Лабораторная работа №3. Наименование «Расчет автоматизированной системы управления на базе современного протокола передачи данных на возможность функционирования в режиме реального

Наименование «Расчет автоматизированной системы управления на базе современного протокола передачи данных на возможность функционирования в режиме реального времени»

Рассчитать систему автоматизации на возможность работы в режиме «реального времени». Расчет производится по методическому пособию для студентов 5 курса специальности АСУ по предмету «Системы реального времени».

Задание на лабораторную работу.

Необходимо произвести расчет для спроектированной системы управления. В процессе расчета необходимо

1. Выделить подсистемы (от 5 до 7). Каждая подсистема представляет собой отдельный модуль управления. Если в системе присутствуют «типовые» узлы, они выделяются в отдельную подсистему.

2. Для каждой подсистемы определить набор входных и выходных сообщений, а также источники и преемники данной информации.

3. На основании выделенных входных и выходных данных необходимо построить таблицу сообщений, включающих следующие данные:

a. Номер сообщения

b. Источник сообщения (наименование)

c. Приемник сообщения (наименование)

d. Размер сообщения (в битах)

e. Тип сообщения (Периодический, Апериодический, Спорадический)

f. Периодичность сообщения (в единицах времени, Т)

g. Крайний критический срок исполнения (в единицах времени, D)

h. Задержка отправки сообщения в очередь (jitter в единицах времени, J)

i. Размер пакета при передачи данных, включая «накладные расходы»

j. Приоритет сообщения (вычисляется, в зависимости от используемого метода назначения приоритета)

4. На основании таблицы исходных данных, производится расчет максимальной задержки передачи сообщения, от источника до приемника для каждого сообщения. (R). Расчет производится для четырех скоростей передачи данных. (По указанном в варианте - протоколу передачи данных)

5. По полученным результатам строится таблица 2, включающая информацию о задержках передачи сообщения

a. Номер сообщения

b. Источник сообщения (наименование)

c. Приемник сообщения (наименование)

d. Размер сообщения (в битах)

e. Задержка для скорости 1 (в единицах времени, R1)

f. Задержка для скорости 2 (в единицах времени, R2)

g. Задержка для скорости 3 (в единицах времени, R3)

h. Задержка для скорости 4 (в единицах времени, R4)

6. По результатам таблицы 2 формируется вывод о системе. Для оценки о системе требуется вычисление трех параметров:

a. Message Utilization – Коэффициент передачи полезных данных в сообщении (%)

b. Bus Utilization – Коэффициент передачи всех данных в сообщении (%)

c. Breakdown Utilization – Коэффициент возможности увеличения размеров сообщения. (коэффициент расписабельности)

7. В случае, если коэффициент Breakdown Utilization<1, необходимо произвести оптимизацию системы методом объединения коротких сообщений.

Этапы выполнения лабораторной работы следующие:

1. Проектирование системы. При проектировании необходимо выделить подсистемы и сообщения в системе, а также произвести словесное описание функционирования системы при заданных условиях.

2. Расчет автоматизированной системы на критерий функционирования в режиме реального времени. Расчет производится по параметру R(J,D,T), а также на основании информации по протоколу передачи данных.

3. Оптимизация автоматизированной системы для увеличения коэффициента Breakdown Utilization. (Оптимизация выполняется методом объединения коротких сообщений)

4. Подготовка отчета. Состав отчета:

a. Проектирование системы с обоснованием разделения системы (почему именно так).

b. Каждое сообщение системы должно содержать информацию. (Между такими подсистемами и зачем оно было нужно).

c. Словесное описание функционирования системы

d. Характеристики протокола передачи данных, с включением общего описания технологии, скоростей передачи данных, накладных расходов, применение протокола передачи данных.

e. Расчет автоматизированной системы, с указанием таблиц 1, таблиц 2, формул расчета.

f. Оптимизация расчета (при необходимости).

g. Выводы по расчетам (возможность функционирования, плюсы автоматизации)

Данные по протоколам передачи данных

Наименование протокола	Скорость передачи данных	Накладные расходы + восстановление при сбоях	Разработчик
EIB	9,6 кБит/сек 100 кБит/сек 500 кБит/сек 1200 кБит/сек	70 бит + 6 бит	Siemens
LonWorks	78,6 кБит/сек 125 кБит/сек 250 кБит/сек 1200 кБит/сек	84 бит + 10 бит	Echelon
CAN	125 кБит/сек 250 кБит/сек 500 кБит/сек 1000 кБит/сек	35 бит + 5 бит	Bosh
P-NET	56,6 кБит/сек 78,6 кБит/сек 120 кБит/сек 240 кБит/сек	24 бит + 5 бит	Process DATA
TCP-IP	56,6 кБит/сек 1000 кБит/сек 2000 кБит/сек 10000 кБит/сек	48 бит + 5 бит
Profibus	9,6 кБит/сек 12,4 кБит/сек 56,6 кБит/сек 78,6 кБит/сек	32 бит + 5 бит

Задание состоит из двух частей (наименование системы автоматизации, в скобках указана базовая технология, на основе которой должна быть реализована система автоматизации.)

