На сегодняшний день практика разработки прикладного программного обеспечения и ведения проектов по АСУ ТП остаётся консервативной. Разработка программного обеспечения чаще всего придерживается строго плана поэтапности, основанного на ГОСТ 19.102–77. Данный процесс является жестким и линейным. Подобный подход был позаимствован из опыта внедрения систем для крупных промышленных производств и прочих ответственных проектов, цели которых явно определены, а риски просчитаны и досконально изучены[1]. Преимущество данного метода состоит в строгом определении временных рамок разработки.
На практике разработка прикладного программного обеспечения для АСУ ТП, как и многие современные направления разработки программных продуктов, требует более гибкого подхода. Любой проект всегда ограничен в ресурсах, а современные тенденции таковы, что ресурсов, чаще временных, на достаточную проработку проекта обычно не хватает. Таким образом, стандартный подход игнорирует динамические изменения в проекте, а конечный продукт тестируется только комплексно и на конечных этапах. Для успешного завершения проекта невозможно предусмотреть и проработать все риски, а целевой функционал системы может меняться в процессе разработки, поэтому наиболее подходящим в данных условиях может являться применение гибких методологий ведения проекта [2].
Так, одним из инструментов разработки прикладного программного обеспечения в рамках гибких методологий является аппаратно-программное моделирование [3]. Благодаря имеющейся аппаратно-программной модели типового объекта управления облегчается и ускоряется разработка программного обеспечения для систем управления. Подобный подход позволяет отрабатывать отдельные блоки и функционал готовой системы управления, что обеспечивает уменьшение количества ошибок, возникающих в процессе разработки программного обеспечения. Кроме того, аппаратно-программное моделирование снижает негативные факторы, возникающие при тестировании системы управления на реальном технологическом процессе и влияющие на него, а также повышает эффективность разработки и функционирования программного обеспечения. На ранних этапах разработки системы управления применение данной методологии помогает выявить проблемы и недостатки разработанных алгоритмов управления и своевременно внести в них корректировки, что обеспечивает итеративность и повышает гибкость разработки программного обеспечения.
На практике в подавляющем количестве случаев разработчик встречается с большим числом изменений в требованиях конечного функционала при внедрении систем автоматизированного управления. Подобный подход помогает своевременно выделять изменения в требованиях и реагировать на них, отрабатывая и тестируя конечную систему поэтапно и модульно. Таким образом, даже если произведенный и успешно протестированный отдельный модуль окажется ненужным в данной системе, то он может быть применен при внедрении будущих систем. Изменения конечных требований могут возникнуть по многим причинам: невозможность или неэффективность заложенных алгоритмов управления, изменение бизнес-процессов технологической линии, корректировка технологической цепи в процессе внедрения системы управления и др.
Для разработки программных модулей, используемых в системах управления типовых объектов малых систем автоматизации, в Санкт-Петербургском Политехническом Университете Петра Великого был разработан проект мобильного стенда изучения принципов промышленной автоматизации и моделирования технологических процессов (рис.1). Данный стенд логически разделяется на две подсистемы: система управления и система моделирования. Ядром каждой системы является отдельный ПЛК, связь между которыми реализована аналоговыми и дискретными сигналами.
Использование ПЛК в системе моделирования облегчает внедрение модели технологического объекта для отработки программных модулей и функционала системы управления. Преимуществом данного подхода моделирования заключается в том, что система управления, а значит и разрабатываемое прикладное программное обеспечение, полностью соответствует внедряемому в реальный технологический процесс. При разработке системы управления нет необходимости внедрять определённый функционал, который позволял бы связываться с моделью объекта управления. Стенд позволяет прорабатывать различные методы решения задач по управлению технологическими процессами и выбирать наиболее эффективные для внедрения в практику.
Список литературы:
1.Хелдман, К. Профессиональное управление проектом / К. Хелдман ; пер. с англ. А. В. Шаврина. – 7-е изд., доп и перераб. – Москва : Лаборатория знаний, 2016. – 760 с.
2.Полковников, А. В. Управление проектами. Полный курс MBA / А. В. Полковников, М. Ф. Дубовик. – Москва : Олимп-Бизнес, 2018. – 552 с.
3.Model-Based Systems Engineering of Process Control for Energy Installations / V. Khokhlovskiy, V. Oleinikov // 2019 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies : материалы конференции, 1–4 октября 2019 г., Владивосток. – [Пискатауэй, Нью-Джерси, США] : IEEE, 2019. – С. 384-389. – DOI 10.1109/FarEastCon.2019.8934790
