Автоматизированная система учета отказов и основных дефектов электроэнергетического оборудования

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Учреждение образования

«Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого»

Факультет автоматизированных и информационных систем Кафедра «Информационные технологии»

направление специальности 1−40 01 02−01 «Информационные системы и технологии в проектировании и производстве»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к дипломной работе на тему «Автоматизированная система учета отказов и основных дефектов электроэнергетического оборудования»

Разработал ст-т гр. ИТ-51Лещенко Д.В.

Руководитель работы доцент, к.т.н. Трохова Т. А.

Консультант по экономической части

преподаватель Ермалинская Н.В.

Консультант по охране труда и технике безопасности доцент, к.т.н. Кротенок В.В.

Нормоконтроль доцент, к.т.н. Токочаков В.И.

Рецензент доцент, к.т.н., заведующий кафедр Автоматизированные системы обработки информации УО «ГГУ им. Ф. Скорины» Левчук В.Д.

Зав. кафедрой Информационные технологии доцент, к.т.н. Курочка К.С.

Гомель 2013 г.

РЕФЕРАТ Ключевые слова: затраты электроэнергии, автоматизированная система, ситема учета отказов и основных дефектов, информационное обеспечение.

Объектом разработки является автоматизированная система учета отказов и основных дефектов электроэнергетического оборудования.

Цель работы — создание ПО автоматизированного ведения учета отказов и основных дефектов электроэнергетического оборудования.

В процессе работы выполнены следующие исследования:

— анализ существующих методов ведения учета;

— анализ основных положений учета электрооборудования, классификацию видов отказов и аварий.

Разработанное ПО может быть предложено к внедрению на нефтеперерабатывающих предприятиях для автоматизированного учета отказов электрооборудования.

В ходе дипломного проектирования прошли апробацию такие предложения, как автоматизированный учет отказов электрооборудования.

Студент-дипломник подтверждает, что приведенный в дипломной работе расчетно-аналитический материал объективно отражает состояние разрабатываемого обеспечения, все заимствованные из литературных и других источников теоретические и методологические положения и концепции сопровождаются ссылками на их авторов.

РЕЗЮМЕ Тема работы — автоматизированная система учета отказов и основных дефектов электроэнергетического оборудования.

Объектом разработки является автоматизированная система учета отказов и основных дефектов электроэнергетического оборудования.

Цель работы — разработка ПО для автоматизированного ведения учета отказов и основных дефектов электроэнергетического оборудования.

Основным результатом является программный комплекс, который может быть успешно внедрен в производство для ведения учета отказов электрооборудования.

Содержание Перечень условных обозначений и сокращений Введение

1. Аналитический обзор существующих методов решения поставленной задачи

1.1 Основные определения предметной области

1.2 Классификация аварий

1.3 Классификация нарушений

1.4 Порядок сообщения об авариях, расследования аварий и отказов в работе электроустановок

1.5 Инструментарий реализации программного комплекса

2. Разработка алгоритмов и технологии решения поставленной задачи

2.1 Функциональная модель системы

2.2 Информационная модель системы

3 Разработка программного обеспечения

3.1 Описание интерфейса программного комплекса

3.2 Описание программного комплекса

4. Опытная эксплуотация разработанного программного обеспечения

5. Экономическое обоснование дипломной работы

5.1 Оценка трудоемкости работ по созданию программного обеспечения

5.2 Расчет общей трудоемкости разработки программного обеспечения

5.3 Расчет затрат на разработку программного продукта

5.4 Расчет договорной (отпускной) цены разрабатываемого программного продукта

5.5 Расчет эффекта от реализации программного обеспечения

5.6 Технико-экономические показатели

6. Охрана труда

6.1 Требования безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности

6.2 Мероприятия по охране труда

7. Ресурсои энергосбережение при внедрении программного обеспечения Заключение Список использованных источников Приложение, А Листинги программ Приложение Б Руководство системного программиста Приложение В Руководства программиста Приложение Г Руководство пользователя

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

В настоящей пояснительной записке применяются следующие термины, обозначения и сокращения.

Клиент — это аппаратный или программный компонент вычислительной системы, посылающий запросы серверу.

Сервер — программный компонент вычислительной системы, выполняющий сервисные функции по запросу клиента, предоставляя ему доступ к определённым ресурсам.

СУБД — система управления базами данных.

ABAP/4 (англ. Advanced Business Application Programming, изначально по-немецки Allgemeiner Berichts-Aufbereitungs-Prozessor) — язык расширенного программирования бизнес-приложений четвертого поколения.

