Разработка веб-сервиса для контроля над автоматизированной системой управления приточными установками по сети Интернет

Содержание
Введение
Основная часть
1.Аналитическая часть
1.1 Описание деятельности предприятия
1.1.1 Характеристика предприятия и его деятельности……………………2
1.1.2 Структурно-функциональная диаграмма организации деятельности «КАК ЕСТЬ»…………………………………………………………………..4
1.2 Характеристика комплекса задач, задачи и обоснование необходимости автоматизации
1.2.1 Выбор комплекса задач автоматизации и характеристика существующих бизнес процессов……………………………………………..8
1.2.2 Определение места проектируемой задачи в комплексе задач……….10
1.2.3 Сущность задачи и предметная технология её решения………………11
1.2.4 Обоснования необходимости использования вычислительной техники для решения задачи…………………………………………………………….13
1.3 Развёрнутая постановка целей, задачи и подзадач автоматизации
1.3.1 Цели и назначение автоматизированного варианта решения задачи….16
1.3.2 Подзадачи автоматизации и функциональная ИТ их решения…………17
1.3.3 Формализация расчётов показателей…………………………………….21
1.4 Обоснование проектных решений
1.4.1 Обоснование проектных решений по техническому обеспечению……22
1.4.2 Обоснование проектных решений по программному обеспечению…..24
2.Проектная часть
2.1Разработка проекта автоматизации: информационный менеджмент
2.1.1 Разработка и описание проекта автоматизации, плана-графика автоматизации и сетевой модели задач………………………………………..25
2.1.2 Оценка стоимостных параметров проекта автоматизации……………..29
2.2 Информационное обеспечение задачи
2.2.1 Информационная модель и её описание…………………………………30
2.2.2 Используемые классификаторы и системы кодирования………………32
2.2.3 Характеристика нормативно-справочной и входной оперативной информации………………………………………………………………………33
2.2.4 Характеристика базы данных……………………………………………..34
2.2.5 Характеристика результатной информации…………………………..…35
2.3 Программное и технологическое обеспечение задачи
2.3.1 Общие положения (дерево функций и сценарий диалога)……………..37
2.3.2 Схемы технологического процесса сбора, передачи, обработки и выдачи информации………………………………………………………………………38
2.4Контрольный пример реализации проекта и его описание
3 Обоснование экономической эффективности проекта
3.1 Выбор и обоснование методики расчёта экономической эффективности…………………………………………………………………..39
3.2 Расчёт показателей экономической эффективности проекта…………….40

Разработка веб-сервиса для контроля над автоматизированной системой управления приточными установками по сети Интернет

Все команды оператора журналируются в системе.1.2.2 Определение места проектируемой задачи в комплексе задачТаким образом, разрабатываемая система будет дублировать все функции диспетчерской, управление системой будет осуществляться удаленно через интернет.Задачей данного проекта будет являться повышение эффективности работы оператора путем масштабируемости АС управления системой вентилирования компании «Мултон» за счет внедрения web-интерфейса. На основе предложенного описания процесса работы «Как должно быть» [7], задачу можно поставить следующим образом:1. Необходимо разработать журнал отображения показания датчиков системы;2. Нужно разработать удобный интерфейс для подачи команд управляющему контроллеру системы;3. Необходимо разработать журнал отображения действий оператора и системныхсобытий системы.1.2.3 Обоснование необходимости использования вычислительной техники для решения задачи.В наше время компьютеры и прочие периферийные устройства вычислительной техники облегчают нам жизнь, программные обеспечения, стали неотъемлемой частью трудового дня. Благодаря интернету, появилась возможность масштабировать любые информационные системы. Как упоминалось выше АС управления системой вентилирования имеет два режима управления:местный (с электрического щита);дистанционный (по команде оператора из диспетчерской).Ни один из этих способов не позволяет управлять системой удаленно, сотруднику приходится постоянно совершать обход, который занимает порядка 30 минут. За это время может произойти сбой на одном из участков системы, а оператор узнает об этом только при следующем обходе. Нарушение работы вентиляционной системы нарушает технологический процесс, что ведет к производству некачественной продукции, поэтому компании необходима ИС дистанционного управления для постоянного контроля показателей системы без обхода всех щитов управления.1.2.4 Обоснования необходимости использования вычислительной техники для решения задачиОценка потоков информации и расходов на выполнение операций приведены в таблицах 1.1-1.2 [4].Таблица 1.1Оценка потоков информацииЭтапы процессаЧастота возникновения, в месяцТип обработки данныхРучнойАвтоматизированныйВременные затраты, мин.Вып. действияВременные затраты, мин.Вып. действияПросмотр показаний датчиков на всех пультах100030Показания датчиков дежурный собирает с нескольких пультов (для каждого цеха)5Показания датчиков представлены в виде таблицыПодача команд контроллеру200015Подача команд контроллеру осуществляется с нескольких пультов5Подача команд контроллеру осуществляется с использованием web-интерфейсаТаблица 1.2Расходы на выполнение операцийВид расходаТип обработки данныхРучнойАвтоматизированныйМинутыВ рубляхМинутыВ рубляхЗатраты на снятие показаний датчиков3080515Затраты на подачу команд1540515На обход всех терминалов дежурным оператором затрачивается около 30 минут времени, на подачу команд – 15 мин. Заработная плата сотрудника 25000 рублей в месяц, следовательно, снятие показаний с датчиков обходится компании в 80 рублей, подача команды в 15 рублей.