RU2645176C2

RU2645176C2 - Method of controlling the technical system with parallel inclusion of control computers with external impact

Info

Publication number: RU2645176C2
Application number: RU2015149422A
Authority: RU
Inventors: Евгений Валерьевич Найдёнов; Игорь Владимирович Якименко
Original assignee: Евгений Валерьевич Найдёнов; Игорь Владимирович Якименко
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2018-02-16
Also published as: RU2015149422A

Abstract

FIELD: computer engineering.

SUBSTANCE: technical system contains parallel control computers that can have different technical characteristics or device classes and groups of functioning subsystems capable of executing independent technological processes. On the side of the external control device, specialized signals of influence on components, system nodes and parallel-connected control computers are generated, containing alternative program protocols of the technical system, which are promptly entered into the main control code. Impact signals are also introduced into the smart selection procedure of the control device, procedure for limiting, blocking, redistributing data transmission channels between control computers and subsystems, taking into account the priority of the technological process, as well as the procedure for interaction between groups of subsystems and technological processes aimed at: prevention of control computers from the normal state of work, implementation of the function of optimal redistribution of data transmission channels of all subsystems, based on the features of the process in each of them, stability of the functioning of all technological processes, regardless of their priority.

EFFECT: service life of the technical system is increased, the number of control errors is reduced.

1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области автоматического управления технической системой, в которой присутствие человека-оператора по технологическим условиям ограничено или невозможно, и может быть использовано для создания интеллектуальных систем автоматического управления техническими системами, содержащих независимо управляемые подсистемы.The present invention relates to the field of automatic control of a technical system in which the presence of a human operator according to technological conditions is limited or impossible, and can be used to create intelligent automatic control systems for technical systems containing independently controlled subsystems.

Известна реализация способа управления технической системой [Акиньшина Г.Н., Селифанов В.А. ФГВОУ ВПО Военный авиационный инженерный университет (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации. Способ четырехуровневого управления техническими средствами и система управления для его осуществления. Патент RU 2453894 C1, опубл. 20.06.2012], предназначенного для повышения автоматизации процессов управления в технической системе путем ввода программных процедур принятия решений. При этом предлагается иметь в составе технической системы несколько независимых компьютеров управления с разделенными каналами контроля управляемых подсистем и выполняющих, в том числе процедуру диагностики состояния всех подключенных устройств.A known implementation of the control method of the technical system [Akinshina G.N., Selifanov V.A. FSBEI HPE Military Aviation Engineering University (Voronezh) of the Ministry of Defense of the Russian Federation. A four-level control method of technical means and a control system for its implementation. Patent RU 2453894 C1, publ. 06/20/2012], designed to improve the automation of management processes in the technical system by introducing software decision-making procedures. At the same time, it is proposed to have several independent control computers in the technical system with separate control channels for managed subsystems that perform, including the diagnostic procedure, the status of all connected devices.

Недостатками данного способа являются: отсутствие программных функций соблюдения стабильности поведения компьютера управления (что, следовательно, исключает возможность ситуации его перегрузки со стороны управляемых узлов и последующего выхода из строя); исключение ситуации нестационарного протекания технологического процесса в управляемых подсистемах (и, следовательно, увеличении уровня потребления ресурсов компьютеров управления); отсутствие программных процедур по перераспределению нагрузки между параллельно включенными компьютерами управления; очевидна значительная временная задержка при формировании сигнала отклика от управляемой подсистемы к компьютеру управления (что обусловлено сложностью организации каналов передачи данных).The disadvantages of this method are: the lack of software functions to maintain the stability of the behavior of the control computer (which, therefore, eliminates the possibility of a situation of its overload from the managed nodes and subsequent failure); elimination of the situation of unsteady process flow in controlled subsystems (and, consequently, an increase in the level of resource consumption of control computers); lack of software procedures for redistributing the load between parallel control computers; a significant time delay is obvious when generating a response signal from the managed subsystem to the control computer (due to the complexity of organizing data transmission channels).

