов и производств (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссер тации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь 2000

Работа выполнена в Пермском государственном техническом университете

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Низамутдинов О.Б.

Официальные оппонента:

доктор технических наук, профессор Харитонов В.А. кандидат технических наук Бордюже В.В.

Ведущая организация -

Государственный научно-исследовательский институт системной интеграции (ГосНИИСИ), г. Москва

Защита состоится "/2"ИЮЛЯ 2000 года в ¿2. часов на 'заседании диссертационного совета Д063.66.02 в Пермском государственном техническом университете по адресу: 614000, Пермь, Комсомольский пр. 29а , ауд. 423.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан " ? " и'С"^2000

года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Низамутдинов О.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На современном этапе развития различных областей народного хозяйства нашли широкое применение всевозможные средства автоматизации производственного процесса, контроля и управления. Все большую роль здесь приобретают системы распределенного управления, базирующиеся на промышленных управляющих сетях, называемых полевыми шинами или АеМЬиз-системами.

Объединяя датчики и исполнительные механизмы, используя единый протокол связи и одну последовательную шину данных, йеЫЬиз-системы используют интеллектуальные узлы-контроллеры для децентрализованной обработки данных.

Одной из основных целей и задач, послуживших развитию йеИЬиз-систем, было снижение стоимости самой системы, снижение материальных и временных затрат на установку, настройку и сопровождение.

Промышленная сеть Р-ИЕТ является одной из полевых шин, входящих в Европейский стандарт ЕН50170.

Однако постоянно растущая сложность современных промышленных процессов и большая стоимость интерактивных испытаний требуют все более производительных промышленных сетей и соответствующих инструментальных средств, предназначенных для их своевременной диагностики и улучшения производительности.

Поэтому разработка инструментального комплекса, обеспечивающего диагностику и повышение производительности йеЫЬиз-систем является задачей актуальной.

Постановка задачи. Разработать и исследовать адекватную модель, способ и алгоритмы повышения производительности, а также алгоритмы анализа и диагностики сети промышленной автоматизации Р-ЫЕТ.

Объектом исследования являются распределенные системы управления на основе сетей промышленной автоматизации, полевая шина Р-МЕТ, модель, алгоритмы повышения производительности, а также процедуры анализа и диагностики сети Р-ЫЕТ.

Цель диссертационной работы. Целью работы является создание программно-аппаратного комплекса анализа, диагностики и повышения производительности промышленной сети Р-№ЕТ.

Основные задачи диссертационной работы, определяемые поставленной целью, состоят в следующем:

1. Исследовать распределенные системы управления на основе сетей промышленной автоматизации, определить их преимущества и выделить основные недостатки.

2. Исследовать сеть промышленной автоматизации Р-ЫЕТ и выделить параметры, влияющие на ее производительность.

3. Разработать математическую модель сети Р-ЫЕТ на основе теории массового обслуживания.

4. Разработать способ повышения производительности сети Р-ЫЕТ на основе предложенной математической модели.

5. Разработать структуру программно-аппаратного комплекса анализа и повышения производительности сети РЫЕТ.

6. Разработать информационное, программное и прикладное обеспечение комплекса.

Методы исследования основаны на использовании аппарата системного подхода, теории массового обслуживания, теории вероятности и математической статистики, элементов теории вычислительных систем и сетей, технологии программирования и математического моделирования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые исследованы системы распределенного управления на основе йеМЬиз-систем. Выделены преимущества систем распределенного управления перед централизованным, и проблемы, возникающие при их функционировании.

2. Исследована сеть промышленной автоматизации Р-ЫЕТ. Определены параметры производительности.

3. Предложена математическая модель сетей промышленной автоматизации на основе Р-ЫЕТ с использованием математического аппарата теории массового обслуживания.

4. Разработан способ анализа и повышения производительности промышленных сетей, при котором на основе собранной статистической информации и математической модели сети производится оптимизация производительности промышленной сети.

5. Разработаны алгоритмы анализа и повышения производительности промышленной сети Р-ЫЕТ.

6. Предложена методика использования системы анализа и повышения производительности для проведения лабораторных и практических занятий по системам распределенного управления на основе полевых шин.

На защиту автором выносятся следующие научные результаты:

- этапы развития, преимущества децентрализованного управления и мониторинга, основные недостатки и проблемы функционирования распределенных систем управления на основе сетей промышленной авто2матизации;

- характеристики работы в режиме реального времени, критерии производительности промышленной сети Р-ЫЕТ;

- предложенная модель промышленной сети Р-ЫЕТ на основе систем массового обслуживания;

- разработанный способ анализа и повышения производительности промышленной сети Р-МЕТ;

- разработанные алгоритмы и процедуры анализа и повышения производительности сети Р-ЫЕТ,

- разработанная структура программно-аппаратного комплекса анализа и повышения производительности промышленной сети Р-ЫЕТ.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждена корректным обоснованием математической модели, ее наглядной интерпретацией, а также данными моделирования и экспериментальных исследований повышения производительности промышленной сети Р-ИЕТ.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

- разработан способ повышения производительности промышленных сетей;

- разработан программно-аппаратный комплекс анализа и повышения производительности сети промышленной автоматизации Р-МЕТ;

-- подготовлена для практического использования методика анализа и повышения производительности распределенных систем управления на основе йеШиз-систем.

Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы использованы в Центре йеЫЬиз-технологий Пермского государственного технического университета при проведении проектирования и оптимизации систем распределенного управления на основе полевой шины Р-МЕТ. Использование программно-аппаратного комплекса, предложенного в данной работе, позволило добиться увеличения производительности сети Р-МЕТ почти на 20% и снизить временные затраты на проектирование.

Также результаты работы внедрены в ГП "НИИУМС", НПО "ТИК", НПО "ВИБРО-ЦЕНТР".

Апробашпя работы. Научные результаты и основные положения диссертации докладывались на V Международной конференции по системе Р-МЕТ (Оксфорд, Великобритания), ХШ Уральском региональном компьютерном форуме (Пермь, Россия) и научных семинарах Пермского ГТУ.

Публикации по работе. По материалам диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ, из них 4 статьи, 1 тезис доклада на конференции и 1 книга.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации 177 страниц, 51 рисунок, 14 таблиц и список литературы из 74 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении формулируется цель, методы и объест исследования, отражена научная новизна и практическая ценность полученных в диссертационной работе результатов.

В первой главе проведен анализ концепции построения распределенных систем управления на основе сетей промышленной автоматизации. Определяется место йеМЬ ЦБ-систем в иерархии сетей. Выделяются преимущества распределенного управления и основные требования к распределенным системам управления. Приводится обзор существующих йеИЬиБ-систем и определяются проблемы функционирования сетей такого рода. На основании этого формулируется задача анализа и повышения производительности сетей промышленной автоматизации в общем виде.

