Разработка алгоритмов проектирования подсистем сбора и передачи информации автоматизированных систем управления технологическими процессами с требуемыми временными характеристиками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Даденков, Сергей Александрович

• Даденков, Сергей Александрович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Даденков, Сергей Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ АРХИТЕКТУРЫ И ХАРАКТЕРИСТИК РАСПРЕДЕЛЁННЫХ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ЕШЬБВШ

1.1. Архитектура современной распределённой информационно-управляющей системы

1.2. Анализ характеристик распределённых информационно-управляющих систем

1.3. Анализ распространённых промышленных ШеёЬш систем

1.3.1. Промышленные системы с синхронным и асинхронным временным разделением шины данных

1.3.2. Анализ йеЫЬш-систем с алгоритмами случайного множественного доступа

1.4. Постановка цели и основных задач исследования

1.5. Выводы по главе 1

Глава 2. АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ, ПРОЦЕССОВ И ПАРАМЕТРОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РИУС

2.1. Подход к анализу процессов и параметров функционирования РИУС

2.2. Анализ процессов и параметров функционирования полевого уровня ИУС

2.2.1. Анализ параметров прикладного процессора узла LonWorks-системы

2.2.2. Анализ параметров транспортного процессора узла системы

2.2.3. Анализ параметров процессора доступа узла

2.3. Анализ параметров архитектур диспетчерского и полевого уровней РИУС

2.3.1. Анализ архитектуры полевого уровня РИУС

2.3.2. Анализ архитектуры диспетчерского уровня РИУС

2.4. Систематизация факторов функционирования в составе модели РИУС

2.5. Анализ состояния проблемы количественной оценки ВВХ йеЫЬш-систем

2.6. Выводы по главе 2

Глава 3. РАЗРАБОТКА АНАЛИТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И СПОСОБОВ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ВВХ ИУС LONWORKS

3.1. Подход к решению задачи количественной оценки ВВХ ИУС

3.2. Разработка модели и способа оценки ВВХ прикладной подсистемы ИУС LonWorks

3.3. Разработка модели и способа оценки ВВХ транспортной подсистемы LonWorks

3.3.1. Математический анализ подсистемы передачи в режиме насыщения

3.3.2. Разработка модели подсистемы передачи информации

3.3.3. Анализ и учёт разнородных сервисов доставки и видов адресации

3.3.4. Анализ и учёт неоднородности параметров узлов и информационного потока

3.3.5. Анализ и учёт таймеров передачи информационных сообщений

3.3.6. Анализ и учёт принципов распределённого взаимодействия узлов системы

3.3.7. Способ оценки ВВХ модели подсистемы передачи информации РИУС LonWorks

3.4. Способ композиции характеристик транспортной и прикладной подсистем ИУС

3.5. Методика количественной оценки ВВХ РИУС

3.6. Способ базовой оценки временных характеристик ИУС LonWorks

3.7. Выводы по главе 3

Глава 4. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ РИУС LONWORKS

4.1. Цели и задачи имитационного моделирования полевой шины ИУС

4.2. Аналитический обзор и выбор системы имитационного моделирования

4.2.1. Требования и подход к выбору системы моделирования

4.2.2. Анализ характеристик и выбор системы имитационного моделирования

4.3. Разработка имитационной модели функционирования ИУС LonWorks

4.4. Анализ адекватности разработанных аналитической и имитационной моделей

4.4.1. Адекватность модели функционирования распределённой промышленной системы

4.4.2. Количественный анализ достоверности оценок ВВХ разработанных моделей

4.4.3. Анализ функциональной адекватности известных и предложенных моделей

4.4.4. Разработка методики оценки значимости факторов функционирования РИУС

4.4.5. Количественная оценка значимости факторов функционирования ИУС LonWorks

4.5. Выводы по главе 4

Глава 5. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ РИУС С ТРЕБУЕМЫМИ ВЕРОЯТНОСТНО-ВРЕМЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

5.1. Постановка задачи и требований проектирования информационно-управляющей системы

5.2. Анализ подходов к проектированию распределенной полевой инфраструктуры РИУС

с алгоритмами случайного множественного доступа

5.3. Разработка алгоритма проектирования ИУС с заданными стоимостной

и вероятностно-временными характеристиками

5.3.1. Алгоритм проектирования информационно-управляющей системы

5.3.2. Спектр технических решений проектирования промышленной системы LonWorks

5.3.3. Алгоритм выбора технического решения проектирования системы

5.4. Выводы по главе 5

Глава 6. АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ИНФРАСТРУКТУРЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ВУЗА

6.1. Проектирование инфраструктуры автоматизированной системы управления ТУГОДТ

6.1.1. Краткая характеристика АСУиПАЗ ТУГОДТ

6.1.2. Техническое задание на проектирование автоматизированной системы

управления ТУГОДТ

6.1.3. Алгоритм проектирования ИУС с промышленной шиной LonWorks

6.1.4. Проектирование инфраструктуры АСУиПАЗ ТУГОДТ с полевой шиной LonWorks

6.1.5. Анализ результатов проектирования промышленной системы LonWorks

6.2. Внедрение результатов диссертационной работы в учебный процесс

6.3. Выводы по главе 6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Анализ промышленных йеЫЬш-систем с алгоритмами случайного доступа CSMA

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Анализ архитектур диспетчерского и полевого уровней РИУС

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Программная реализация способа количественной оценки ВВХ прикладной подсистемы РИУС

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Программная реализация процедуры расчёта числа узлов-соперников на канал передачи модели транспортной подсистемы ИУС LonWorks

ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Программная реализация процедуры построения модели и способа количественной оценки ВВХ транспортной подсистемы РИУС LonWorks

ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Анализ систем имитационного моделирования

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Фрагменты структур имитационной модели йеЫЬш-системы LonWorks

ПРИЛОЖЕНИЕ К. Свидетельства регистрации разработанных полезных

программ для ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ Л. Акты внедрения результатов диссертационного исследования

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка алгоритмов проектирования подсистем сбора и передачи информации автоматизированных систем управления технологическими процессами с требуемыми временными характеристиками»

