Конкатенация
Операция склеивания объектов линейной структуры, обычно строк.
Например, конкатенация слов «Computer» и «Science» даст слово «ComputerScience».
Операция конкатенации определяется для типов данных, имеющих структуру последовательности (список, очередь, массив и тд). В общем случае, результатом конкатенации двух объектов А и В является объект С = АB, полученный поочерёдным добавлением всех элементов объекта B, начиная с первого, в конец объекта A.
Из соображений удобства и эффективности различают две формы операции конкатенации:
1. Модифицирующая конкатенация. Результат операции формируется в левом операнде.
2. Немодифицирующая конкатенация. Результатом является новый объект, операнды остаются неизменными.
Операция склеивания объектов линейной структуры, обычно строк.
Например, конкатенация слов «Computer» и «Science» даст слово «ComputerScience».
Операция конкатенации определяется для типов данных, имеющих структуру последовательности (список, очередь, массив и тд). В общем случае, результатом конкатенации двух объектов А и В является объект С = АB, полученный поочерёдным добавлением всех элементов объекта B, начиная с первого, в конец объекта A.
Из соображений удобства и эффективности различают две формы операции конкатенации:
1. Модифицирующая конкатенация. Результат операции формируется в левом операнде.
2. Немодифицирующая конкатенация. Результатом является новый объект, операнды остаются неизменными.
Capability-based addressing
В компьютерных науках Capability-based addressing — это схема, используемая некоторыми компьютерами для управления доступом к памяти в качестве эффективной реализации capability-based security.
В этой схеме указатели заменяются защищенными объектами (называемыми capabilities), которые могут быть созданы только с помощью привилегированных инструкций, которые могут выполняться только ядром или каким-либо другим привилегированным процессом, уполномоченным на это.
Таким образом, ядро может ограничить доступ кода приложения и других подсистем к минимально необходимым частям памяти (и отключить доступ для записи, где это необходимо), без необходимости использовать отдельные адресные пространства и, следовательно, требовать переключения контекста при доступе.
В компьютерных науках Capability-based addressing — это схема, используемая некоторыми компьютерами для управления доступом к памяти в качестве эффективной реализации capability-based security.
В этой схеме указатели заменяются защищенными объектами (называемыми capabilities), которые могут быть созданы только с помощью привилегированных инструкций, которые могут выполняться только ядром или каким-либо другим привилегированным процессом, уполномоченным на это.
Таким образом, ядро может ограничить доступ кода приложения и других подсистем к минимально необходимым частям памяти (и отключить доступ для записи, где это необходимо), без необходимости использовать отдельные адресные пространства и, следовательно, требовать переключения контекста при доступе.
Буфер Ассоциативной Трансляции
Translation Lookaside Buffer (TLB) — это специализированный кэш ЦП, используемый для ускорения трансляции адреса виртуальной памяти в адрес физической памяти.
Используется всеми современными процессорами с поддержкой страничной организации памяти. TLB содержит фиксированный набор записей (от 8 до 4096) и является ассоциативной памятью.
Каждая запись содержит соответствие адреса страницы виртуальной памяти адресу физической памяти.
Если адрес отсутствует в TLB, процессор обходит таблицы страниц и сохраняет полученный адрес в TLB, что занимает в 10 — 60 раз больше времени, чем получение адреса из записи, уже закэшированной TLB.
Вероятность промаха TLB невысока и составляет в среднем от 0,01 % до 1 %.
Translation Lookaside Buffer (TLB) — это специализированный кэш ЦП, используемый для ускорения трансляции адреса виртуальной памяти в адрес физической памяти.
Используется всеми современными процессорами с поддержкой страничной организации памяти. TLB содержит фиксированный набор записей (от 8 до 4096) и является ассоциативной памятью.
Каждая запись содержит соответствие адреса страницы виртуальной памяти адресу физической памяти.
Если адрес отсутствует в TLB, процессор обходит таблицы страниц и сохраняет полученный адрес в TLB, что занимает в 10 — 60 раз больше времени, чем получение адреса из записи, уже закэшированной TLB.
Вероятность промаха TLB невысока и составляет в среднем от 0,01 % до 1 %.