Выделены этапы развития систем автоматизации технологических процессов (АСУТП):

1. В 60х-70х годах получает распространение жесткая иерархическая схема централизованного управления. Все функции сбора информации и управления осуществляет центральный компьютер.

2. Благодаря развитию и удешевлению аппаратуры средств связи становятся доступными всевозможные концентраторы. Их наличие характеризует новый этап в развитии АСУТП и позволяет улучшить электрическую совместимость, упростить механизм соединений, экономить на линиях связи и клеммах соединения. Однако, переход к принципиально другим методам передачи затруднен, так как отсутствует совместимость целого ряда параметров, чгго вызывает усложнение рабочей станции.

3. Дальнейшее развитие микропроцессорной техники в 70х-80х годах привело к появлению однократно программируемых контроллеров с жесткой логикой, называемых ПЛС-контроллерами. Тем не менее цена на аппаратное и программное обеспечение таких контроллеров оставалась довольно высокой. Разработка системы на их основе была каждый раз задачей новой, требующей высоких затрат на проектирование, сопровождение и установку.

4. В начале 80х-90х годов на смену ПЛС-контроллерам приходит промышленный компьютер (концепция МдсгоРС), обладающий целым радом преимуществ. Более дешевое аппаратное обеспечение вместе с легкостью программирования делают систему управления на их основе дешевой и удобной в обслуживании. Однако, идеология, которая имеет недостатки, присущие централизованным системам управления, остается прежней.

5. В начале 80х годов разрабатывается совершенно новая концепция построения систем АСУТП. Это системы распределенного контроля и управления на основе йеИЬиэ-систем. Объединяя датчики и исполнительные механизмы, используя единый протокол связи по одной последовательной шине данных, АеШЬто-системы используют интеллектуальные узлы-контроллеры для децентрализованной обработки данных.

Выделены основные преимущества распределенного управления на основе йеИЬия-систем:

• Меньшая стоимость. Стоимость проводников и расходы на их прокладку значительно ниже, так как требуется проложить всего одну линию связи, а в отдельных случаях можно обойтись уже существующей. Кроме того, сокращается количество необходимого оборудования. А также, благодаря совместимости устройств изготовителей друг с другом, резко увеличивается возможность выбора поставщиков оборудования, что позволяет выбрать приемлемый по цене вариант системы.

• Повышенная надежность. Распределенная система предлагает повышенную помехоустойчивость, так как большое количество компонентов может продолжать работать, если выйдет из строя одна из частей. Функции одного устройства может взять на себя другое. Централизованная же система прекращает работать, если не функционирует центральное устройство.

• Гибкость системы, способность к интеграции. Прежде были распространены системы управления, которые создавались для конкретных узких целей, что ограничивало возможности использования оборудования и не позволяло объединять несколько систем автоматизации в одну. Более того, создание нового тигта оборудования приводило к необходимости полной замены старой или создания новой автоматизированной системы. Использование стандартизированных протоколов связи обеспечивает совместимость устройств различных фирм-производителей друг с другом.

• Малый размер системы и легкость разработки. При проектировании централизованной системы разработчику необходимо ориентироваться на централизованное и комплексное применение алгоритмов. Децентрализованная система реализует во многих случаях простые алгоритмы и приемлемые по цене конфигурации системы, а решение задач возлагается на периферию. В большинстве случаев, фирмы-производители предлагают уже готовые решения для каждого конкретного типа узлов. Также снижается нагрузка на помещения контроля и управления. Количество оборудования, устанавливаемого в них, сокращается.

• Большая доступность данных. Возможность передачи по одной линии большого количества переменных позволяет получать больше

информации за определенный интервал времени.

• Цифровая связь, расширенное видение процесса управления. Преимущества полностью цифровой связи обеспечивают поступление большего количества доступной информации не только о состоянии процесса управления, но и о состоянии самой системы (например, датчиков в агрессивной среде).

• Высокая производительность системы. В отличие от централизованной системы, децентрализованная представляет собой параллельную систему, в которой основная обработка информации происходит на местах, а верхние уровни системы получают только данные о качественных состояниях процесса.

• Легкость установки, сопровождения и диагностики системы. Эта этапы занимают гораздо меньше времени ввиду большей гибкости системы и наличия развитых средств отладки и диагностики систем полевых шин. Узлы полевой шины обладают возможностями интеллекта, реализованного аппаратно, что сводит к минимуму усилия, необходимые для конфигурации, установки и сопровождения сети.

Тем не менее, можно назвать и проблемы, которые возникают при объединении в сеть управления: интеллект распределен по местам процессов, где встречается достаточно много помех. Более того, интеллектуальные компоненты должны обеспечиваться энергией, что снижает уровень безопасности всей системы. Эти трудности обходят с помощью введения стандартов на взрывозащшценное и искробезопасное оборудование, которые устанавливают строго определенный предел уровня помех и потребляемой мощности отдельных устройств.

Далее определены проблемы функционирования йеИЬш-систем:

• Увеличение времени ответа. Снижение производительности сети. Проблемы такого рода для технологического процесса, использующего в качестве управления йеМЬиБ-систему, выражаются в несоблюдении параметров процесса, уходе параметров процесса с течением времени. Эти проблемы могут быть связаны с неправильной конфигурацией узлов сети и программного обеспечения, на них функционирующего.

• Неэффективность работы программного обеспечения узлов сети. Эта проблема возникает в том случае, если программное обеспечение сетевого устройства написано неграмотно или содержит ошибки. Очень большое значение имеет реализация операции с плавающей точкой, так как многие из микроконтроллеров не содержат средств поддержки таких операции.

• Реализация аппаратных и программных технологий. Многие узлы сети используют лишь половину паспортной мощности и производительности. Большинство из них имеет некоторую совокупность конфигурационных параметров, которые можно изменять.

• Несовместимость устройств в сети. Необходимо всегда обеспечивать возможность совместной работы всех устройств, включенных в инфраструктуру сети.

• Изменение размеров блоков и пакетов. Размер блока является характеристикой различных типов пакетов, используемых протоколом при передаче в сети. Размер блока связан с объемом данных, который приложение или процесс помещает в пакет при передаче. Размеры блока могут считаться неэффективными в зависимости от инфраструктуры сети и используемого типа передачи.

Для решения этих проблем используются средства анализа и диагностики промышленных сетей. Следует отметить, что среди существующего инструментария системы Р-МЕТ, нет ни одного анализатора протокола, тем более, обладающего возможностями повышения производительности сети.

С учетом изложенного, можно сформулировать задачу анализа сети.

