Файл: Матлин Г.М. Проектирование оптимальных систем производственной связи.pdf

систем автоматического регулирования, телесигнализации, телеиз­ мерения и телеуправления. Это достигается либо за счет включе­ ния в состав системы связи специальных устройств, либо за счет совместного использования сети линейных сооружений промышлен­ ных предприятий.

Таким образом, средства связи являются составной частью тех­ нической базы систем управления, предназначенной для обеспече­ ния доставки информации и осуществления действия других сос­ тавных частей этой базы.

Требования к производственной связи. Говоря о системе связи как элементе технической базы систем управления, нужно под­ черкнуть, что как техническая база в целом, так и составные ее части должны удовлетворять потребностям системы управления, которую они обслуживают, соответствовать этой системе. Так, на современных металлургических заводах нет возможности органи­ зовать связь с помощью костров, как в свое время запорожские казаки, использовавшие костры для предупреждения о нападении врагов, не смогли бы найти применения средствам связи современ­ ного металлургического завода.

Обеспечение соответствия системы управления и ее технической базы должно быть достигнуто по одному или нескольким пока­ зателям:

—объему сообщений, передаваемому в единицу времени;

—времени доставки заданного объема сообщений;

—достоверности доставляемой информации;

—экономичности передачи информации.

О б ъ е м с о о б щ е н и й , п е р е д а в а е м ы й в е д и н и ц у

средства доставки информации. В противном случае должны при­ меняться современные средства, обладающие высокой пропускной способностью.

Если для управления технологическим процессом, длящимся время Т, требуется объем сообщений V, то способ доставки инфор­ мации должен выбираться исходя из неравенства

(1.13).

В р е м я д о с т а в к и и н ф о р м а ц и и а д р е с а т у склады­ вается из времени составления адреса, подготовки информации, различного рода ожиданий в процессе установления соединения, времени передачи, а также времени получения информации адре­ сатом. Для большинства реальных систем управления производст­ вом этот показатель является важнейшим. Ожидание в процессе установления соединения зависит от системы обслуживания (по­ рядка выполнения операций с вызовом, поступившим на ее вход);

атакже параметров, характеризующих входящий поток требова-

—30 —

пий и систему обслуживания (см. гл. 2). В общую величину затрат времени в процессе установления соединения включаются подхо­ ды к оконечным устройствам связи, размещенным по территории предприятия, и операции, технически необходимые для осуществле­ ния требуемого выбора (нажатие ключа, кнопки, набор номера и т. д.). Величина времени установления соединения является слу­ чайной, т. е. принимает различные значения при каждом конкрет­ ном вызове. Имеются определенные отличия по величине и струк­ туре времени доставки информации для телефонной и телеграф­ ной связи. Для последней, в частности, большой удельный вес занимает время подготовки информации и получения ее адреса­ том.

Время собственно передачи информации Тп связано со скоро­ стью передачи с соотношением

и т. д.) и учитывающий включение в него адреса, служебных зна­ ков и дополнительной информации для повышения достоверно­ сти. Следует отметить, что смысловая (основная) информация при этом не меняется. Скорость передачи информации, как известно [3], в пределе равна величине

AF — полоса частот канала, Гц; P/W — отношение сигнал/шум; Н — энтропия одной буквы (фонемы и т. д.) сообщения (см. разд. 1.4).

Связь между объемом сообщения и количеством информации может быть выражена уравнением

Системы управления предъявляют квремени доставки инфор­ мации в целом следующие требования:

—віремя доставки любого сообщения не должно превышать заданной величины;

—время доставки определенной группы сообщений не долж­

но превышать заданной величины, а остальные сообщения мо­ гут быть либо переданы за это же время, либо задержаны;

— время доставки сообщений не должно превышать заданной для каждой группы величины.

В связи с тем, что на каждом промышленном предприятии ин­ формация имеет самое различное содержание и разнообразную форму, требование об обеспечении доставки объема всех сооб­

— 31 —

щений за определенный срок, каік in,ранило, не выдвигается. Та­ ким образом, на каждом предприятии всегда имеется несколько (практически независимых друг от друга) групп передаваемых сообщений, отличающихся друг от друга формой и содержанием. Установление этих групп является важнейшим элементом обсле­ дования потоков информации на промышленных предприятиях.

