<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">intechngu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik NSU. Series: Information Technologies</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1818-7900</issn><issn pub-type="epub">2410-0420</issn><publisher><publisher-name>НГУ</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.25205/1818-7900-2018-16-4-56-67</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">intechngu-61</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ К СОЗДАНИЮ АСУ ТП ОПАСНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>MODEL-BASED DESIGN APPROACH FOR DEVELOPMENT PROCESS CONTROL SYSTEMS OF HAZARDOUS INDUSTRIAL FACILITIES</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Журавлев</surname><given-names>С. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zhuravlev</surname><given-names>S. S.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">s-zhur@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Рудометов</surname><given-names>С. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Rudometov</surname><given-names>S. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">rsw@inbox.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Окольнишников</surname><given-names>В. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Okolnishnikov</surname><given-names>V. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">okoln@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Шакиров</surname><given-names>С. Р.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Shakirov</surname><given-names>S. R.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">ShakirovSR@ict.nsc.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт вычислительных технологий СО РАН</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Computational Technologies SB RAS</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>30</day><month>10</month><year>2020</year></pub-date><volume>16</volume><issue>4</issue><fpage>56</fpage><lpage>67</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Журавлев С.С., Рудометов С.В., Окольнишников В.В., Шакиров С.Р., 2020</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Журавлев С.С., Рудометов С.В., Окольнишников В.В., Шакиров С.Р.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Zhuravlev S.S., Rudometov S.V., Okolnishnikov V.V., Shakirov S.R.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://intechngu.elpub.ru/jour/article/view/61">https://intechngu.elpub.ru/jour/article/view/61</self-uri><abstract><p>Представлена реализация подхода «модельно-ориентированного проектирования» для решения задачи создания автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) горнодобывающих предприятий. Подход «модельно-ориентированного проектирования» заключается в организации контура тестирования, в котором испытуемый объект функционирует в среде, идентичной реальному процессу по входным сигналам. Подход основан на использовании математических моделей, имитирующих протекание технологического процесса под управлением АСУ ТП. Математические модели используются для формирования наборов тестовых данных. Разработан имитационный программно-аппаратный комплекс. Основными частями комплекса являются: рабочая станция оператора SCADA, рабочая станция оператора модели, среда передачи данных, блок формирования физических сигналов, блок дублирования физических сигналов и программируемые логические контроллеры АСУ ТП. Вкачествесредыимитационногомоделирования применена система MTSS. Предложен и реализован вариант развития способа Hardware-in-the-loop, обеспечивающего создание совместимых компонентов систем автоматизации. Приведено описание методики тестирования АСУ ТП. Данная методика успешно применена для разработки, отладки и тестирования АСКУ ТО М (Автоматизированная система контроля и управления технологическим объектом во взрывозащищенном исполнении).</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The implementation of the "model-oriented design" approach for solving the problem of creating process control systems of mining enterprises is presented. The "model-oriented design" approach is to organize a test loop in which the test object functions in an environment identical to the actual process, in terms of input signals. The approach is based on the use of mathematical models that simulate the functioning of the technological process under the control of the process control system. Mathematical models are used to form sets of test data. A simulation software and hardware complex was developed. The main parts of the complex are: SCADA operator workstation, model operator workstation, data transmission layer, physical signal generation unit, physical signal duplication unit and programmable logic controllers of the process control system. As a simulation environment, the MTSS system is used. A variant of the development of the Hardware-in-the-loop method, which provides the creation of compatible components of automation systems, is proposed and implemented. The description of the method of testing the process control system is given. This technique has been successfully applied to the development, debugging and testing of the automated system for monitoring and controlling a technological object in explosion-proof design.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>модельно-ориентированное проектирование</kwd><kwd>автоматизированная система управления технологическими процессами</kwd><kwd>промышленные системы управления</kwd><kwd>тестирование</kwd><kwd>прикладное программное обеспечение</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>model-based design</kwd><kwd>process control system</kwd><kwd>industrial control system</kwd><kwd>testing</kwd><kwd>application software</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Деменков Н. П. Модельно-ориентированное проектирование систем управления // Промышленные АСУ и контроллеры. 