Ассоциативная память
АП — специальный вид машинной памяти, используемый в приложениях очень быстрого поиска.
Известна также под терминами «память, адресуемая по содержимому», «ассоциативное запоминающее устройство», «контентно-адресуемая память» или «ассоциативный массив»(чаще используется для обозначения структуры данных)
В отличие от обычной машинной памяти (RAM), в которой пользователь задает адрес памяти и ОЗУ возвращает слово данных, хранящееся по этому адресу, АП разработана таким образом, чтобы пользователь задавал слово данных, и АП осуществляла его поиск, чтобы выяснить, хранится ли оно где-либо в памяти.
Если слово данных найдено, АП возвращает список одного или более адресов хранения, где слово было найдено.
АП — специальный вид машинной памяти, используемый в приложениях очень быстрого поиска.
Известна также под терминами «память, адресуемая по содержимому», «ассоциативное запоминающее устройство», «контентно-адресуемая память» или «ассоциативный массив»(чаще используется для обозначения структуры данных)
В отличие от обычной машинной памяти (RAM), в которой пользователь задает адрес памяти и ОЗУ возвращает слово данных, хранящееся по этому адресу, АП разработана таким образом, чтобы пользователь задавал слово данных, и АП осуществляла его поиск, чтобы выяснить, хранится ли оно где-либо в памяти.
Если слово данных найдено, АП возвращает список одного или более адресов хранения, где слово было найдено.
Тип данных — ассоциативный массив
Абстрактный тип данных, позволяющий хранить пары вида «(ключ, значение)» и поддерживающий операции добавления (insert), поиска(find) и удаления(remove) по ключу.
Предполагается, что ассоциативный массив не может хранить две пары с одинаковыми ключами.
В паре (k, v) значение v называется значением, ассоциированным с ключом k. Где k — это key, a v — value.
Семантика и названия вышеупомянутых операций в разных реализациях ассоциативного массива могут отличаться.
Примером ассоциативного массива является телефонный справочник: значением в данном случае является совокупность «Ф. И. О. + адрес», а ключом — номер телефона, один номер телефона имеет одного владельца, но один человек может иметь несколько номеров.
Абстрактный тип данных, позволяющий хранить пары вида «(ключ, значение)» и поддерживающий операции добавления (insert), поиска(find) и удаления(remove) по ключу.
Предполагается, что ассоциативный массив не может хранить две пары с одинаковыми ключами.
В паре (k, v) значение v называется значением, ассоциированным с ключом k. Где k — это key, a v — value.
Семантика и названия вышеупомянутых операций в разных реализациях ассоциативного массива могут отличаться.
Примером ассоциативного массива является телефонный справочник: значением в данном случае является совокупность «Ф. И. О. + адрес», а ключом — номер телефона, один номер телефона имеет одного владельца, но один человек может иметь несколько номеров.
Как работает многофакторная аутентификация (MFA)?
Однофакторные системы безопасности недостаточно безопасны и нуждаются в дополнительной защите. MFA обеспечивает дополнительный уровень безопасности и требует, чтобы пользователь представил как минимум два различных фактора аутентификации.
Первым фактором все еще может быть пароль (но не обязательно). Если пароль, предоставленный пользователем, правильный, то система MFA запрашивает по крайней мере еще одно доказательство, основанное на владении или принадлежности.
Второй фактор может быть: что-то, что у вас есть (мобильное устройство, смартфон, токен безопасности или аппаратный одноразовый пароль) или то, чем вы являетесь (отпечаток пальца или распознавание лица)
Однофакторные системы безопасности недостаточно безопасны и нуждаются в дополнительной защите. MFA обеспечивает дополнительный уровень безопасности и требует, чтобы пользователь представил как минимум два различных фактора аутентификации.
Первым фактором все еще может быть пароль (но не обязательно). Если пароль, предоставленный пользователем, правильный, то система MFA запрашивает по крайней мере еще одно доказательство, основанное на владении или принадлежности.