Пусть

А = ^г,-; I = 1, - множество сообщений в сети,

- множество ошибочных сообщений в сети. Таким образом задача анализа сводится к нахождению и идентификации ошибочных сообщений а{ е 5. Пусть

N = ; у = 1, щ} - множество узлов сети,

Т - средняя задержка сообщения в сети, тогда задача повышения производительности запишется как

а,- еА п/,пк е N у'^к

Во втопой главе проведен анализ сети промышленной автоматизации Р-ЫЕТ и выделены ее основные характеристики. Рассматривается протокол данной шины для анализа и диагностики. На основе этих данных проводится дальнейшая формализация задачи анализа и повышения производительности. Также оценивается возможность работы системы Р-ЫЕТ в режиме реального времени и проводится проектирование распределенной системы управления демонстрационной технологической установки с помощью системы Р-МЕТ.

Рассмотрена структура системы Р-МЕТ. Задача полевой шины Р-МЕТ заключается в соединении интеллектуальных датчиков и

управляющих элементов в последовательную сеть для управления производственными процессами (Рис. 1). Все глобально определенные переменные в различных устройствах шины, подсоединенных к Р-ЫЕТ, становятся доступными для контроллеров процессов. Задачей системы является перемещение этих переменных между устройствами. Переменные могут быть определенных типов, таких как байт, целое, дробное, массив, запись и т. д.

Существуют три типа основных устройств (узлов), которые могут быть подсоединены к сети Р-МЕТ: подчиненные устройства - слэйвы и главные, управляющие устройства -мастера и шлюзы.

Р-НЕТ является мультимастерной системой, где нескольким мастерам разрешается пользоваться одной шиной. Всем мастерам дан адрес узла между единицей и максимальным числом мастеров на данной шине. Максимальное число мастеров не должно превышать 32. Мастер, которому разрешен доступ к шине, называется "мастер с маркером". Мастера получают маркер в определенные промежутки времени циклическим образом. В сети производится фиксированная маршрутизация, которая задается аггпарагно.

Рассмотрен протокол шины Р-НЕТ. Выделено множество ошибочных сообщений:

- "ошибка адреса узла",

Эг - "порт не мастер",

Ввиду фиксированной процедуры выбора маршрутов в сети Р-ИЕТ, требуется ввести множество топологий сети:

Р = = 1Д.

Тогда задача повышения производительности запишется как

р,еР а1 &А пу,п1 е N

jФk

Для целей тестирования проведена разработка распределенной системы управления технологической демонстрационной установки в Центре пе 1аЬш-технологий ПермГТУ.

□

Компьютер

В4о«« Г

[О ЯДЕР [

Слэйв

1311 □ п 18201« Г 1 □ п.ил } Слэйв

Мастер Рис. 1. Система Р-КЕТ

Эта установка выполняет такие типичные для промышленности действия, как наполнение, смешивание и нагрев. Причем процесс выполняется пошагово. Схема установки приведена на Рис. 2.

На установке находятся две емкости (Е), два датчика уровня (ДУ), один датчик температуры (ДТ), нагреватель воды (Н), два насоса (Не) и один миксер (М). Также используются индикаторные лампы и сирена для слежения за ходом процесса управления.

Для визуализации - процесса управления используется сетевая операционная среда VIGO 4.0 фирмы PROCES-DATA.

Представляется возможным произвести разбиение всей задачи ' управления на следующие

функциональные блоки:

Нагрев воды.

Использование миксера М, нагревателя Н, датчика температуры Т.

Дренаж воды. Использование насосов Hcl, 2, датчиков уровня ДУ1,2.

-Полевая шина P-NET позволяет легко распределить функции управления между физическими узлами сети. Таким образом, функнии датчиков и исполнительных механизмов могут выполняться в различных узлах сети, или даже всего в одном. Наиболее важными критериями полноценного распределения функций реального технологического процесса по различным узлам являются географические факторы и универсальность узлов.

В настоящее время существует широкий спектр оборудования управления и контроля, базирующегося на протоколе P-NET. Для автоматизации работы демонстрационной установки применяется следующее оборудование датской фирмы PROCES-DATA: контроллер с ЖКИ PD3000, цифровой интерфейс ввода-вывода РОЗ 120 (подчиненное устройство), универсальный интерфейс процессов PD3221, (UPI, подчиненное устройство) и интерфейсная плата для персонального компьютера PD 3920.

Рис. 2. Схема технологической установки

Рис. 3. Сеть управления

Сеть демонстрационной

установки разбита по

функциональным задачам на два сегмента с помощью многопортового мастера PD3000 (Рис. 3). Приложение для контроллера разработано на языке Procès-Pascal, и, используя специальные

to

программные средства, например, VIG04.0, загружено в контроллер. Так как программа хранится в EEPROM, то она остается в контроллере даже при выключении питания. Бее происходящие процессы молено отслеживать используя самостоятельно написанное приложение на языке высокого уровня (С++, Delphi и пр.). При этом взаимодействие с аппаратным обеспечением установки происходит с помощью среды VIGO, используя технологию OLE2.

В третьей главе рассмотрена математическая модель сети промышленной автоматизации P-NET на основе сетей массового обслуживания. В качестве критерия оптимизации выступает среднее время нахождения запроса в сети P-NET. Рассматриваются ограничения, вводимые в данную модель системой P-NET.

Представим канал связи сети P-NET как обслуживающий прибор. В сети P-NET используются линии связи типа RS-485. Пропускная способность таких линии для сети P-NET составляет 76800 бит/сек. За этот ресурс конкурируют все мастера, которые к нему подсоединены.

Потоки запросов, возникающие в таком канале связи, образуют потоки случайных событий. Для простоты можно считать, что они являются пуассоновскимя. Это можно показать также качественно.

Все узлы сети дискретны, и получают доступ к ресурсу не одновременно. То есть - поток ординарен. Далее, так как поток запросов мастерами слэйвов в сети идет постоянно, то можно сказать, что поток стационарен. И так как нам не известно, какие алгоритмы запрограммированы в узлах, то примем, что поток обладает отсутствием последействия. Таким образом, поток запросов - пуассоновский. Это предположение подтвердится далее на экспериментальных данных.

Рассмотрим модель сети связи с коммутацией сообщений, имеющей М каналов и N узлов. В этой модели предполагается, что М • каналов являются бесшумными и абсолютно надежными, а пропускная способность 1-го канала равна Ct (бит в секунду). Все N узлов, соответствующих центрам коммутации сообщений (пакетов), предполагаются абсолютно надежными, и выполняющими операции по коммутации сообщений.