2008. № 11. С. 66-69.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Деменков Н. П. Модельно-ориентированное проектирование систем управления // Промышленные АСУ и контроллеры. 2008. № 11. С. 66-69.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ryssel U., Ploennigs J., Kabitzsch K., Folie M. Generative Design of Hardware-in-the-Loop Models // APGES'07. Salzburg, Austria, 2007. P. 4-11.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ryssel U., Ploennigs J., Kabitzsch K., Folie M. Generative Design of Hardware-in-the-Loop Models // APGES'07. Salzburg, Austria, 2007. P. 4-11.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бартенев В., Бартенева А. Модельно-ориентированное проектирование генератора случайных чисел // Современная электроника, 2014. № 2. С. 64-67.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бартенев В., Бартенева А. Модельно-ориентированное проектирование генератора случайных чисел // Современная электроника, 2014. № 2. С. 64-67.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mossaad Ben Ayed, Lilia Zouari, Mohamed Abid. Software in the Loop Simulation for Robot Manipulators // Engineering, Technology &amp; Applied Science Research. 2017. Vol. 7. No. 5. P. 2017-2021.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mossaad Ben Ayed, Lilia Zouari, Mohamed Abid. Software in the Loop Simulation for Robot Manipulators // Engineering, Technology &amp; Applied Science Research. 2017. Vol. 7. No. 5. P. 2017-2021.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Арыков С. Б., Судьбин А. А., Шатров В. А., Рябушкин С. А., Вильданов А. И. Моделирование канала связи командно-измерительной системы космического аппарата // Решетневские чтения, 2015. Т. 2, № 19. С. 203-205.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Арыков С. Б., Судьбин А. А., Шатров В. А., Рябушкин С. А., Вильданов А. И. Моделирование канала связи командно-измерительной системы космического аппарата // Решетневские чтения, 2015. Т. 2, № 19. С. 203-205.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Щербина Ю. В. Модельно-ориентированное проектирование системы автоматического управления температурой с циркуляцией промежуточного теплоносителя // Cloud of Science. 2015. Т. 2, № 4. С. 562-576. П</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Щербина Ю. В. Модельно-ориентированное проектирование системы автоматического управления температурой с циркуляцией промежуточного теплоносителя // Cloud of Science. 2015. Т. 2, № 4. С. 562-576. П</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">олющенков И. С. Разработка системы управления электропривода на основе метода модельно-ориентированного программирования // Вестник МЭИ. 2016. № 6. С. 87-95.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">олющенков И. С. Разработка системы управления электропривода на основе метода модельно-ориентированного программирования // Вестник МЭИ. 2016. № 6. С. 87-95.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Jens Holtkötter, Jan Michael, Christian Henke, Ansgar Trächtler, Marcos Bockholt, Andreas Möhlenkamp, Michael Katter. Rapid-Control-Prototyping as part of Model-Based Development of Heat Pump Dryers // Procedia Manufacturing. 4th International Conference on System-Integrated Intelligence: Intelligent, Flexible and Connected Systems in Products and Production. 2018. Vol. 24. P. 235-242.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Jens Holtkötter, Jan Michael, Christian Henke, Ansgar Trächtler, Marcos Bockholt, Andreas Möhlenkamp, Michael Katter. Rapid-Control-Prototyping as part of Model-Based Development of Heat Pump Dryers // Procedia Manufacturing. 4th International Conference on System-Integrated Intelligence: Intelligent, Flexible and Connected Systems in Products and Production. 2018. Vol. 24. P. 235-242.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Chung Duc Tran, Rosdiazli Ibrahim, Vijanth Sagayan Asirvadam, Nordin Saad, Hassan Sabo Miya. Internal model control for industrial wireless plant using WirelessHART hardware-in-theloop simulator // ISA Transactions. 2018. Vol. 75. P. 236-246.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chung Duc Tran, Rosdiazli Ibrahim, Vijanth Sagayan Asirvadam, Nordin Saad, Hassan Sabo Miya. Internal model control for industrial wireless plant using WirelessHART hardware-in-theloop simulator // ISA Transactions. 2018. Vol. 75. P. 236-246.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Брак И. В., Сазонова Ю. И. Разработка сервиса задания сценариев предъявления стимулов с использованием модельно-ориентированного подхода // Вестн. НГУ. Серия: Информационные технологии. 2018. Т. 16, № 2. С. 31-40.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Брак И. В., Сазонова Ю. И. Разработка сервиса задания сценариев предъявления стимулов с использованием модельно-ориентированного подхода // Вестн. НГУ. Серия: Информационные технологии. 2018. Т. 16, № 2. С. 31-40.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Голушко С. К., Меркулов И. В., Михальцов Э. Г., Чейдо Г. П., Шакиров Р. А., Шаки-ров С. Р. Индустриальные информационно-управляющие системы: от проектирования и разработки до практической реализации // Вычислительные технологии. 2013. Спец. вып. Т. 18. С. 4-11.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Голушко С. К., Меркулов И. В., Михальцов Э. Г., Чейдо Г. П., Шакиров Р. А., Шаки-ров С. Р. Индустриальные информационно-управляющие системы: от проектирования и разработки до практической реализации // Вычислительные технологии. 