Второй фактор может быть: что-то, что у вас есть (мобильное устройство, смартфон, токен безопасности или аппаратный одноразовый пароль) или то, чем вы являетесь (отпечаток пальца или распознавание лица)
Каковы преимущества многофакторной аутентификации?
1. Уменьшение рисков безопасности
Многие методы атак, ведущих к несанкционированному доступу, основаны на краже учетных данных пользователей. MFA снижает вероятность успеха таких атак, требуя от пользователя использования более безопасных учетных данных на основе оборудования.
2. Повышение безопасности аутентификации
Повышает безопасность аутентификации за счет добавления методов, основанных на более сильных факторах, таких как решения на основе аппаратных токенов и персональных телефонов.
3. Повышение доверия пользователей
Компания, использующая многофакторную аутентификацию, показывает своим пользователям, что заботится об их безопасности.
4. Обеспечение гибкости
Легкость интегрирования с системой единого входа (SSO) и адаптивной аутентификацией (Risked-Based Authentication)
1. Уменьшение рисков безопасности
Многие методы атак, ведущих к несанкционированному доступу, основаны на краже учетных данных пользователей. MFA снижает вероятность успеха таких атак, требуя от пользователя использования более безопасных учетных данных на основе оборудования.
2. Повышение безопасности аутентификации
Повышает безопасность аутентификации за счет добавления методов, основанных на более сильных факторах, таких как решения на основе аппаратных токенов и персональных телефонов.
3. Повышение доверия пользователей
Компания, использующая многофакторную аутентификацию, показывает своим пользователям, что заботится об их безопасности.
4. Обеспечение гибкости
Легкость интегрирования с системой единого входа (SSO) и адаптивной аутентификацией (Risked-Based Authentication)
Time-based One-Time Password
TOTP — означает одноразовые пароли на основе времени и является распространенной формой 2FA.
Уникальные числовые пароли генерируются с помощью стандартизированного алгоритма, который использует текущее время в качестве входных данных.
Пароли на основе времени доступны в автономном режиме и обеспечивают удобную для пользователя повышенную безопасность учетной записи при использовании в качестве второго фактора.
TOTP также известен как аутентификация на основе приложений или программных токенов.
TOTP — означает одноразовые пароли на основе времени и является распространенной формой 2FA.
Уникальные числовые пароли генерируются с помощью стандартизированного алгоритма, который использует текущее время в качестве входных данных.
Пароли на основе времени доступны в автономном режиме и обеспечивают удобную для пользователя повышенную безопасность учетной записи при использовании в качестве второго фактора.
TOTP также известен как аутентификация на основе приложений или программных токенов.
Средства обработки информации
Обработка информации — вся совокупность операций (сбор, ввод, запись, преобразование, считывание, хранение, уничтожение, регистрация), осуществляемых с помощью технических и программных средств, включая обмен по каналам передачи данных
Среди средств обработки информации, доступных широкому классу потребителей, — средства организации баз данных, соответствия выполнения запросов и поиска информации, фильтрации информации, графического представления и т.п.
На данном этапе все большее развитие приобретают методы человеко-ориентированной компьютерной обработки данных.
В настоящее время вследствие глобального распространения компьютерных систем в области автоматизации промышленных процессов все чаще применяются системы сбора данных и оперативного диспетчерского управления - SCADA.
SCADA-системы в иерархии программно-аппаратных средств промышленной автоматизации находятся на верхнем уровне. SCADA-система собирает информацию о технологический процесс, обеспечивает интерфейс с оператором, сохраняет историю процесса и осуществляет управление процессом в том объёме, в котором это необходимо.
Обработка информации — вся совокупность операций (сбор, ввод, запись, преобразование, считывание, хранение, уничтожение, регистрация), осуществляемых с помощью технических и программных средств, включая обмен по каналам передачи данных
Среди средств обработки информации, доступных широкому классу потребителей, — средства организации баз данных, соответствия выполнения запросов и поиска информации, фильтрации информации, графического представления и т.п.
На данном этапе все большее развитие приобретают методы человеко-ориентированной компьютерной обработки данных.
В настоящее время вследствие глобального распространения компьютерных систем в области автоматизации промышленных процессов все чаще применяются системы сбора данных и оперативного диспетчерского управления - SCADA.