HTTP (англ. HyperText Transport Protocol) — протокол передачи гипертекста.

PAI (англ. Process After Input) — процесс после ввода.

PBO (англ. Process Before Output) — процесс перед выводом.

SQL (англ. Structured Query Language) — язык структурированных запросов.

В настоящее время появилась необходимость обеспечения автоматизации контроля и учета отказов электрооборудования. Это направление автоматизации является актуальным потому что после внедрения систем автоматизированного учета обеспечиваются:

— значительное повышение производительности труда и снижение трудозатрат;

— повышение скорости выполнения задач, связанных с учетом;

— снижение количества ошибок в документации;

— повышение эффективности учета.

Подсистема учета отказов электрооборудования как самостоятельная программная компонента не нашла достаточного применения в цехах промышленных и нефтеперерабатывающий предприятий. Подобный учет ведется в отделе главного энергетика и не всегда носит автоматизированный характер, поэтому разработка отдельных программных комплексов, решающих эту актуальную задачу в автоматизированном режиме, считается оправданной.

Автоматизация становиться возможной благодаря появлению компьютерных технологий, всё более и более совершенных программных систем, современных способов хранения, передачи и защиты информации. К программым системам, предназначеным для выполнения автоматизированного учета, относятся система SAP, хранение данных осуществляется такими современными системами, как SQL Server.

Задачей дипломного проектирования является разработка автоматизированной системы учета отказов и основных дефектов электроэнергетического оборудования. В рамках дипломной работы необходимо разработать:

— информационное обеспечение, функциональную модель автоматизированной системы;

— программное обеспечение, выполняющее функции учета отказов и основных дефектов электроэнергетического оборудования.

Разрабатываемое приложение предназначено для апробации прототипа реальной системы, так как реализовано на Mini SAP Basis System для использования в учебных целях.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ

1.1 Основные определения предметной области

Ниже приведены основные определения, связанные с предметной областью учета аварий и отказов электроэнергетического оборудования.

Авария промышленная — авария на промышленном объекте, в технической системе или на промышленной установке.

Длительность отказа — время, затраченное на замену отказавшего оборудования работоспособным или на его ремонт на месте установки. Длительность отказа исчисляется с момента отключения оборудования до момента включения его в работу (после ремонта на месте установки или замены).

Исправное состояние (исправность) — состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативной и (или) конструкторской (проектной) документации.

Нормальный режим работы — состояние оборудования, которое отвечает принятой в проекте технологии производства и передачи потребителям электрической и тепловой энергии, включая пуски остановы, техническое обслуживание и ремонты.

Объекты энергетического хозяйства — энергетическое оборудование и сооружения, которые находятся на балансе организации: электростанции (блок-станции), системы внешнего электроснабжения потребителей; котельные установки и другие источники теплоснабжения, тепловые сети, оборудование тепловых пунктов; электрические подстанции, распределительные устройства и линии электропередачи; электрооборудование основных технологических агрегатов; теплоиспользующее оборудование, участвующее в технологическом процессе; системы управления, автоматизации и контрольно-измерительных приборов (КИП), телемеханики и связи, автоматизированные системы управления энергохозяйством потребителя (АСУЭ), устройства релейной защиты, автоматики и телемеханики и противоаварийной автоматики (РЗАиТ и ПА) и связи.

Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Повреждение — событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Потребитель электрической и тепловой энергии (потребитель) — юридическое лицо, осуществляющее пользование электрической и тепловой энергией и имеющее в собственности, хозяйственном ведении или оперативном управлении системы электроснабжения и теплопотребления.

Технологическое нарушение (нарушение) — повреждение энергетического оборудования и сооружений, нарушение их работоспособности или нормального режима работы объекта энергетического хозяйства, электрических и тепловых сетей, которое приводит к остановке или снижению их мощности.

Энергетическое оборудование — оборудование, предназначенное для производства, преобразования, распределения, передачи и потребления основных видов энергии (электрической и тепловой) и энергоносителей.

1.2 Классификация аварий

Нарушения нормальной работы объектов энергетического хозяйства, а также случаи повреждения энергетического оборудования и сооружений классифицируются в зависимости от характера нарушения, степени повреждения и последствий и учитываются как авария или отказ в работе I или II степени.