ВВЕДЕНИЕ

Продуктивное развитие и интеграция современных средств вычислительной техники, внедрение распределенных информационно-управляющих систем (РИУС) в сфере автоматизации технологических процессов и производств способствуют совершенствованию промышленности и других отраслей народного хозяйства. Распространение в последнее десятилетие получили распределённые автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), подсистемы сбора и передачи информации в которых построены на основе йеЫЬш-технологий. Реализация распределенной автоматизированной системы в инфраструктуре йеЫЬш, объединяющей на низовом (полевом) уровне РИУС датчики и исполнительные механизмы и обеспечивающей процессы управления, сбора, передачи и обработки технологической информации, характеризуемые информационным запаздыванием, существенно определяет качество управления. Недостаточное число отечественных и зарубежных публикаций по данной теме актуализирует решение проблемы создания распределённой системы управления с требуемыми показателями качества. Для этого необходимо проработать комплекс задач, связанных с построением полевой инфраструктуры автоматизированной системы управления. Обеспечение качества управления требует организации функционирования распределённой автоматизированной системы в реальном времени с заданными вероятностными и временными характеристиками (ВВХ) обработки и передачи технологической информации. Актуальными являются задачи разработки адекватных и корректных моделей функционирования, методов анализа и способов количественной оценки характеристик, алгоритма проектирования инфраструктуры распределённой автоматизированной системы управления с требуемыми ВВХ.

Степень разработанности темы. Анализу вероятностных и временных характеристик распределённых АСУ, составляющих их основу йеЫЬш-шин и протоколов функционирования посвящены работы Г.П. Башарина, П.П. Бочарова, В.В. Денисенко, С.Н. Степанова, А.Н. Туенбаева, А.А. Назарова, И.И. Хомичкова, С.Л. Шохора, Д.Ю. Кузнецова, 1 Vinyes, М. М1Бко,мс2, Р. ВисЬЬок, 1 Plonnigs и др.

Недостаточность разработки вопросов количественной оценки ВВХ подсистем сбора и передачи распределённых автоматизированных систем управления обусловлена низкой детализацией моделей с учетом не всех значимых факторов функционирования, влияющих на информационное запаздывание в РИУС. Известные методы оценки ВВХ (интервалов и задержек сбора, передачи и обработки технологической информации) учитывают параметры функционирования промышленных йеЫЬш-систем, корреспондирующие с протоколами физического и канального уровней эталонной модели взаимодействия открытых систем. При этом игнорируются значимые временные задержки, вносимые протоколами вышестоящих уровней модели и принципами обработки и передачи информации элементами йеЫЬш-системы, а также человеко-машинными системами в составе РИУС. Это определяет проблему корректности оценки ВВХ, а значит, и существующих подходов к проектированию ИУС

с заданными характеристиками, обеспечивающими качество управления и эффективность АСУ ТП. Указанное актуализирует решение задач разработки адекватных моделей и методов оценки и обеспечения ВВХ распределённых информационно-управляющих систем с корректной детализацией и учётом значимых факторов функционирования составляющих их fieldbus-шин.

Решение поставленных задач на примере РИУС с наиболее сложной и широко распространённой промышленной шиной LonWorks с протоколом случайного множественного доступа CSMA, применяемым и в других популярных промышленных шинах, определяет обобщённость разрабатываемых и предлагаемых в работе моделей и способов оценки характеристик, алгоритма проектирования. Таким образом, результаты работы применимы для широкого класса систем: LonWorks, Industrial Ethernet, ModbusTCP, EtherNet/IP, DeviceNet, ProfiNet, HSE и др.

Объектом исследования являются распределенные автоматизированные информационно-управляющие системы, подсистемы сбора, обработки и передачи информации которых построены на основе fieldbus-технологий с протоколами случайного множественного доступа (CSMA) и анализируются на примере LonWorks.

Предметом исследования являются алгоритмы проектирования распределённых ИУС, а также сопутствующие аналитические и имитационные модели fieldbus-систем (на примере LonWorks) и методы оценки и обеспечения требуемых вероятностных и временных характеристик обработки и передачи информации.

Цель диссертационной работы состоит в разработке алгоритмов проектирования РИУС с требуемыми вероятностными и временными характеристиками обработки и передачи информации, а также адекватных моделей и способов количественной оценки и обеспечения ВВХ распределённой системы (на примере fieldbus-шины LonWorks), обеспечивающих необходимое качество управления технологическими процессами.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели в рамках диссертационной работы были поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Разработка функциональной модели распределённой автоматизированной ИУС и анализ спектра алгоритмов и параметров протоколов функционирования (на примере промышленной шины LonWorks), потенциально значимо влияющих на вероятностные и временные характеристики сбора, передачи и обработки информации в АСУТП.

2. Создание и применение подхода к построению аналитической модели и способа количественной оценки ВВХ автоматизированной информационно-управляющей системы, учитывающих широкий спектр значимых протокольных и системных факторов функционирования промышленной шины LonWorks.

3. Выбор среды моделирования, построение и анализ имитационной модели распределённой информационно-управляющей системы, учитывающей по сравнению с существующими моделями наиболее полный спектр значимых факторов fieldbus-шины LonWorks.

4. Построение методики оценки значимости влияния на ВВХ факторов модели РИУС, анализируемой на примере системы LonWorks, позволяющей определять группы значимых

факторов, учёт которых необходим для получения адекватных и корректных оценок характеристик запаздывания в АСУТП.

5. Синтез алгоритма проектирования распределённых информационно-управляющих систем с методами случайного множественного доступа CSMA с заданными ограничениями на стоимостную и вероятностно-временные характеристики сбора, обработки и передачи данных, определяющими качество управления технологическими процессами.

6. Реализация предложенных в диссертации моделей, способов и алгоритма проектирования при построении полевой инфраструктуры распределённой автоматизированной системы управления и противоаварийной защиты технологической установки гидроочистки дизельного топлива на основе промышленной шины LonWorks.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложена новая модель РИУС, учитывающая широкий спектр выделенных потенциально значимых факторов функционирования промышленной шины LonWorks, в том числе ранее не анализируемых в известной литературе, требующих учёта для выполнения адекватной и корректной количественной оценки вероятностных и временных характеристик сбора и передачи информации АСУТП.

2. Разработаны оригинальные аналитическая и имитационная модели информационно-управляющей системы LonWorks, позволяющие корректно применять математический аппарат для совместного учёта дисциплин и факторов передачи и обработки технологической информации транспортной и прикладной подсистем модели РИУС и выполнять адекватную количественную оценку её ВВХ.