Допустим, что время обработки в узлах равно К и является постоянными и пренебрежимо малым. Кроме того, в модели имеются очереди к каналам и задержки при передаче. Трафик, поступающий в сеть из внешних источников (например, из мастеров) образует пуассоновский процесс со средним значением уJk (сообщений в секунду) для тех

сообщений, которые возникают в узле j и предназначаются для узла к. Полный внешний трафик, поступающий в систему (и следовательно, покидающий ее), определяется как

r~H.lE.rjk-

/•=1 £=1

Длины всех сообщений по предположению независимы. Для размещения этих сообщений в узлах сети имеется память неограниченной емкости. Предполагается, что сообщения направляются по сети в соответствии с фиксированной процедурой выбора маршрутов. Это означает, что для данной пары источник-адресат на сети имеется только один путь. Именно такая процедура маршрутизации применяется в сети Р-ИЕТ.

Поскольку каждый канал в сети рассматривается как отдельный обслуживающий прибор, обозначим через Л,- среднее число сообщений в

секунду, проходящих по / -му каналу. Полный трафик в сети:

и

;=1

Пусть стоимость построения /-го канала с пропускной способностью С; задается некоторой произвольной функцией с/,(С,), зависящей от номера и пропускной способности канала. Обозначим через D стоимость всей сети, которая, по предположению, состоит лишь из стоимости построения каналов:

1=1

После разложения средней задержки по парам источник-адресат, получаем:

и 1

ы Г

где 7). - среднее время, проведенное сообщением в / -м канале.

Используя результат Джексона, полученный для сетей массового обслуживания и время обслуживания системы МУМ/1, с пуассоновским потоком интенсивностью Л1- на входе и показательным временем обслуживания со средним 1 получаем:

& Л,

1 м

Г м А - Л

Используя ограничения сети Р-МЕТ, окончательно получаем выражение для средней задержки сообщения: 1 м )

т—Х-^Т- Г, =0,

7 1=1 А ~А, иЛ)^ где 5 - множество номеров слэйвов.

Таким образом, имеются характеристики сети Т, стоимостное ограничение О и три варьируемых параметра: {С,}, {Л,} и топология.

Ввиду фиксированного задания для сети Р-ЭДЕТ пропускной способности и маршрутов, для повышения производительности приходим к задаче выбора топологии, пропускных способностей и распределения потоков (варьируются топологические варианты, {б',} и {А, }).

Для решения задачи выбора пропускных способностей составляется функция Лагранжа, которая минимизируется.

Задача распределения потоков решается методом отклонения потока к маршруту, минимизирующему среднюю задержку сообщения.

Решая последнюю задачу методом устранения ребер, в котором выбираются исходные топологии и решается задача выбора пропускных способностей и распределения потоков, и используя интенсивности потоков у:к, определенные анализатором протокола, получаем

оптимальную топологию сети, в которой время нахождения сообщения минимально.

В четвертой главе выделяются требования к системам анализа протокола йеШЬиз-систем, рассматриваются существующие аналоги и описывается общая структура разрабатываемой системы. Приведены основные этапы работ по повышению производительности сети Р-ИЕТ на примере демонстрационной технологической установки. По полученным экспериментальным данным показана адекватность полученной модели.

Выделены основные требования к комплексам анализа протокола. Анализатор протокола - программно-аппаратный комплекс, предназначенный для контроля, просмотра состояния и функционирования сети. Он физически подключается к сети и перехватывает данные, передаваемые по кабелю этой сети, декодируя и анализируя их. Система анализа протокола состоит из персонального компьютера с установленным на нем программным обеспечением для работы в сети и сетевой платы. Анализатор протокола должен проводить сбор данных в определенные участки времени и хранить эти данные их в так называемых ^-файлах, которые могут быть просмотрены непосредственно в процессе исполнения программы или после него. Системы анализа должны проверять все принятые кадры и использовать фильтры пакета на всех 7 уровнях модели ОЯГ/КО, настроенных на конкретного пользователя. Если необходимо, то все кадры могут храниться и выдаваться посредством пользовательского интерфейса для проверки. Ьо^'-файлы могут быть показаны для быстрого анализа в общей форме - один пакет на линию, или в сравнительной форме - один пакет в окне. Для более ясного чтения и лучшего понимания, расположение узлов, их адреса и непосредственно сами узлы сети могут именоваться.

Аппаратное и программное обеспечение (ПО) анализа протокола должны удовлетворять следующим требованиям:

- Анализатор должен иметь интерфейс связи с аппаратурой fieldbus;

- Для записи события в течение длительного периода времени необходимо обеспечить необходимое количество пространства оперативной или внешней памяти;

- Требуется использовать современные графические операционные системы (ОС) для обеспечения дружественного интерфейса с пользователем;

- Желательно следовать стандартным общим требованиям для ПО - компактности, гибкости и скорости, соответственно выбранной общей платформе компьютера;

- ОС должна обеспечивать все операции в режиме реального времени. Это необходимо потому, что входные пакеты fieldbus-сети должны быть обработаны за определенный интервал времени, чтобы быть уверенным, что никакой пакет не потерян. Это наиболее критическое требование, так как стандартные системы (подобно Windows) не оптимизированы для представления операции в режиме реального времени.

Разработана структура программно-аппаратного комплекса анализа и повышения производительности сетей промышленной автоматизации:

1. Модуль сбора данных и анализа протокола P-NET (Анализатор протокола).

2. Модуль повышения производительности сети.

Схема комплекса производительности системы P-NET приведена на Рис. 7. Модуль сбора данных и анализа протокола осуществляет сбор всех пакетов, идущих по сети, их фильтрование и сохранение в файле.

Модуль повышения

производительности сети производит комплексный анализ пакетов данных, сохраненных анализатором протокола, осуществляет построение начального

реализуемого решения, и, на основе топологии существующей сети, проводит комплексную оптимизацию пропускной способности, распределения потоков и топологии.

Взаимодействие с системой P-NET осуществляется посредством сетевой операционной системы VIGO и устройства захвата пакетов PD3930 фирмы PROCES-DATA A/S.

.Мзлул, «юга лшсшх (Ажжазгр протшод) log-файлд ятдесанх

Уетрйство зтааз П№ ГО3930

Тстаяиичгаке вярвигы:

Рис. 4. Схема комплекса

Рис. 5. Оптимизированная сеть

Проведена работа по повышению производительности демонстрационной технологической установки (Рис. 3).

После анализа трафика в каждой из двух подсетей с помощью анализатора протокола Р-МЕТ были получены 1о§-файлы статистики. Эксперимент проводился 50 раз Нс,

общей продолжительностью 8 часов. Время нахождения сообщения в такой сети: Т = 1,5617* 10'5 с. После оптимизации такой сети получено время нахождения сообщения в сети: Т = 1,3049*10"5 с. Полученное увеличение производительности составляет 20%.

Анализ графика

оптимизированной сети подтвердил указанные соотношения. Таким образом экспериментальный результат полностью согласуется с результатом, выданным программой оптимизации, что подтверждает ее работоспособность.