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ управления технической системой [Клейер Дитер, От Вольфганг Сименс Акциенгезельшафт. Избыточная система автоматизации для управления техническим устройством, а также способ эксплуатации подобного типа системы автоматизации. Патент RU 2362199 C1, опубл. 17.11.2003], предназначенный для повышения автоматизации процессов управления в технической системе путем ввода двух независимых приборов автоматизации, снабженных общем блоком памяти. Таким образом, приборы автоматизации имеют непосредственный доступ к общей базе данных, и в случае неисправности главного прибора автоматизации происходит плавное переключение на резервный прибор автоматизации.Closest to the proposed solution is a way to control the technical system [Kleyer Dieter, From Wolfgang Siemens Aktsiengeselschaft. A redundant automation system for controlling a technical device, as well as a way to operate this type of automation system. Patent RU 2362199 C1, publ. November 17, 2003], designed to increase the automation of control processes in a technical system by introducing two independent automation devices equipped with a common memory unit. Thus, automation devices have direct access to a common database, and in the event of a malfunction of the main automation device, a smooth switch to the backup automation device occurs.

Недостатками данного способа являются: отсутствие программных перераспределений каналов управления управляемыми устройствами и подсистемами между приборами автоматизации; приборы автоматизации имеют общий блок памяти, при перегрузке которого управление технической системой ограниченно, а при выходе из строя - невозможно; диагностика технической системы не предусматривает анализ состояния управляемых устройств и подсистем; не учитывается ситуация с нестационарным протеканием технологического процесса в управляемых подсистемах; не предусмотрена возможность использования в основе системы управления технической системы полнофункциональных компьютеров управления с независимым блоком памяти.The disadvantages of this method are: the lack of software redistribution of control channels of managed devices and subsystems between automation devices; automation devices have a common memory block, during overload of which the control of the technical system is limited, but in case of failure it is impossible; diagnostics of a technical system does not provide for an analysis of the state of controlled devices and subsystems; the situation with non-stationary process flow in controlled subsystems is not taken into account; it is not possible to use fully functional control computers with an independent memory unit as the basis of the control system of the technical system.

Технической задачей является оптимизация процесса управления технической системы, с параллельно включенными компьютерами управления, которые могут иметь различающиеся технические характеристики (или классы устройств), в ситуациях, когда уровень автоматизации технической системы не предусматривает возникновение нештатных ситуаций в реализуемом технологическом процессе (или группе таковых). Данная задача достигается тем, что со стороны внешнего устройства управления формируются специализированные сигналы воздействия на компоненты, системные узлы и параллельно включенные компьютеры управления, содержащие альтернативные программные протоколы работы технической системы, которые оперативно вводятся в основной код управления. Сигналы воздействия вводятся также в группу, состоящую из трех базовых программных процедур, определяющих базовую схему взаимодействия между узлами и компонентами технической системы (1 - интеллектуального выбора управляющего устройства; 2 - ограничения, блокировки, перераспределения каналов передачи данных между компьютерами управления и подсистемами с учетом приоритетности технологического процесса; 3 - взаимодействия между группами подсистем и технологическими процессами), нацеленных на: недопущение выхода компьютеров управления из штатного состояния работы; реализацию функции оптимального перераспределения каналов передачи данных всех подсистем исходя из особенностей протекания технологического процесса в каждой из них; стабильность функционирования всех технологических процессов вне зависимости от их приоритетности.The technical task is to optimize the control system of the technical system, with control computers in parallel, which may have different technical characteristics (or device classes), in situations where the level of automation of the technical system does not provide for emergency situations in the process (or a group of such). This task is achieved by the fact that from the side of the external control device specialized signals are generated for influencing the components, system nodes and parallel control computers containing alternative software protocols for the operation of the technical system, which are quickly entered into the main control code. Impact signals are also introduced into a group consisting of three basic software procedures that determine the basic scheme of interaction between nodes and components of a technical system (1 - intelligent selection of a control device; 2 - restrictions, blocking, redistribution of data transmission channels between control computers and subsystems, taking into account priority technological process; 3 - interactions between groups of subsystems and technological processes), aimed at: preventing the exit of control computers of regular operation status; the implementation of the function of the optimal redistribution of data transmission channels of all subsystems based on the characteristics of the process in each of them; the stability of the functioning of all technological processes, regardless of their priority.

