АСУ процессами приготовления бетонных смесей

а­бо­ты по со­зда­нию ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ных сис­тем уп­рав­ле­ния про­цес­са­ми при­го­тов­ле­ния бе­тон­ных сме­сей начи­на­лись в 1980 го­ду в рам­ках це­ле­вой про­грам­мы ОЦ026 Гос­ст­роя СССР и вы­пол­ня­лись па­рал­лель­но не­сколь­ки­ми кол­лек­ти­ва­ми раз­ра­бот­чи­ков в Мос­к­ве, Мин­с­ке, Ки­е­ве и Ба­ку. Не­сколь­ко поз­же ана­ло­гич­ные ра­бо­ты ве­лись в рам­ках раз­лич­ных ре­ги­о­наль­ных про­грамм в Харь­ко­ве, Одес­се, Ри­ге и дру­гих го­ро­дах. В 1986 го­ду раз­ра­бот­ки бы­ли про­дол­же­ны в рам­ках од­но­го из раз­де­лов ком­плек­с­ной про­грам­мы на­уч­но-тех­ни­чес­ко­го про­грес­са стран-чле­нов СЭВ под эги­дой Гос­ко­ми­те­та по на­уке и тех­ни­ке СССР и при учас­тии СССР, ГДР, НРБ и ЧССР. В на­ча­ле 90-х го­дов с раз­ва­лом ука­зан­ных струк­тур и про­грамм со­от­вет­ству­ю­щие раз­ра­бот­ки ти­хо «уш­ли в пе­сок», ос­та­вив пос­ле се­бя не ме­нее де­сят­ка раз­лич­ных мо­де­лей сис­тем, из­го­тов­лен­ных в еди­нич­ных или не­сколь­ких эк­зем­пля­рах и так и не ока­зав­ших ре­аль­но­го вли­я­ния на стро­и­тель­ную ин­дус­т­рию — го­ра ро­ди­ла мышь. Прак­ти­чес­ки на про­тя­же­нии все­го это­го пери­о­да вре­ме­ни ряд инос­тран­ных фирм (Lohia, Stetter и др.) пред­при­ни­мал энер­гич­ные уси­лия по вы­хо­ду на cовет­с­кий ры­нок с ана­ло­гич­ны­ми сис­те­ма­ми уп­рав­ле­ния, но ре­зуль­тат ока­зал­ся близ­ким к ну­лю. В чем же при­чи­на от­ри­ца­тель­но­го ре­зуль­та­та мно­го­лет­ней ра­бо­ты раз­лич­ных кол­лек­ти­вов по со­зда­нию сис­те­мы уп­рав­ле­ния?

На наш взгляд, при­чин бы­ло не­сколь­ко, при­чем как объ­ек­тив­ных, так и субъ­ек­тив­ных:

1. Тех­ни­чес­кие сред­ст­ва об­щеп­ро­мыш­лен­но­го на­зна­че­ния, до­ступ­ные раз­ра­бот­чи­кам, име­ли не­вы­со­кую на­деж­ность, бы­ли ма­ло при­спо­соб­ле­ны к ра­бо­те в тя­же­лых про­мыш­лен­ных усло­ви­ях и, как след­ст­вие, тре­бо­ва­ли ре­гу­ляр­но­го ква­ли­фи­ци­ро­ван­но­го обслу­жи­ва­ния в про­цес­се эк­сплу­а­та­ции, что мог­ли се­бе поз­во­лить срав­ни­тель­но круп­ные пред­при­ятия с высо­кой сте­пенью ав­то­ма­ти­за­ции и куль­ту­рой про­из­вод­ст­ва.
2. Не­до­ста­точ­но раз­ви­тые ал­го­рит­мы уп­рав­ле­ния бы­ли в боль­шин­ст­ве слу­ча­ев рас­счи­та­ны на без­уп­реч­ную рабо­ту тех­но­ло­ги­чес­ко­го обо­ру­до­ва­ния и ка­чес­твен­ное сырье, что на наших оте­чес­твен­ных за­во­дах обес­пе­чить весь­ма про­бле­ма­тич­но. Попыт­ки при­ме­не­ния бо­лее со­вер­шен­ных алго­рит­мов влек­ли за со­бой повы­ше­ние тре­бо­ва­ний к вы­чис­ли­тель­ным ре­сур­сам, что для сис­тем дан­но­го клас­са при­во­ди­ло к не­до­пус­ти­мо высо­кой сто­и­мос­ти обо­ру­до­ва­ния.
3. Срав­ни­тель­но дли­тель­ные сро­ки внед­ре­ния сис­тем из-за при­ня­тых тог­да форм за­ка­за и по­лу­че­ния обо­ру­до­ва­ния.
4. И, по­жа­луй, глав­ная при­чи­на — в усло­ви­ях дей­стви­тель­но «ну со­всем смеш­ных цен» на сырье, энер­го­ре­сур­сы, оп­ла­ту тру­да и при от­сут­ст­вии пря­мой за­ин­те­ре­со­ван­нос­ти пред­при­ятий в вы­пус­ке и объ­ек­тив­ном уче­те ка­чес­твен­ной про­дук­ции по­до­бные сис­те­мы в боль­шин­ст­ве слу­ча­ев бы­ли ско­рее не­об­хо­ди­мы ми­нис­тер­ст­вам для «га­лоч­ки», чем пред­при­яти­ям для вы­пол­не­ния про­из­вод­ствен­ных за­да­ний.