SCADA-системы в иерархии программно-аппаратных средств промышленной автоматизации находятся на верхнем уровне. SCADA-система собирает информацию о технологический процесс, обеспечивает интерфейс с оператором, сохраняет историю процесса и осуществляет управление процессом в том объёме, в котором это необходимо.
Основные компоненты SCADA
SCADA-система обычно содержит следующие подсистемы:
- Драйверы или серверы ввода-вывода — программы, обеспечивающие связь SCADA с промышленными контроллерами, счётчиками, АЦП и другими устройствами ввода-вывода информации.
- Система реального времени — программа, обеспечивающая обработку данных в пределах заданного временного цикла с учётом приоритетов.
- Человеко-машинный интерфейс — инструмент, который представляет данные о ходе процесса человеку оператору, что позволяет оператору контролировать процесс и управлять им.
- Программа-редактор для разработки человеко-машинного интерфейса.
- Система логического управления — программа, обеспечивающая исполнение пользовательских программ логического управления в SCADA-системе.
- База данных реального времени — программа, обеспечивающая сохранение истории процесса в режиме реального времени.
- Система управления тревогами — программа, обеспечивающая автоматический контроль технологических событий, отнесение их к категории нормальных, предупреждающих или аварийных, а также обработку событий оператором или компьютером.
- Генератор отчетов — программа, обеспечивающая создание пользовательских отчетов о технологических событиях.
- Внешние интерфейсы — стандартные интерфейсы обмена данными между SCADA и другими приложениями.
SCADA-система обычно содержит следующие подсистемы:
- Драйверы или серверы ввода-вывода — программы, обеспечивающие связь SCADA с промышленными контроллерами, счётчиками, АЦП и другими устройствами ввода-вывода информации.
- Система реального времени — программа, обеспечивающая обработку данных в пределах заданного временного цикла с учётом приоритетов.
- Человеко-машинный интерфейс — инструмент, который представляет данные о ходе процесса человеку оператору, что позволяет оператору контролировать процесс и управлять им.
- Программа-редактор для разработки человеко-машинного интерфейса.
- Система логического управления — программа, обеспечивающая исполнение пользовательских программ логического управления в SCADA-системе.
- База данных реального времени — программа, обеспечивающая сохранение истории процесса в режиме реального времени.
- Система управления тревогами — программа, обеспечивающая автоматический контроль технологических событий, отнесение их к категории нормальных, предупреждающих или аварийных, а также обработку событий оператором или компьютером.
- Генератор отчетов — программа, обеспечивающая создание пользовательских отчетов о технологических событиях.
- Внешние интерфейсы — стандартные интерфейсы обмена данными между SCADA и другими приложениями.
Характеристики систем реального времени
Процессы систем реального времени могут иметь следующие характеристики и связанные с ними ограничения:
- дедлайн — критический срок обслуживания, предельный срок завершения какой-либо работы;
- латентность — время отклика системы на внешние события;
- джиттер — разброс значений времени отклика. Можно различить джиттер запуска — период времени от готовности к исполнению до начала собственно исполнения задачи и джиттер вывода — задержка по окончании выполнения задачи. Джиттер может возникать под влиянием других одновременно исполняемых задач.
В зависимости от допустимых нарушений временных ограничений системы реального времени можно поделить на системы жёсткого реального времени, для которых нарушения равнозначны отказу системы, и системы мягкого реального времени, нарушения характеристик которых приводят лишь к снижению качества работы системы.
Также можно рассматривать твёрдые системы реального времени, в которых допускается небольшое нарушение дедлайнов, но бо́льшее нарушение может привести к катастрофическому отказу системы
Процессы систем реального времени могут иметь следующие характеристики и связанные с ними ограничения:
- дедлайн — критический срок обслуживания, предельный срок завершения какой-либо работы;
- латентность — время отклика системы на внешние события;
- джиттер — разброс значений времени отклика. Можно различить джиттер запуска — период времени от готовности к исполнению до начала собственно исполнения задачи и джиттер вывода — задержка по окончании выполнения задачи. Джиттер может возникать под влиянием других одновременно исполняемых задач.
