Вопрос №1. Самотёчная двухтрубная система сбора нефти. Принципиальная схема. Достоинства и недостатки
Вопрос №1. Самотёчная двухтрубная система сбора нефти. Принципиальная схема. Достоинства и недостатки
Рис. 7.29. Принципиальная схема самотёчной двухтрубной системы сбора:
1 – скважины; 2 – сепаратор первой ступени; 3 –регулятор давления типа "до себя"; 4 – газопровод; 5 –сепаратор второй ступени; 6 – резервуары; 7 – насос; 8 – нефтепровод; УСП – участковый сборный пункт; ЦСП – центральный сборный пункт.
При самотёчной двухтрубной системе сбора (рис. 7.29) продукция скважин сначала разделяется при давлении 0,6 МПа. Выделяющийся при этом газ под собственным давлением транспортируется до компрессорной станции или сразу на газоперерабатывающий завод, если он расположен поблизости. Жидкая фаза направляется на вторую ступень сепарации. Выделившийся здесь газ используется на собственные нужды. Нефть с водой самотёком (за счёт разности нивелированных высот) поступает в резервуары участкового сборного пункта, откуда подаётся насосом в резервуары центрального сборного пункта (ЦСП).
За счёт самотёчного движения жидкости уменьшаются затраты электроэнергии на её транспортировку. Однако данная система сбора имеет ряд существенных недостатков:
1) при увеличении дебита скважин или вязкости жидкости (за счёт увеличения, например, обводнённости) система требует реконструкции;
2) для предотвращения образования газовых скоплений в трубопроводах требуется глубокая дегазация нефти;
3) из-за низких скоростей движения возможно запарафирование трубопроводов, приводящее к снижению их пропускной способности;
4) из-за негерметичности резервуаров и трудностей с использованием газов 2-й ступени сепарации потери углеводородов при данной системе сбора достигает 2…3 % от общей добычи нефти.
Вопрос №8. Найти объем газа при изобарическом нагревании.
Вопрос №9. Найти объем газа при изотермическом сжатии.
Основные компоненты ОС
Дистрибутив MS-DOS состоит, в зависимости от версии, из одной или нескольких дискет. На них расположены файлы собственно ОС IO.SYS, MSDOS.SYS, BOOT.MBR, командный процессор COMMAND.COM, конфигурационные файлы, файлы внешних команд ОС (FORMAT, FDISK и т.п.), драйверы и другие файлы.
Файл BOOT.MBR является загрузчиком, находящимся на нулевом секторе и передающим управление на IO.SYS
Файл IO.SYS содержит расширение базовой системы ввода/вывода и является интерфейсом между ОС и BIOS. Расширение используется ОС для взаимодействия с аппаратурой компьютера и BIOS.
Файл MSDOS.SYS является в некотором смысле набором программ обработки прерываний, в частности прерывания INT 21H. Это тело ОС.
Командный процессор COMMAND.COM предназначен для организации диалога с оператором. Он анализирует вводимые оператором команды и организует их выполнение.
Для задания конфигурации ОС используются конфигурационные файлы специального формата:
CONFIG.SYS – конфигурирование системы и загрузка драйверов устройств на этапе инициализации MSDOS.SYS;
AUTOEXEC.BAT – стартовый пакетный файл. Выполняется при запуске командного процессора во время загрузки системы.
Файлы внешних команд ОС содержат программы-утилиты для выполнения разнообразных операций, таких как форматирование дисков, сортировка файлов, печати текстов и других.
Драйверы (обычно это файлы, имеющие расширение имени .SYS) представляют собой программы, обслуживающие аппаратуру. Применение драйверов решает проблемы использования новой аппаратуры – достаточно написать для устройства драйвер и подключить его к ОС. Прикладные программы взаимодействуют с устройствами через драйвер, поэтому они не будут меняться при изменениях в аппаратуре.