При внедрении проектируемой ИС у дежурного оператора появится возможность видеть показания всех датчиков в виде таблицы, а подавать команды управляющему контроллеру через web-интерфейс.1.3 Развёрнутая постановка целей, задачи и подзадач автоматизации1.3.1 Цели и назначение автоматизированного варианта решения задачиЦелями автоматизации являются повышение эффективности управления и контроля работы системы вентилирования [6].Цели с точки зрения достижения прямого эффекта:Значительное сокращение временных затрат на снятие показаний датчиков;Значительное сокращение временных затрат на подачу команд управляющему контроллеру;Полная автоматизация процесса подготовки отчёта.Назначение автоматизированного варианта решения задачи:Обеспечение возможности просмотра и анализа датчиков системы вентилирования через интернет;Обеспечение возможности управления системой вентилирования через интернет.1.3.2 Подзадачи автоматизации и функциональная ИТ их решенияДля достижения поставленных целей и решения задач автоматизации наиболее целесообразно будет использовать клиент-серверную архитектуру системы [1]. Серверную часть программы нужно будет расположить на удалённом сервере. Доступ к серверной части программы осуществляется через сеть Internet.1-й уровень – «тонкий клиент». Обычный браузер используется дежурным оператором. 2-й уровень архитектуры - это web-сервер с маршрутизатором запросов. Web-сервер может быть любой. На web-сервере устанавливается специальное программное обеспечение для работы с управляющим контроллером системы вентилирования. Последний, 3 - уровень - это СУБД. БД может быть установлена также на другом сервере. 3-х уровневая архитектура позволяет обеспечить практически неограниченную масштабируемость системы. Отдельные ее части могут устанавливаться на разных серверах с разными операционными системами. Первичной информацией будут являться показания датчиков. Для функционирования системы понадобятся следующие экранные формы:форма подачи команд управляющему контроллеру;форма просмотра журнала системных событий.Данные о работе АС управления системой вентилирования компании «Мултон» будут находиться в следующих таблицах БД:«Журнал» - таблица, содержащая полную информацию обо всех системных событиях системы.«Показатели» - таблица, в которой хранится информация о показаниях датчиков системы.1.3.3 .Формализация расчётов показателей в подзадачах автоматизацииИС дистанционного управления системой вентилирования не содержит в своем составе алгоритмов расчета.1.4 Обоснование проектных решений1.4.1 Обоснование проектных решений по техническому обеспечениюТехническое обеспечение информационных систем – это комплекс технических средств, обеспечивающих работу информационной системы, соответствующей документации на эти средства и технологические процессы [1].Комплекс технических средств включает: компьютеры любых моделей;устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации;устройства передачи данных и линий связи;оргтехника и устройства автоматического съема информации;эксплуатационные материалы и др. Минимальные требования к серверу данных:процессор Core 2 Duo от 1.5 ГГц;объем оперативной памяти от 2048 Мб;наличие жестких дисков и контроллеров SCSI или SAS;объем жестких дисков от 200 Гб в RAID массиве 5 или 10 уровней.Минимальные требования к рабочим станциям:поддержка процессора Intel Core от 1600 МГц и выше;объем оперативной памяти от 1024 Мб;объем жесткого диска от 60 Гб.Система резервного питания должна предусматривать источники питания с возможностью бесперебойной работы до 15 минут.Схема рабочего места сотрудника представлена на рисунке 1.3. Общая архитектура сети организации представлена на рисунке 1.4.Рис. 1.3 - Схема рабочего места сотрудникаРис. 1.4 – Схема локальной сетиКомпьютеры объединены в локальную сеть. Компьютеры сети имеют выход в интернет через маршрутизатор.1.4.2 Обоснование проектных решений по программному обеспечениюПрограммное обеспечение - комплекс программ, обеспечивающих обработку или передачу данных, предназначенных для многократного использования и применения разными пользователями [2]. По видам выполняемых функций программное обеспечение подразделяется на системное, прикладное и инструментальное. В компании «Мултон» используется операционная система Windows XP. Система Windows XP отличается простым в использовании интерфейсом, который позволяет легко и быстро выполнять поиск необходимых данных как на компьютере, так и в Интернете, помогает повысить эффективность работы компании. Новые возможности обеспечения безопасности помогают контролировать и защищать ключевые сведения, которые важны для организации и от которых зависит доверие клиентов.В качестве СУБД будет использован MySQL.MySQL – это одна из самых популярных и самых распространенных СУБД (система управления базами данных) в интернете. Она не предназначена для работы с большими объемами информации, но ее применение идеально для интернет сайтов, как небольших, так и достаточно крупных.MySQL отличатся хорошей скоростью работы, надежностью, гибкостью. Работа с ней, как правило, не вызывает больших трудностей. Поддержка сервера MySQL автоматически включается в поставку PHP.