В зависимости от допустимых нарушений временных ограничений системы реального времени можно поделить на системы жёсткого реального времени, для которых нарушения равнозначны отказу системы, и системы мягкого реального времени, нарушения характеристик которых приводят лишь к снижению качества работы системы.
Также можно рассматривать твёрдые системы реального времени, в которых допускается небольшое нарушение дедлайнов, но бо́льшее нарушение может привести к катастрофическому отказу системы
Автоматизированная обработка информации
Эксплуатационные возможности современного комплекса технических средств, используемого в системе обработки информации, дают возможность автоматизировано выполнять целый ряд процедур. Состояние разработок и уровень этого комплекса определили возможности автоматизированного выполнения таких процедур управленческого процесса:
- в прогнозировании и планировании — многовариантные расчеты при разработке прогнозов.
- в организации — моделирование организационных структур управления.
- в контроле — наблюдение за состоянием управляемого объекта по всем параметрам.
- в учёте — системная обработка всей информации.
- в анализе — сопоставление нормативных, плановых и фактических показателей, характеризующих те или иные операции.
- в отчетности — автоматическое формирование справочников.
Эксплуатационные возможности современного комплекса технических средств, используемого в системе обработки информации, дают возможность автоматизировано выполнять целый ряд процедур. Состояние разработок и уровень этого комплекса определили возможности автоматизированного выполнения таких процедур управленческого процесса:
- в прогнозировании и планировании — многовариантные расчеты при разработке прогнозов.
- в организации — моделирование организационных структур управления.
- в контроле — наблюдение за состоянием управляемого объекта по всем параметрам.
- в учёте — системная обработка всей информации.
- в анализе — сопоставление нормативных, плановых и фактических показателей, характеризующих те или иные операции.
- в отчетности — автоматическое формирование справочников.
Программное прерывание
Программное прерывание — синхронное прерывание, которое может осуществить программа с помощью специальной инструкции.
В процессорах архитектуры x86 для явного вызова синхронного прерывания имеется инструкция
Также обслуживание прерываний могут взять на себя BIOS карт расширений, ОС и даже обычные программы, которые постоянно находятся в памяти во время работы других программ. В отличие от реального режима, в защищённом режиме x86-процессоров обычные программы не могут обслуживать прерывания, эта функция доступна только системному коду.
MS-DOS использует для взаимодействия со своими модулями и прикладными программами прерывания с номерами от 20h до 3Fh. Доступ к основному множеству функций MS-DOS осуществляется исполнением инструкции
Программное прерывание — синхронное прерывание, которое может осуществить программа с помощью специальной инструкции.
В процессорах архитектуры x86 для явного вызова синхронного прерывания имеется инструкция
Int, аргументом которой является номер прерывания (от 0 до 255). В IBM PC-совместимых компьютерах обработку некоторых прерываний осуществляют подпрограммы BIOS и прерывание служит интерфейсом для доступа к сервису, предоставляемому BIOS. Также обслуживание прерываний могут взять на себя BIOS карт расширений, ОС и даже обычные программы, которые постоянно находятся в памяти во время работы других программ. В отличие от реального режима, в защищённом режиме x86-процессоров обычные программы не могут обслуживать прерывания, эта функция доступна только системному коду.
MS-DOS использует для взаимодействия со своими модулями и прикладными программами прерывания с номерами от 20h до 3Fh. Доступ к основному множеству функций MS-DOS осуществляется исполнением инструкции
Int 21h. Это распределение номеров прерываний не закреплено аппаратно и другие программы могут устанавливать свои обработчики прерываний вместо или поверх уже имеющихся обработчиков, установленных MS-DOS или другими программами, что, как правило, используется для изменения функциональности или расширения списка системных функций.Open Platform Communications
OPC - семейство программных технологий, предоставляющих единый интерфейс для управления объектами автоматизации и технологическими процессами. Многие из OPC протоколов базируются на Windows-технологиях: OLE, ActiveX, COM/DCOM. Такие OPC протоколы, как OPC XML DA и OPC UA, являются платформа независимыми.