Протестирована работа комплекса с сетями большой размерности. В качестве прототипа большой сети была рассмотрена сеть с 409 узлами, из которых 400 - подчиненные устройства, 9 - главные. На Рис. 6 изображена топология такой сети, где N=40 - количество подчиненных устройств на одной шине, М-10 - количество шин. Предполагается, что узлы ведут обмен данными с интенсивностью 100 бит/с. Все главные устройства могут получать доступ ко всем подчиненным. Средняя задержка сообщения в такой сета составит 2,0833*] О"5 с.

После проведения этапа оптимизации получаем топологию (Рис. 7) со средней задержкой в б, 9444*10"5 с. Здесь количество шин М=5, количество узлов на шине N=80 (учитывая ограничение сети Р-КЕТ на количество узлов в одном сегменте сети не более 125). Причем видно, что нечетные главные устройства М^ з; м-1 оказываются практически ненужными, что позволяет сэкономить на оборудовании.

[^И Пр Ер

§1

и

Ер Ер ЦП

Ер Ер

а

Г^ПГ^П Ер Ер

Н

Рис. 5. Большая сеть

Рис. 5. Топология большой сети после оптимизации

Оценка адекватности модели проведена по критерию Х^. Согласно условиям эксперимента, выборка независима, однородна и репрезентативна. Объем выборки определяется исходя из требуемой ширины доверительного интервала. По расчетам требуется провести не менее 43 опытов, чтобы оценить среднее с доверительной вероятностью 0,95 и относительной погрешностью не более 30%.

Для проверки гипотезы нормальности построено нормальное распределение. Критерий хи-квадрат показал, что гипотеза о нормальности выборки верна с вероятностью 0,95.

В результате проведения пятидесяти опытов критерий показал, что гипотеза об адекватности модели справедлива (при уровне значимости 0,95).

Заключение содержит следующие основные научные и практические результаты:

1. Впервые исследованы системы распределенного управления на основе йеИЬш-систем. Выделены преимущества систем распределенного управления перед централизованным, и проблемы, возникающие при их функционировании.

2. Исследована сеть промышленной автоматизации Р-ИЕТ. Определены параметры производительности.

3. Предложена математическая модель сетей промышленной автоматизации на основе Р-МЕТ с использованием математического аппарата теории массового обслуживания.

4. Разработан способ анализа и повышения производительности промышленных сетей , при котором на основе собранной статистической информации и математической модели сети производится оптимизация производительности промышленной сети.

5. Разработаны алгоритмы анализа и повышения производительности промышленной сети Р-МЕТ.

6. Предложена методика использования системы анализа и повышения производительности для проведения лабораторных и практических занятий по системам распределенного управления на основе полевых шин.

7. В среде ^ЭДпс1о\уз98/гМТ осуществлена программная реализация системы анализа протокола и оптимизации производительности АеЫЬш-систем на основе Р-ИЕТ. Применение данной системы позволило на 20% увеличить производительность йеЫЬиБ-системы.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Белковский C.B. Обзор систем автоматизации ведущих фирм, представленных на российском рынке.// В кн.: Информационные управляющие системы // Межвузовский сборник научных трудов. Пермь, ПТГУ, НИИУМС, 1998, С.76-80.

2. Белковский C.B. К вопросу о фрактальном сжатии на основе нейронных оргей.// В кн.: Информационные управляющие системы // Межвузовский сборник научных трудов. Пермь, ПТГУ, НИИУМС,

1998, С.81-83.

3. Белковский C.B. Анализ протокола в системах полевых шин // Теоретические и прикладные аспекты информационных технологий: Сб. науч. тр. / Пермь, ГП НИИУМС, 1999, Вып. 48, С 136-138.

4. Белковский C.B. Концепция полевых шин в распределенных системах управления. // В кн.: Информационные управляющие системы // Межвузовский сборник научных трудов. Пермь, ПТГУ, НИИУМС,

1999.

5. Низамутдинов О.Б., Белковский C.B., Артемов Н.И. Концепция построения распределенных ситем управления на основе fieldbus-систем. XIII Уральский компьютерный форум 24-26 ноября 1999г., Пермь.

6. Dietz S., Bielkovsky S., Manninger M., Dietrich D., Nisamutdinov O., Simulation Tools for P-NET based Networks. 5th International Conference on the P-NET Fieldbus System, 11а-12л September 1997, Jesus College, Oxford University, England.

Лицензия ПД № 11-0002 от 15.12.99

Подписано в печать 08.06.2000. Тираж 100 экз. Заказ № 48/2000 Формат 90X60/16 Усл. леч. л. 1,13

Отпечатано на ризографе в отделе Электронных издательских систем ОЦНИТ Пермского государственного технического университета 614600, г. Пермь, Комсомольский пр., 29а, к. 113 т.(3422)198-033

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ КОНЦЕПЦИИ ПОСТРОЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ FIELDBUS-CHCTEM.

1.1 Введение.

1.2 Этапы развития систем АСУТП.

1.3 Место fieldbus-систем в иерархии сетей.

1.4 Преимущества распределенного управления на основе fieldbus-технологий.

1.5 Основные требования к системам АСУТП.

1.5.1 Требование работы в режиме реально'го'времени.

1.5.2 Требование использования необходимых аппаратных средств.

1.5.3 Требование децентрализованного управления.

1.6 Проблемы функционирования fieldbus-сетей.

1.6.1 Увеличение времени ответа.

1.6.2 Неэффективность программного обеспечения узлов сети. 1.6.3 Реализация аппаратных и программных технологий.

1.6.4 Несовместимость устройств в сети.

А 1.6.5 Изменение размеров блоков и пакетов.

1.7 Обзор существующих fieldbus-систем. Стандарты и протоколы.

1.7.1 Р-NET.

1.7.2 LonWorks.

1.7.3 PROFIBUS.

1.7.4 Е1В.

1.8 Постановка задачи анализа и повышения производительности сетей промышленной автоматизации.

1.9 Выводы.

Глава 2. АНАЛИЗ FIELDBUS-СИСТЕМЫ P-NET.

2.1 Обзор fieldbus-системы P-NET.

2.1.1 Введение.

2.1.2 Уровень 1. Уровень физической связи.

2.1.3 Уровень 2. Уровень связи данных.

2.1.4 Уровень 3. Сетевой уровень.

2.1.5 Уровень 4. Уровень обслуживания.

2.1.6 Уровнь 7. Уровень приложений. 2.1.7 Канал.

2.2 Анализ характеристик fieldbus-системы P-NET.

2.2.1 Базовые характеристики.

2.2.2 Характеристики реального времени.

2.3 Формализация задачи анализа и повышения производительности сетей промышленной автоматизации.

2.4 Пример построения распределенного приложения.

2.4.1 Этапы технологического процесса.