К отдельным элементам процесса доставки информации адре­ сату предъявляются следующие требования:

—время, затрачиваемое на подход к оконечному средству связи на исходящем конце, должно быть, по возможности, не­ большим;

—пользование оконечным абонентским устройством не дол­ жно быть сложнее выполнения технологических операций, а вре­ мя осуществления выбора требуемого абонента — не больше за­ данной величины;

—не должны превышать установленных величин: время ожи­ дания освобождения средств связи на исходящем конце; время ожидания освобождения соединительных путей; время ожидания освобождения средства связи на входящем конце и т. д.

Нетрудно видеть, что требования, предъявляемые к отдельным

целиком определяются спецификой и уровнем развития систем

ляется важной ее характеристикой, и отсутствие этого показателя в определении количества информации по Шеннону является еще одним существенным недостатком данного определения. Обычно под достоверностью доставляемой информации понимается сте­ пень соответствия принятого сообщения переданному. От досто­ верности следует отличать истинность информации — ее соотвествие объекту. Достоверность, например, такого текста: «Земля пло­ ская и лежит на трех китах, плавающих в океане» — может ока­ заться больше, чем достоверность текста, ,в котором утверждается, что Земля есть третья планета Солнечной системы. Однако при любой достоверности, обеспечиваемой при доставке этих сообще­ ний, их истинность будет постоянна.

В системах управления производством от истинности и досто­ верности во многом зависит эффективность управления. При раз­ работке систем связи обычно считают, что необходимая истин­ ность сообщений должна быть обеспечена вне этих систем, при выработке информации и осуществлении контроля за ходом управляемого процесса. Что касается системы доставки инфор­ мации, то она должна только обеспечить требуемую достовер­ ность. Однако оказалось, что и данная задача является не та­ кой простой, как могло бы показаться на первый взгляд. Конеч­ ная величина фразовой разборчивости приводит к «потерям» при передаче устной речи. Как будет указано в гл. 2, при фразовой

— 32 —

разборчивости меньше 0,9 контакт между собеседниками уже на­ рушается. При передаче текстовых материалов по телеграфу с помощью трансмиттера одна неверно принятая буква встречает­ ся через каждые ІООч-ЮОО знаков, а при работе с ЭВМ тре­ буется достоверность порядка 10-6, т. е. один неверный знак на миллион переданных. Вследствие этого вопросы достижения не­ обходимой достоверности доставки информации самым тщатель­ ным образом учитываются при синтезе конкретных систем про­ изводственной связи.

Э к о н о м и ч н о с т ь д о с т а в к и и н ф о р м а ц и и понимается двояко: с одной стороны, каждая система управления должна обслуживаться «соответствующими» средствами связи, а с дру­ гой стороны, каждая система связи должна передавать заданный объем сообщений при минимуме средств. Небольшое промышлен­ ное предприятие не может иметь в составе своей системы связи, например, спутник связи «Молния-1», так как это нецелесооб­ разно по .экономическим причинам. Невыгодно устанавливать ра­ диостанции там, где можно применить телефоны; телефонный ап­ парат и линия АТС обычно дешевле, чем телефонный аппарат и линия прямой связи, и т. д. Экономичность доставки информации учитывается и при конструировании аппаратуры связи. Установ­ лено, например, что троичная система кодирования является наи­ более экономной. Несколько уступает ей двоичная система.

Обе стороны экономичности доставки информации связаны между собой. F-Сли спутник «Молния-1» не может быть применен в составе системы производственной связи, то это должно быть выяснено при сопоставлении затрат на его изготовление и запуск с затратами на организацию других сетей связи.

Производственная связь как система. Являясь составной ча­ стью производства как кибернетической системы, производствен­ ная связь может сама рассматриваться как сложная система, со­ стоящая из отдельных подсистем (рис. 1.6).

К а к ф и з и ч е с к а я с и с т е м а производственная связь пред­ ставляет собой совокупность станционных, линейных, энергети­ ческих и гражданских сооружений и оконечных абонентских уст­ ройств.

К а к э к о н о м и ч е с к а я с и с т е м а производственная связь является динамическим отражением в экономическом аспекте со­ отношения произведенных затрат (на создание системы доставки информации и поддержание ее в работоспособном состоянии) и полученных положительных результатов (вследствие своевремен­ ной передачи информации по управлению производством').

люди, пользующиеся этими средствами) системы. Информация о состоянии управляемой системы вырабатывается частично авто­