В 1993 го­ду ин­же­нер­ная фир­ма «Элти­кон» по­лу­чи­ла за­каз на раз­ра­бот­ку сис­те­мы уп­рав­ле­ния для се­рии пе­ре­ба­зи­ру­е­мых бе­тон­ных за­во­дов, вы­пус­ка­е­мых од­ним из ма­ши­нос­тро­и­тель­ных пред­при­ятий Ми­нис­тер­ст­ва обо­ро­ны Рос­сии. Пе­ре­ба­зи­ру­е­мые за­во­ды про-­из­во­ди­тель­ностью от 20 до 60 м³ сме­си в час име­ют в сво­ем со­ста­ве до­за­тор­ное от­де­ле­ние (от 4 до 6 мно­го­ком­по­нен­т­ных до­за­то­ров), сме­си­тель­ное от­де­ле­ние (1-2 сме­си­те­ля), склад це­мен­та (до 80 т) и склад за­пол­ни­те­лей (40-60 т). Пред­ва­ри­тель­ный ана­лиз силь­ных и сла­бых сто­рон боль­шин­ст­ва оте­чес­твен­ных и не­сколь­ких за­ру­беж­ных сис­тем уп­рав­ле­ния, а также учет пер­во­го за­ко­на сис­те­мо­тех­ни­ки («и ва­шим, и нашим») поз­во­ли­ли сфор­му­ли­ро­вать ряд сис­тем­ных тре­бо­ва­ний, ко­то­рые мы ста­ра­лись не за­бы­вать на про­тя­же­нии все­го пе­ри­о­да со­зда­ния сис­те­мы.

1. За­каз­чи­ку пос­тав­ля­ет­ся сис­те­ма «под ключ», в ра­зум­ные сро­ки и за ра­зум­ную це­ну. Он так­же до­лжен по­лу­чить га­ран­тий­ные обя­за­тель­ст­ва на до­ста­точ­но дли­тель­ный срок и иметь воз­мож­ность за­клю­че­ния до­го­во­ров на пос­ле­га­ран­тий­ное об­слу­жи­ва­ние в те­че­ние все­го сро­ка служ­бы сис­те­мы в на­ибо­лее при­ем­ле­мой и не­об­ре­ме­ни­тель­ной для не­го фор­ме.
2. Об­слу­жи­ва­ю­щий пер­со­нал за­каз­чи­ка не до­лжен ощу­щать дис­ком­фор­та от не­зна­ния компь­ютер­ных и ин­фор­ма­ци­он­ных тех­но­ло­гий на про­тя­же­нии все­го сро­ка служ­бы сис­те­мы — зна­ние КИ­ПиА в объ­еме проф­ес­си­о­наль­но- тех­ни­чес­ко­го учи­ли­ща яв­ля­ет­ся не­об­хо­ди­мой и до­ста­точ­ной под­го­тов­кой дан­ной ка­те­го­рии спе­ци­а­лис­тов.
3. Опе­ра­тив­ный пер­со­нал за­каз­чи­ка должен вос­при­ни­мать обо­ру­до­ва­ние на ра­бо­чем сто­ле как до­маш­ний те-­ле­ви­зор с пуль­том дис­тан­ци­он­но­го управ­ле­ния — все до­пус­ти­мые ди­рек­ти­вы точ­но ис­пол­нит, а не­до­пус­ти­мые про­иг­но­ри­ру­ет, всю не­об­хо­ди­мую ин­фор­ма­цию о хо­де тех­но­ло­ги­чес­ко­го про­цес­са по­ка­жет в на­ибо­лее удоб­ной фор­ме, а при не­об­хо­ди­мос­ти под­ска­жет, что де­лать в той или иной ситу­а­ции. До­ста­точ­ная под­го­тов­ка пер­со­на­ла — сред­няя шко­ла и три дня ра­бо­ты с «жи­вым» компь­юте­ром.
4. Ад­ми­нис­тра­тив­ный пер­со­нал за­каз­чи­ка до­лжен иметь твер­дые га­ран­тии, что все из­рас­хо­до­ван­ное сырье и вся про­из­ве­ден­ная про­дук­ция бу­дут ав­то­ма­ти­чес­ки за­ре­гис­три­ро­ва­ны и со­от­вет­ству­ю­щие от­че­ты в тре­бу­е­мой фор­ме бу­дут пред­став­ле­ны всем за­ин­те­ре­со­ван­ным служ­бам.
5. Ру­ко­вод­ст­во раз­ра­бот­чи­ка до­лж­но быть уве­ре­но, что тех­но­ло­гия из­го­тов­ле­ния и на­лад­ки сис­тем поз­во­лит вы­дер­жать все до­го­вор­ные обя­за­тель­ст­ва пе­ред за­каз­чи­ком и обес­пе­чит ра­зум­ную рен­та­бель­ность про­из­вод­ст­ва.
6. Спе­ци­а­лис­ты фир­мы по ап­па­рат­но­му обес­пе­че­нию до­лж­ны быть уве­ре­ны, что вы­бран­ные тех­ни­чес­кие сред­ст­ва и про­ек­т­ные ре­ше­ния поз­во­лят сис­те­ме нор­маль­но фун­кци­о­ни­ро­вать в жес­т­ких ус­ло­ви­ях про­из­вод­ст­ва (жара и хо­лод, брос­ки пи­та­ю­ще­го напря­же­ния и час­то­ты) и на ре­монт при этом их бу­дут вы­зы­вать не бо­лее од­но­го — трех раз за весь срок служ­бы сис­те­мы (не ме­нее 10 лет), а ес­ли и вы­зо­вут, то за­пас­ные бло­ки в од­ном «дип­ло­ма­те» по­мо­гут вы­йти из лю­бой си­ту­а­ции.
7. Спе­ци­а­лис­ты фир­мы-раз­ра­бот­чи-­ка по про­грам­мно­му обес­пе­че­нию долж­ны быть уве­ре­ны, что при­ме­не­ние не­об­хо­ди­мых ал­го­рит­мов не при­ве­дет к не­хват­ке бай­тов, мик­ро­се­кунд или из­ме­ри­тель­ных ка­на­-лов, и ес­ли в рам­ках од­ной мо­де­ли про­цес­со­ра ста­но­вит­ся тес­но, то луч­ше ее заме­нить на бо­лее мощ­ную, чем за­ни­мать­ся мно­гок­рат­ной оп­ти­ми­за­цией про­грам­мы, а глав­ным кри­те­ри­ем при вы­бо­ре тех­но­ло­гии про­ек­ти­ро­ва­ния про­грам­мно­го обес­пе­че­ния долж­на быть ско­рость и над­еж­ность ре­а­ли­за­ции ал­го­рит­мов тре­бу­е­мой слож­нос­ти.

