📄Работа №76459
Тема: Разработка облачных распределенных систем управления и интеграция в ПOT платформу
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
информационные системы
Объем:
65 листов
Год:
2020
Просмотров:
338
4875
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 5
1 Обзор современной архитектуры промышленных систем 7
1.1 Уровни автоматизированной системы управления технологическим
процессом 7
1.2 Недостатки традиционной архитектуры САУ 10
1.3 Функциональные и технические требования к РСУ 11
1.4 Сервисно-ориентированная архитектура управления производством.. 15
1.5 Миграция современных РСУ/SCADA систем в SOA 18
2 Обзор существующих подходов к проектированию SOA систем 25
2.1 Обзор современных IAAS платформ 25
2.2 Обзор существующих решений облачной РСУ 28
2.3 Обзор существующих решений Web-Scada 35
2.4 Описание стенда для автоматизированного управления облачной
платформой 40
3 Разработка прототипа облачной рсу 45
3.1 Используемые аппаратно-программные средства 45
3.2 Разработка шаблона развертывания облачных РСУ 49
3.3 Тестирование прототипа облачной РСУ 51
Заключение 59
Список используемых источников 60
Приложение А Код программы шаблона автоматического развертывания
облачной РСУ на языке terraform 63
Приложение Б Код программы веб-сервиса для конфигурирования облачной РСУ на языке Python 6 5
1 Обзор современной архитектуры промышленных систем 7
1.1 Уровни автоматизированной системы управления технологическим
процессом 7
1.2 Недостатки традиционной архитектуры САУ 10
1.3 Функциональные и технические требования к РСУ 11
1.4 Сервисно-ориентированная архитектура управления производством.. 15
1.5 Миграция современных РСУ/SCADA систем в SOA 18
2 Обзор существующих подходов к проектированию SOA систем 25
2.1 Обзор современных IAAS платформ 25
2.2 Обзор существующих решений облачной РСУ 28
2.3 Обзор существующих решений Web-Scada 35
2.4 Описание стенда для автоматизированного управления облачной
платформой 40
3 Разработка прототипа облачной рсу 45
3.1 Используемые аппаратно-программные средства 45
3.2 Разработка шаблона развертывания облачных РСУ 49
3.3 Тестирование прототипа облачной РСУ 51
Заключение 59
Список используемых источников 60
Приложение А Код программы шаблона автоматического развертывания
облачной РСУ на языке terraform 63
Приложение Б Код программы веб-сервиса для конфигурирования облачной РСУ на языке Python 6 5
📖 Введение
Направление виртуальных АСУТП и SCADA - мировой инновационный тренд, разработки ведут ряд крупных вендоров систем АСУТП и несколько мировых промышленных концернов. Параллельно с этим под эгидой международных организаций разрабатываются необходимые инновационные технические решения/ спецификации/ стандарты. Сложность перехода от современной системы управления процессами к облачным РСУ и Web Scada состоит в том, чтобы сделать это структурированным образом, постепенно модернизировать высоко интегрированные и привязанные к поставщику стандарты в более открытую структуру, сохраняя при этом функциональность. Появилась необходимость изучить возможность эффективной реализации функций распределенных систем управления и функций операторов управления непрерывными процессами в облачной инфраструктуре и интеграции с архитектурой IIoT [1].
В ходе исследования были выявлены следующие проблемы современных распределенных систем управления:
• Отсутствие гибкости (часто необходимость замены аппаратной части) РСУ при модернизации и внесении изменений;
• При тиражировании ПО на контроллеры нового поколения необходимо полностью или частично переписывать и отлаживать код.
• Отсутствие универсальных решений по непрерывной разработки- тестированию-интеграции различных РСУ.
Также рассмотрены способы перехода из традиционной структуры АСУ ТП в архитектуру, удовлетворяющей следующим принципам Индустрии 4.0:
1. Совместимость - все устройства и машины должны уметь общаться друг с другом на одном языке посредством интернета вещей, т.е. они должны быть совместимы.
2. Прозрачность - создание цифровой копии продукта, сбор данных с микрочипов и датчиков посредством которых устройства общаются.
3. Техническая поддержка - программное обеспечение производит сбор, анализ, систематизацию, визуализацию данных, полученных с датчиков, и помогает человеку принимать решение или принимает их в автоматическом режиме, тем самым высвобождая человеческие ресурсы.
4. Децентрализация управленческих решений, автоматизация различных решений системами, максимально полное замещение человека.
