Preview

Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie

Advanced search

Diagnosis and Assessment of Elements Condition of Control Systems for Distributed Infrastructures

Abstract

The article is devoted to the task of condition analysis of control systems for distributed infrastructures based on technical diagnostics and reliability theory procedures and methods. The urgency of the problems to be solved is substantiated, a brief review of scientific publications in this field is carried out, and directions that require further research are analyzed. The concept of "distributed infrastructure", integrating the automation, control, communication and data transmission subsystems within the technological systems is introduced. The model of distributed infrastructure control system is designed, the main processes of its functioning are described. The analysis of elements models of control systems for distributed infrastructure at the component level and interconnection protocols is executed. The diagnostic object is selected, its properties and characteristics are analyzed. A generalized and detailed diagnostic models of the control systems elements are proposed, their mathematical description using the methods of graph theory is performed. An approach to the development of algorithms for estimating the condition of control systems elements is shown, an example is given, and the results of their practical implementation are shown. The method for calculating and analyzing operational and technical parameters of control systems elements based on methods of reliability theory is proposed. The influence of indicators of diagnosis and checking different stages on the operational and technical parameters of the control systems elements is estimated, an example of the use of the proposed method with using the software modeling tool is given. Conclusions on the results of this paper are made, recommendations on their practical application are offered.

About the Authors

V. I. Freyman
Perm National Research Polytechnic University
Russian Federation


A. A. Yuzhakov
Perm National Research Polytechnic University
Russian Federation


References

1. Кон Е. Л., Кулагина М. М. Надежность и диагностика компонентов инфокоммуникационных и информационно-управляющих систем. Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. 310 с.

2. Тюрин С. Ф. Надежность систем автоматизации. Пермь: Изд-во Перм. национ. исслед. политехн. ун-та, 2012. 191 с.

3. Твердохлебов В. А. Задачи контроля и диагностирования в управлении функционированием крупномасштабных систем // Управление развитием крупномасштабных систем MLSD'2016: Материалы Девятой международной конференции: в 2-х томах. Под общей редакцией С. Н. Васильева, А. Д. Цвиркуна. 2016. С. 245-247.

4. Гришин В. Ю., Лобанов А. В., Сиренко В. Г. Функциональное диагностирование в распределенном системном диагностировании многомашинных вычислительных систем // Автоматика и телемеханика. 2002. № 1. С. 154-160.

5. Каравай М. Ф., Пархоменко П. П., Подлазов В. С. Универсальная сетевая структура для отказоустойчивых многопроцессорных систем реального времени // Технические и программные средства систем управления, контроля и измерения: материалы конференции с международным участием. ИПУ им. В. А. Трапезникова РАН. 2010. С. 583-597.

6. Верещака В. А., Густомясов А. Н., Зимин В. В. Диагностические модели технических систем // Инженерный вестник. 2015. № 3. 5 с.

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

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

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

10. Гаврилов А. В., Кон Е. Л., Фрейман В. И. Системы управления телекоммуникационных систем информационно-вычислительных сетей. Стандарты, модели, протоколы: учеб. пособие для вузов. Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. унта, 2005. 101 с.

11. Гуменюк В. М. Надежность и диагностика электротехнических систем. Владивосток: Изд-во Дальневост. гос. техн. ун-та, 2010. 218 с.

12. Фрейман В. И. Применение методов автоматизации при построении программно-аппаратных лабораторных стендов по изучению элементов и устройств промышленных информационно-управляющих и телекоммуникационных систем // Дистанционное и виртуальное обучение. 2017. № 4. С. 102-109.


Review

For citations:


Freyman V.I., Yuzhakov A.A. Diagnosis and Assessment of Elements Condition of Control Systems for Distributed Infrastructures. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2018;19(2):86-94. (In Russ.)

Views: 363


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-6427 (Print)
ISSN 2619-1253 (Online)