модернизация систем автоматического управления обогревом

УДК 519.711
Липа О.А., к.т.н., доцент, Переверзев А.А., к.т.н., доцент, Шавров А.А.,
к.т.н., доцент, Сироткин И.И., аспирант
МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ОБОГРЕВОМ ТЕПЛИЧНЫХ КОМБИНАТОВ
Рассматриваются основные этапы модернизации систем автоматического управления обогревом тепличных комбинатов.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: МОДЕРНИЗАЦИЯ, ТЕПЛИЦЫ, ОБОГРЕВ,
АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ, СИСТЕМЫ, РЕИНЖЕНЕРИНГ.
Существующие тепличные комбинаты в настоящий момент уже
имеют системы автоматического управления обогревом теплиц, которые в
различной степени автоматизируют процессы их теплоснабжения.
Поэтому создание новой системы автоматического управления обогревом теплиц в большинстве случаев предусматривает изменение состояния уже существующих систем.
Типичными являются проекты:
по разработке новых систем автоматического управления обогревом
теплиц и их интеграции с уже существующими системами;
по разработке новых систем автоматического управления обогревом
теплиц с целью замены существующих систем;
по модернизации (наращиванию функциональности, развитию) существующих систем.
По сути, сегодня можно говорить, что эра, когда разработчики автоматических систем управления обогревом теплиц начинали проекты автоматизации «с нуля», прошла. Наступает время проектов по систематической трансформации существующих систем автоматического управления
обогревом теплиц или эра реинжиниринга данных систем.
Следствием сложившейся ситуации становится объективная потребность в исследовании, пересмотре и переосмыслении существующих подходов, методологий и технологий разработки систем автоматического
управления обогревом теплиц, что, в свою очередь, может потребовать их
модернизации, а возможно, и разработки новых решений.
Ситуация осложняется тем, что в настоящий момент различными исследователями и практиками понятие реинжиниринга трактуется поразному. Во многом это обусловлено необычайно широким спектром задач
по реинжинирингу, с которыми приходится сталкиваться в реальных про-
ектах. Сегодня существует большое количество подходов, методов и технологических решений, напрямую или косвенно соотносимых с деятельностью по реинжинирингу. Однако они не интегрированы на уровне методологий (процессов разработки). Как результат, можно наблюдать наличие
огромного количества методологий, где основной акцент сделан на разработку систем «с нуля», и практическое отсутствие «стройных» методологий, целью создания которых являлось бы комплексное, целостное решение задач реинжиниринга указанных систем.
Поэтому необходимо проанализировать существующие подходы,
методы и технологии реинжиниринга.
Следует признать, что в настоящий момент понятие «реинжиниринг» не является повсеместно устоявшимся. Как следствие, довольно часто возникает определенная терминологическая путаница. Авторами исследуются одни и те же проблемы, подходы, методы и технологии их решения, однако в качестве базовых понятий, наряду с «реинжинирингом» [1 4] употребляются «эволюция» [5, 6], «миграция» [7], «модернизация» [8],
«реструктуризация» [9].
Нельзя отрицать, что деятельность по миграции систем управления
имеет определенную специфику (окраску) по отношению к деятельности
по их модернизации.
Однако, принимая во внимание определение реинжиниринга систем,
приводимое в [1]: «Реинжиниринг представляет собой систематическую
трансформацию существующей системы с целью улучшения ее характеристик качества, поддерживаемой ею функциональности, понижения стоимости ее сопровождения, вероятности возникновения значимых для заказчика рисков, уменьшения сроков работ по сопровождению системы», становится очевидным, что и миграция, и модернизация систем управления
являются частью деятельности по их реинжинирингу. Как результат, подходы, методы и технологии миграции, модернизации, эволюции систем
управления, следует считать частью методологического и инструментально-технологического обеспечения процесса реинжиниринга систем управления. Такой взгляд на реинжиниринг систем управления согласуется с
таксономией, вводимой в ряде работ [10, 11]. В этих работах авторами делается попытка выстроить систему понятий, соотносимых с данным видом
деятельности. Так, в [12] реинжиниринг систем определяется как «исследование (изучение, обследование) и перестройка исходной системы с целью ее воссоздания в новой форме с последующей реализацией этой новой
формы».