В хо­де вы­пол­не­ния про­ек­та ста­ло оче­вид­но, что при ши­ро­ком ис­поль­зо­ва­нии биб­ли­о­теч­но­го при­нци­па ком-­по­нов­ки про­грам­мно­го обес­пе­че­ния сис­те­ма уп­рав­ле­ния лег­ко пре­вра­ща­ет­ся в сис­те­му с дру­гим на­бо­ром тех­но­ло­ги­чес­ких аг­ре­га­тов. Пос­ле вне­се­ния необ­хо­ди­мых кор­рек­тив в со­став и содер­жа­ние тех­но­ло­ги­чес­ких биб­ли­о­тек ди­а­па­зон при­ме­не­ния сис­те­мы рас­ши­рил­ся прак­ти­чес­ки на все ти­пы пе­ре­ба­зи­ру­е­мых и ста­ци­о­нар­ных тех­но­ло­ги­чес­ких ус­та­но­вок по при­го­тов­ле­нию бе­тон­ных сме­сей и рас­тво­ров с обес­пе­че­ни­ем сле­ду­ю­щих фун­к­ций.

1. При­ем за­явок на при­го­тов­ле­ние сме­сей (мес­т­ный от тер­ми­на­ла опе­ра­то­ра , дис­тан­ци­он­ный от пос­тов за­ка­за сме­сей и уда­лен­ный по ка­на­лу локаль­ной се­ти при ра­бо­те в со­ста­ве рас­пре­де­лен­ной сис­те­мы уп­рав­ле­ния круп­ным пред­при­яти­ем).
2. Кор­рек­ти­ров­ка ра­бо­чих ре­цеп­тов в ре­аль­ном мас­шта­бе вре­ме­ни в за­ви­си­мос­ти от влаж­нос­ти за­пол­ни­те­лей (1 - 2 ка­на­ла из­ме­ре­ния влаж­нос­ти).
3. Пря­мое циф­ро­вое уп­рав­ле­ние ве­со­до­зи­ру­ю­щим обо­ру­до­ва­ни­ем (3 - 7 мно­го­ком­по­нен­т­ных до­за­то­ров любо­го ти­па) с адап­та­цией к ско­рос­т­ным ха­рак­те­рис­ти­кам ма­те­ри­аль­ных по­то­ков и со­сто­я­нию обо­ру­до­ва­ния, а так­же с пред­о­с­тав­ле­ни­ем воз­мож­нос­ти ра­бо­тать в зо­не как от­ри­ца­тель­ных, так и пол­ожи­тель­ных до­пус­ков до­зи­ро­ва­ния.
4. Пря­мое циф­ро­вое уп­рав­ле­ние обо­ру­до­ва­ни­ем сме­си­тель­но­го от­де­ле­ния (1 - 2 сме­си­те­ля лю­бо­го ти­па) с кон­тро­лем за­груз­ки сме­си­те­ля и объ­ек­тив­ным оп­ре­де­ле­ни­ем за­вер­ше­ния про­цес­са сме­ши­ва­ния.
5. Пря­мое циф­ро­вое уп­рав­ле­ние трак­та­ми под­ачи сырья в рас­ход­ные бун­ке­ры.
6. Пря­мое циф­ро­вое уп­рав­ле­ние трак­та­ми вы­да­чи го­то­во­го про­дук­та.
7. Объ­ек­тив­ный пер­вич­ный учет и ре­гис­тра­ция рас­хо­да сырья и вы­хо­да го­то­вой про­дук­ции.