2.4.2 Задачи управления.

2.4.3 Узлы сети. t 2.4.4 Сет ъ управлен ия.

2.4.5 Мониторинг процесса.

4- 2.5 Выводы.

Глава 3. ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ FIELDBUS-СИСТБМ НА ОСНОВЕ P-NET.

3.1 Математическая модель fieldbus-систем.

3.1.1 Системы массового обслуживания.

3.1.2 Построение модели сети P-NET.

3.2 Оптимизация производительности fieldbus-систем.

3.2.1 Задача выбора пропускных способностей.

3.2.2 Задача распределения потоков.

3.2.3 Задача выбора пропускных способностей и распределения потоков.

3.2.4 Задача выбора топологии, пропускных способностей и распределения потоков.

3.3 Выводы.

Глава 4. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА

ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СЕТИ P-NET.

4.1 Требования к системам анализа протокола. 4.2 Обзор существующих систем контроля и анализа протокола.

4.2.1 Аппаратная реализация.

4.2.2 Программная реализация.

4.3 Структура комплекса. Схема повышения производительности.

4.4 Модуль анализа протокола.

4.4.1 Захват и фильтрация пакетов.

4.4.2 Представление информации протокола.

4.4.3 Представление статистической информации.

4.4.4 Способы хранения пакетов.

4.4.5 Организация пользовательского интерфейса.

4.4.6 Базовые требования.

4.4.7 Возможности расширения.

0. 4.5 Модуль оптимизации.

4.5.1 Построение виртуальной сети оптимизации.

4.5.2 Нахождение начального реализуемого решения.

4.5.3 Оптимизация.

4.5.4 Построение оптимизированной сети.

4.5.5 Результаты эксперимента.

4.6 Оценка адекватности модели.

4.7 Работа с данными большой размерности.

4.8 Выводы.

На современном этапе развития промышленности нашли широкое применение всевозможные средства автоматизации производственного процесса, контроля и управления. ^ Прежде были широко распространены такие системы автоматизации, которые были созданы для конкретных узких целей. Это Ф не позволяло наиболее полно использовать оборудование и объединять несколько систем автоматизации в одну. Более того, создание нового типа оборудования приводило к необходимости полной замены старой или создания новой автоматизированной системы.

Данная ситуация дала толчок к появлению микропроцессорных систем автоматизированного управления, названных fieldbus-системами, или системами полевых шин. Они характеризуются уходом от концепции иерархического построения управляющих сетей к полной или частичной децентрализации управляющего процесса, более мощными средствами и механизмами, заложенными в их основу, строгой стандартизацией на ♦ уровне центральных межгосударственных организаций, богатыми возможностями совместного использования систем, работающих согласно л различным протоколам [37].

Актуальность работы. Одной из основных задач и целей, послуживших развитию fieldbus-систем, было снижение стоимости самой системы, снижение материальных и временных затрат на установку, настройку и сопровождение. Безусловно эта цель была достигнута.

Однако постоянно растущая сложность современных промышленных процессов и большая стоимость интерактивных испытаний требуют все более производительных промышленных сетей и соответствующих инструментальных средств, предназначенных для их анализа и повышения производительности.

Поэтому разработка инструментального комплекса, обеспечивающего анализ и повышение производительности fieldbus-систем является задачей актуальной.

Постановка задачи. Разработать и исследовать адекватную модель, способ и алгоритмы повышения производительности, а также алгоритмы анализа и диагностики сети промышленной автоматизации P-NET. ¥ Объектом исследования являются распределенные системы управления на основе сетей промышленной автоматизации, полевая шина P-NET, модель, алгоритмы повышения производительности, а также процедуры анализа и диагностики сети P-NET.

Цель диссертационной работы. Целью работы является создание программно-аппаратного комплекса анализа, диагностики и повышения производительности промышленной сети P-NET.

Основные задачи диссертационной работы, определяемые поставленной целью, состоят в следующем:

1. Исследовать распределенные системы управления на основе сетей промышленной автоматизации, определить их преимущества и выделить основные недостатки. т 2. Исследовать сеть промышленной автоматизации P-NET и выделить параметры, влияющие на ее производительность.

3. Разработать математическую модель сети P-NET на основе теории массового обслуживания.

4. Разработать способ повышения производительности сети P-NET на основе предложенной математической модели.

5. Разработать структуру программно-аппаратного комплекса анализа и повышения производительности сети PNET.

6. Разработать информационное, программное и прикладное обеспечение комплекса.

Методы исследования основаны на использовании аппарата системного подхода, теории массового обслуживания, теории вероятности и математической статистики, элементов теории вычислительных систем и сетей, технологии программирования и математического моделирования. т

Научная новизна работы заключается в следующем: к

1. Впервые исследованы системы распределенного управления на основе

С fieldbus-систем. Выделены преимущества систем распределенного управления перед централизованным, и проблемы, возникающие при их функционировании.

2. Исследована сеть промышленной автоматизации P-NET. Определены параметры производительности.

3. Предложена математическая модель сетей промышленной автоматизации на основе P-NET с использованием математического аппарата теории массового обслуживания.

4. Разработан способ анализа и повышения производительности промышленных сетей, при котором на основе собранной статистической информации и математической модели сети производится оптимизация производительности промышленной сети. г 5. Разработаны алгоритмы анализа и повышения производительности промышленной сети P-NET. 6. Предложена методика использования системы анализа и повышения производительности для проведения лабораторных и практических занятий по системам распределенного управления на основе полевых шин.

На защиту автором выносятся следующие научные результаты: - исследованные системы распределенного управления на основе сетей промышленной автоматизации: этапы развития, преимущества децентрализованного управления и мониторинга, основные недостатки и проблемы функционирования;

- исследованная промышленная сеть P-NET: характеристики работы в режиме реального времени, критерии производительности;

- предложенная модель промышленной сети P-NET на основе систем массового обслуживания;

- разработанный способ анализа и повышения производительности промышленной сети P-NET;

- разработанные алгоритмы и процедуры анализа и повышения производительности сети P-NET;

- разработанная структура программно-аппаратного комплекса анализа и повышения производительности промышленной сети P-NET.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждена корректным обоснованием математической модели, ее наглядной интерпретацией, а также данными моделирования и экспериментальных исследований повышения производительности промышленной сети P-NET.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

- разработан способ повышения производительности промышленных сетей;

- разработан программно-аппаратный комплекс анализа и повышения производительности сети промышленной автоматизации P-NET;

- подготовлена для практического использования методика анализа и повышения производительности распределенных систем управления на основе fieldbus-систем.

Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы использованы в Центре fieldbus-технологий Пермского государственного технического университета при проведении проектирования и оптимизации систем распределенного управления на основе полевой шины P-NET. Использование программно-аппаратного комплекса, предложенного в данной работе, позволило добиться увеличения производительности сети P-NET почти на 20% и снизить временные затраты на проектирование.