Также в дистрибутив входят следующие драйверы и программы: ANSI.SYS – расширенный драйвер консоли (экрана и клавиатуры); HIMEM.SYS – драйвер дополнительной (extended memory) и HMA-памяти; EMM386.EXE – драйвер расширенной памяти (expanded memory); RAMDRIVE.SYS – драйвер электронного диска; KEYB.COM – драйвер переключения языковых раскладок клавиатуры; KEYBOARD.SYS – файл с описаниями языковых раскладок клавиатуры, оформленный как драйвер; COUNTRY.SYS – файл с таблицами локализации, алфавитами сортировки; DISPLAY.SYS – драйвер дисплея; *.CPI – загружаемые шрифты кодовых страниц экрана и клавиатуры; MODE.COM – программа настройки ряда параметров экрана и портов ввода/вывода системы.
Второй вариант ответа.
MS-DOS — коммерческая операционная система для персональных компьютеров фирмы Microsoft. MS-DOS — самая известная ОС из семейства DOS, ранее устанавливаемая на большинство PC-совместимых компьютеров.
Операционная система MS-DOS работает в реальном режиме процессора x86, поддерживает выполнение только одной программы в 1 момент времени. Ядро системы устанавливает прерывание INT 21h для системных сервисов таких, как открытие файла, запись в файл и подобных. Минимальный набор файлов операционной системы MS-DOS: IO.SYS (модуль расширения bios), MSDOS.SYS (модуль обработки прерываний), COMMAND.COM (командный процессор). Конфигурационные файлы: CONFIG.SYS (конфигурация драйверов и устройств), AUTOEXEC.BAT (стартовый скрипт).
1) Файловая система. Для обращения к файловой системе прикладная прога должна использовать функции прерывания
2) Система управления памятью. DOS управляет памятью с помощью memory control block. Блоки располагаются друг за другом. Функция прерывания – 21H
3) Система управления программами. Функ-ей является запуск программ из программ, запуск программных ответвлений, рабта с резидентными программами.
4) Система связи с драйверами устройств. Для управления драйверами IO-устройства исп-ся спец. Функция 44H прерывания DOS 21H
5) Система обработки ошибок. Для кодирования ошибок используется флаг переноса.
6) Служба времени. Прога может опросить часы, обратившись к DOS через функции службы времени.
7) Система ввода-вывода на консоль оператора. Клава и дисплей обслуживаются драйвером консоли.
Рис 2. Виды состояний процесса
– Активное состояние - процесс имеет все необходимые для выполнения ресурсы, в том числе и ресурс центрального процессора. Активный процесс выполняется.
– Готовое состояние - процесс имеет все необходимые для выполнения ресурсы, кроме ресурса процессора.
– Заблокированное (ожидающее) состояние - процессу не хватает еще какого-либо ресурса (ресурсов).
Процесс, поступивший в систему, создается в заблокированном состоянии, пока ему не будут выделены необходимые ресурсы. Получив ресурсы, процесс попадает в очередь готовых процессов, где и ожидает, когда ему будет выделен процессор. Процесс, получивший процессор, становится активным и выполняется. Активный процесс переходит в блокированное состояние, когда выдает системный вызов - запрос на ресурсы, которые не могут быть ему предоставлены немедленно (например, выполнение операции ввода-вывода). При этом процесс попадает в очередь к тому ресурсу, который он запрашивает. Процесс может перейти из активного состояния в готовое либо по собственной инициативе, добровольно отказавшись от использования центрального процессора, либо по инициативе ОС.
Вопрос №7. Лексический анализатор, назначение, проблема определения границ лексем
Лексический анализатор – это часть компилятора, которая читает литеры программы на исходном языке и строит из них слова (лексемы) исходного языка. На вход лексического анализатора поступает текст исходной программы, а выходная информация передается для дальнейшей обработки компилятором на этапе синтаксического анализа и разбора.
Лексема– это структурная единица языка, которая состоит из элементарных символов языка и не содержит в своем составе других структурных единиц языка. Лексемами языков программирования являются идентификаторы, константы, ключевые слова языка, знаки операций и т. п. Состав возможных лексем каждого конкретного языка программирования определяется синтаксисом этого языка.