8. Учет и ре­гис­тра­ция вы­пол­не­ния за­явок на при­го­тов­ле­ние сме­сей.
9. Ре­гис­тра­ция дей­ст­вий опе­ра­тив­но­го пер­со­на­ла.
10. Ре­гис­тра­ция со­сто­я­ния ос­нов­но­го тех­но­ло­ги­чес­ко­го обо­ру­до­ва­ния.
11. Под­дер­ж­ка про­то­ко­лов об­ме­на опе­ра­тив­ной и нор­ма­тив­но-спра­воч­ной ин­фор­ма­цией по ка­на­лам RS-485 и Ethernet при ра­бо­те в со­ста­ве рас­пре­де­лен­ной сис­те­мы уп­рав­ле­ния пред­при­яти­ем.

Ана­лиз то­по­ло­гии объ­ек­та уп­рав­ле­ния, ско­рос­т­ных ха­рак­те­рис­тик тех­но­ло­ги­чес­ко­го про­цес­са и учет же­ла­е­мой фун­кци­о­наль­нос­ти прак­ти­чес­ки од­но­знач­но оп­ре­де­лил ар­хи­тек­ту­ру сис­те­мы уп­рав­ле­ния.

1. Цен­тра­ли­зо­ван­ный сбор ин­фор­ма­ции и вы­да­ча ко­манд уп­рав­ле­ния.
2. Раз­ви­тое опе­ра­тив­но-дис­пет­чер­с­кое обо­ру­до­ва­ние (пол­но­фор­мат­ный цвет­ной тер­ми­нал и пол­но­фор­мат­ная кла­ви­а­ту­ра, при не­об­хо­ди­мос­ти пе­ча­та­ю­щее ус­трой­ст­во).
3. Уни­вер­саль­ный ско­рос­т­ной про­цес­сор с боль­шим объ­емом опе­ра­тив­ной па­мя­ти и твер­до­тель­ны­ми дис­ко­вы­ми на­коп­ите­ля­ми для раз­ме­ще­ния испол­ня­е­мой про­грам­мы и ло­каль­ной ба­зы дан­ных.
4. На­бор уни­фи­ци­ро­ван­ных пор­тов для под­клю­че­ния пе­ри­фе­рий­ных устройств и ка­на­лов ло­каль­ной се­ти пред­при­ятия.

Вы­бор тех­ни­чес­ких средств для ре­а­ли­за­ции пос­тав­лен­ных це­лей всег­да при­но­сит мно­го «го­лов­ной бо­ли» раз­ра­бот­чи­кам — мож­но взять тех­ни­ку под­ешев­ле и по­том на про­тя­же­нии дли­тель­но­го жиз­нен­но­го цик­ла сис­те­мы пот­ра­тить на­мно­го боль­ше на ре­мон­ты и мо­дер­ни­за­ции, а мож­но сде­лать наобо­рот, и при этом от­пуг­нуть за­каз­чи­ков боль­шой на­чаль­ной сто­и­мостью сис­те­мы уп­рав­ле­ния. Про­ана­ли­зи­ро­вав па­ра­мет­ры не­об­хо­ди­мых тех­ни­чес­ких средств за­ру­беж­но­го и оте­чес­твен­но­го про­из­вод­ст­ва и не за­бы­вая о рен­та­бель­нос­ти, над­еж­нос­ти и фун­к-ци­о­наль­нос­ти, мы при­няли ре­ше­ние.