2013. Спец. вып. Т. 18. С. 4-11.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Благодарный А. И., Гусев О. З., Журавлев С. С., Золотухин Е. П., Каратышева Л. С., Колодей В. В., Михальцов Э. Г., Чейдо, Г. П., Шакиров Р. А., Шакиров С. Р. Автоматизированная система контроля и управления ленточными конвейерами на угольных шахтах // Горная промышленность. 2008. № 5 (81). С. 38-44.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Благодарный А. И., Гусев О. З., Журавлев С. С., Золотухин Е. П., Каратышева Л. С., Колодей В. В., Михальцов Э. Г., Чейдо, Г. П., Шакиров Р. А., Шакиров С. Р. Автоматизированная система контроля и управления ленточными конвейерами на угольных шахтах // Горная промышленность. 2008. № 5 (81). С. 38-44.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Патент на полезную модель № 100669 Российская Федерация, МПК7 H01H3/00. Пульт группового управления для работы в условиях подземной выработки угля / Гусев О. З., Иванов А. Е., Лесков С. К., Нарымский Б. В., Меркулов И. В., Шакиров Р. А.; заявитель и патентообладатель КТИ ВТ СО РАН. № 2010130020/07; заявл. 19.07.2010; опубл. 20.12.2010. Бюл. № 35. 1 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Патент на полезную модель № 100669 Российская Федерация, МПК7 H01H3/00. Пульт группового управления для работы в условиях подземной выработки угля / Гусев О. З., Иванов А. Е., Лесков С. К., Нарымский Б. В., Меркулов И. В., Шакиров Р. А.; заявитель и патентообладатель КТИ ВТ СО РАН. № 2010130020/07; заявл. 19.07.2010; опубл. 20.12.2010. Бюл. № 35. 1 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Патент на полезную модель № 133951 Российская Федерация, МПК7 G06F 9/00, G05B 19/00. Блок контроля и управления в условиях опасного производства / Гусев О. З., Колодей В. В., Мамаев А. С., Михальцов Э. Г., Шакиров С. Р.; заявитель и патентообладатель КТИВТ СО РАН. № 2013126010/08; заявл. 05.06.2013; опубл. 27.10.2013. Бюл. № 30. 1 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Патент на полезную модель № 133951 Российская Федерация, МПК7 G06F 9/00, G05B 19/00. Блок контроля и управления в условиях опасного производства / Гусев О. З., Колодей В. В., Мамаев А. С., Михальцов Э. Г., Шакиров С. Р.; заявитель и патентообладатель КТИВТ СО РАН. № 2013126010/08; заявл. 05.06.2013; опубл. 27.10.2013. Бюл. № 30. 1 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Захарченко В. Е. Имитационная модель гидроагрегата для тестирования алгоритмов АСУ ТП // Автоматизация в промышленности. 2007. № 7. C. 37-40.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Захарченко В. Е. Имитационная модель гидроагрегата для тестирования алгоритмов АСУ ТП // Автоматизация в промышленности. 2007. № 7. C. 37-40.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сухарев А. В., Головушкин Б. А., Лабутин А. Н., Ерофеева Е. В. Тренажерно-управляющий программно-технический комплекс для объектов химической технологии // Автоматизация в промышленности. 2011. № 7. C. 25-28.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Сухарев А. В., Головушкин Б. А., Лабутин А. Н., Ерофеева Е. В. Тренажерно-управляющий программно-технический комплекс для объектов химической технологии // Автоматизация в промышленности. 2011. № 7. C. 25-28.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бабаян Р. Р., Осипов А. Б. Стенд для отладки ПО бортовой авиационной аппаратуры // Автоматизация в промышленности. 2013. № 5. C. 55-56.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бабаян Р. Р., Осипов А. Б. Стенд для отладки ПО бортовой авиационной аппаратуры // Автоматизация в промышленности. 2013. № 5. C. 55-56.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Журавлев С. С. Программно-аппаратный комплекс для тестирования программ управления АСУ ТП шахт и рудников // Вычислительные технологии. 2013. Спец. вып. Т. 18. С. 150-155.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Журавлев С. С. Программно-аппаратный комплекс для тестирования программ управления АСУ ТП шахт и рудников // Вычислительные технологии. 2013. Спец. вып. Т. 18. С. 150-155.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Благодарный А. И. Универсальная SCADA-система БЛАКАРТ под управлением операционной системы QNX // Проблемы информатики. 2009. № 3. С. 62-67.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Благодарный А. И. Универсальная SCADA-система БЛАКАРТ под управлением операционной системы QNX // Проблемы информатики. 2009. № 3. С. 62-67.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рудометов С. В. Визуально-интерактивная система имитационного моделирования технологических систем // Вестн. СибГУТИ. 2011. № 3. С. 14-27.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Рудометов С. В. Визуально-интерактивная система имитационного моделирования технологических систем // Вестн. СибГУТИ. 2011. № 3. С. 14-27.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tatiana Kelemenová, Michal Kelemen, Ľubica Miková, Vladislav Maxim, Erik Prada, Tomáš Lipták, František Menda. Model Based Design and HIL Simulations // American Journal of Mechanical Engineering. 2013. Vol. 1. No. 7. P. 276-281. DOI 10.12691/ajme-1-7-25</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tatiana Kelemenová, Michal Kelemen, Ľubica Miková, Vladislav Maxim, Erik Prada, Tomáš Lipták, František Menda. Model Based Design and HIL Simulations // American Journal of Mechanical Engineering. 2013. Vol. 1. No. 7. P. 276-281. DOI 10.12691/ajme-1-7-25</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Томас Дж. Введение в протокол Modbus. Часть 1 // СТА. 2009. № 2. С. 52-57.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Томас Дж. Введение в протокол Modbus. Часть 1 // СТА. 2009. № 2. С. 52-57.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