3. Создана и апробирована методика количественной оценки значимости влияния на ВВХ факторов функционирования автоматизированной ИУС (на примере LonWorks), инвариантная к йеЫЬш-технологии и обеспечивающая возможность определения: малозначимых факторов, отказ от учёта которых позволяет снизить вычислительную сложность расчёта модели; значимых факторов, учёт которых обеспечивает адекватность и корректность оценки характеристик информационного запаздывания АСУ.

4. Впервые предложены общий и частный (для LonWorks) алгоритмы проектирования информационно-управляющих систем с протоколами случайного множественного доступа CSMA, обеспечивающие требуемые вероятностные и временные характеристики обработки и передачи информации, определяющие необходимое качество управления технологическими процессами.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в повышении адекватности и корректности результатов количественной оценки вероятностных и временных характеристик автоматизированной информационно-управляющей системы с полевой технологией LonWorks, что позволяет осуществлять эффективное построение подсистем сбора и передачи информации АСУТП с необходимыми показателями качества.

Результаты диссертационного исследования реализованы в рамках проекта ООО «ЛУКОЙЛ-Информ» (г. Пермь) при проектировании полевой инфраструктуры распределённой автома-

тизированной системы управления и противоаварийной защиты технологической установки гидроочистки дизельного топлива, созданной на основе промышленной шины LonWorks, а также внедрены в учебный процесс подготовки студентов направления 27.04.04 «Управление в технических системах» ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет».

Методология и методы исследования. В ходе решения поставленных задач использовался математический аппарат теории вероятностей и математической статистики, теории марковских цепей, теории систем и сетей массового обслуживания, теории математического моделирования, теории вычислительных систем и программирования, методологии построения имитационных моделей и экспериментов, информационные технологии.

Положения, выносимые на защиту:

1. Аналитический подход к построению модели функционирования и способ количественной оценки ВВХ автоматизированной информационно-управляющей системы с методами случайного множественного доступа CSMA, реализуемые на примере анализа системы LonWorks, обеспечивающие адекватность и корректность разработанных моделей и способа оценки информационного запаздывания сбора, передачи и обработки технологической информации распределённой АСУТП путём учета свойственных ей значимых, ранее не анализируемых в совокупности, протокольных и системных факторов функционирования (п. 4, 8 паспорта специальности).

2. Имитационная модель функционирования ИУС LonWorks, реализованная с использованием агентного дискретно-событийного метода моделирования, позволившего учесть в сравнении с существующими моделями особенности реализации протокольного функционала элементами распределённой подсистемы сбора, передачи и обработки данных АСУТП, что обеспечило адекватность и повысило корректность оценки вероятностных и временных характеристик (п. 4, 8 паспорта специальности).

3. Алгоритм проектирования автоматизированной информационно-управляющей системы с промышленной шиной LonWorks, обеспечивающий требуемые вероятностные и временные характеристики обработки и передачи данных АСУТП путём эффективной организации полевой инфраструктуры распределённой системы (п. 8, 13 паспорта специальности).

4. Результаты апробации алгоритма проектирования при создании полевой инфраструктуры распределённой автоматизированной системы управления и противоаварийной защиты технологической установки гидроочистки дизельного топлива (АСУиПАЗ ТУГОДТ) на основе промышленной шины LonWorks, установившие: соответствие характеристик системы требованиям количества и качества выпускаемой продукции; сокращение стоимости существующей инфраструктуры на 18 %; уменьшение информационного запаздывания на участке АСУТП на 25 %, что способствовало уменьшению среднеквадратичного отклонения серосодержания целевого продукта (п. 8, 13 паспорта специальности).

Область исследования соответствует п. 4, 8 и 13 паспорта научной специальности 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышлености).

Достоверность полученных результатов. Полученные в диссертационной работе результаты не противоречат теоретическим положениям, известным из публикаций других авторов, и подтверждаются результатами апробации и внедрения предложенных в диссертации моделей, методов и алгоритмов на предприятии.

Апробация результатов. Основные результаты работы обсуждались на V Российской мультиконференции по проблемам управления «Управление в технических, эргатических, организационных и сетевых системах», г. Санкт-Петербург, 2012; VI Всероссийской мультиконференции по проблемам управления, г. Санкт-Петербург, 2013; X Всероссийской школе-конференции молодых учёных «Управление большими системами», г. Уфа, 2013; XII Всероссийском совещании по проблемам управления, г. Москва, 2014; XV Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций», г. Казань, 2014; XII Всероссийской научной конференции по проблемам управления в технических системах, г. Санкт-Петербург, 2015; а также на семинарах кафедры «Автоматика и телемеханика» Пермского национального исследовательского политехнического университета.

Результаты диссертационного исследования внедрены:

- в рамках проекта ООО «ЛУКОЙЛ-Информ» (г. Пермь) в ходе проектирования полевой инфраструктуры распределённой АСУиПАЗ ТУГОДТ на основе промышленной шины LonWorks с требуемыми вероятностными и временными характеристиками сбора и обработки информации;

- в учебный процесс кафедры «Автоматика и телемеханика» ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет».

Выполнена регистрация полезных программ ЭВМ по реализации количественной оценки вероятностных и временных характеристик ИУС с промышленной шиной LonWorks, что подтверждается четырьмя авторскими свидетельствами.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, из них 5 -в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов кандидатских диссертаций.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка используемой литературы и приложений. Содержит 200 страниц машинописного текста, из которых основной текст составляет 152 страницы, 76 рисунков и 25 таблиц, список литературы из 105 наименований, приложения (48 страниц).

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ АРХИТЕКТУРЫ И ХАРАКТЕРИСТИК РАСПРЕДЕЛЁННЫХ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ FIELDBUS

Первая глава диссертационной работы посвящена анализу архитектуры и характеристик распределённых информационно-управляющих систем на основе fieldbus-систем. Приведены тенденции и преимущества децентрализации и объединения в РИУС элементов автоматизированных систем управления технологическими процессами и производствами на основе промышленных fieldbus-технологий. Выполнен анализ показателей качества управления технологическими процессами в распределённых системах управления, и отмечено негативное влияние на них спорадического запаздывания сбора, обработки и передачи информации в промышленной fieldbus-системе. Выделена проблема построения АСУТП с необходимым качеством управления в инфраструктуре промышленной системы РИУС, и предложено её решение путём проектирования промышленных шин с требуемыми вероятностными и временными характеристиками. Выполнен анализ распространённых промышленных fieldbus-систем и выделена для исследования наиболее сложная система LonWorks. Выполнена развёрнутая постановка цели и задач для решения сформулированной проблемы обеспечения требуемых характеристик РИУС.