1. Про­цес­сор­ная груп­па (вклю­чая уни­фи­ци­ро­ван­ные пор­ты и кар­ты для под­клю­че­ния раз­лич­ной пе­ри­фе­рии и ка­на­лов вво­да-вы­во­да ана­ло­го­вых сиг­на­лов) — IBM PC со­вмес­ти­мый про­мыш­лен­ный компь­ютер фир­мы Octagon Systems (США), со­от­вет­ству­ю­щий меж­ду­на­род­но­му стан­дар­ту качес­т­ва ISO 9001 и име­ю­щий на­ра­бот­ку на от­каз по­ряд­ка 10 лет — нет по­ка в ро­дном оте­чес­т­ве для ря­до­вых пот­ре­би­те­лей компь­юте­ров с та­ки­ми ха­рак­те­рис­ти­ка­ми.
2. Ка­на­лы вво­да-вы­во­да дис­крет­ных сиг­на­лов с галь­ва­ни­чес­кой раз­вяз­кой и не­ко­то­рые пер­вич­ные и вто­рич­ные пре­об­ра­зо­ва­те­ли со­бствен­но­го про­из­вод­ст­ва (со­бствен­ное не зна­чит худ­шее — им­пор­т­ная и луч­шая оте­чес­твен­ная ком­плек­та­ция со сбор­кой на кон­вер­си­он­ном пред­при­ятии).
3. Пер­вич­ные пре­об­ра­зо­ва­те­ли (пол­о­же­ния, уров­ня, ве­са), ре­лей­ная ав­то­ма­ти­ка, ка­бель­ная про­дук­ция, кон­струк­тив­ные обо­лоч­ки оте­чес­твен­но­го про­из­вод­ст­ва.

Ском­по­но­ван­ная на ба­зе пе­ре­чис­лен­ных при­нци­пов сис­те­ма уп­рав­ле­ния пе­ре­ба­зи­ру­е­мы­ми за­во­да­ми про­из­во­ди­тель­ностью от 20 до 60 м³ сме­си в час (рис. 1)

име­ет сле­ду­ю­щие ос­нов­ные ха­рак­те­рис­ти­ки:

• срок служ­бы сис­те­мы не ме­нее 10 лет;
• га­ран­тий­ный пе­ри­од об­слу­жи­ва­ния 3 го­да;
• сред­нее вре­мя на­ра­бот­ки на от­каз (про­цес­сор­ная груп­па + ка­на­лы вво­да-вы­во­да) 50 тыс. ча­сов
• ди­а­па­зон ра­бо­чих тем­пе­ра­тур (без при­ме­не­ния при­ну­ди­тель­но­го ох­лаж­де­ния и обог­ре­ва) от -20°C  до +60°C;
• ди­а­па­зон ко­ле­ба­ний пер­вич­ной пи­та­ю­щей се­ти (без при­ме­не­ния ис­точ­ни­ков бес­пе­ре­бой­но­го пи­та­ния) от 90 до 280 В;
• об­щее ко­ли­чес­т­во ка­на­лов вво­да-вы­во­да (в за­ви­си­мос­ти от со­ста­ва тех­но­ло­ги­чес­ко­го обо­ру­до­ва­ния) от 100 до 180;
• на­иболь­ший пред­ел до­зи­ро­ва­ния (в за­ви­си­мос­ти от ти­па до­за­то­ра) от 20 до 3000 кг;
• при­ве­ден­ная пог­реш­ность тен­зо­мет­ри­чес­ких ка­на­лов из­ме­ре­ния мас­сы (по ГОСТ 24619) от -0,5 до +0,5%;
• при­ве­ден­ная пог­реш­ность до­зи­ро­ва­ния от -1,5 до +1,5%;
• ди­а­па­зон из­ме­ре­ния влаж­нос­ти за­пол­ни­те­лей (СВЧ-вла­го­мер) от 2 до 14%;
• цикл ре­ше­ния за­дач (CPU i386 - 25 МГц, RAM 1 Мбайт, Solid State Disk - 1 Мбайт) от 4 до 6 мс;
• уни­фи­ци­ро­ван­ные связ­ные пор­ты (Centronics, RS-232c, RS-485/422, Ethernet 10) 4 шт.;
• ви­де­о­кар­та (с циф­ро­вым и ана­ло­го­вым вы­хо­дом) SVGA.

Сис­те­ма с ука­зан­ны­ми ха­рак­те­рис­ти­ка­ми мо­жет уп­рав­лять прак­ти­чес­ки все­ми тех­но­ло­ги­чес­ки­ми аг­ре­га­та­ми пе­ре­ба­зи­ру­е­мо­го бе­тон­но­го за­во­да или одной тех­но­ло­ги­чес­кой сек­цией ста­ци­о­нар­но­го за­во­да. Обыч­но на ста­ци­о­нар­ном за­во­де име­ет­ся от од­ной до четы­рех сек­ций, по­э­то­му для пол­ной ав­то­ма­ти­за­ции тех­но­ло­ги­чес­ко­го про­цес­са при­го­тов­ле­ния бе­тон­ных сме­сей на ста­ци­о­нар­ном за­во­де не­об­хо­ди­мо ус­та­но­вить до че­ты­рех тех­но­ло­ги­чес­ких стан­ций (под­сис­тем), объ­еди­нен­ных в ло­каль­ную сеть с ор­га­ни­за­цией од­ной или несколь­ких опе­ра­тор­с­ких стан­ций раз­лич­но­го на­зна­че­ния и выпол­ня­ю­щих фун­к­ции цен­тра­ли­зо­ван­но­го кон­тро­ля и су­пер­ви­зор­но­го уп­рав­ле­ния.