Технический результат заключается в том, что за счет оптимизации программного алгоритма управления удается: повысить срок службы КУ и ТС в целом; снизить число ошибок управления, связанных с перегрузкой КУ; сократить затраты на необходимость организации более сложных схем управления ТС; повысить управляемость ТС при протекании нестационарного технологического процесса в управляемых ПС; организовать сложные ТС, содержащие параллельно включенные независимые ПС (или их группы).The technical result is that due to the optimization of the software control algorithm, it is possible to: increase the service life of the control unit and the vehicle as a whole; reduce the number of control errors associated with the overload of the KU; reduce the cost of organizing more complex vehicle control schemes; to increase the controllability of the vehicle during unsteady technological process in controlled substations; organize complex TS containing parallel connected independent PS (or their groups).

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), на котором изображена функциональная схема процесса оптимизации системы управления технической системы.The invention is illustrated in the drawing (Fig. 1), which shows a functional diagram of the process of optimizing the control system of a technical system.

Техническая система (ТС), на базе которой проводится оптимизация системы управления, содержит: два параллельно включенных компьютера управления, которые могут иметь различающиеся технические характеристики (или классы устройств) (КУ А и КУ Б); канал передачи данных (КН), содержащего группу индивидуально управляемых каналов передачи данных между каждым отдельным КУ и соотнесенными с ним подсистемами; блок подсистем (ПС), состоящий из набора самостоятельных подсистем, каждая из которых способна иметь независимый технологический процесс (или группу таковых). Управление ТС выполняется при помощи команд от внешнего компьютера оператора ПК, имеющего два независимых канала. Первый (основной) канал загружает базовый алгоритм управления и группу основных протоколов работы технической системы (выполняется в автоматическом режиме), второй (резервный) осуществляет внешнее оперативное воздействие на компоненты, системные узлы и параллельно включенные компьютеры управления в случае нештатной ситуации при протекании технологического процесса, не предусмотренного в базовом алгоритме и выполняется путем задания команд оператора к указанным узлам технической системы и программным процедурам. Канал обмена данными между ПК и параллельно включенными КУ А и КУ Б осуществляется через сетевой концентратор (КЦ).The technical system (TS), on the basis of which the control system is optimized, contains: two parallel-connected control computers that can have different technical characteristics (or device classes) (KU A and KU B); a data transmission channel (CL) containing a group of individually controlled data transmission channels between each individual control unit and its associated subsystems; a block of subsystems (PS), consisting of a set of independent subsystems, each of which is capable of having an independent technological process (or a group of those). Vehicle control is carried out using commands from an external computer of a PC operator having two independent channels. The first (main) channel loads the basic control algorithm and a group of the main protocols of the technical system (it is performed in automatic mode), the second (backup) channel exerts external operational influence on the components, system nodes and parallel control computers in case of an emergency during the technological process, not provided for in the basic algorithm and is performed by setting the operator’s commands to the indicated nodes of the technical system and program procedures. The data exchange channel between a PC and KU A and KU B connected in parallel is carried out through a network hub (CC).

На схеме (фиг. 1) обозначено:In the diagram (Fig. 1) is indicated:

ПК - внешний компьютер оператора;PC - external computer operator;

КЦ - сетевой концентратор;KC - network hub;

КУ А - компьютер управления №1;KU A - control computer No. 1;

КУ Б - компьютер управления №2;KU B - control computer No. 2;

КН - канал передачи данных;KN - data transmission channel;

ПС - блок подсистем, состоящий из набора параллельно включенных ПС 1, ПС2, …, ПС N;PS - a block of subsystems, consisting of a set of parallel connected PS 1, PS2, ..., PS N;

1 - программная процедура интеллектуального выбора управляющего устройства;1 - software procedure for intelligent selection of a control device;

2 - программная процедура ограничения, блокировки, перераспределения каналов передачи данных между компьютерами управления и подсистемами с учетом приоритетности технологического процесса;2 - software procedure for limiting, blocking, redistributing data transmission channels between control computers and subsystems, taking into account the priority of the technological process;

3 - программная процедура взаимодействия между группами подсистем и технологическими процессами.3 - software procedure for interaction between groups of subsystems and technological processes.