OPC — набор спецификаций стандартов. Каждый стандарт описывает набор функций определенного назначения. Основной и наиболее востребованный стандарт - OPC DA (Data Access). Описывает набор функций обмена данными в реальном времени с ПЛК (Программируемый логический контроллер), РСУ(Распределённая система управления), ЧМИ(Человеко-машинный интерфейс), ЧПУ(Числовое программное управление) и другими устройствами.
Стандарт OPC разрабатывался с целью сократить затраты на создание и сопровождение приложений промышленной автоматизации.
Суть OPC проста — предоставить разработчикам промышленных программ универсальный фиксированный интерфейс (то есть набор функций) обмена данными с любыми устройствами. В то же время разработчики устройств предоставляют программу, реализующую этот интерфейс (набор функций).
OPC - семейство программных технологий, предоставляющих единый интерфейс для управления объектами автоматизации и технологическими процессами. Многие из OPC протоколов базируются на Windows-технологиях: OLE, ActiveX, COM/DCOM. Такие OPC протоколы, как OPC XML DA и OPC UA, являются платформа независимыми.
OPC — набор спецификаций стандартов. Каждый стандарт описывает набор функций определенного назначения. Основной и наиболее востребованный стандарт - OPC DA (Data Access). Описывает набор функций обмена данными в реальном времени с ПЛК (Программируемый логический контроллер), РСУ(Распределённая система управления), ЧМИ(Человеко-машинный интерфейс), ЧПУ(Числовое программное управление) и другими устройствами.
Стандарт OPC разрабатывался с целью сократить затраты на создание и сопровождение приложений промышленной автоматизации.
Суть OPC проста — предоставить разработчикам промышленных программ универсальный фиксированный интерфейс (то есть набор функций) обмена данными с любыми устройствами. В то же время разработчики устройств предоставляют программу, реализующую этот интерфейс (набор функций).
Промышленная сеть
Промышленная сеть — сеть передачи данных, связывающая различные датчики, исполнительные механизмы, промышленные контроллеры и используемая в промышленной автоматизации. Термин употребляется преимущественно в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУТП).
Устройства используют сеть для:
- передачи данных между датчиками, контроллерами и исполнительными механизмами;
- диагностики и удалённого конфигурирования датчиков и исполнительных механизмов;
- калибровки датчиков;
- питания датчиков и исполнительных механизмов;
- связи между датчиками, исполнительными механизмами, ПЛК и АСУ ТП верхнего уровня.
Промышленные сети могут взаимодействовать с обычными компьютерными сетями, в частности использовать глобальную сеть Internet.
Промышленная сеть — сеть передачи данных, связывающая различные датчики, исполнительные механизмы, промышленные контроллеры и используемая в промышленной автоматизации. Термин употребляется преимущественно в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУТП).
Устройства используют сеть для:
- передачи данных между датчиками, контроллерами и исполнительными механизмами;
- диагностики и удалённого конфигурирования датчиков и исполнительных механизмов;
- калибровки датчиков;
- питания датчиков и исполнительных механизмов;
- связи между датчиками, исполнительными механизмами, ПЛК и АСУ ТП верхнего уровня.
Промышленные сети могут взаимодействовать с обычными компьютерными сетями, в частности использовать глобальную сеть Internet.
Достоинства и недостатки промышленной сети
В сравнении с подключением периферийного оборудования к контроллеру отдельными проводами промышленная сеть имеет следующие достоинства:
- в несколько раз снижается расход на кабель и его прокладку;
- увеличивается допустимое расстояние до подключаемых датчиков и исполнительных устройств;
- упрощается управление сетью датчиков и исполнительных механизмов;
- упрощается модификация системы при изменении типа датчиков, используемого протокола взаимодействия, добавлении устройств ввода-вывода;
- позволяют дистанционно настраивать датчики и проводить их диагностику.
Из недостатков выделяют:
- при обрыве кабеля теряется возможность получать данные и управлять не одним, а несколькими устройствами.
- для повышения надёжности приходится резервировать каналы связи или использовать кольцевую топологию сети.