Пос­коль­ку с ар­хи­тек­ту­рой и кон­фи­гу­ра­цией ап­па­рат­ных средств мы ра­зо­бра­лись, ос­та­лось пос­мот­реть, как все это ожив­ля­ет­ся, при­об­ре­та­ет не­об­хо­ди­мую фун­кци­о­наль­ность и пре­вра­ща­ет­ся в за­кон­чен­ную сис­те­му,  дру­ги­ми сло­ва­ми, ко­рот­ко кос­нем­ся тех­но­ло­гии раз­ра­бот­ки при­клад­но­го про­грам­мно­го обес­пе­че­ния для тех­но­ло­ги­чес­ких и опе­ра­тор­с­ких стан­ций. 

При вы­бо­ре тех­но­ло­гии про­ек­ти­ро­ва­ния для тех­но­ло­ги­чес­ких стан­ций на ба­зе IBM PC со­вмес­ти­мых про­мыш­лен­ных компь­юте­ров сра­зу вста­ет про­бле­ма, ка­кой язык ис­поль­зо­вать — уни­вер­саль­ный или про­блем­но-ори­ен­ти­ро­ван­ный. Из уни­вер­саль­ных язы­ков воз­мо­жен вы­бор меж­ду ком­пи­ля­то­ра­ми C, Pascal и ин­тер­пре­та­то­ром Basic. Про­блем­но-ори­ен­ти­ро­ван­ные язы­ки пред­став­ле­ны мно­жес­т­вом раз­лич­ных вер­сий язы­ков ре­лей­но-кон­так­т­ных схем, блок-схем и дру­гих. Ти­пич­ны­ми для дан­но­го на­прав­ле­ния яв­ля­ют­ся паке­ты ISAGRAF, MICROL, TRACE MODE.

Мы свой вы­бор сде­ла­ли в поль­зу мощ­но­го уни­вер­саль­но­го язы­ка Borland Pascal 7.0. Ком­пи­ля­тор ха­рак­те­ри­зу­ет­ся ти­пи­за­цией, про­стым и удоб­ным син­так­си­сом, дру­жес­твен­ной ин­тег­ри­ро­ван­ной сре­дой, боль­шой ско­ростью ра­бо­ты, поз­во­ля­ет со­зда­вать боль­шие мо­дуль­ные про­грам­мы с эф­фек­тив­ным пос­тро­е­ни­ем ко­да ис­пол­ня­е­мо­го мо­ду­ля. В со­че­та­нии с ис­поль­зо­ва­ни­ем боль­шо­го ко­ли­чес­т­ва ин­тер­фей­с­ных, связ­ных, рас­чет­ных, тех­но­ло­ги­чес­ких и мо­де­ли­ру­ю­щих биб­ли­о­теч­ных мо­ду­лей поз­во­ля­ет до­ста­точ­но быс­т­ро со­зда­вать при­клад­ные про­грам­мы лю­бой фун­кци­о­наль­ной слож­нос­ти. От­дель­но сле­ду­ет под­чер­кнуть воз­мож­ность встра­и­ва­ния в уп­рав­ля­ю­щую про­грам­му за­дач, мо­де­ли­ру­ю­щих эк­сплу­а­та­цию тех­но­ло­ги­чес­ких аг­ре­га­тов в реаль­ном мас­шта­бе вре­ме­ни с воз­мож­ностью со­зда­ния раз­лич­ных ава­рий­ных си­ту­а­ций. Та­кие встро­ен­ные про­грам­мные ими­та­то­ры поз­во­ля­ют раз­ра­ба­ты­вать, про­ве­рять и от­ла­жи­вать при­клад­ное ПО с вы­со­кой сте­пенью его со­от­вет­ст­вия тре­бо­ва­ни­ям ре­аль­но­го объ­ек­та (мо­де­ли­ру­ет­ся бо­лее 90% всех воз­мож­ных не­штат­ных си­ту­а­ций).