В данной работе представлен подход применения облачных распределенных систем управления непрерывными процессами в облачной инфраструктуре и интеграции с архитектурой IIoT. Приведен оптимальный подход для построения облачной РСУ. Описан процесс разработки прототипа облачной РСУ, а также процесс тестирования прототипа по разработанной программе и методике испытаний.
В главе 1 описана традиционная архитектура САУ, ее проблемы, архитектура SOA в АСУ ТП, миграция традиционной архитектуры в SOA.
В главе 2 приведен обзор на современные IaaS платформы, решения облачных РСУ, требования к программно-аппаратной части разрабатываемой облачной платформы.
В главе 3 описан процесс разработки прототипа облачной РСУ, сервисов автоматизированной сборки РСУ, аппаратной части проекта.
В ходе исследования были выявлены следующие проблемы современных распределенных систем управления:
• Отсутствие гибкости (часто необходимость замены аппаратной части) РСУ при модернизации и внесении изменений;
• При тиражировании ПО на контроллеры нового поколения необходимо полностью или частично переписывать и отлаживать код.
• Отсутствие универсальных решений по непрерывной разработки- тестированию-интеграции различных РСУ.
Также рассмотрены способы перехода из традиционной структуры АСУ ТП в архитектуру, удовлетворяющей следующим принципам Индустрии 4.0:
1. Совместимость - все устройства и машины должны уметь общаться друг с другом на одном языке посредством интернета вещей, т.е. они должны быть совместимы.
2. Прозрачность - создание цифровой копии продукта, сбор данных с микрочипов и датчиков посредством которых устройства общаются.
3. Техническая поддержка - программное обеспечение производит сбор, анализ, систематизацию, визуализацию данных, полученных с датчиков, и помогает человеку принимать решение или принимает их в автоматическом режиме, тем самым высвобождая человеческие ресурсы.
4. Децентрализация управленческих решений, автоматизация различных решений системами, максимально полное замещение человека.
В данной работе представлен подход применения облачных распределенных систем управления непрерывными процессами в облачной инфраструктуре и интеграции с архитектурой IIoT. Приведен оптимальный подход для построения облачной РСУ. Описан процесс разработки прототипа облачной РСУ, а также процесс тестирования прототипа по разработанной программе и методике испытаний.
В главе 1 описана традиционная архитектура САУ, ее проблемы, архитектура SOA в АСУ ТП, миграция традиционной архитектуры в SOA.
В главе 2 приведен обзор на современные IaaS платформы, решения облачных РСУ, требования к программно-аппаратной части разрабатываемой облачной платформы.
В главе 3 описан процесс разработки прототипа облачной РСУ, сервисов автоматизированной сборки РСУ, аппаратной части проекта.
✅ Заключение
Подведем итоги проведенного выпускного квалификационного исследования и охарактеризуем кратко его основные результаты.
Прежде всего, в главе 1 были обозначены проблемы традиционной архитектуры САУ, приведены способы решения данных проблем при переходе от традиционной архитектуры в SOA, описаны шаги миграции из традиционной архитектуры в SOA.
В главе 2 был приведен обзор на современные IaaS платформы, а также на существующие решений виртуальных контроллеров. Были приведены функциональные и технические требования к разработке программно-аппаратной части облака. Были выбран технологический стек, использованный в разработке прототипа облачной РСУ.
В главе 3 был описан процесс разработки прототипа облачной РСУ, приведено описание программно-аппаратной части, используемой в данном проекте.
Таким образом, ценностным предложением разработанной архитектуры и прототипа является:
1. Возможность гибкой модернизации (трансформации) существующих систем управления
2. Возможность построения полностью интегрированных цифровых систем управления
3. Сокращение и минимизация расходов на модернизацию промышленных систем
Прежде всего, в главе 1 были обозначены проблемы традиционной архитектуры САУ, приведены способы решения данных проблем при переходе от традиционной архитектуры в SOA, описаны шаги миграции из традиционной архитектуры в SOA.
В главе 2 был приведен обзор на современные IaaS платформы, а также на существующие решений виртуальных контроллеров. Были приведены функциональные и технические требования к разработке программно-аппаратной части облака. Были выбран технологический стек, использованный в разработке прототипа облачной РСУ.
В главе 3 был описан процесс разработки прототипа облачной РСУ, приведено описание программно-аппаратной части, используемой в данном проекте.
Таким образом, ценностным предложением разработанной архитектуры и прототипа является:
1. Возможность гибкой модернизации (трансформации) существующих систем управления
2. Возможность построения полностью интегрированных цифровых систем управления
3. Сокращение и минимизация расходов на модернизацию промышленных систем
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.