Лексические анализаторы выполняют исключение из текста исходной программы комментариев и незначащих пробелов, а также выделение лексем следующих типов: идентификаторов, строковых, символьных и числовых констант, знаков операций, разделителей и ключевых (служебных) слов входного языка.
Проблема определения границ лексем
Для многих языков программирования информации на этапе лексического анализа может быть недостаточно для однозначного определения типа и границ очередной лексемы. В этом случае лексический анализ исходного текста должен выполняться поэтапно. Как известно, в состав компилятора входят синтаксические и лексические анализаторы. Лексический и синтаксический анализаторы функционируют параллельно, поочередно обращаясь друг к другу. Лексический анализатор, найдя очередную лексему, передает ее синтаксическому анализатору, тот пытается выполнить анализ считанной части исходной программы и может либо запросить у лексического анализатора следующую лексему, либо потребовать от него вернуться на несколько шагов назад и попробовать выделить лексемы с другими границами. При этом он может сообщить информацию о том, какую лексему следует ожидать.
Чтобы избежать параллельной работы лексического и синтаксического анализаторов, так как это требует больше вычислительных ресурсов и в общем случае большего времени на анализ исходной программы, разработчики компиляторов и языков программирования часто идут на разумные ограничения синтаксиса входного языка. Например, для языка С++ принято соглашение, что при возникновении проблем с определением границ лексемы всегда выбирается лексем максимально возможной длины.
Хэш-функции и хэш-адресация
Хэш-функцией F называется некоторое отображение множества входных элементов R на множество целых неотрицательных чисел Z: F(r) =п, r 
R,n Z. Сам термин «хэш-функция» происходит от английского термина «hash function» (hash — «мешать», «смешивать», «путать»).
Множество допустимых входных элементов R называется областью определения хэш-функции. Множеством значений хэш-функции F называется подмножество М из множества целых неотрицательных чисел Z: М 
Z, содержащее все возможные значения, возвращаемые функцией F: F(r) M и 
m M, F(r)=m. Процесс отображения области определения хэш-функции на множество значений называется хэшированием.
При работе с таблицей идентификаторов хэш-функция должна выполнять отображение имен идентификаторов на множество целых неотрицательных чисел. Областью определения хэш-функции будет множество всех возможных имен идентификаторов.
Хэш-адресация заключается в использовании значения, возвращаемого хэш-функцией, в качестве адреса ячейки из некоторого массива данных. Тогда размер массива данных должен соответствовать области значений используемой хэш-функции. Следовательно, в реальном компиляторе область значений хэш-функции никак не должна превышать размер доступного адресного пространства компьютера.
Метод организации таблиц идентификаторов, основанный на использовании хэш-адресации, имеет два очевидных недостатка: неэффективное использование объема памяти под таблицу идентификаторов и необходимость соответствующего разумного выбора хэш-функции.
Проблема выбора хэш-функции не имеет универсального решения. Использование примитивной хэш-функции приведет к следующей проблеме: двум различным идентификаторам, начинающимся с одной и той же буквы, будет соответствовать одно и то же значение хэш-функции. Такая ситуация называется коллизией.
Содержание работ
1. На этапе 1.1 в общем случае проводят: сбор данных об объекте автоматизации и осуществляемых видах деятельности; оценку качества функционирования объекта и осуществляемых видов деятельности, выявление проблем, решение которых возможно средствами автоматизации; оценку целесообразности создания АС.
2. На этапе 1.2 проводят: подготовку исходных данных для формирования требований к АС; формулировку и оформление требований пользователя к АС.
3. На этапе 1.3 проводят оформление отчета о выполненных работах на данной стадии и оформление заявки на разработку АС или другого заменяющего ее документа с аналогичным содержанием.
4. На этапах 2.1 и 2.2 организация-разработчик проводит детальное изучение объекта автоматизации и необходимые НИР, связанные с поиском путей и оценкой возможности реализации требований пользователя, оформляют и утверждают отчеты о НИР.