В системах внешнего электроснабжения к авариям относятся следующие нарушения:

а) нарушения в системах внешнего электроснабжения, вызвавшие перерыв в электроснабжении:

1) электроприемников I категории на время, превышающее время действия устройств автоматического повторного включения (АПВ) или автоматического ввода резервного питания (АВР), или время, допустимое по технологии производства для отдельных электроприемников I категории (кратковременное прекращение электроснабжения, не более 20 мин);

2) электроприемников II категории на 10 ч и более;

б) перерыв электроснабжения электроприемников I категории учитывается как авария во всех случаях, если нарушение электроснабжения произошло из-за ошибочных действий персонала при переключениях, пуске или остановке оборудования, работе в цепях защиты и т. п.;

в) нарушение нормальной работы или повреждение оборудования, приведшее к перерыву или ограничению отпуска потребителям электрической энергии, вызвавшему снижение объема производства основной продукции в размере более двухчасового планового задания;

г) повреждение основного оборудования, даже если оно не вызвало снижения производства продукции, но потребовало остановки и восстановительного ремонта продолжительностью более одних суток;

д) разрушение (обрушение) несущих элементов технологических зданий, сооружений энергетического объекта.

В электрических сетях и на подстанциях, а также в цеховых электроустановках:

а) нарушение нормальной работы или повреждение оборудования подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных (соединительных) линий электропередачи напряжением 6 кВ и выше, вызвавшее остановку основного технологического оборудования или расстройство непрерывного технологического процесса и приведшее к снижению объема производства основной продукции в размере более двухчасового планового задания;

б) повреждение электротехнического оборудования, даже если оно не отразилось на основном производстве, но потребовало восстановительного ремонта продолжительностью более одних суток;

в) разрушение (обрушение) основных элементов зданий и сооружений (закрытого распределительного устройства, щита управления, порталов открытого распределительного устройства, опор линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше и т. п.).

В системах управления, автоматизации и КИП, телемеханики и связи:

а) нарушение работы указанных систем, приведшее к остановке основного технологического оборудования и вызвавшее снижение объема производства основной продукции в размере более двухчасового планового задания;

б) нарушение работы компьютеров или основного периферийного оборудования действующей автоматизированной системы управления производством на срок более 16 ч, повлекшее за собой задержку выдачи информации продолжительностью более 8 ч.

К отказам в работе I степени относятся:

а) нарушения режима нормальной работы или повреждение оборудования, приведшие к перерыву или ограничению отпуска потребителям электрической и тепловой энергии, остановке основного технологического оборудования и вызвавшие снижение объема производства основной продукции в размере менее двухчасового планового задания;

б) повреждение оборудования, не вызвавшее снижения производства, но потребовавшее восстановительного ремонта оборудования продолжительностью до одних суток;

в) простой в капитальном и текущем ремонте оборудования сверх разрешенного срока, а также повторный вывод в ремонт этого оборудования в течение первого месяца после окончания капитального ремонта.

В системах внешнего электроснабжения к отказам I степени также относятся следующие нарушения вызвавшие перерыв в электроснабжении:

а) электроприемников I категории по одному из двух источников электроснабжения на время, превышающее время действия АПВ или АВР;

б) электроприемников I категории на время, не превышающее допустимое по технологии производства;

в) потребителей II категории на срок свыше 1 ч и до 10 ч.

В системах управления, автоматизации и контрольно-измерительных приборов, телемеханики и связи нарушения классифицируются так:

а) нарушение работы компьютеров и основного периферийного оборудования автоматизированной системы управления производством на срок менее 16 ч, повлекшее за собой задержку выдачи оперативной информации на 5−8 ч;

б) выход из строя устройств телемеханики и диспетчерского управления на срок 3 ч и более и устройств диспетчерской и технологической связи на срок 8 ч и более, если по вызванным последствиям он не относится к аварии.

К отказам в работе II степени относятся все нарушения нормальной работы объектов энергетического хозяйства, а также повреждения энергетического оборудования, если они не являются авариями или отказами в работе I степени, в том числе:

а) повреждения вспомогательного оборудования, участвующего в процессе выработки, передачи и распределения электрической и тепловой энергии, а также других энергоресурсов, вызвавшие вывод его из работы или резерва, но не отразившиеся на работе основного энергетического оборудования;

б) нарушение работы устройств автоматического регулирования, устройств телемеханики, технологической и релейной защиты, сигнализации, устраненное в срок менее 16 ч, не повлекшее последствий, при которых оно учитывается как авария или отказ в работе I степени;

в) автоматическое или ошибочное отключение персоналом оборудования, если оно не вызвало аварию или отказ в работе I степени;

г) нарушение нормального режима работы электротехнического оборудования:

1) недопустимое по ТКП 181 отключение и включение разъединителей под нагрузкой; включение разъединителей или выключателей на временно установленные переносные заземляющие устройства или на заземляющие ножи; ошибочное включение стационарных заземляющих ножей; снижение уровня масла из маслонаполненных электрических аппаратов ниже допустимого предела;

2) замыкание цепей оперативного тока на землю, не устраненное в течение 8 ч; однофазное замыкание на землю в установках потребителей, питающихся на генераторном напряжении, не устраненное в течение 2 ч, если это не привело к последствиям, при которых оно учитывается как авария или отказ в работе I степени;

д) нарушение работы оборудования при проведении научно-исследовательских работ или испытаний по утвержденной главным энергетиком или главным инженером предприятия программе, если это нарушение не было следствием неправильных действий персонала научно-исследовательской и наладочной организации или предприятия;

е) дефекты и неисправности оборудования, выявленные при профилактических испытаниях или ремонте оборудования.

1.3 Классификация нарушений

Классификация аварий и отказов в работе производится по причинам и персоналу, допустившему нарушения.

Причины возникновения нарушений делятся на следующие группы:

— недостатки проектирования;

— дефекты конструкции и технологии изготовления;

— дефекты монтажа;

— недостатки технической эксплуатации (вызванные ошибочными действиями персонала, обслуживающего энергоустановки, неправильной настройкой и регулировкой, а также эксплуатацией неисправных устройств релейной защиты и автоматики, повреждением цепей управления, устройств защиты, автоматики и телемеханики, эксплуатацией неисправного оборудования, невыполнением директивных указаний по устранению аварийных очагов и т. д.);

— старение и износ изоляционных и конструктивных материалов;

— дефекты ремонта и наладки;

— посторонние воздействия (перекрытие токоведущих частей птицами, животными, посторонними предметами; падение деревьев на воздушные линии электропередачи; механические повреждения кабелей и трубопроводов при земляных работах и т. д.);

— невыявленные причины.

Персонал, допустивший нарушения, классифицируется по следующим группам:

— персонал организации, обслуживающий энергоустановки;

— персонал производственно-технических подразделений и служб предприятия, а также электротехнологический персонал;

— персонал энергоснабжающей организации;

— персонал сторонних организаций: предприятий-изготовителей; строительных, монтажных, наладочных, ремонтных, проектных организаций и т. п.;

— посторонние лица.

Классификация нарушений, допущенных персоналом:

— нарушения оперативного, оперативно-ремонтного персонала, происшедшие вследствие неправильных (ошибочных) действий, невыполнения требований действующих ТНПА и инструкций, указаний персонала диспетчерских служб энергоснабжающей организации, невыполнения профилактических осмотров и контроля режимов работы оборудования;

— нарушения ремонтного персонала, происшедшие вследствие некачественного проведения ремонтов, ошибочных действий при проведении ремонтных работ, невыполнения действующих правил и инструкций по ремонту;

— нарушения административно-технического персонала, происшедшие вследствие: выполнения работ по прямому ошибочному указанию этого персонала; непринятия своевременных мер по устранению аварийных очагов и дефектов оборудования; невыполнения приказов и директивных указаний, направленных на повышение надежности работы оборудования; несвоевременных или проведенных в недостаточном объеме планово-предупредительного ремонта и профилактических испытаний оборудования; невыполнения противоаварийных мероприятий; указаний, противоречащих требованиям ТНПА и инструкций;

— нарушения персонала лабораторий энергетической службы (или приравненного к нему), происшедшие вследствие некачественного выполнения работ по испытанию энергетического оборудования, наладке схем управления и защиты, контролю качества масла, воды, конденсата;

— нарушения персонала производственно-технологических подразделений и служб организации, происшедшие вследствие несоблюдения ими режимов и условий работы электрооборудования технологических агрегатов;

— из нарушений энергоснабжающей организации классифицируется только прекращение подачи энергии (электрической и тепловой);

— нарушения сторонних организаций, происшедшие вследствие поставки некачественно изготовленного оборудования (со скрытыми дефектами), некачественного выполнения строительных, монтажных, наладочных и ремонтных работ, установки дефектных конструкций, недостатков проектирования;

— нарушения посторонних лиц, происшедшие вследствие несоблюдения условий нахождения людей.

1.4 Порядок сообщения об авариях, расследования аварий и отказов в работе электроустановок

Обо всех авариях на энергетических установках руководитель организации обязан в ближайшие рабочие сутки направить оперативное сообщение в вышестоящую организацию, а об авариях, связанных с нарушением энергоснабжения электроприемников I категории, — в территориальный орган Госэнергонадзора.