Варианты заданий:

1. АЗС (P-NET)

2. Биологическая лаборатория (LonWorks)

3. Тепловая машина (P-NET)

4. Автопилот (CAN)

5. АТС (LonWorks)

6. Здание (EIB)

7. Прогноз погоды (TCP-IP)

8. Сточные воды (P-NET)

9. Управление освещением в помещении (EIB)

10. Управление движением автобуса (LonWorks)

11. Охранная система квартиры (EIB)

12. Система управление движением на перекрестке с разной интенсивностью движения, связь с другими перекрестками (TCP-IP)

13. Безопасность движения на автомобиле (CAN)

14. Климат в помещении (LonWorks)

15. Охрана гаражного кооператива (TCP-IP)

16. Пропускная система предприятия (EIB)

17. Управление светофорным объектом (P-NET)

18. Управление ж/д станцией (P-NET)

19. Управление бильярдом (TCP-IP)

20. Управление мишенями на стрельбище (LonWorks)

21. Автоматизированное кафе (CAN)

22. АЗС (CAN)

23. Биологическая лаборатория (EIB)

24. Тепловая машина (TCP-IP)

25. Автопилот (LonWorks)

26. АТС (EIB)

27. Здание (TCP-IP)

28. Прогноз погоды (CAN)

29. Сточные воды (TCP-IP)

30. Управление освещением в помещении (LonWorks)

31. Управление движением автобуса (P-NET)

32. Охранная система квартиры (TCP-IP)

33. Безопасность движения на автомобиле (P-NET)

34. Климат в помещении (EIB)

35. Охрана гаражного кооператива (P-NET)

36. Пропускная система предприятия (CAN)

37. Управление светофорным объектом (TCP-IP)

38. Управление ж/д станцией (TCP-IP)

39. Управление бильярдом (CAN)

40. Управление мишенями на стрельбище (EIB)

41. Автоматизированное кафе (LonWorks)

42. АЗС (TCP-IP)

43. Биологическая лаборатория (CAN)

44. Тепловая машина (LonWorks)

45. Автопилот (TCP-IP)

46. АТС (CAN)

47. Здание (CAN)

48. Прогноз погоды (LonWorks)

49. Сточные воды (CAN)

50. Управление освещением в помещении (CAN)

51. Управление движением автобуса (TCP-IP)

52. Охранная система квартиры (LonWorks)

53. Безопасность движения на автомобиле (TCP-IP)

54. Климат в помещении (CAN)

55. Охрана гаражного кооператива (EIB)

56. Пропускная система предприятия (LonWorks)

57. Управление светофорным объектом (CAN)

58. Управление ж/д станцией (EIB)

59. Управление бильярдом (LonWorks)

60. Управление мишенями на стрельбище (TCP-IP)

61. Автоматизированное кафе (EIB)

62. АЗС (LonWorks)

63. Биологическая лаборатория (TCP-IP)

64. Тепловая машина (CAN)

65. Автопилот (EIB)

66. АТС (P-NET)

67. Здание (LonWorks)

68. Прогноз погоды (EIB)

69. Сточные воды (LonWorks)

70. Управление освещением в помещении (TCP-IP)

71. Управление движением автобуса (CAN)

72. Охранная система квартиры (P-NET)

73. Безопасность движения на автомобиле (LonWorks)

74. Климат в помещении (TCP-IP)

75. Охрана гаражного кооператива (LonWorks)

76. Пропускная система предприятия (TCP-IP)

77. Управление светофорным объектом (LonWorks)

78. Управлении ж/д станцией (CAN)

79. Управление бильярдом (EIB)

80. Управление мишенями на стрельбище (P-NET)

81. АТС (TCP-IP)

82. Прогноз погоды (P-NET)

83. Управление движением автобуса (EIB)

84. Охранная система квартиры (CAN)

85. Охрана гаражного кооператива (CAN)

86. Пропускная система предприятия (P-NET)

87. Управление светофорным объектом (EIB)

88. Управлении ж/д станцией (LonWorks)

89. Управление мишенями на стрельбище (CAN)

90. Управление системой сборки объекта на конвейере (Profibus DP)

Дата добавления: 2014-01-04