За­да­чи ис­пол­ня­е­мо­го мо­ду­ля фун­к­ци­о­ни­ру­ют под уп­рав­ле­ни­ем опе­ра­ци­он­ной сис­те­мы ре­аль­но­го вре­ме­ни c ал­го­рит­мом пла­ни­ро­ва­ния ти­па Round Robin (ка­ру­сель), обес­пе­чи­ва­ю­щим всем за­да­чам с оди­на­ко­вым при­ори­те­том рав­ный до­ступ к про­цес­сор­но­му вре­ме­ни, и име­ет в дан­ных ус­ло­ви­ях мак­си­маль­ную ско­рость пе­ре­клю­че­ния меж­ду за­да­ча­ми.

Про­грам­мное обес­пе­че­ние опе­ра­тор­с­ких стан­ций раз­ра­ба­ты­ва­ет­ся в сре­де ви­зу­аль­но­го про­ек­ти­ро­ва­ния Delphi 2. Эта сре­да яв­ля­ет­ся ин­стру­мен­том быс­т­рой раз­ра­бот­ки 32-раз­ряд­ных Windows-при­ло­же­ний, обес­пе­чи­ва­ет вы­со­кое ка­чес­т­во и со­вре­мен­ный ди­зайн опе­ра­тор­ско­го ин­тер­фей­са, а так­же со­зда­ние при­ло­же­ний для ра­бо­ты как с ло­каль­ны­ми ба­за­ми дан­ных, так и с ба­за­ми дан­ных в сис­те­ме кли­ент-сер­вер. Язык Delphi (Object Pascal) сохра­нил все ос­нов­ные кон­струк­ции Borland Pascal 7.0, ко­рен­ной пе­ре­ра­бот­ке под­вер­глась толь­ко мо­дель объ­ек­тов. Та­ким об­ра­зом, мож­но го­во­рить о сквоз­ной тех­но­ло­гии про­ек­ти­ро­ва­ния как опе­ра­тор­с­ких, так и тех­но­ло­ги­чес­ких стан­ций. При­ло­же­ния, раз­ра­бо­тан­ные в сре­де Delphi, вы­пол­ня­ют­ся под уп­рав­ле­ни­ем Windows 95.

Итак, сде­ла­но все, что­бы сис­те­ма управ­ле­ния мог­ла спра­вить­ся как со штат­ны­ми, так и с не­штат­ны­ми си­ту­а­ци­я­ми, — те­перь мож­но при­сту­пать к ра­бо­те. Вы­пол­не­ние про­из­вод­ствен­но­го за­да­ния на­чи­на­ет­ся с вво­да за­яв­ки (ко­му, че­го и сколь­ко) — три се­кун­ды, и за­яв­ка вве­де­на, а даль­ше опе­ра­тор толь­ко кон­тро­ли­ру­ет на цвет­ном тер­ми­на­ле ди­на­ми­ку раз­во­ра­чи­ва­ю­ще­го­ся про­цес­са (рис. 2, 3),


имея при этом воз­мож­ность вме­шать­ся в тех­но­ло­ги­чес­кий про­цесс на лю­бой его фа­зе (как по своей ини­ци­а­ти­ве, так и по про­сь­бе ком­пь­юте­ра при об­на­ру­же­нии не­штат­ных си­ту­а­ций). Компь­ю­тер же в это вре­мя весь в ра­бо­те:

• про­ве­рит, мож­но ли кон­крет­но­му пот­ре­би­те­лю вы­дать дан­ную про­дук­цию в ука­зан­ном объ­еме;
• про­ве­рит, есть ли в бан­ке ре­цеп­тов тре­бу­е­мый для дан­но­го за­каз­чи­ка ре­цепт;
• про­ве­рит, хва­тит ли для вы­пус­ка про­дук­ции сырья, ес­ли нет — вклю­чит под­ачу не­до­ста­ю­ще­го ком­по­нен­та со скла­да и не за­бу­дет вы­клю­чить трак­ты под­ачи, ког­да рас­ход­ный бун­кер бу­дет на­пол­нен;
• из­вле­чет из бан­ка ре­цепт и от­кор­рек­ти­ру­ет его на ос­но­ва­нии фак­ти­чес­кой влаж­нос­ти за­пол­ни­те­лей;
• рас­счи­та­ет, сколь­ко цик­лов «до­зи­ро­ва­ние-пе­ре­ме­ши­ва­ние» не­об­хо­ди­мо вы­пол­нить, что­бы и пот­ре­би­те­ля до­л­го не за­дер­жи­вать, и сме­си­тель при этом ра­бо­тал при оп­ти­маль­ной за­груз­ке;
• про­ве­рит, по­мес­тит­ся ли каж­дый ком­по­нент в свой до­за­тор, ес­ли нет — рас­счи­та­ет, сколь­ко раз до­за­тор до­лжен сра­бо­тать, что­бы не­об­хо­ди­мую до­зу все же от­пра­вить в сме­си­тель;
• рас­счи­та­ет для каж­до­го до­за­то­ра, на­сколь­ко рань­ше он должен за­крыть­ся, что­бы пог­реш­ность бы­ла в до­пус­ти­мых пред­елах;
• пос­ле этой под­го­тов­ки вклю­чит под­а­чу ма­те­ри­а­лов сра­зу во все до­за­то­ры и при этом пот­ря­сет бун­ке­ры, ес­ли ка­кие-то ком­по­нен­ты бу­дут слиш­ком мед­лен­но на­би­рать­ся, а ког­да все ком­по­нен­ты на­бе­рут­ся в со­от­вет­ст­вии с за­да­ни­ем, за­гру­зит их в нуж­ной пос­ле­­до­ва­тель­нос­ти в сме­си­тель, пра­виль­но пе­ре­ме­ша­ет и от­пра­вит го­то­вый про­дукт пот­ре­би­те­лю, не за­быв при этом вклю­чить не­об­хо­ди­мые трак­ты вы­груз­ки;
• один цикл от­ра­бо­тал — за­ре­гис­три­ро­вал его ре­зуль­та­ты, про­вел не­об­хо­ди­мую кор­рек­цию уп­рав­ля­ю­щих па­ра­мет­ров и при­нял­ся за сле­ду­ю­щий цикл, по­ка всю за­яв­ку не вы­пол­нит;
• за­яв­ка вы­пол­не­на — про­­ве­рил, ес­ли боль­ше за­явок не пос­ту­пи­ло — вы­клю­чил обо­ру­до­ва­ние, за­вер­шил учет­ные фун­к­ции по дан­ной за­яв­ке и ждет сле­ду­ю­щую;
• ну а ес­ли слу­чит­ся пол­ом­ка или ка­мень за­стря­нет в за­тво­ре, кор­рек­т­но при­ос­та­но­вит весь про­цесс, поп­ро­­сит опе­ра­то­ра по­мочь ему и толь­ко пос­ле раз­ре­ша­ю­щей ди­рек­ти­вы опе­ра­то­ра про­дол­жит про­цесс.

На фо­то­гра­фи­ях по­ка­за­ны ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ные бе­тон­ные за­во­ды, вы­ра­ба­ты­ва­ю­щие бе­тон для стро­и­тель­ст­ва Хра­ма Хрис­та Спа­си­те­ля.





Тех­но­ло­гия раз­ра­бот­ки и из­го­тов­ле­ния по­до­бных сис­тем ока­за­лась до­ста­точ­но удоб­ной, по­э­то­му без боль­ших про­блем ее уда­лось адап­ти­ро­вать и для ав­то­ма­ти­за­ции ком­би­кор­мо­вых за­во­дов, где ис­поль­зу­ют­ся прак­ти­чес­ки такие же про­цес­сы, толь­ко мас­шта­бы не­сколь­ко боль­ше: мно­го­ком­по­нен­т­ное до­зи­ро­ва­ние, тран­спор­ти­ров­ка сырья и го­то­во­го про­дук­та, дроб­ле­ние. Шесть про­мыш­лен­ных компь­юте­ров Octagon Systems, объ­еди­нен­ных в ло­каль­ную сеть (од­на опе­ра­тор­с­кая стан­ция и пять тех­но­ло­ги­чес­ких), в ав­то­ма­ти­чес­ком ре­жи­ме уп­рав­ля­ют все­ми ос­нов­ны­ми и вспо­мо­га­тель­ны­ми тех­но­ло­ги­чес­ки­ми аг­ре­га­та­ми ком­би­кор­мо­во­го за­во­да мощ­ностью 300 тонн сме­си в сут­ки. Общее ко­ли­чес­т­ве ка­на­лов вво­да-вы­во­да по­ряд­ка 1000. Дан­ная сис­те­ма с ав­гус­та 1995 го­да на­хо­дит­ся в про­мыш­лен­ной эк­сплу­а­та­ции.

Все­го с кон­ца 1993 года бы­ло из­го­товле­но по­ряд­ка двух де­сят­ков сис­тем. За этот пе­ри­од на­блю­да­лись от­ка­зы раз­лич­ных дат­чи­ков и эле­мен­тов ре­лей­ной ав­то­ма­ти­ки, ус­тра­няв­ши­е­ся ре­мон­т-ны­ми служ­ба­ми за­каз­чи­ка самос­то­я­тель­но. От­ка­зов уп­рав­ля­ю­щих компь­юте­ров не за­фик­си­ро­ва­но. Понят­но, что ста­тис­ти­ка еще не­до­ста­точ­на для окон­ча­тель­ных вы­во­дов, но и име­ю­щи­е­ся ре­зуль­та­ты все­ля­ют оп­ре­де­лен­ный оп­ти­мизм в от­но­ше­нии при­ня­тых для сис­тем дан­но­го клас­са ре­ше­ний. ●

Научно-производственная фирма «ЭЛТИКОН», г. Минск

© СТА-ПРЕСС, 2025