1.1. Архитектура современной распределённой информационно-управляющей системы

В современных условиях развития техники и появления огромных объемов информации особенно важным для повышения эффективности производства на предприятиях становится информационное обеспечение и автоматизация технологических процессов и производств. Задачи автоматизации в настоящее время эффективно решаются с помощью информационно-управляющих систем (ИУС, ICS), к которым относятся и автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУТП) [1, 15, 42, 55]. ИУС АСУТП реализуют процесс управления техническим объектом/технологическим процессом путём коммуникационного взаимодействия объекта управления и управляющей части (датчиков, исполнительных механизмов, контроллеров) [55]. Таким образом, назначением ИУС является сбор, обработка и обмен технологической информацией с/между датчиками, контроллерами, исполнительными устройствами системы, необходимой для принятия обоснованных управленческих решений, реализуемых контроллерами и исполнительными механизмами с целью управления технологическими процессами [36].

Распределённые информационно-управляющие системы (РИУС) являются развитием многофункциональных систем телемеханики (МСТМ) [43, 60] и определяют переход от централизованного к децентрализованному принципу управления процессами системы на основе распределения функций измерения, сбора и обработки технологической информации системы среди множества элементов системы. При этом сохраняются все функциональные тракты систем телемеханики: телеуправление (ТУ), телесигнализация (ТС), телеинформация (ТИ), телерегулирование (ТР), передача данных (ПД), элементы диспетчерского уровня системы (пульты

и щиты). Появление и использование термина РИУС во многом обусловлено бурным развитием и применением йеЫЬш-технологий («полевых» промышленных технологий, шин данных) для построения систем управления и как следствие перехода к децентрализованным телемеханическим архитектурам системы (рисунок 1.1, уровень промышленной системы управления) [5, 88-91]. Основными преимуществами организации распределённых систем становятся:

• Сокращение стоимости системы. Достигается сокращением затрат на кабельную инфраструктуру (замена множества линий связи единой шиной); сокращением объёмов дорогостоящих высокопроизводительных контроллеров (распределение функционала среди «интеллектуальных» узлов); сокращением затрат на ввод в эксплуатацию (простота конфигурирования и использования программно-аппаратного обеспечения).

• Повышение отказоустойчивости системы. Достигается перераспределением и дублированием функционала контроллеров системы среди «интеллектуальных» узлов распределённой системы управления.

• Гибкость системы. Заключается в возможности интеграции различных систем и оборудования с требуемыми характеристиками в рамках единой системы управления.

• Простота установки, сопровождения и диагностики системы. Заключается в сокращении времени реализации процедур с помощью развитых средств отладки системы.

• Высокое быстродействие системы. Достигается «интеллектуальными» алгоритмами и дисциплинами обмена и обработки технологической информации элементами распределённой системы управления.

Наряду с задачами непосредственного управления технологическими процессами (уровнем промышленной системы управления, датчиков и исполнительных механизмов) РИУС решаются задачи «верхнего уровня» системы - сбор, анализ, сохранение и отображение статистической информации (ведение исторических журналов, внедрение автоматизированных систем принятия решений и оптимизации и т.д.). Развитие глобальной транспортной системы Интернет ставит перед разработчиками ИУС новые задачи, в том числе сбор и отображение данных мониторинга технологической информации от территориально удаленных узлов предприятия, и предоставляет возможность использования существующих глобальных систем передачи информации в качестве одного из компонентов архитектуры ИУС. В результате влияния описанных тенденций архитектура РИУС принимает многоуровневое представление (см. рисунок 1.1).

Архитектура современной многоуровневой РИУС содержит следующие уровни и элементы [5, 36, 55]:

1. Уровень промышленной системы управления (технологический, полевой), нижний уровень РИУС, включает два подуровня - уровень датчиков и исполнительных механизмов, контроллерный уровень. Назначением уровня датчиков и исполнительных механизмов является реализация процесса управления технологическими процессами автоматизированной системы путём измерения параметров контролируемых величин процессов узлами-датчиками (Д), генерации и передачи по шине данных технологической информации (измерительной и управляющей),

Рисунок 1.1 - Многоуровневая архитектура современной РИУС

её обработки другими «интеллектуальными» узлами системы, исполнительными механизмами (ИМ), контроллерами (К). Взаимодействие элементов (узлов) системы управления реализуется в промышленной (fieldbus) шине, передача информации между различными фрагментами которой производится с помощь коммуникационного оборудования: повторителей (П), мостов (Мо), маршрутизаторов (Ма), точек доступа (ТД). Взаимодействие уровня промышленной системы с уровнем диспетчеризации (см. ниже) для реализации последним процедур сбора, хранения и анализа статистической информации выполняется с помощью оборудования контроллерного уровня: программируемых логических контроллеров (ПЛК), роль которых также выполняют промышленные персональные компьютеры (ППК), шлюзы (ШЛ), точки доступа.

2. Уровень диспетчерского управления, средний уровень РИУС. Назначением уровня является: сбор, обработка и сохранение на сервере баз данных (СБД) информации о состоянии объектов управления, оборудования промышленной системы, технико-экономических показателях; организация человеко-машинных интерфейсов (Human machine interface, HMI) для реализации функций сбора, обработки и отображения технологической информации с использованием диспетчерских щитов и пультов, а также диспетчерского управления технологическим процессом (Supervisory control and data acquisition, SCADA); выполнение на рабочих станциях (РСТ) административных задач программирования и конфигурации ПЛК, а также оборудования fieldbus-системы. Уровень диспетчеризации традиционно строится на основе локальных информационно-вычислительных систем, примером которых могут выступать системы Ethernet. При этом, как правило, выделяют подуровни управления локальными участками производства, интегрируемые в подуровень управления уровнем производства.

3. Уровень транспортной (глобальной) сети, верхний уровень РИУС. Назначением уровня является организация доступа и передачи информации от/к территориально удалённым объектам (УО) распределённой автоматизированной системы и терминалам (УТ) с целью получения данных мониторинга и совершения управленческих воздействий на удалённые объекты системы посредством глобальных телекоммуникационных систем (Internet).