5. На этапе 2.3 в общем случае проводят разработку альтернативных вариантов концепции создаваемой АС и планов их реализации; оценку необходимых ресурсов на их реализацию и обеспечение функционирования; оценку преимуществ и недостатков каждого варианта; сопоставление требований пользователя и характеристик предлагаемой системы и выбор оптимального варианта; оценку эффектов, получаемых от системы.
6. На этапе 2.4 подготавливают и оформляют отчет, содержащий описание выполненных работ на стадии, описание и обоснование предлагаемого варианта концепции системы.
7. На этапе 3.1 проводят разработку, оформление, согласование и утверждение технического задания на АС.
8. На этапе 4.1 определяются: функции АС; функции подсистем, их цели и эффекты; состав комплексов задач и отдельных задач; концепции информационной базы, ее укрупненная структура; функции системы управления базой данных; состав вычислительной системы; функции и параметры основных программных средств.
9. На этапе 5.1 обеспечивают разработку общих решений по системе и ее частям, функционально-алгоритмической структуре системы, по функциям персонала и организационной структуре, по структуре технических средств, по алгоритмам решений задач и применяемым языкам, по организации и ведению информационной базы, системе классификации и кодирования информации, по программному обеспечению.
10. На этапах 4.2 и 5.2 проводят разработку, оформление, согласование и утверждение документации в объеме, необходимом для описания принятых проектных решений и достаточном для дальнейшего выполнения работ по созданию АС.
11. На этапе 5.3 проводят: подготовку и оформление документации на поставку изделий для комплектования АС; определение технических требований и составление ТЗ на разработку изделий, не изготавливаемых серийно.
12. На этапе 5.4 осуществляют разработку, оформление, согласование и утверждение заданий на проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации для проведения строительных, электротехнических, санитарно-технических и других подготовительных работ, связанных с созданием АС.
13. На этапе 6.1 осуществляют разработку рабочей документации, содержащей все необходимые и достаточные сведения для обеспечения выполнения работ по вводу АС в действие и ее эксплуатации, а также для поддерживания уровня эксплуатационных хар-к системы в соответствии с принятыми проектными решениями, ее оформление, согласование и утверждение.
14. На этапе 6.2 проводят разработку программ и программных средств системы, выбор, адаптацию и /или привязку приобретаемых программных средств, разработку программной документации.
15. На этапе 7.1 проводят работы по организационной подготовке объекта автоматизации к вводу АС в действие.
16. На этапе 7.2 проводят обучение персонала и проверку его способности обеспечить функционирование АС.
17. На этапе 7.3 обеспечивают получение комплектующих изделий серийного и единичного производства, материалов и монтажных изделий. Проводят входной контроль их качества.
18. На этапе 7.4 проводят: выполнение работ по строительству специализированных зданий для размещения технических средств и персонала АС; сооружение кабельных каналов; выполнение работ по монтажу технических средств и линий связи; испытание смонтированных технических средств; сдачу технических средств для проведения пусконаладочных работ.
19. На этапе 7.5 проводят наладку технических и программных средств, загрузку информации в базу данных и проверку системы ее ведения; комплексную наладку всех средств системы.
20. На этапе 7.6 осуществляют: испытания АС на работоспособность и соответствие техническому заданию в соответствии с программой и методикой предварительных испытаний; устранение неисправностей и внесение изменений в документацию на АС, в том числе эксплуатационную в соответствии с протоколом испытаний; оформление акта о приемке АС в опытную эксплуатацию.
21. На этапе 7.7 проводят: опытную эксплуатацию АС; анализ результатов опытной эксплуатации АС; доработку (при необходимости) программного обеспечения АС; дополнительную наладку технических средств АС; оформление акта о завершении опытной эксплуатации.
22. На этапе 7.8 проводят: испытания на соответствие техническому заданию; анализ результатов испытаний АС и устранение недостатков, выявленных при испытаниях; оформление акта о приемке АС в постоянную эксплуатацию.
23. На этапе 8.1 осуществляют работы по устранению недостатков, выявленных при эксплуатации АС в течение установленных гарантийных сроков, внесению необходимых изменений в документацию на АС.
