Модель обеспечения надежности АСУ ТП
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Содержание
Введение
. Основная часть
.1 Описание моделируемой системы
.2 Структурная схема модели системы и её описание
.3 Временная диаграмма и её описание
.4 Q-схема системы и её описание
.5 Укрупнённая схема моделирующего алгоритма
.6 Детальная схема моделирующего алгоритма
.7 Математическая модель и её описание
.8 Описание машинной программы решения задачи
.9 Результаты моделирования и их анализ
. Описание возможных улучшений в работе системы
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
Моделирование на сегодняшний день является самым распространенным и мощнейшим средством изучения объектов, явлений и процессов реального мира. Моделирование совершенно необходимо в случаях, когда изучать реальные объекты и процессы непосредственно затруднительно или практически невозможно и существенно упрощает и удешевляет разработку и оптимизацию сложных и дорогих систем.
Отличительная черта моделирования - выделение основных свойств системы, интересующих разработчиков и исследователей, и их оценка (качественная и количественная) с учетом варьируемых поправок и ограничений. Именно это обстоятельство делает моделирование основным и необходимым этапом в разработке любых систем и изучении процессов и явлений реального мира.
Существует много способов и методов моделирования, наиболее дешевым и исторически основным из которых является математическое моделирование. Любая модель может быть формализована и изучена с помощью того или иного математического аппарата или метода. С появлением ЭВМ математические модели стали применяться практически во всех задачах моделирования, но появилась и альтернатива - имитационное моделирование, позволяющее на основе исходных заданных характеристик системы имитировать ее поведение во времени и получать необходимые характеристики. Имитационное моделирование дает наилучшие по точности результаты если моделируемая система имеет неопределенный или вероятностный характер, поскольку просчитать математически все возможные варианты поведения системы задача крайне трудоемкая или невыполнимая, а использование в расчетах средних значений дает крайне неточные результаты. Системы массового обслуживания - одни из примеров систем вероятностного (стохастического) характера, поэтому применение имитационного моделирования к анализу этих систем дет наилучшие результаты и вместе с тем малые затраты времени, средств и машинных ресурсов.
Для решения подобных задач на ЭВМ разработано несколько специализированных языков имитационного моделирования высокого уровня, в том числе GPSS. Эта система моделирования позволяет смоделировать и оценить характеристики любой конкретной СМО. В частности, в данной работе был промоделирован процесс конвейерной обработки шестерен, представляющий собой двухфазную СМО с ожиданием и бесконечной очередью, произведена оценка основных показателей данной СМО, на основании этих показателей предложены меры по улучшению эффективности работы СМО.
1. Основная часть
.1 Описание моделируемой системы
Для обеспечения надежности АСУ ТП в ней используются две ЭВМ. Первая ЭВМ выполняет обработку данных о технологическом процессе и выработку управляющих сигналов, а вторая находится в "горячем резерве". Отказы основной ЭВМ происходят через 30030с. Восстановление занимает 10020с. Заявки поступают в систему с интервалом 184с. Обработка занимает 206с. Резервная ЭВМ абсолютно надежна и, в случае отказа основной, мгновенно подключается к управлению процессом.
Смоделировать 8ч. работы системы. Определить коэффициенты загрузки обеих ЭВМ.
Как видно из условия предложенной задачи, работа всей системы обработки осуществляется в три этапа.
Сначала заявки генерируются системой с заданной частотой (184), образуя очередь перед каналом обработки данных. Длина очереди во многом зависит от интенсивности поступления заявок и от времени их обработки.
Затем происходит проверка работоспособности основной ЭВМ, и в зависимости от этого заявки поступают на обработку в основную или резервную ЭВМ. Так как резервная ЭВМ абсолютно надежна и мгновенно подключается к управлению процессом, то в случае отказа, это не повлияет на время обработки заявок и работу системы в целом. Если, основная ЭВМ откажет, выполняя обработку данных, то прерванная заявка не уничтожается, а обрабатывается резервной ЭВМ.
И, наконец, заключительный этап - уход обработанных заявок с обслуживания.
1.2 Структурная схема модели системы и её описание
Прежде всего, приведем структурную схему модели рассматриваемой системы.
Рисунок 1 - Структурная схема процессов системы обработки
Как видно из схемы работа системы обслуживания, рассматриваемая в курсовой работе очень проста, вначале происходит генерация заявок, поступление их в очередь. Следует обратить внимание на то, что заявки поступают в систему от источника каждые 184с. независимо от дальнейшей работы системы. Так же следует отметить, что резервная ЭВМ является полным соответствием основной, и, по сути, в каждый момент времени обработку данных осуществляет только одна ЭВМ.
Особенностью данной модели является моментальная замена основной ЭВМ на резервную и повторная обработка прерванной заявки.
Представим структурную схему функционирования системы обработки заявок на