В условиях постоянного ужесточения требований в области управления технологическими процессами и производствами, в частности повышения требований к быстродействию и качеству управления с целью повышения качества и количества производимой продукции, особый интерес представляет анализ полевого уровня РИУС. При этом, учитывая многоуровневую взаимосвязь элементов распределённой системы, следует отметить влияние на уровень промышленной системы управления гетерогенных (разнородных и разноприоритетных) межуровневых информационных потоков, в том числе человеко-машинных систем. Указанное требует исследования в работе трёхуровневой архитектуры РИУС, включающей уровни диспетчерского управления и промышленной системы (уровень контроллеров, датчиков и исполнительных механизмов).

1.2. Анализ характеристик распределённых информационно-управляющих систем

Наряду с указанными положительными чертами развитой многоуровневой архитектуры РИУС её развитие и усложнение порождают целый спектр новых проблем. Одной из самых существенных является проблема функционирования (быстродействия) РИУС на фоне:

1) увеличения объемов и неоднородности передаваемой, в том числе по промышленным шинам, информации (технологической (измерительной, управляющей), конфигурирования, администрирования), охватывающей все стороны производства и соответственно уровни ИУС;

2) увеличения масштабов промышленных систем управления с увеличением числа уровней иерархии и объёмов используемого информационного и технического обеспечения.

Указанное определяет влияние и накладывает ограничения на быстродействие организации взаимодействия элементов системы управления, реализованной в базисе промышленной системы РИУС, для осуществления управления технологическими процессами с заданными показателями качества. Таким образом, следует выполнить анализ показателей качества управления АСУ, а после проанализировать влияние на неё параметров и характеристик анализируемых в работе распределённых промышленных fieldbus-систем.

Качество процессов управления (регулирования) обычно оценивают по переходной функции, которая представляет собой реакцию системы управления на внешнее воздействие. Качество управления определяется свойствами, характеризующими точность поддержания управляемой величины контролируемого объекта на заданном уровне в переходном режиме (рисунок 1.2) [41].

Рисунок 1.2 - Показатели качества управления и маска переходного процесса

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Даденков, Сергей Александрович, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Антинескул, А.В. Анализ временных задержек LonWorks-систем / А.В. Антинескул, С.А. Даденков, Е.Л. Кон // Научные исследования и инновации. - 2012. - Т. 6, № 1-4. -С. 239-248.

2. Башарин, Г.П. Анализ очередей в вычислительных сетях. Теория и методы расчёта / Г.П. Башарин, П.П. Бочаров, А.Я. Коган. - М.: Наука, 1989. - 336 с.

3. Башарин, Г.П. Сравнительный анализ двух протоколов случайного множественного доступа / Г.П. Башарин, В. А. Ефимушкин, Ю.Н. Прейдунов // Автоматика и вычислительная техника. - 1986. - № 4. - С. 34-39.

4. Башарин, Г.П. Теория сетей массового обслуживания и ее приложения к анализу информационно-вычислительных систем / Г.П. Башарин, Л.А. Толмачев // Итоги науки и техники. Теория вероятностей. Математическая статистика. Теоретическая кибернетика. -1983. - Т. 21 - С. 3-119.

5. Безукладников, И.И. Проектирование и эксплуатация автоматизированных систем диспетчерского управления объектами критической инфраструктуры современного города: учеб. пособие / И.И. Безукладников, Е.Л. Кон, А.А. Южаков. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. - 175 с.

6. Бертсекас, Д. Сети передачи данных / Д. Бертсекас, Р. Галлагер. - М.: Мир, 1989. - 544 с.

7. Бешелев, С.Д. Математико-статистические методы экспертных оценок / С.Д. Бешелев, Ф.Г. Гурвич. - М.: Стандарт, 1980. - 263 с.

8. Блэк, Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы / Ю. Блэк. - М.: Мир, 1990. -

510 с.

9. Боев, В.Д. Компьютерное моделирование. Пособие для практических занятий, курсового и дипломного проектирования в AnyLogic 7 / В.Д. Боев. - СПб.: ВАС, 2014. - 432 с.

10. Борщёв, А.В. Как строить простые, красивые и полезные модели сложных систем / А.В. Борщёв // Имитационное моделирование. Теория и практика: сб. докл. конф. ИММОД - 2013. -Казань: Фэн АН РТ, 2013. - Т. 1. - С. 21-34.

11. Борщёв, А.В. От системной динамики и традиционного ИМ - к практическим агентным моделям: причины, технология, инструменты [Электронный ресурс] / А.В. Борщёв. -Режим доступа: http://www.gpss.ru/paper/borshevarc.pdf (дата обращения: 28.09.2016).

12. Борщёв, А.В. Практическое агентное моделирование и его место в арсенале аналитика [Электронный ресурс] / А. В. Борщёв // Exponenta PRO. - 2004. - Вып. 3-4 (7-8). -С. 38-47. - Режим доступа: http://www.anylogic.ru/upload/iblock/974/974ab649eb5ee163e15e 8e95d7b6a523.pdf (дата обращения: 28.09.2016).

13. Борщёв, А. В. Применение имитационного моделирования в России - состояние на 2007 г. / А.В. Борщёв // Имитационное моделирование. Теория и практика: сб. докл. III Всерос.

науч.-практ. конф. по имитационному моделированию и его применению в науке и промышленности ИММОД - 2007. - СПб.: ФГУП ЦНИИТС, 2007. - Т. 1. - С. 11-16.

14. Бочаров, П.П. Теория массового обслуживания / П.П. Бочаров, А.В. Печинкин. - М.: Изд-во РУДН, 1995. - 529 с.

15. Глушков, В.М. Введение в АСУ / В.М. Глушков. - Киев: Техника, 1972. - 312 с.

16. Даденков, С. А. Анализ значимости факторов коммуникационного стека протоколов LonTalk для разработки адекватных моделей LonWorks-сетей / С. А. Даденков // Тр. XII Всерос. совещ. по проблемам управления. - М.: ИПУ РАН, 2014. - С. 8527-8535.

17. Даденков, С. А. Анализ моделей и методов агентного и дискретно-событийного имитационного моделирования / С.А. Даденков, Е.Л. Кон // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». -2015. - № 5. - С. 35-41.