24. На этапе 8.2 осуществляют работы по: анализу функционирования системы; выявлению отклонений фактических эксплуатационных характеристик АС от проектных значений; установлению причин этих отклонений; устранению выявленных недостатков и обеспечению стабильности эксплуатационных характеристик АС; внесению необходимых изменений в документацию на АС.
Вопрос №2. Принципиальная схема. Особенности проектирования релейной автоматики управления электроприводом. Контакторы. Автоматы. Тепловые реле. Кнопки пуск и останов. Обозначение. Пример релейной автоматики ручного и дистанционного управления трехфазным мотором.
Принципиальные электрические схемы (ПЭС) определяют полный состав приборов, аппаратов и устройств, а также связей между ними, которые обеспечивают решение задач управления, регулирования, защиты, измерения и сигнализации. Они служат для изучения принципа действия системы и необходимы как при выполнении наладочных работ, так и в эксплуатации.
На принципиальных электрических схемах все аппараты (реле, пускатели, переключатели) изображают в отключенном состоянии. При необходимости изображения какого-нибудь аппарата во включенном состоянии – это оговаривается на поле чертежа.
Электрические схемы выполняют в соответствии со стандартами ГОСТ 2.701–84 и ГОСТ 2.702–85 на отдельные установки и участки автоматизированной системы (например, схема управления насоса, схемы регулирования температуры реактора и др.). В эти схемы включают: элементы схемы, устройства и взаимосвязи между ними. Условные графические обозначения элементов электрических схем регламентируются рядом отечественных стандартов и обычно совпадают с условными обозначениями, принятыми в мировой практике. Буквенно-цифровые обозначения элементов и устройств на электрических схемах регламентированы ГОСТ 2.710–81.
Все технические средства, отображенные на принципиальной схеме, должны быть однозначно определены и записаны в перечень элементов и устройств по форме в соответствии с ГОСТ 2.702–75. Перечень может быть выполнен либо на поле чертежа, либо отдельным документом. Допускается объединять элементы в группы в соответствии с местами их установки.
Чтение схемы обычно начинают с основной надписи, располагаемой в нижнем правом углу листа. Здесь указывается наименование объекта, название изделия, дата выпуска чертежа и др. Затем необходимо ознакомиться с таблицей перечня элементов, отраженных на схеме, с различными пояснениями и примечаниями. Все это позволяет установить вид и тип данной схемы, ее построение и связь с другими документами.
В принципиальных электрических схемах элементы могут изображаться двумя способами: совмещенным и разнесенным.
При совмещенном способе составные части элементов или устройств изображают на схеме в непосредственной близости друг к другу.
При разнесенном способе составные части элементов и устройств или отдельные элементы устройств изображают на схеме в разных местах таким образом, чтобы отдельные цепи изделия были изображены наиболее наглядно.
Контактор – двухпозиционный электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы.
Автоматический выключатель – это контактный коммутационный аппарат (электротехническое или электроустановочное устройство), способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии электрической цепи, а также включать, проводить в течение определённого устанавливаемого времени и отключать токи в определённом аномальном состоянии цепи электрического тока. Автоматический выключатель предназначен для нечастых включений, а также для защиты кабелей и конечных потребителей от перегрузки и короткого замыкания.
Тепловые реле – это электрические аппараты, предназначенные для защиты электродвигателей от токовой перегрузки. Наиболее распространенные типы тепловых реле - ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ.
В качестве примера рассмотрим схему управления электродвигателем насоса (рисунок 38) и перечень элементов к ней. Все элементы рассматриваемой схемы имеют одно- или двухбуквенные коды. Например: двигатель М, контактор КМ1, переключатель 1SA1, сигнальная лампочка 1HL1 и т. д.
Соединительные провода обозначены арабскими цифрами, при этом номера проводов, имеющие общую точку, одинаковы. Так, кнопка 1SB1 соединена с 1SB2 и замыкающим дополнительным контактом КМ1.1 контактора КМ1 проводами, обозначенными числом 102.