В оперативном сообщении должны быть следующие сведения:

? наименование организации;

? наименование энергоустановок, на которых произошла авария;

? дата и время начала и ликвидации аварийной ситуации (фиксируется оперативным персоналом записью в оперативном журнале);

? краткое описание аварии, предполагаемая причина.

По результатам расследования аварий и отказов юридические лица разрабатывают и утверждают план ликвидации последствий аварии или, по требованию руководителя организации, других нарушений нормального режима работы оборудования. В данном плане предусматривается разработка мероприятий по ликвидации последствий аварии и мероприятий по предотвращению подобных аварий, сроки выполнения этих мероприятий.

При расследовании причин и обстоятельств технологических нарушений должны быть изучены и оценены:

а) действия обслуживающего персонала, соответствие объектов и организации их эксплуатации требованиям нормативных правовых актов;

б) качество и сроки проведения ремонтов, испытаний, профилактических осмотров и контроля состояния оборудования; соблюдение технологической дисциплины при производстве ремонтных работ;

в) своевременность принятия мер по устранению аварийных очагов и дефектов оборудования, выполнение требований нормативных правовых актов и мероприятий, направленных на повышение надежности оборудования, выполнение предписаний надзорных органов, относящихся к происшедшему технологическому нарушению;

г) качество изготовления оборудования и конструкций, выполнения проектных, строительных, монтажных и наладочных работ;

д) соответствие параметров стихийных явлений величинам, принятым в проекте, и установленным нормам.

Расследование должно быть начато немедленно после происшествия и закончено в срок не более 10 дней. В отдельных случаях по представлению организации срок расследования может быть продлен должностным лицом, назначившим комиссию (например, при проведении необходимых экспертиз). При расследовании должны быть выявлены и описаны все причины возникновения и развития нарушения, его предпосылки, а также причинно-следственные связи между ними.

Расследование аварий и отказов проводят:

а) аварий? комиссия, назначенная приказом руководства организации, а в случаях особо крупных аварий? руководством вышестоящей организации. В состав комиссии входят представители:

1) органов Госэнергонадзора и их структурных подразделений (при расследовании аварий, связанных с нарушением электроснабжения электроприемников I категории по надежности);

2) заинтересованных организаций: предприятий-изготовителей, строительных, монтажных, ремонтных, наладочных, проектных организаций, органов государственного надзора за рациональным использованием топливно-энергетических ресурсов по вопросам, входящим в их компетенцию, и др.;

б) отказов I степени? комиссия, назначенная лицом, ответственным за электрохозяйство организации (структурного подразделения). При необходимости в состав комиссии могут быть включены иные лица по согласованию с руководителями других структурных подразделений.

Члены комиссии уведомляются о месте и времени ее работы письменным уведомлением. В случае неявки представителей расследование ведется без них.

По каждой аварии составляется акт расследования и заполняется карта отказа. Оформляет акт расследования комиссия. Акт расследования подписывают все члены комиссии. По отказу I степени заполняется только карта отказа. Отказы в работе II степени регистрируются только в журнале учета аварий и отказов в работе.

Учет аварий и отказов в работе выполняется следующим образом.

Все аварии и отказы в работе, происшедшие на энергетических установках организации, регистрируются в хронологическом порядке в журнале учета аварий и отказов в работе.

В организации (структурном подразделении) должен быть обеспечен учет аварий и отказов в работе. Срок хранения журнала учета аварий и отказов в работе, актов расследований, карт отказов — не менее 3 лет.

1.5 Инструментарий реализации программного комплекса Сложность современного программного обеспечения требует от разработчиков владения наиболее перспективными технологиями его создания. Одной из таких технологий на настоящий момент является объектно-ориентированное программирование (ООП). Применение ООП позволяет разрабатывать программное обеспечение повышенной сложности за счет улучшения его технологичности (лучших механизмов разделения данных, увеличения повторяемости кодов, использования стандартизованных интерфейсов пользователя и т. д.)

Существуют разные уровни программирования с применением ООП: можно просто использовать огромные библиотеки классов таких сред разработки программного обеспечения, как Delphy, C++ Builder или Visual С++, а можно изначально строить программу как дом, добавляя к ней все новые блоки — объекты, для реализации которых придется создавать свои классы.

SQL — язык мира баз данных. Приложения для работы с реляционныыми базами данных занимаются размещением и извлечением данных из базы, что в конечном счете является вопросом знания SQL.