В сравнении с подключением периферийного оборудования к контроллеру отдельными проводами промышленная сеть имеет следующие достоинства:
- в несколько раз снижается расход на кабель и его прокладку;
- увеличивается допустимое расстояние до подключаемых датчиков и исполнительных устройств;
- упрощается управление сетью датчиков и исполнительных механизмов;
- упрощается модификация системы при изменении типа датчиков, используемого протокола взаимодействия, добавлении устройств ввода-вывода;
- позволяют дистанционно настраивать датчики и проводить их диагностику.
Из недостатков выделяют:
- при обрыве кабеля теряется возможность получать данные и управлять не одним, а несколькими устройствами.
- для повышения надёжности приходится резервировать каналы связи или использовать кольцевую топологию сети.
Как программировать ПЛК (Программируемый логический контроллер)
Программирование ПЛК имеет отличие от традиционного программирования. Это связано с тем, что ПЛК исполняют бесконечную последовательность программных циклов, в каждом из которых:
- считывание входных сигналов, в том числе манипуляций, например, на клавиатуре оператором;
- вычисления выходных сигналов и проверка логических условий;
- выдача управляющих сигналов и при необходимости управление индикаторами интерфейса оператора.
Поэтому при программировании ПЛК используются флаги - булевые переменные признаков прохождения алгоритмом программы тех или иных ветвей условных переходов. Отсюда, при программировании ПЛК от программиста требуется определённый навык.
Например, процедуры начальной инициализации системы после сброса или включения питания. Эти процедуры нужно исполнять только однократно. Поэтому вводят булевую переменную (флаг) завершения инициализации, устанавливаемую при завершении инициализации. Программа анализирует этот флаг, и если он установлен, то обходит исполнение кода процедур инициализации.
Программирование ПЛК имеет отличие от традиционного программирования. Это связано с тем, что ПЛК исполняют бесконечную последовательность программных циклов, в каждом из которых:
- считывание входных сигналов, в том числе манипуляций, например, на клавиатуре оператором;
- вычисления выходных сигналов и проверка логических условий;
- выдача управляющих сигналов и при необходимости управление индикаторами интерфейса оператора.
Поэтому при программировании ПЛК используются флаги - булевые переменные признаков прохождения алгоритмом программы тех или иных ветвей условных переходов. Отсюда, при программировании ПЛК от программиста требуется определённый навык.
Например, процедуры начальной инициализации системы после сброса или включения питания. Эти процедуры нужно исполнять только однократно. Поэтому вводят булевую переменную (флаг) завершения инициализации, устанавливаемую при завершении инициализации. Программа анализирует этот флаг, и если он установлен, то обходит исполнение кода процедур инициализации.
Распределённая система управления. Требования и задачи.
Распределённая система управления — система управления технологическим процессом, отличающаяся построением распределённой системы ввода-вывода и децентрализацией обработки данных.
Требования к современной РСУ:
- Отказоустойчивость и безопасность.
- Простота разработки и конфигурирования.
- Поддержка территориально распределённой архитектуры.
- Единая конфигурационная база данных.
- Развитый человеко-машинный интерфейс.
Задачи распределенных систем:
- Соединение пользователей с ресурсами.
- Прозрачность — свойство систем, которые представлены в виде единой компьютерной системы.
- Открытость — система, предлагающая службы, вызов которых требует стандартные синтаксис и семантику.
- Масштабируемость.
Распределённая система управления — система управления технологическим процессом, отличающаяся построением распределённой системы ввода-вывода и децентрализацией обработки данных.
Требования к современной РСУ:
- Отказоустойчивость и безопасность.
- Простота разработки и конфигурирования.
- Поддержка территориально распределённой архитектуры.
- Единая конфигурационная база данных.
- Развитый человеко-машинный интерфейс.
Задачи распределенных систем:
- Соединение пользователей с ресурсами.
- Прозрачность — свойство систем, которые представлены в виде единой компьютерной системы.
- Открытость — система, предлагающая службы, вызов которых требует стандартные синтаксис и семантику.
- Масштабируемость.
Протокол SOAP
SOAP - протокол обмена структурированными сообщениями в распределённой вычислительной среде. Первоначально SOAP предназначался в основном для реализации удалённого вызова процедур (RPC). Сейчас протокол используется для обмена произвольными сообщениями в формате XML, а не только для вызова процедур.