Немаловажным фактором является ее бесплатность. MySQL распространяется на условиях общей лицензии GNU (GPL, GNU Public License).2. Проектная часть2.1Разработка проекта автоматизации: информационный менеджмент2.1.1 Разработка и описание проекта автоматизации, плана-графика автоматизации и сетевой модели задачПеречень работ [4] по разработке системы удаленного управления системой вентилирования компании «Мултон» представлен в таблице 2.1.Рис. 2.1 – Перечень работ по разработке системыДиаграмма Ганта представлена на рис. 2.2.Рис. 2.2 – Диаграмма Ганта2.1.2 Оценка стоимостных параметров проекта автоматизацииОценка стоимости и цены разработки представлена на рис. 2.3Рис. 2.3 – Стоимость выполнения каждого этапа и всего проекта2.2 Информационное обеспечение задачи2.2.1 Информационная модель и её описаниеИнформационная модель представляет собой схему, отражающую преобразование информационных реквизитов от источников информации до её получателей. Модель может быть построена в соответствии с описанием схемы данных ГОСТ. При построении модели в рамках неё могут быть семь логических уровней:источники информации;первичные документы или файлы;таблицы с первичными документами;таблицы с промежуточной информацией;таблицы с результатной информацией;результатные документы или файлы;получатели информации.Методика разработки информационной модели предполагает моделирование нового варианта организации информационной системы предметной области («КАК ДОЛЖНО БЫТЬ»), а именно:полного состава информации, необходимой для решения комплекса задач данной ИС;отражение этой информации на всех типах носителей;отражение процесса преобразования информации, начиная от получения первичной переменной и условно-постоянной информации, загрузки ее в файлы с и заканчивая получением файлов с результатной информацией и выдачей ее пользователю;состава исходных первичных документов и распределение их по задачам;источники и способы получения первичной информации;состава файлов с первичной, условно-постоянной, промежуточной и результатной информацией;информационную потребность для каждой задачи комплекса;адресатов выдачи и получения результатной информации. В описании информационной модели необходимо объяснить, на основе каких входных документов и какой нормативно-справочной информации происходит выполнение функций по обработке данных и формирование конкретных выходных документов.Информационная модель представляет собой схему, отражающую преобразование информационных реквизитов от источников информации до её получателей или, иными словами, процесс обработки информации в информационной системе.Рис. 2.4 - Информационная модель ИСКак видно из схемы система записывает все показания датчиков в таблицу «Показатели». Проанализировав последние показатели системы дежурный сотрудник отдает управляющему контроллеру команды для стабилизации показателей системы. Все эти действия журналируются системойВыходной информацией ИС является отчет о работе системы.2.2.2 Используемые классификаторы и системы кодированияСистема кодирования, используемая в системе, приведена в таблице 2.1.Таблица 2.1Система кодирования используемая в системеНаименование кодируемого множества объектовЗначность кодаСистема кодированияСистема классификацииВид классификатораИД события4ПорядковаяОтсутствуетЛокальныйИД события – идентификатор события, присваивается при совершении каких-либо действий оператором, и используется для контроля уникальности записей.2.2.3 Характеристика нормативно-справочной и входной оперативной информацииВходной информацией является форма консоли подачи команд, представленная на рис. 2.5.Рис. 2.5 – Форма консоли подачи команд2.2.4 Характеристика базы данныхНа основе модели BPwin можно построить модель данных. Для построения модели данных Computer Associates предлагает мощный и удобный инструмент -ERwin.ERwin создает визуальное представление (модель данных) для решаемой задачи. Это представление может использоваться для детального анализа, уточнения и распространения как части документации, необходимой в цикле разработки. Однако ERwin далеко не только инструмент для рисования. ERwin автоматически создает базу данных (таблицы, индексы, хранимые процедуры, триггеры для обеспечения ссылочной целостности и другие объекты, необходимые для управления данными).В ERwin существуют два уровня представления и моделирования - логический и физический. Логический уровень означает прямое отображение фактов из реальной жизни. Например, люди, столы, отделы, собаки и компьютеры являются реальными объектами. Они именуются на естественном языке, с любыми разделителями слов (пробелы, запятые и т.д.). На логическом уровне не рассматривается использование конкретной СУБД, не определяются типы данных (например, целое или вещественное число) и не определяются индексы для таблиц.Целевая система управления базами данных, имена объектов и типы данных, индексы составляют второй (физический) уровень модели ERwin.ERwin предоставляет возможности создавать и управлять этими двумя различными уровнями представления одной диаграммы (модели), равно как и иметь много вариантов отображения на каждом уровне.На логическом уровне данные не связаны с конкретной системой управления базами данных, поэтому могут быть наглядно представлены даже для неспециалистов.Физический уровень данных - это по существу отображение системного каталога, который зависит от конкретной реализации системы управления базами данных. ERwin позволяет проводить процессы прямого и обратного проектирования баз данных.