Также результаты работы внедрены в ГП "НИИУМС", НПО "ТИК",

НПО "ВИБРО-ЦЕНТР".

Апробация работы. Научные результаты и основные положения диссертации докладывались на V Международной конференции по системе P-NET (Оксфорд, Великобритания), XIII Уральском региональном компьютерном форуме (Пермь, Россия) и научных семинарах Пермского ГТУ.

Публикации по работе. Научные результаты и основные положения диссертации докладывались на международных конференциях и публиковались в трудах института [10-13, 20, 34, 57].

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации 177 страниц, 51 рисунок, 14 таблиц и список т литературы из 74 наименований.

4.8 Выводы

Выделены требования, предъявляемые к системам анализа протокола. Произведен обзор существующих систем анализа сетей. Выяснено, что таких систем на сегодняшний день разработано очень мало и среди них нет ни одной, предназначенной для повышения производительности промышленных сетей.

Разработана структура программно-аппаратного комплекса повышения производительности сетей промышленной автоматизации. Данный комплекс реализован в среде Windows98/NT. * Разработан способ и алгоритм повышения производительности сетей промышленной автоматизации.

Проведена оценка адекватности модели на основе экспериментальных данных, полученных при повышении производительности демонстрационной технологической установки. Рассмотрена работа комплекса с сетями большой размерности.

Использование разработанного программно-аппаратного комплекса анализа и повышения производительности промышленной сети P-NET может оказаться критичным при реализации той или иной системы распределенного управления, особенно там, где требуется малое время реакции, например в непрерывном химическом производстве.

Кроме выгоды, связанной с повышением производительности, данный комплекс поможет существенно сократить сеть, сделав использование некоторых узлов ненужным. Система анализа поможет выявить ошибки в функционировании сети и предотвратить сбои системы управления в целом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Системы промышленных полевых шин находят все большее применение. Переход от централизованного управления, включающего в себя нестандартные и несовместимые с собой датчики и устройства управления, осуществляется в сторону децентрализованного управления, использующего стандартизированное оборудование. т Размеры предприятия и сложность технологических процессов затрудняют проектирование надежных fieldbus-сетей. Наличие большого числа датчиков резко усложняет топологию. Большая цена ошибки в работе сети для предприятия значительно увеличивает стоимость разработки.

Большую помощь может оказать разработанный программный комплекс анализа и повышения производительности сетей промышленной автоматизации. Он делает возможным не только поиск неисправностей в fieldbus-сетях, но и выбор наиболее удачной топологической структуры сети.

На данном этапе работы разрабатывается новая версия системы анализа и повышения производительности fieldbus-систем, которая будет Ш включать в себя, помимо всего прочего, модуль экспертной оценки, позволяющий напрямую выдавать оценку состояния fieldbus-сети. Предлагается использовать математический аппарат нечеткой логики и статистики.

Кроме того, делаются шаги в строну совместимости программного обеспечения. Система будет эволюционировать в сторону большей открытости, когда другое программное обеспечение, используя, например, стандарт OLE2, будет получать доступ к fieldbus-сети и ко всем функциям анализа и статистики.

В ходе исследований, в процессе проектирования системы и ее разработки были применены и развиты наиболее современные методы проектирования и программирования, выработана технология организации подобных систем, и был получен большой практический опыт.

В работе получены следующие научные и практические результаты:

1. Впервые исследованы системы распределенного управления на основе fieldbus-систем. Выделены преимущества систем распределенного управления перед централизованным, и проблемы, возникающие при их функционировании.

2. Исследована сеть промышленной автоматизации P-NET. Определены параметры производительности.

3. Предложена математическая модель сетей промышленной автоматизации на основе P-NET с использованием математического аппарата теории массового обслуживания.

4. Разработан способ анализа и повышения производительности промышленных сетей, при котором на основе собранной статистической информации и математической модели сети производится оптимизация производительности промышленной сети.

5. Разработаны алгоритмы анализа и повышения производительности

• промышленной сети P-NET.

6. Предложена методика использования системы анализа и повышения производительности для проведения лабораторных и практических занятий по системам распределенного управления на основе полевых шин.

7. В среде Windows98/NT осуществлена программная реализация системы анализа протокола и оптимизации производительности fieldbus-систем на основе P-NET. Применение данной системы позволило на 20% увеличить производительность fieldbus-системы.

1. Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкнн Л.Д. Прикладная статистика. Основы моделирования и первичная обработка данных. - М.: Финансы и статистика, 1983.• 2. Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика.

2. Исследование зависимостей. М.: Финансы и статистика, 1985.

3. Айвазян С.А., Бухштабер В.М., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика. Классификация и снижение размерности. М.: Финансы и статистика, 1989.

4. Анализ сетевых протоколов как метод оптимизации сети. LAN/Журнал сетевых решений, 5/99.

5. Аоки М. Введение в методы оптимизации. Перев. с англ., М.: Наука, 1977-344 с.

6. Артемов С.П. Проблемы автоматизации зданий и производственных процессов. // В кн.: Информационные управляющие системы // Межвузовский сборник научных трудов. Пермь, ПТЕУ, НИИУМС,

7. Башарин F. П., Бочаров П. П., Коган Я. А. Анализ очередей в вычислительных сетях. Теория и методы расчета. М.: Наука. Ел. ред.физ.-мат. лит., 1989 336 с.

8. Башарин Г. П., Ефимушкин В. А., Черпаков А. Б. Локальные сети программируемых контроллеров для гибких производственных систем. // В кн.: системы массового обслуживания и информатика / М., Изд-во УДН, 1987, С.21-20.

9. Белковский С.В. Анализ протокола в системах полевых шин // Теоретические и прикладные аспекты информационных технологий: Сб. науч. тр. / Пермь, ГП НИИУМС, 1999, Вып. 48, С 136-138.

10. Белковский С.В. Концепция полевых шин в распределенных системах управления. // В кн.: Информационные управляющие системы // Межвузовский сборник научных трудов. Пермь, ПТГУ, НИИУМС,1999.

11. Бочков С.О., Субботин Д.М. Язык программирования Си для персонального компьютера. М.: Радио и связь, 1990. - 384 с.

12. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами приложений на С++, 2-е изд./Пер. с англ. М.: Бином, СПб: Невский диалект, 1998.

13. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания, М.: Наука, 1987.

14. Гнеденко Б.В. Математическая статистика и контроль качества. М.: Знание, 1976.

15. Голинкевич Г. А., Прикладная теория надежности, М.: Высшая школа, 1985.

16. Гуляев В. А., Контроль ЭВМ, К.: Наукова Думка, 1978.