Использование баз данных и информационных систем становится неотъемлемой составляющей деловой деятельности современного человека и функционирования преуспевающих организаций. В связи с этим большую актуальность приобретает освоение принципов построения и эффективного применения соответствующих технологий и программных продуктов: систем управления базами данных, CASE-систем автоматизации проектирования, средств администрирования и защиты баз данных и других.

От правильного выбора инструментальных средств создания информационных систем, определения подходящей модели данных, обоснования рациональной схемы построения базы данных, организации запросов к хранимым данным и ряда других моментов во многом зависит эффективность фу функционирования разрабатываемых систем. Все это требует осознанного применения теоретических положений и инструментальных средств разработки баз данных и информационных систем.

В настоящее время большой популярностью пользуется сеть Интернет. Одной из причин этого является возможность получения в реальном масштабе времени разнообразной информации, охватывающей все сферы деятельности человека. Для эффективной работы с информацией такого огромного объема нужна высокая степень ее упорядочения. Современные системы управления базами данных предоставляют развитые средства для организованного доступа к информации. Вполне логично применение технологии систем управления базами данных в сети Интернет. Одним из основных принципов функционирования сети Интернет является представление данных в HTML-формате (на языке разметки гипертекста). Для обеспечения доступа клиентов сети Интернет к нужной информации из базы данных, находящейся на компьютере, на котором запушен Web-сервер, нужно эти данные опубликовать (представить) в HTML-формате. Публикация баз данных в Интернете осуществляется с помощью технологий, реализующих возможность размещения на Web-страницах информации из баз данных, хранящихся на Web-сервере.

Объединение интернет технологий и технологии систем управления базами данных (СУБД) как способ организации доступа к данным имеет следующие достоинства:

а) в интернете применяется унифицированный подход, заключающийся в использовании для доступа пользователей к хранящейся на Web-серверах информации единственной программы-обозревателя. Это позволяет стандартизовать пользовательский интерфейс;

б) использование для обмена информацией в сети платформонезависимого протокола HTTP. Обмен информацией между обозревателем и Web-сервером также осуществляется с помощью этого протокола, что позволяет стандартизовать и упростить представление данных;

в) многоуровневая архитектура сети интернет имеет стандартные способы наращивания возможностей обозревателя и Web-сервера. Использование многоуровневой архитектуры позволяет выполнять доступ к услугам интернета из корпоративных интрасетей и обеспечивать информационный обмен между СУБД, работающими на различных платформах (операционных системах и аппаратных средствах);

г) применение СУБД для упорядоченного хранения информации позволяет ввести стандарты и организовать на более качественном уровне хранение и извлечение данных, защиту информации, управление транзакциями с помощью языка SQL.

Результатом применения объединенной технологии интернет/СУБД является удешевление установки и сопровождения программного обеспечения как пользователей сети интернет, так и программного обеспечения информационных систем, построенных на основе использования СУБД.

Система R/3 компании SAP представляет собой пакет стандартных международных приложений в таких областях бизнеса, как финансовые расчеты и бухгалтерский учет (Financial Accounting), управление производством (Controlling), логистика (Logistics) и руководство персоналом (Human Resources). Система R/3 включает в себя программные решения, работающие в распределенной среде клиент/сервер, для управления предприятием во всех указанных прикладных областях. Внедрение системы R/3 обеспечит компании наряду с множеством других полезных функций возможность управлять финансовыми расчетами в международном масштабе. С помощью R/3 можно отслеживать выполнение заявок на товары, организовывать работу с персоналом и получать соответствующую информацию от служащих разных подразделений предприятия. Система R/3 предоставляет широкий набор средств для организации диалога с пользователем, что позволяет охватить все аспекты бизнеса: от ежедневной работы персонала до принятия управленческих решений. Многие компании из списка Fortune 500, в том числе такие лидеры в области высоких технологий, как American Airlines, Chevron, IBM, Mercedes и Microsoft, организуют управление своей деятельностью на основе системы R/3.