Схема оптимизации работает следующим образом.The optimization scheme works as follows.

ПК загружает в КУ А и КУ Б базовый алгоритм работы ТС, перед началом исполнения которого запускается программная процедура 1 интеллектуального выбора управляющего устройства. Первый запуск процедуры 1 позволяет формально соотнести КН всех ПС между КУ. До старта основного протокола работы ТС, каждая из ПС не менее десяти раз проходит тестирование для определения достаточного уровня потребления ресурсов КУ. Результат тестирования позволяет соотнести все КН, между включенными КУ согласно вычислительным возможностям каждого КУ и недопущения ситуаций, при которых один из КУ будет иметь большую загрузку, чем второй параллельно с ним включенный. Кроме того, исключается ситуация при котором любой из КУ переходит в нештатный режим функционирования (например, перегрузка ОЗУ или пиковая нагрузка ЦП). После формального соотнесения КН всех ПС между КУ запускается основной алгоритм работы ТС. Программная процедура 1 запускается повторно и выполняет программное перераспределение КН всех ПС между доступными КУ с учетом запросов со стороны ПС необходимых объемов вычислительных ресурсов. Далее запускается программная процедура 2 ограничения, блокировки, перераспределения каналов передачи данных между компьютерами управления и подсистемами с учетом приоритетности технологического процесса. При этом каждая из ПС формирует отчет о состоянии протекания в ней технологического процесса вне зависимости от того, является ПС самостоятельно действующей или же объединена с другими ПС в технологическую схему. Программная процедура 2 формирует запрос о необходимости увеличения объема вычислительной мощности для функционирования отдельно взятой ПС в случае, когда все доступные ресурсы каждого из КУ уже используются, и дальнейший отбор может допустить возникновение нештатного состояния работы. В этом случае программная процедура 1 на основе оценочных данных от ПС либо выполняет запрос об увеличении ресурсов путем уменьшения объема потребления менее значимой ПС, либо формирует команды о возможном снижении скорости протекания технологического процесса в ПС аппаратными методами. Перераспределение каналов управления всеми ПС между КУ проводится из учета доступной вычислительной мощности и состояния работы КУ. Затем запускается программная процедура 3 взаимодействия между группами подсистем и технологическими процессами, определяющая стабильность функционирования подсистем и технологических процессов по анализу показателей с датчиков, расположенных в подсистемах, соотнося с базовыми параметрами, указанными в базовом алгоритме работы технической системы.The PC loads in KU A and KU B the basic algorithm of the TS, before which it starts the program procedure 1 of the intellectual choice of the control device. The first start of procedure 1 allows you to formally correlate the SC of all PS between the SC. Prior to the start of the main protocol of the TS operation, each of the PSs is tested at least ten times to determine a sufficient level of KU resources consumption. The test result allows you to correlate all the KN between the included KU according to the computational capabilities of each KU and to prevent situations in which one of the KU will have a greater load than the second in parallel with it. In addition, a situation is excluded in which any of the control units goes into an abnormal mode of operation (for example, RAM overload or peak CPU load). After a formal correlation of the SC of all substations between the substations, the main algorithm of the TS operation is launched. Program procedure 1 is restarted and performs software redistribution of the SC of all substations between available substations, taking into account requests from the part of the substation of the necessary amounts of computing resources. Next, the program procedure 2 starts, restricting, blocking, redistributing data transmission channels between control computers and subsystems, taking into account the priority of the technological process. At the same time, each of the substations generates a report on the state of the flow of the technological process in it, regardless of whether the substation is independently operating or is combined with other substations in a flow chart. Program procedure 2 generates a request about the need to increase the amount of computing power for the operation of a single PS in the case when all available resources of each of the control units are already in use, and further selection may allow an abnormal state of work. In this case, the program procedure 1, based on the estimated data from the PS, either fulfills a request to increase resources by reducing the consumption of a less significant PS, or generates commands about a possible reduction in the speed of the technological process in the PS using hardware methods. The redistribution of control channels for all substations between the control units is based on the available computing power and the status of the control unit. Then the program procedure 3 of interaction between groups of subsystems and technological processes is launched, which determines the stability of the functioning of subsystems and technological processes by analyzing indicators from sensors located in the subsystems, correlating with the basic parameters specified in the basic algorithm of the technical system.