Реинжиниринг систем управления обогревом тепличных комбинатов
можно разделить на три этапа.
На первом этапе производится обследование существующих систем
управления обогревом тепличных комбинатов с целью замены в дальнейшем устаревшей аналоговой автоматики на цифровую, которая обладает
несравненно большими возможностями по реализации сложных и высокоэффективных алгоритмов управления.
Второй этап характеризуется выбором наиболее эффективных методов управления системами обогрева тепличных комбинатов, включающих центральную котельную комбината, а также системы обогрева теплиц.
Выбор методов управления целесообразно осуществлять, руководствуясь целью ресурсосбережения, т.е. выпуска продукции стандартного
качества с наименьшими затратами на ее производство.
Для достижения данной цели необходимо с возможно большей точностью обеспечить выполнение технологических требований при управлении энергоемкими технологическими процессами тепличных комбинатов.
В качестве таких процессов можно указать следующие:
1. Сжигание газа в топках паровых и водогрейных котлов центральной котельной.
2. Нагрев воды в котлах центральной котельной.
3. Нагревание воздуха в теплицах.
При сжигании газа в топках котлов важную роль играет поддержание оптимального соотношения газ-воздух, обеспечивающего их максимальный КПД.
Выбор оптимальной температуры нагрева воды в котлах центральной котельной обеспечивает согласование теплопроизводительности котлов центральной котельной с потребностями теплиц и способствует устранению непроизводительных теплопотерь, а также потерь, связанных со
снижением урожайности выращиваемых в теплицах овощных культур.
Поддержание температуры воздуха в теплицах в соответствии с агротребованиями способствует экономному расходованию тепла и выпуску
продукции стандартного качества.
На третьем этапе необходимо разработать программное обеспечение, реализующее выбранные методы управления на базе программируемых логических контроллеров, и внедрить его в производство.
Реинженеринг систем управления обогревом тепличных комбинатов,
предусматривающий поэтапную трансформацию уже существующих систем, позволяет, в итоге, реализовывать сложные и высокоэффективные алгоритмы управления системами обогрева тепличных комбинатов и выпускать продукцию стандартного качества с наименьшими затратами на ее
производство.
Список литературы:
1. John Bergey, William Hefley, Walter Lamia, Dennis Smith A Reengi-
neering Process Framework, Software Engineering Institute, Carnegie Mellon
University, Pittsburgh, 1995.
2. Bisdal Jesus, Lawless Deirdre, Wu Bing, Grimson Jane, Wade Vincent,
Richardson Ray, & O'Sullivan D. An Overview of Legacy Information System
Migration, APSEC 97, ICSC 97, 1997
3. Kazman R., O'Brein L., Verhoef Ch. Architecture Reconstruction
Cuidelines, SEI CMU August 2001.
4. http://www.citforum.ru/SE/project/isr/www.ispras.ru
5. John K. Bergey, Linda M. Northrop, Dennis B. Smith Enterprise
Framework for the Disciplined Evolution of Legacy Systems, SEI CMU October 1997.
6. Weiderman N., Northrop L., Smith D., Tilley S., Wallnau K. Implications of Distributed Object Technology for Reengineering, CMU/SEI-97-TR005, SEI CMU June 1997.
7. Bergey J., Smith D., Tilley S., Weiderman N., Woods S. Why Reengineering Projects Fail, SEI CMU April 1999.
8. Santiago Comella-Dorda, Kurt Wallnau, Robert C. Seacord, John Robert A Survey of Legacy System Modernization Approaches, Software Engineering Institute (Technical Note CMU/SEI-200-TN-003, 00tn003.pdf), Pittsburgh,
2000.
9. Кротов А.А. и Лупян Е.А. Обзор методов реструктуризации и интеграции информационных систем.
10. Ducasse S. Rґetro-Conception d'Application `a Objets Reengineering
Object-Oriented Applications, Universitґe Pierre et Marie Curie, 2001.
11. Olsem M. R., Sittenauer Ch. Reengineering, Software Technology
Support Center, Technology Report, Volume 1, April 1995,
http://www.stsc.hill.af.mil/reng/.
12. Стандарт ANSI/IEEE Std. 729-1983.