18. Даденков, С.А. Анализ эффективности механизма прогнозирования нагрузки на канал Predictive p-Persistent CSMA протокола / С.А. Даденков, Е.Л. Кон // Энергетика. Инновационные направления в энергетике. CALS-технологии в энергетике: материалы VI Междунар. науч.-техн. интернет-конф., Пермь, 1-30 ноября 2012 г. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. - С. 272-283.

19. Даденков, С.А. К вопросу построения корректных моделей функционирования LonWorks-сетей / С.А. Даденков, Е.Л. Кон // Современные проблемы математики и её прикладные аспекты: сб. тез. науч.-практ. конф. / Перм. гос. нац. исслед. ун-т. - Пермь, 2013. -C. 32.

20. Даденков, С.А. Метод расчета числа узлов-соперников за канал в сети со случайным множественным доступом, построенной на основе нейрочипов / С.А. Даденков, Е.Л. Кон // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. - 2015. - № 10. - С. 26-32.

21. Даденков, С.А. Подход к построению аналитической модели информационно-управляющей сети LonWorks на основе нейрочипов / С.А. Даденков // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. - 2013. - № 11. - С. 64-69.

22. Даденков, С.А. Разработка корректной аналитической модели LonWorks-сети / С.А. Даденков, Е.Л. Кон // Материалы VI Всерос. мультиконф. по проблемам управления / Юж.-федер. ун-т. - Ростов-н/Д, 2013. - Т. 4. - С. 96-101.

23. Даденков, С.А. Исследование влияния ширины соревновательного окна протокола p-Persistent CSMA на производительность LonWorks-сети / С.А. Даденков, Е.Л. Кон, Д. А. Романов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. - 2013. - № 7. - С. 160-167.

24. Даденков, С.А. Имитационная модель промышленной сети (на примере технологии LonWorks) / С.А. Даденков, Е.Л. Кон, В.В. Чмыков // Проблемы техники и технологии телекоммуникаций: материалы XV Междунар. науч.-техн. конф. - Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2014. - С. 82-84.

25. Даденков, С.А. Алгоритм проектирования промышленной информационно-управляющей сети требуемой производительности (на примере технологии LonWorks) / С.А. Даденков, Е.Л. Кон, А. А. Южаков // Вестник Поволж. гос. технолог. ун-та. Радиотехнические и инфо-коммуникационные системы. - 2014. - № 5 (24). - С. 35-43.

26. Даденков, С. А. Математические модели и количественная оценка времени задержки приложения узла в сенсорных сетях со случайным доступом / С.А. Даденков, Е.Л. Кон, А.А. Южаков // Вестник Поволж. гос. технолог. ун-та. Радиотехнические и инфокоммуника-ционные системы. - 2015. - № 3 (27). - С. 38-53.

27. Даденков, С.А. К вопросу анализа конфигурационных свойств узлов как фактора, влияющего на производительность сети LonWorks / С. А. Даденков, В.В. Чмыков // Научные труды б-^гы. - 2014. - Т. 5, № 1. - С. 84-90.

28. Даденков, С.А. К проблеме анализа производительности промышленных сетей (на примере LonWorks) / С.А. Даденков, В.В. Чмыков // Научные труды - 2014. - Т. 10, № 3. - С. 81-87.

29. Даденков, С. А. Общий алгоритм проектирования распределенных систем управления на основе нейрочипов с методом доступа СБМА / С.А. Даденков // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. - 2016. - № 8. - С. 24-31.

30. Даденков, С.А. Разработка имитационной модели уровня приложений узла LonWorks-сети / С.А. Даденков, В.В. Чмыков // Автоматизированные системы управления и информационные технологии: материалы краев. науч.-техн. конф. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. - С. 278-282.

31. Девятков, В. В. Методология и технология имитационных исследований сложных систем: современное состояние и перспективы развития / В. В. Девятков. - М.: Вузовский учебник: ИНФРА-М, 2013. - 448 с.

32. Денисенко, В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием / В.В. Денисенко. - М.: Горячая линия-Телеком, 2009. - 608 с.

33. Дитрих, Д. Е1В - система автоматизации зданий / Д. Дитрих, В. Кастнер, Т. Саутер, О. Низамутдинов; пер. с нем. под ред. О.Б. Низамутдинова, М.В. Гордеева. - Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2001. - 378 с.

34. Дитрих, Д. LON-технология, построение распределенных приложений / Д. Дитрих, Д. Лой, Г.Ю. Швайнцер; пер. с нем. под ред. О.Б. Низамутдинова. - Пермь: Звезда, 1999. - 242 с.

35. Егоров, С. Выбор языка имитационного моделирования, или не заколачивайте гвозди микроскопом [Электронный ресурс] / С. Егоров. - Режим доступа: http://www.anylogic.ru/blog? page=post&blog=blog_RU&id=173 (дата обращения: 28.09.2016).

36. Казаринов, Л.С. Автоматизированные информационно-управляющие системы. Часть 2 / Л.С. Казаринов, О.В. Попова, Т.А. Барбасова. - Челябинск: Изд-во Юж.-Урал. гос. ун-та, 2007. - 147 с.

37. Кельтон, В. Имитационное моделирование. Классика CS / В. Кельтон, А. Лоу. -3-е изд. - СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2004. - 847 с.

38. Клейнрок, Л. Вычислительные системы с очередями / Л. Клейнрок. - М.: Мир, 1979. - 600 с.

39. Крылов, В.В. Теория телетрафика и ее приложения / В.В. Крылов, С.С. Самохвалова. -СПб.: БХВ, 2005. - 288 с.

40. Литвак, Б.Г. Экспертные оценки и принятие решений: монография / Б.Г. Литвак. -М.: Патент, 1996. - 190 с.

41. Лукас, В.А. Основы теории автоматического управления: учеб. для вузов / В.А. Лукас. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. - 416 с.

42. Мамиконов, А.Г. Основы построения АСУ: учеб. для вузов / А.Г. Мамиконов. - М.: Высшая школа, 1981. - 248 с.

43. ГОСТ IEC 60870-4-2011. Межгосударственный стандарт. Устройства и системы телемеханики. Часть 4. Технические требования. - М.: Стандартинформ, 2014. - 23 с.