Программные процедуры 1, 2, 3 выполняются в течение всего периода функционировании ТС с частотой указанной в базовом алгоритме работы, загруженном ПК перед запуском ТС. Частота выполнения диагностических процедур оценки состояния узлов ТС и программных процедур 1, 2, 3 определяется базовым алгоритмом работы ТС и может быть изменена по команде ПК. Последнее проведенное перераспределение КН всех доступных ПС между параллельно работающими КУ с учетом приоритетности технологических процессов обнуляется во время нового старта ТС.Program procedures 1, 2, 3 are performed during the entire period of operation of the vehicle with the frequency specified in the basic algorithm of work loaded by the PC before starting the vehicle. The frequency of performing diagnostic procedures for assessing the state of vehicle nodes and software procedures 1, 2, 3 is determined by the basic algorithm of the vehicle and can be changed by a PC command. The last redistribution of the SC of all available substations between parallel operating substations, taking into account the priority of technological processes, is reset during a new start of the TS.

В случае если в одной из ПС или группе таковых наблюдается нестационарное протекание технологического процесса, не предусмотренное в базовом алгоритме, то запускается механизм внешнего воздействия путем старта резервного алгоритма работы ТС. Технические параметры оборудования и настройки программных процедур в резервном алгоритме определяются напрямую оператором, который имеет аппаратно-программный доступ к компонентам, системным узлам и параллельно включенным КУ. Оператор может изменить схему конфигурирования оборудования, реализованную в базовом алгоритме, а также изменить набор и назначение программных процедур. Технологический процесс оптимизируется при этом таким образом, чтобы сохранить в ТС уровень автоматизации, достигнутый при выполнении базового алгоритма и завершить исполнение всех технологических процессов. Впоследствии, если внешнее оперативное воздействие было отлажено, оператор может запустить исполнение ТС базового алгоритма работы заново с учетом возможного реконфигурирования КН между всеми ПС и КУ, а также ручного изменения настроек программных процедур. Кроме того, в процессе работы ТС оператор может вмешиваться в технологический процесс для добавления новых настроек в базовый алгоритм работы с учетом наблюдения за показателями оборудования. Данный прием эффективен в случае, если технологический процесс имеет сложную, нелинейную природу и не был изучен ранее.If in one of the substations or a group of those there is an unsteady flow of the technological process that is not provided for in the basic algorithm, the external action mechanism is started by starting the backup algorithm for the operation of the TS. The technical parameters of the equipment and the settings of the software procedures in the backup algorithm are determined directly by the operator, who has hardware-software access to the components, system nodes and parallel control units. The operator can change the equipment configuration scheme implemented in the basic algorithm, as well as change the set and purpose of software procedures. At the same time, the technological process is optimized in such a way as to maintain the automation level achieved by the basic algorithm in the vehicle and complete the execution of all technological processes. Subsequently, if the external operational impact has been debugged, the operator can start the execution of the TS of the basic algorithm of work again, taking into account the possible reconfiguration of the CS between all PSs and KU, as well as manual changes to the settings of software procedures. In addition, during the operation of the vehicle, the operator can intervene in the technological process to add new settings to the basic operation algorithm, taking into account the monitoring of equipment performance. This technique is effective if the technological process has a complex, nonlinear nature and has not been studied previously.