Неотъемлемой частью системы R/3 является язык четвертого поколения АВАР/4, разработанный компанией SAP. Все приложения R/3 и даже часть базовой системы созданы на АВАР/4. Этот простой язык помогает разработчику быстро генерировать приложения как для малых фирм, так и для очень крупных предприятий. Надежность его эксплуатационных качеств обеспечивается широкими функциональными возможностями и высокой производительностью системы R/3, что позволяет создавать приложения, с помощью которых пользователь без особого труда обрабатывает гигантские массивы данных и распечатывает огромное количество счетов-фактур. Система R/3 включает широкий набор инструментов для разработки приложений. С помощью АВАР/4 можно создавать новые приложения в архитектуре клиент/сервер, а также расширять функциональность существующих модулей R/3. Вызов удаленных функций (Remote Function Call) дает возможность строить открытые приложения, обеспечивающие распределенную обработку данных с участием нескольких R/3 и даже внешних систем. Приложения АВАР/4 могут быть перенесены в среду многих СУБД и ОС. В частности, в АВАР/4 интегрировано подмножество SQL (так называемый открытый SQL — Open SQL). Открытый SQL и интерфейс с базой данных системы R/3 образуют тот уровень, который располагается между СУБД и прикладной программой. Эта многоуровневая архитектура позволяет разработчику полностью сконцентрироваться на концептуальных аспектах задачи и не заботиться о таких технических деталях, как распределение памяти, операции с указателями или организация работы в сети.

Система R/3 предоставляет многочисленные средства для коллективной работы. Интегрированные функции АВАР/4 Development Workbench обеспечивают работу команды программистов в среде клиент/сервер. Это ПО использовалось при создании самой системы R/3, над пакетом коммерческих приложений которой трудились более тысячи программистов. В частности, применение словаря Dictionary гарантирует непротиворечивость данных во всей системе и позволяет избежать избыточности. Хранилище данных АВАР/4 Repository служит источником информации для всех разрабатываемых и выполняемых объектов. Repository состоит из словаря (Dictionary), модели данных, программы, определения экранов и многих других элементов. Активный интегрированный словарь (Dictionary) и архивная информационная система (Repository) являются тем краеугольным камнем, который обеспечивает широкие возможности и гибкость средств разработки АВАР/4 Development Workbench.

ABAP/4 (Advanced Business Application Programming 4GL) — развитый язык программирования коммерческих приложений четвертого поколения, разработанный компанией SAP. Он является основой системы R/3. Все приложения R/3 и даже части базовой системы были разработаны на АВАР/4. Гибкость и простота использования языка в сочетании со специальным набором команд позволяют как небольшим, так и крупномасштабным коммерческим предприятиям быстро разрабатывать и оперативно внедрять системы R/3.

АВАР/4 имеет целый ряд преимуществ, которые делают его исключительно удобным для создания таких сложных систем, как R/3. Он относится к разряду языков, в которых реализовано управление событиями, т. е. выполнение приложения координируется действиями пользователя и системными событиями. Важной особенностью языка является концепция применения внутренних таблиц, суть которой в отображении постоянных таблиц базы данных на объекты, существующие во время выполнения, и наоборот. Язык АВАР/4 — это не отдельно используемое средство, а часть общей среды разработки Development Workbench, в которую входит также широкий набор инструментов для планирования и реализации приложений. Язык АВАР/4 подходит как для создания новых приложений в архитектуре клиент/сервер, так и для расширения возможностей действующих модулей R/3, а такие средства, как Remote Function Call (RFC), дают возможность разрабатывать распределенные приложения. Кроме того, приложения, написанные на АВАР/4, поддерживают различные СУБД и ОС, что облегчает их интегрирование в информационную систем)' компании. Надежность эксплуатационных качеств языка АВАР/4 основывается на многообразии функций и высокой производительности системы R/3.

2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И ТЕХНОЛОГИИ РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ

2.1 Функциональная модель системы

На промышленных и нефтеперерабатывающих предприятиях часто возникает необходимость учета отказов и нарушений в работе электрооборудования. Так как выход одного оборудования из строя может привести к более серьезным авариям, нужно производить выявление причин отказов и основных дефектов электрооборудования. Также, зная историю выходов из строя оборудования, можно более корректно рассчитать время его ремонта или замены.

Для учета отказов существует журнал учета отказов, ведение которого осуществляется по строгой инструкции. В журнале отображается информация об узелах вышедшего из строя оборудования, об оборудовании, об объектах, в состав которого входит оборудование, о цехах, в котором размещен объект, о дата и время отказа и ликвидации, о наименование отказа, о причинах и виновниках. Видно, что в журнале учета достаточно большое количество полей, причем не все они заполняются сразу. И при большом количестве отказов, поиск нужных для заполнения недостающей информации полей может занять длительное время.

Поэтому были поставлены следующие задачи разрабатываемого программного обеспечения:

— автоматизация ведение журнала учета;

— получение информации о выходах из строя интересующего оборудования;

— получение общей информации о выходах из строя электрооборудования.

В соответствии с поставленной задачей была построена функциональная модель, которая отображена на рисунке 2.1, состоящая из трех блоков:

— блок ведения базы данных;

— блок ведения журнала;

— блок анализа.