Катушка магнитного пускателя КМ1 замыкает рабочие контакты и тем самым подает напряжение на двигатель М при нажатии кнопки 1SB1. При этом контактор КМ1 через свой собственный контакт КМ 1.1 оказывается заблокированным. Выключается двигатель М при нажатии на кнопку 1SB2. Все это можно осуществить только в ручном режиме, когда переключатель 1SA1 находится в положении Р.
Рисунок 38. Пример принципиальной электрической схемы
В положении А переключателя 1SA1 (автоматизированный режим управления) электрический двигатель насоса будет включаться автоматически с помощью контактов реле К3, которые управляются ПЛК и показаны в другом месте принципиальной схемы. На это указывает пунктирная линия вокруг контактов и ссылка на определенный номер листа принципиальной схемы щита управления (ЩА).
При перегрузке двигателя вентилятора срабатывает тепловое реле КК1, размыкающий контакт которого прекращает подачу напряжения на катушку контактора КМ1.
Схема релейной автоматики
Лестничная диаграмма (LD)
Вопрос №9. Основные проектные решения по управлению уровнем жидкости в резервуаре . Структурные схемы регулирования уровнем жидкости. Проектные решения «Функциональная схемы автоматизации канала управления уровнем жидкости».
На практике находят применение следующие способы регулирования уровня:
1. Изменением расхода жидкости на входе в аппарат – регулирование на притоке (рисунок 28)
Рисунок 28. Управление уровнем на притоке
2. Изменением расхода на выходе аппарата – регулирование на стоке (рисунок 29).
Рисунок 29. Управление уровнем на стоке
Очевидно, что указанные два способа применимы, когда по условиям работы аппарата в технологической схеме имеется возможность изменения расходов на притоке или стоке.
3. Соотношением расходов на притоке и стоке (см. рисунок 30).
В данном случае для регулирования уровня используется каскадная АС с промежуточной величиной – соотношением расходов на притоке и стоке (FFC– стабилизирующий регулятор соотношения расходов). Каскадная АС позволяет повысить качество регулирования уровня по сравнению с одноконтурными.
Рисунок 30. Комбинированное управление уровнем
Вопрос №10. Проектирование релейного регулирования процессов нагревания и охлаждения. Типы релейного регулирования. Особенности релейного регулирования охлаждением и нагреванием. Применение гистерезиса при регулировании и сигнализации. Типы релейной сигнализации.
Вопрос №11. Проектирование системы коммуникации в АСУТП. Понятие канал связи. Линии соединения. Медные и оптоволоконные жилы. Одномодовые и многомодовые ВОЛС. Сечения проводов. Модемы. Основные протоколы модемной связи. Скорость передачи производственных каналов модемной связи.
Промышленные сети АСУ ТП имеют собственную архитектуру построения, которая в настоящее время представлена полевыми шинами и Industrial Ethernet. Вопросами международной стандартизации промышленных сетей занимаются МЭК и национальные комитеты при поддержке независимых профессиональных обществ. Ведущая роль при разработке беспроводных стандартов для сетей промышленной автоматики принадлежит ISA и WCT. В настоящее время проекты ISA 100.11a и Wireless Hart находятся на согласовании с МЭК, и решается вопрос об их конвергенции.
Канал связи – система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот).
Среда передачи данных - совокупность линий передачи данных и блоков взаимодействия, предназначенных для передачи данных. Имеется три уровня техники связи: кабели, линии и каналы. Между RTU и MTU на основе кабелей связи формируются линии связи. Это - второй уровень техники связи. Третий уровень - каналы создаются по линиям связи при помощи сложной электронной аппаратуры.
Линия передачи данных- средства, которые используются в информационных сетях для распространения сигналов в нужном направлении. Примерами линий передачи данных являются коаксиальный кабель, витая пара проводов, световод.
Витая пара. Кабели на основе витой пары находят широкое применение в сетях передачи данных, регламентируемых национальными и международными стандартами. В зависимости от скорости передачи данных кабельные компоненты делятся на 5 категорий, что ведет к различиям в требованиях к этим кабелям. Для кабеля на основе витых пар используются медные проводники диаметром 0,64 - 0,51 мм. Для кабеля, идущего на производство шнуров, для повышения гибкости используется многопроволочная жила несколько большего сечения, т.к. у многопроволочной жилы повышено значение собственного затухания.