44. Мельников, Ю.Б. Об адекватности модели / Ю.Б. Мельников, Ю.Ю. Мельникова, Н.В. Мельникова // Вестник Том. гос. пед. ун-та. - 2006. - № 3. - С. 11-15.

45. Назаров, А.А. Исследование сети связи, управляемой адаптивным протоколом случайного множественного доступа, в условиях критической загрузки / А. А. Назаров, Д.Ю. Кузнецов // Проблемы передачи информации. - 2004. - № 3. - С. 69-80.

46. Назаров, A.A. Математическое моделирование сети связи случайного множественного доступа / A.A. Назаров, А.Н. Туенбаева // Информационные технологии и математическое моделирование: материалы III Всерос. науч.-практ. конф. - Томск, 2004. - С. 51-56.

47. Назаров, A.A. Исследование компьютерной сети связи, управляемой протоколом случайного множественного доступа / A.A. Назаров, А.Н. Туенбаева // Вестник Новосибир. гос. ун-та. Информационные технологии. - 2005. - Т. 2, вып. 1. - С. 74-80.

48. Назаров, А.А. Исследование устойчивости сетей связи, управляемых протоколами случайного доступа с оповещением о конфликте / А.А. Назаров, Е.Л. Туренова // Автоматика и вычислительная техника. - 2001. - № 4. - С. 32-43.

49. Назаров, А.А. Общий подход к исследованию марковских моделей сетей передачи данных, управляемых статическими протоколами случайного множественного доступа / А.А. Назаров, С. А. Цой // Автоматика и вычислительная техника. - 2004. - № 4. - С. 73-85.

50. Назаров, А.А. Исследование сети со статическим ^-настойчивым протоколом случайного множественного доступа «Алоха» / А.А. Назаров, Н.М. Юревич // Автоматика и вычислительная техника. - 1995. - № 31. - С. 68-78.

51. Новиков, Ю. В. Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование / Ю.В. Новиков, С В. Кондратенко. - М.: ЭКОМ, 2000. - 308 с.

52. Области применения системы имитационного моделирования AnyLogic [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.anylogic.ru/application-areas (дата обращения: 28.09.2016).

53. Олифер, В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: учеб. для вузов / В.Г. Олифер, Н А. Олифер. - 4-е изд. - СПб.: Питер, 2010. - 944 с.

54. Проекты по разработке имитационных приложений компании ООО «Элина-Компьютер» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://elina-computer.ru/static/proekty.html (дата обращения: 28.09.2016).

55. Пьявченко, Т.А. Автоматизированные информационно-управляющие системы / Т. А. Пьявченко, В.И. Финаев / Технолог. ин-т ЮФУ. - Таганрог, 2007. - 271 с.

56. Саати, Т.Л. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения / Т.Л. Саати. -М.: Сов. радио, 1971. - 519 с.

57. Смирнов, А. Н. Верификация цифровых динамических моделей крупных энергообъединений по данным СМПР: дис. ... канд. техн. наук: 05.14.02 / А.Н. Смирнов. - М., 2014. - 202 с.

58. Степанов, С. Н. Асимптотический анализ моделей с повторными вызовами в области больших потерь / С.Н. Степанов // Проблемы передачи информации. - 1993. - № 3. - С. 54-75.

59. Степанов, С.Н. Оценка вероятностных характеристик моделей с повторными вызовами / С.Н. Степанов, И.И. Цитович // Модели распределения информации и методы их анализа: тр. X Всесоюз. шк.-семинара по теории телетрафика. - М., 1988. - С. 4-12.

60. ГОСТ 26.005-82. Телемеханика. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2005. - 11 с.

61. Тирш, Ф. Введение в технологию LonWorks / Ф. Тирш. - М.: Энергоатомиздат, 2001. - 144 с.

62. ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009). Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия. -М.: Стандартинформ, 2009.

63. Туенбаева, А.Н. Вероятностно-временные характеристики сети связи / А.Н. Туен-баева // Вестник Евраз. нац. ун-та им. Л.Н. Гумилева. - 2004. - № 3. - С. 168-175.

64. Туенбаева, А.Н. Стационарный режим в сети, управляемой протоколом Л-настой-чивого доступа с оповещением о конфликте / А.Н. Туенбаева // Вестник Восточ.-Казахстан. гос. техн. ун-та им. Д. Серикбаева. - 2005. - № 2 (28). - С. 128-132.

65. Туенбаева, А.Н. Исследование пакетной радиосети, управляемой протоколом СБМА/СА / А.Н. Туенбаева // Вестник Павлодар. гос. ун-та им. С. Торайгырова. Серия «Энергетическая». - 2005. - № 3. - С. 18-25.

66. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств: федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. Сер. 9, вып. 37. - 2-е изд., доп. - М., 2013. - 126 с.

67. Холодов, А.Ю. Метод вероятностных графов для систем массового обслуживания (СМО) с циклической дисциплиной обслуживания / А.Ю. Холодов // Южно-российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. - 2006. - № 8 (21). - С. 373-378.

68. Хомичков, И.И. Исследование моделей локальной сети с протоколом случайного множественного доступа / И.И. Хомичков // Автоматика и телемеханика. - 1993. - № 12. -С. 89-90.

69. Хомичков, И.И. Модель локальной вычислительной сети с 1-настойчивым протоколом множественного доступа / И.И. Хомичков // Математические методы исследования сетей связи и сетей ЭВМ. - 1990. - № 2. - С. 151-152.

70. Хомичков, И.И. Модель локальной сети с протоколом доступа CSMA/CD / И.И. Хомичков // Автоматика и вычислительная техника. - 1988. - № 5. - С. 53-58.

71. Хомичков, И.И. Об оптимальном управлении в сети передачи данных со случайным множественным доступом / И.И. Хомичков // Автоматика и телемеханика. - 1991. - № 8. -С.176-188.

72. Шварц, М. Сети ЭВМ: анализ и проектирование / М. Шварц. - М.: Радио и связь, 1981. - 400 с.

73. Шеннон, Р. Имитационное моделирование систем - искусство и наука / Р. Шеннон. -М.: Мир, 1978. - 418 с.

74. Шохор, С. Л. Эргодичность цепей Маркова с ленточным графом и их применение к задачам анализа условий существования стационарных режимов в сетях связи с динамическими протоколами случайного множественного доступа / С.Л. Шохор // Проблемы передачи информации. - 2001. - № 2. - C. 3-18.