Предложенный способ управления предусматривает возможность оперативного добавления новых КУ и ПС во время работы ТС. Если через КЦ включается один КУ путем последовательного присоединения к уже функционирующему, то последний может перенести часть каналов управления ПС на нововведенный. Если же новый КУ включается в схему параллельно к двум уже функционирующим в параллельной схеме соединения, то оператору необходимо выполнить команды инициализации устройства и повторить программные процедуры 1, 2, 3. Аналогично может быть введена в состав ТС новая ПС или группа таковых. Однако если в базовом алгоритме работы ТС установлена приоритетность всех уже действующих ПС, то потребление вычислительных ресурсов со стороны новых включенных ПС определятся исключительно возможностью освобождения вычислительных ресурсов от КУ при помощи программных процедур 1, 2, 3. В ином случае, новые ПС, включенные в работу, не могут быть использованы в ТС без отмены приоритета технологического процесса одной или нескольких ранее действующих ПС отдельной командой оператора.The proposed control method provides for the ability to quickly add new KU and PS during the operation of the vehicle. If through the CC one KU is switched on by sequential connection to an existing one, the latter can transfer some of the control channels of the substation to the newly introduced one. If the new control unit is included in the circuit in parallel with two already operating in the parallel connection circuit, then the operator must execute the device initialization commands and repeat the program procedures 1, 2, 3. In the same way, a new substation or a group of such can be added to the TS. However, if in the basic algorithm of the TS operation the priority of all existing PSs is established, the consumption of computing resources by the newly included PSs is determined solely by the possibility of releasing computing resources from KU using software procedures 1, 2, 3. Otherwise, new PSs included in work cannot be used in the TS without canceling the priority of the technological process of one or several previously operating substations by a separate operator’s team.

В основе способа лежит принцип обеспечения штатного состояния работы всех используемых в системе КУ. Под штатным состоянием КУ понимается функционирование устройства не в пиковом режиме нагрузки на ЦП. Как правило, производитель КУ оценивает срок службы в машинных часах именно в штатном состоянии работы устройства. При этом каждая из ПС не ограничена в потреблении ресурсов каждого из КУ до тех пор, пока любой из них работает в штатном состоянии. Способ не предусматривает обязательный перенос всех каналов управления на более высокопроизводительный КУ. Программная процедура 2 проводит оценку сложности выполнения технологического процесса в каждой ПС и распределяет их согласно техническим возможностям КУ и доступности вычислительных ресурсов, соблюдая при этом штатное состояние работы каждого КУ и равную скорость обмена данными между ними.The method is based on the principle of ensuring the regular state of work of all used in the KU system. Under the regular state of the KU is understood the functioning of the device not in the peak load mode on the CPU. As a rule, the manufacturer of KU estimates the service life in a machine watch in the normal state of operation of the device. At the same time, each of the substations is not limited in the consumption of resources of each KU until any of them is operating in a normal state. The method does not provide for the mandatory transfer of all control channels to a more efficient KU. Program procedure 2 assesses the complexity of the process in each substation and distributes them according to the technical capabilities of the control unit and the availability of computing resources, while observing the regular state of operation of each control unit and the equal speed of data exchange between them.

При последующем запуске ТС учитывается статистика потребления вычислительных ресурсов каждого КУ. Так на более высокопроизводительную систему распределяются ПС, имеющие самый высокий уровень потребления вычислительных ресурсов. Статистика учитывает особенности протекания всех технологических процессов с учетом вектора состояния параметров каждого запуска ТС (в том числе на основе предыдущих изменений вносимых ПК в процессе исполнения базового алгоритма работы). Кроме того, программная процедура 1 позволяет отключать один из КУ в ряде случаев. Например, когда технологический процесс хотя бы в одной из ПС не может быть выполнен устройством с менее производительным ЦП и более низкими техническими характеристиками. Если же технологический процесс находится в установившейся фазе и опросы системы управления необходимы лишь для получения выходных данных каждой ПС, может быть отключен более производительный КУ, снижая при этом энергопотребление ТС. Под отключением одного из КУ понимается программное отсоединение всех КП ранее включенных ПС. При этом, если фунционирующий КУ теряет связь с ПС или выходит из строя, то зарезервированный (ранее отключенный) КУ принимает на себя все функции контроля ТС.At the next launch of the vehicle, the statistics on the consumption of computing resources of each control unit are taken into account. So, PSs having the highest level of consumption of computing resources are distributed to a higher-performance system. Statistics takes into account the features of all technological processes taking into account the state vector of the parameters of each vehicle launch (including based on previous changes made by the PC in the process of executing the basic operation algorithm). In addition, program procedure 1 allows you to disable one of the KU in some cases. For example, when the technological process in at least one of the substations cannot be performed by a device with a less efficient CPU and lower technical characteristics. If the technological process is in the steady phase and the polls of the control system are necessary only to obtain the output data of each substation, a more efficient KU can be turned off, while reducing the energy consumption of the TS. By disconnecting one of the control units, we mean software disconnection of all control panels of previously switched substations. At the same time, if the functioning control unit loses connection with the substation or fails, then the reserved (previously disconnected) control unit assumes all control functions of the vehicle.