Оптические линии связи. Оптические линии связи реализуются в виде волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Конструкция ВОЛС - кварцевый сердечник диаметром 10 мкм, покрытый отражающей оболочкой с внешним диаметром 125...200 мкм. Для снятия данных к ВОЛС нужно подключиться физически, что снижает уровень сигнала и повышает уровень ошибок - оба явления легко и быстро обнаруживаются. ВОЛС включает в себя ядро, демпфер и оболочку.
Ядро – светопередающая часть волокна, изготавливаемая либо из стекла, либо из пластика. Чем больше диаметр ядра, тем большее количество света может быть передано по волокну.
Демпфер обеспечивает более низкий коэффициент преломления на границе с ядром для переотражения света в ядро таким образом, чтобы световые волны распространялись по волокну.
Оболочка обычно изготавливается из пластика для обеспечения прочности волокна, поглощения ударов и обеспечения дополнительной защиты волокна от воздействия окружающей среды.
Одномодовое и многомодовое оптоволокно. Тип волокна идентифицируется по типу путей, или так называемых «мод», проходимых светом в ядре волокна. Существует два основных типа волокна - многомодовое и одномодовое. Ядра многомодовых волокон могут обладать ступенчатым или градиентным показателями преломления.
Многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления имеет резкую, ступенчатую разницу между показателями преломления ядра и демпфера. В более распространенном многомодовом волокне с градиентным показателем преломления лучи света также распространяются в волокне по многочисленным путям. В отличие от волокна со ступенчатым показателем преломления, ядро с градиентным показателем содержит многочисленные слои стекла, каждый из которых обладает более низким показателем преломления по сравнению с предыдущим слоем по мере удаления от оси волокна.
Одномодовое волокно, в отличие от многомодового, позволяет распространяться только одному лучу или моде света в ядре. Это устраняет любое искажение, вызываемое перекрытием импульсов. Одномодовое волокно обладает более высокой пропускной способностью, чем любой из многомодовых типов.
Модем – устройство преобразования кодов и представляющих их электрических сигналов при взаимодействии аппаратуры окончания канала данных и линий связи. Сигнал, подаваемый в линию связи, модулируется, а при приеме данных из линии сигналы подвергаются обратному преобразованию. Модем выполняет функции аппаратуры окончания канала данных. В качестве оконечного оборудования обычно выступает компьютер, в котором имеется приемопередатчик - микросхема UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter). Приемопередатчик подключается к модему через один из последовательных портов компьютера и последовательный интерфейс RS-232С, в котором обеспечивается скорость не ниже 9,6 кбит/с на расстоянии до 15 м. Более высокая скорость (до 1000 кбит/с на расстояниях до 100 м) обеспечивается интерфейсом RS-422, в котором используются две витые пары проводов с согласующими сопротивлениями на концах, образующие сбалансированную линию
Протокол V.21 используется в простых модемах на 300 бит/с, применена частотная модуляция с передачей по двухпроводной линии. Используются четыре частоты (от 980 до 1850 Гц) для представления 1 и 0 в прямом и обратном направлениях передачи.
Протокол V.22 характеризуется скоростью 1200 бит/с, используются частотное разделение каналов (для дуплекса) и двукратная фазовая модуляция (ФМ). В V.27 с помощью трехкратной ФМ достигается скорость 4800 бит/с по дуплексным выделенным каналам. В протоколе V.22bis используются несущие частоты 1200 и 2400 Гц, при скорости модуляции 600 бод скорость передачи данных составляет 2400 бит/с. В протоколе V.29 скорость составляет 9600 бит/с, используется четырехпроводный выделенный канал.
В модемах, соответствующих V.32, достигается скорость 9600 бит/с за счет фазовой модуляции и отфильтровывания эха собственного передатчика от принимаемых сигналов. В протоколе V.32bis при тех же несущих и бодовой скорости пропускная способность повышена до 14,4 кбит/с за счет комбинирования квадратурно-амплитудной и фазовой модуляций. Расширение V.32terbo этого же протокола рассчитано на скорости 16,8 и 19,2 кбит/с.