75. Шрайбер, Т.Дж. Моделирование на GPSS / Т.Дж. Шрайбер; пер. с англ.; под ред. М.А. Файнберга. - М.: Машиностроение, 1980. - 592 с.

76. Aminifar, A. Control-quality driven design of cyber-physical systems with robustness guarantees / A. Aminifar, P. Eles, Z. Peng, A. Cervin // In Design, Automation and Test in Europe (DATE). - 2013.

77. Aminifar, A. Stability and worst-case performance analysis of sampled-data control systems with input and output jitter / A. Aminifar, P. Eles, Z. Peng, A. Cervin // Proc. of the 2012 American Control Conference (ACC). - 2012.

78. Anisimov, V.V. Averaging methods for transient regimes in overloading retrial queueing systems / V.V. Anisimov // Mathematical and Computer Modelling. - 1999. - Vol. 30, iss. 3-4. -Р. 65-78.

79. Buchholz, P. Analytical analysis of access-schemes of the CSMA type / P. Buchholz, J. Plonnigs // Proc. of IEEE International Workshop on Factory Communication Systems WFCS. -2004. - Wien, 2004. - Р. 127-136.

80. Chan, W.K.V. Agent-based simulation tutorial - simulation of emergent behavior and differences between agent-based simulation and discrete-event simulation / W.K.V. Chan, Y.J. Son, C M. Macal // Proc. of the Winter Simulation Conference, 5-8 December, 2010, Baltimore, Maryland.

81. Falin, G.I. A survey of retrial queues / G.I. Falin // Queueing Systems. - 1990. - Vol. 7. -Р. 127-167.

82. Falin, G.I. On sufficient conditions for ergodicity of multichannel queueing systems with repeated calls / G.I. Falin // Advanced in Applied Probability. - 1984. - Vol. 16. - Р. 447-448.

83. Falin, G.I. Single-line repeated orders queueing systems / G.I. Falin // Optimization. -1986. - Vol. 17. - Р. 649-667.

84. Falin, G.I. Retrial queues / G.I. Falin, J.G.C. Tempeton. - London: Chapman and Hall, 1997. - 328 р.

85. IEC 61499-1(2005). Function blocks - Part 1: Architecture. - 2005. - 114 р.

86. Hong, S.H. Bandwidth allocation scheme in the CAN protocol / S.H. Hong, W.H. Kim // Control Theory and Applications: IEEE Proc. - 2000. - Vol. 147. - Р. 37-44.

87. Hong, S.-H. A bandwidth allocation scheme in fieldbuses / S.-H. Hong, J.-H. Lee // International Journal of Control, Automation, and Systems. - 2010. - № 8 (4). - Р. 831-840.

88. IEC 61158-2(2014). Industrial communication networks. Fieldbus specification. Part 2: Physical layer specification and service definition. - 2014. - 1012 р.

89. ITU-T Recommendation Y.1540. Internet protocol data communication service - IP packet transfer and availability performance parameters. - 2011.

90. ITU-T Recommendation Y.1541. Network performance objectives for IP-based services. - 2006.

91. ITU-T. Ubiquitous Sensor Networks (USN) // ITU-T Watch Briefing Report Series, No. 4. -ITU-T. - Geneva, 2008.

92. Klimenok, V.I. Optimization of dynamic management of the operating mode of data systems with repeat calls / V.I. Klimenok // Automatic Control and Computer Sciences. - 1993. -Vol. 24, iss. 1. - Р. 23-28.

93. Köhler, W. Simulation of a KNX network with EIBsec protocol extensions: building a KNX network with a simulation framework / W. Köhler. - 2010. - 140 р.

94. Lian, F.-L. Network design consideration for distributed control systems / F.-L. Lian, J. Moyne, D. Tilbury // IEEE Transactions on Control Systems Technology. - 2010. - Vol. 10, iss. 2. -Р. 297-307.

95. Lian, F.-L. Performance evaluation of control networks: Ethernet, ControlNet, and DeviceNet. Technical Report: UM-MEAM-99-02 / F.-L. Lian, JR. Moyne, D.M. Tilbury. - 1999. -Режим доступа: http://www-personal.umich.edu/~tilbury/papers/lmt99csm.pdf (дата обращения: 28.09.2016).

96. LonTalk protocol specification: ANSI/CEA-709.1-B. - United States, 2006.

97. Miskowicz, M. Access delay in LonTalk MAC protocol / M. Miskowicz // Computer Standards & Interfaces. - Nederland: Elsevier Science Publishing Company, 2009. - Р. 548-556.

98. Miskowicz, M. Analysis of mean access delay in variable-window CSMA / M. Miskowicz // Sensors. Schweiz: Molecular Diversity Preservation International. - 2007. - Vol. 7. - Р. 3535-3559.

99. Miskowicz, M. Latency characteristics of event-driven task scheduler embedded in neuron chip / M. Miskowicz // IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security. -2007. - Vol. 7, iss. 12. - P. 132-149.

100. Moshe, K. Collision resolution simulation for distributed control architectures using LonWorks / K. Moshe // IEEE International Conference on Automation Science and Engineering. -Edmonton, 2005. - P. 319-326.

101. Stepanov, S.N. Asymptotic formulae and estimations for probability characteristics of full-available group with absolutely persistent subscribers / S.N. Stepanov // Problems of Control and Information Theory. - 1983. - Vol. 12. - P. 361-369.

102. Stepanov, S.N. Probabilistic characteristics of an incompletely accessible multi-phase service system with several types of repeated call / S.N. Stepanov // Problems of Control and Information Theory. - 1981. - Vol. 10. - P. 1-12.

103. Takacs, L. A single-server queue with feedback / L. Takacs // The Bell System Technical Journal. - 1963. - March.

104. Tindell, K. Calculating controller area network (CAN) message response times / K. Tindell, A. Burns, A.J. Wellings // Control Engineering Practice. - 1995. - Vol. 3, iss. 8. -P.1163-1169.

105. Vinyes, J. Throughput analysis of p-CSMA based LonTalk protocols for building management systems / J. Vinyes, E. Vazquez, T. Miguel // Proc. of Mediterranean Electrotechnical Conference. - 1996. - Vol. 3. - P. 1741-1744.