17. Дитрих Д., Лой Д., Швайнцер Г.-Ю. JIOH-технология, построение распределенных приложений / Пер. с нем. под ред. О.Б. Низамутдинова, тех. ред. С.В. Белковский. Пермь: Звезда, 1999. -242с.

18. Единая система управления интеллектуальным зданием //АВОК. -1994.-№3,4-с.21-38.22.3айченко Ю. П. Исследование операций. К.: Вища школа, 1975, 320 с.

19. Ивченко Г.И., Каштанов В.А., Коваленко И.Н. Теория массового обслуживания. М., 1982.

20. Касаткин А. И. Профессиональное программирование на языке СИ. Системное программирование. Мн.: Выш. шк., 1993.

21. Кениг Д., Штойян Д. Методы теории массового обслуживания: Пер. снем. /Под. ред. Г.П.Климова. -М., 1981.

22. Клейнрок JI. Вычислительные системы с очередями. Том 1. М.: Мир, 1979.

23. Клейнрок JI. Вычислительные системы с очередями. Том 2. М.: Мир, 1979.

24. Клейнрок JI. Коммуникационные сети. М., 1970.

25. Клейнрок JI. Теория массового обслуживания. Том 1. М., 1979.

26. Липаев В.В., Потапов А.И. Оценка затрат на разработку программных средств. М.: Финансы и статистика, 1988.31 .Матнина Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах, М., 1981.

27. Л 32. Мишель Ж. Программируемые контроллеры: Архитектура и применение, М., 1992

28. ЗЗ.Нессер Д. Дж. Оптимизация и поиск неисправностей в сетях. К.:1. Диалектика, 1996. 384 с.

29. Низамутдинов О.Б., Белковский С.В., Артемов Н.И. Концепция построения распределенных ситем управления на основе fieldbus-систем. XIII Уральский компьютерный форум 24-26 ноября 1999г., Пермь.

30. Пол И. Объектно-ориентированное программирование с использованием С++: Пер. с англ. К.: НИПФ ДиаСофт Лтд., 1995. -480 с.

31. Поляк Б. Т. Введение в оптимизацию. М. Наука, 1983 - 384 с.

32. Принципы построения промышленных микроконтроллерных сетей в стандартах Profibus и P-NET / Артемов Н. И., Низамутдинов О.Б., Гордеев М.В. и др. Пермь: ПГТУ, НИИУМС. - 1996.

33. Пфанцагль И. Теория измерений. М.: Мир, 1976.

34. Саати Т.Д. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения: Пер. с англ. /Под. ред. И.Н. Коваленко, М., 1971.

35. Свами М.Н. Графы, сети и алгоритмы. М.: Наука, 1984.

36. Соловьев Г.Н., Никитин В.Д. Операционные системы ЭВМ. М.:1. Высшая школа, 1989 255 с,

37. Страсти по Fieldbus. СТА, 1/99, С.70-71.

38. Теоретические проблемы вычислительных сетей. (Межвузовский сборник). Куйбышев, 1986.

39. Федоров А.Г. Delphi 2.0 для всех. М.: Компьютер Пресс, 1997. - 464 с.

40. Форд JI. Р., Фалкерсон Д. Потоки в сетях. М., 1966.

41. Форсайт Р. Паскаль для всех: Пер. с англ. М., 1982.

42. Фролов А. В., Фролов Г. В. Операционная система Windows 95 для программиста. -М.: Диалог-МИФИ, 1996.

43. Фролов А. В., Фролов Г. В. Microsoft Visual С++ и MFC.

44. Программирование для Windows 95 и Windows NT. М.: Диалог* МИФИ, 1996.

45. Фролов А. В., Фролов Г. В. Microsoft Visual С++ и MFC. Программирование для Windows 95 и Windows NT. (Часть вторая). -М.: Диалог-МИФИ, 1997.

46. Фролов А. В., Фролов Г. В. Программирование для Windows NT. М.: Диалог-МИФИ, 1996.

47. Фролов А. В., Фролов Г. В. Программирование для Windows NT. (Часть вторая) М.: Диалог-МИФИ, 1997.

48. Фролов А.В., Фролов Г.В. Разработка приложений для Internet. Microsoft Visual С++ и MFC. (В среде Windows 95 и Windows NT). М.: Диалог-МИФИ, 1997.

49. Чекатков А. А. Использование Turbo Assembler при разработке программ К.: Диалектика, 1995. - 288 с.

50. Чтобы быть ближе. LAN/Журнал сетевых решений, 10/99, С.50.

51. Шлеер С., Меллор С. Объектно-ориентированный анализ: моделирование мира в состояниях: Пер. с англ. К.: Диалектика, 1993. - 240 с.

52. Dietrich D. Feldbussysteme. Vorlesungen. ICT Wien 1996.

53. Dietz S., Bielkovsky S., Manninger M., Dietrich D., Nisamutdinov O., Simulation Tools for P-NET based Networks. 5th International Conference on the P-NET Fieldbus System, llth-12th September 1997, Jesus College, Oxford University, England.

54. DIN 19245 German National Standard PROFIBUS, Part 1,2,3.

55. EN 50170 European P-NET Standard.

56. FOUNDATION Fieldbus Application Guide. 31.25 kbit/s Intrinsically Safe Systems, 1996.

57. FOUNDATION Fieldbus Technical Overview, 1996.

58. LonWorks TM Catalog /EuroLon, 1996.

59. LonWorks automation products. PriceList, 1998.

60. Loy D., Bauer A. Protocol Analysis in LonTalk based Networks // TU Wien ICT. 1996.

61. MIB OLE interface for VIGO 4.0 // PROCESS-DATA A/S. 1998.

62. Microsoft Solution Framework. Process Model for Application Development // Microsoft. 1998

63. Microsoft Solution Framework. Team Model for Application Development // Microsoft. 1998

64. Octagon Systems Catalogue. 1998.

65. P-NET Standard // P-NET User Organization ApS. 1992.

66. P-NET Standartized general purpose channel types // P-NET User Organization ApS. 1992.

67. P-NET Catalogue // Process-Data ApS. 1999.

68. PROFIBUS Resource Catalogue. 1997

69. Resource Directory Lonworks Control Network Products & Services. Catalog/Echelon Company, 1996.

70. Tovar E., Vasques F., Engineering RealTime Applications with P-NET. 6th International Conference on the P-NET Fieldbus System, 25th-26th May 1999, Institute of Computer Technology, Vienna University of Technology, Austria

71. Ссылки на информацию в сети Internet:http://www.asu.pstu.ac.ru/cephttp://www.asu.pstu.ac.ru/cep/ppahttp://www.fieldbus.orghttp://www.ict.tuwien.ac.at/lonworkshttp://www.loytec.comhttp://www.microsoft.com/msf