Под ПС понимаются технические узлы, модули, системы, с централизованным управлением от КУ. Каждая ПС способна выполнять узкоспециализированные задачи и может функционировать вне зависимости от других ПС в ТС. Под КУ понимается классическая фоннеймовская архитектура компьютера, содержащая набор базовых блоков ОЗУ, ПЗУ, ЦП. В качестве КУ может быть рассмотрена любая вычислительная система, имеющая независимый ЦП и ПЗУ. Под вычислительной мощностью КУ (производительность компьютера) понимается количественная характеристика скорости выполнения определенных операций на компьютере. Она основана на расчете количества используемых вычислительных ресурсов в КУ (оценка быстродействия ЦП и ОЗУ). Значение производительности КУ в мировой практике принято оценивать в Гигафлопсах (GFLOPS).PS refers to technical nodes, modules, systems, with centralized control from the control unit. Each PS is capable of performing highly specialized tasks and can function independently of other PSs in the TS. KU is understood as the classical phonneim architecture of a computer containing a set of basic blocks of RAM, ROM, CPU. As a control unit, any computing system having an independent CPU and ROM can be considered. Under the computing power KU (computer performance) refers to the quantitative characteristic of the speed of certain operations on the computer. It is based on the calculation of the amount of computing resources used in the control unit (performance assessment of the CPU and RAM). The value of KU productivity in world practice is usually evaluated in Gigaflops (GFLOPS).

Проведенная оптимизация кода управления путем ввода ряда программных процедур позволяет обеспечить: простоту замещения любого КУ на устройство как с большей, так и меньшей производительностью; использовать вычислительные ресурсы КУ со стороны ПС без ограничений канала передачи данных; соблюдение штатного состояния работы КУ; возможность применения функции перераспределения нагрузки и при нестационарном протекании технологического процесса в ТС.The optimization of the control code by introducing a number of software procedures allows to ensure: ease of replacing any control unit with a device with both greater and lesser productivity; use the computing resources of KU from the PS without the restrictions of the data transmission channel; compliance with the regular state of work of KU; the possibility of using the load redistribution function in the unsteady flow of a technological process in a vehicle.

Таким образом, благодаря применению способа оптимизации удается: повысить срок службы КУ и ТС в целом; снизить число ошибок управления, связанных с перегрузкой КУ; сократить затраты на необходимость организации более сложных схем управления ТС; повысить управляемость ТС при протекании нестационарного технологического процесса в управляемых ПС; организовать сложные ТС, содержащие параллельно включенные независимые ПС (или их группы).Thus, thanks to the application of the optimization method, it is possible to: increase the service life of KU and TS as a whole; reduce the number of control errors associated with the overload of the KU; reduce the cost of organizing more complex vehicle control schemes; to increase the controllability of the vehicle during unsteady technological process in controlled substations; organize complex TS containing parallel connected independent PS (or their groups).

Claims

A method for controlling a technical system with parallel connection of control computers with external influence comprises, in the composition of the technical system, parallel control computers, which may have different technical characteristics or classes of devices and groups of functioning subsystems capable of performing independent technological processes, characterized in that from the side of the external device control signals are formed specialized signals on components, system nodes and in parallel included control computers containing alternative software protocols for the operation of the technical system, which are promptly entered into the main control code, the impact signals are also entered into the group consisting of three basic software procedures that determine the basic scheme of interaction between nodes and components of the technical system, namely, the intelligent selection of a control device, procedures for limiting, blocking, redistributing data transmission channels between control computers and under by systems taking into account the priority of the technological process, as well as the interaction procedure between groups of subsystems and technological processes aimed at: preventing control computers from coming out of their normal state of operation, implementing the function of optimal reallocation of data transmission channels of all subsystems based on the characteristics of the technological process in each of them, the stability of the functioning of all technological processes, regardless of their priority.