Сообщение SOAP выглядит так:
Envelope — корневой элемент, который определяет сообщение и пространство имен, использованное в документе.
Header — содержит атрибуты сообщения, например: информация о безопасности или о сетевой маршрутизации.
Body — содержит сообщение, которым обмениваются приложения.
Fault — необязательный элемент, который предоставляет информацию об ошибках, которые произошли при обработке сообщений.
Из недостатков выделяют, что при Использование SOAP для передачи сообщений увеличивает их объём и снижает скорость обработки. В системах, где скорость важна, чаще используется пересылка XML-документов через HTTP напрямую, где параметры запроса передаются как обычные HTTP-параметры.
SOAP - протокол обмена структурированными сообщениями в распределённой вычислительной среде. Первоначально SOAP предназначался в основном для реализации удалённого вызова процедур (RPC). Сейчас протокол используется для обмена произвольными сообщениями в формате XML, а не только для вызова процедур.
Сообщение SOAP выглядит так:
Envelope — корневой элемент, который определяет сообщение и пространство имен, использованное в документе.
Header — содержит атрибуты сообщения, например: информация о безопасности или о сетевой маршрутизации.
Body — содержит сообщение, которым обмениваются приложения.
Fault — необязательный элемент, который предоставляет информацию об ошибках, которые произошли при обработке сообщений.
Из недостатков выделяют, что при Использование SOAP для передачи сообщений увеличивает их объём и снижает скорость обработки. В системах, где скорость важна, чаще используется пересылка XML-документов через HTTP напрямую, где параметры запроса передаются как обычные HTTP-параметры.
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП)
АСУ ТП - группа решений технических и программных средств, предназначенных для автоматизации управления Технологическим процессом. Может иметь связь с более общей автоматизированной системой управления предприятием(АСУП).
Составными частями АСУ ТП могут быть отдельные системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс.
Как правило, АСУ ТП имеет единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, устройства управления, исполнительные устройства.
Главной особенностью АСУ ТП является периодическое либо регулярное участие человека-оператора в ее работе. Роль оператора состоит в периодическом либо регулярном контроле за системой операторского управления.
АСУ ТП - группа решений технических и программных средств, предназначенных для автоматизации управления Технологическим процессом. Может иметь связь с более общей автоматизированной системой управления предприятием(АСУП).
Составными частями АСУ ТП могут быть отдельные системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс.
Как правило, АСУ ТП имеет единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, устройства управления, исполнительные устройства.
Главной особенностью АСУ ТП является периодическое либо регулярное участие человека-оператора в ее работе. Роль оператора состоит в периодическом либо регулярном контроле за системой операторского управления.
Функции автоматизированной системы управления
Функции АСУ устанавливают в техническом задании на создание конкретной АСУ на основе анализа целей управления, заданных ресурсов для их достижения, ожидаемого эффекта от автоматизации и в соответствии со стандартами, распространяющимися на данный вид АСУ. Каждая функция АСУ реализуется совокупностью комплексов задач, отдельных задач и операций.
Функции АСУ в общем случае включают в себя следующие элементы:
- планирование и прогнозирование;
- учет, контроль, анализ;
- координацию и регулирование.
Необходимый состав элементов выбирают в зависимости от вида конкретной АСУ. Функции АСУ можно объединять в подсистемы по функциональному и другим признакам.
Функции АСУ устанавливают в техническом задании на создание конкретной АСУ на основе анализа целей управления, заданных ресурсов для их достижения, ожидаемого эффекта от автоматизации и в соответствии со стандартами, распространяющимися на данный вид АСУ. Каждая функция АСУ реализуется совокупностью комплексов задач, отдельных задач и операций.
Функции АСУ в общем случае включают в себя следующие элементы:
- планирование и прогнозирование;
- учет, контроль, анализ;
- координацию и регулирование.
Необходимый состав элементов выбирают в зависимости от вида конкретной АСУ. Функции АСУ можно объединять в подсистемы по функциональному и другим признакам.