Современные высокоскоростные модемы строятся в соответствии с протоколом V.34 или его предшественником V.FC. Здесь скорости составляют от 2,4 до 28,8 кбит/с с шагом 2,4 кбит/с. Протокол предусматривает адаптацию передачи под конкретную обстановку, изменяя несущую в пределах 1600...2000 Гц, а также автоматическое предварительное согласование способов модуляции в вызывающем и вызывном модемах. В протоколе V34.bis скорости могут достигать 33,6 кбит/с.
В последнее время стали выпускаться модемы на 56 кбит/с по технологии, названной х2.
Протокол V.42 относится к стандартам, устанавливающим способы защиты от ошибок, а V.42bis, кроме того, - способы сжатия данных. Наряду с протоколом V.42, для коррекции ошибок применяют протоколы MNP (Microcom Network Protocol).
Перечисленные протоколы предназначены для работы в телефонных аналоговых сетях с коммутацией каналов. Они опираются на двухпроводные линии связи и начиная с V.29 используют эхо-компенсацию. На выделенных телефонных линиях с интенсивным трафиком часто применяют четырехпроводные линии для дуплексной и двухпроводные для полудуплексной связи (протоколы V.23, V.26, V.27, V.29). В высокоскоростных выделенных каналах можно использовать аналоговые протоколы V.35, V.36, V.37, рассчитанные соответственно на скорости 48, 72, 168 кбит/с.
Вопрос №12. Описать содержательную часть основных разделов технического задания на АСУ ТП согласно ГОСТ 34.602-89.
ТЗ содержит следующие разделы, которые могут быть разделены на подразделы:
1.1 общие сведения;
1.2 назначение и цели создания (развития) системы;
1.3 характеристика объектов;
1.4 требования к системе;
1.5 состав и содержание работ по созданию системы;
1.6 порядок контроля и приемки системы;
1.7 требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта разработки к вводу системы в действие;
1.8 требования к документированию;
1.9 источники разработки.
В ТЗ могут включаться приложения.
В разделе 1.1 указывают: полное наименование системы и ее условное обозначение; шифр темы или номер договора; наименование компаний разработчика и заказчика системы и их реквизиты; перечень документов, на основании которых создается система, кем и когда утверждены эти документы; плановые сроки начала и окончания работы по созданию системы; сведения об источниках и порядке финансирования работ; порядок оформления и предъявления заказчику результатов работ по созданию системы (ее частей), по изготовлению и наладке отдельных средств и программно-технических комплексов системы.
В разделе 1.2 указывается назначение системы и цели ее создания.
В разделе 1.3 приводят: краткие сведения об объекте информатизации или ссылки на документы, содержащие такую информацию; сведения об условиях эксплуатации объекта автоматизации.
В разделе 1.4 описывают: требования к системе в целом; требования к функциям (задачам), выполняемым системой; требования к видам обеспечения. Состав требований к системе, включаемых в данный раздел ТЗ на информационную систему (ИС), устанавливают в зависимости от вида, назначения, специфических особенностей и условий функционирования конкретной системы.
Раздел 1.5 должен содержать перечень стадий и этапов работ по созданию системы, сроки их выполнения, перечень организаций – исполнителей работ, ссылки на документы, подтверждающие согласие этих организаций на участие в создании системы, или запись, определяющую ответственного (заказчик или разработчик) за проведение этих работ.
В разделе 1.6 указывают: виды, состав, объем и методы испытаний системы и ее составных частей; общие требования к приемке работ по стадиям, порядок согласования и утверждения приемочной документации.
В разделе 1.7 необходимо привести перечень основных мероприятий и их исполнителей, которые следует выполнить при подготовке проекта к вводу ИС в действие. В перечень основных мероприятий включают: приведение поступающей в систему информации; создание условий функционирования проекта, при которых гарантируется соответствие создаваемой системы тр