Ниже приводятся параметры блока ведения базы данных.

Функции:

— заполнение основных справочников;

— заполнение данных о принадлежности оборудования;

Рисунок 2.1 — Функциональная модель Входные данные:

— список оборудования;

— список узлов;

— список объектов;

— список цехов;

— список отказов;

— список причин отказов;

— список возможных виновников отказов.

Выходные данные:

— таблицы базы данных.

Блок ведения журнала включает параметры, приведенные ниже.

Функции:

— ведение журнала учета отказов;

Входные данные:

— отказавшее оборудование;

— отказавший узел;

— отказавший объект;

— цех;

— вид отказа;

— причина отказа;

— виновник отказа.

Выходные данные:

— таблица базы данных «журнал учета».

Состав блока анализа приведен ниже.

Функции:

— получение информации о выходах из строя интересующего оборудования;

— получение общей информации о выходах из строя;

Входные данные:

— оборудование;

— узел;

— объект;

— цех;

Выходные данные:

— таблицы истории выходов из строя;

— гистограммы.

2.2 Информационная модель системы

Для осуществления поставленной задачи были выделены таблицы-справочники и оперативные таблицы приведенные ниже.

Таблицы-справочники:

— список цехов;

— список объектов;

— список оборудования;

— список групп;

— список узлов;

— список видов отказов;

— список причин отказов;

— список виновников отказов.

Оперативные таблицы:

— журнал учета;

— состав цеха;

— состав объекта.

Справочник «Список цехов» содержит наименование имеющихся цехов и включает в себя поля, представленные в таблице 2.1.

Таблица 2.1 — Поля справочника «Список цехов»

Справочник «Список объектов» содержит классификатор электроустановок, технологических объектов и включает в себя поля, представленные в таблице 2.2.

Таблица 2.2 — Поля справочника «Список объектов»

Справочник «Список оборудования» содержит классификатор отказавшего оборудования, элемента сооружения и включает в себя поля, представленные в таблице 2.3.

Таблица 2.3 — Поля справочника «Список оборудования»

Справочник «Список групп» содержит классификатор групп и включает в себя поля, представленные в таблице 2.4.

Таблица 2.4 — Поля справочника «Список групп»

Справочник «Список узлов» содержит классификатор отказавших узлов, механизмов, устройств электротехнического оборудования и сооружений и включает в себя поля, представленные в таблице 2.5.

Таблица 2.5 — Поля справочника «Список узлов»

Справочник «Список видов отказов» содержит классификатор вида, характера отказа и включает в себя поля, представленные в таблице 2.6.

Таблица 2.6 — Поля справочника «Список видов отказов»

Справочник «Список причин отказов» содержит классификатор аварий и отказов по причинам их возникновения и включает в себя поля, представленные в таблице 2.7.

Таблица 2.7 — Поля справочника «Список причин отказов»

Справочник «Список виновников отказов» содержит классификатор отказов электрооборудования по вине персонала и включает в себя поля, представленные в таблице 2.8.

Таблица 2.8 — Поля справочника «Список виновников отказов»

Таблица «Журнал учета» содержит сведения об отказах и включает в себя поля, представленные в таблице 2.9.

Таблица 2.9 — Поля оперативной таблицы «Журнал учета»

Таблица «Состав объектов» содержит информацию об объектах и оборудовании входящих в его состав и включает в себя поля, представленные в таблице 2.10.

Таблица 2.10 — Поля оперативной таблицы «Состав объектов»

Таблица «Состав цеха» содержит информацию о цехах и объектах входящих в его состав и включает в себя поля, представленные в таблице 2.11.

Таблица 2.11 — Поля оперативной таблицы «Состав цеха»

Связи между данными таблицами отображены в таблице 2.12.

Таблица 2.12 — Связи между таблицами

Схема базы данных отображающая данные связи отображена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 — Схема данных

3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАМНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

3.1 Описание интерфейса программного комплекса

Для решения поставленной задачи использовался интнгрированная система Mini SAP Basis System для учебных целей. В этой системе были разработаны SAP приложения, которые вызываются двумя транзакциями: ведения базы данных и системы учета. Это сделано для ограничения доступа рядовых пользователей к возможности изменения базы данных. Интерфейс программы ведения базы разработан простым и интуитивно понятным. Он представляет собой окно состоящее из четырех основных областей:

— область кнопок;

— область выбора таблицы;

— область ввода данных;

— область отображения таблицы.

Область кнопок состоит из трех кнопок: добавить, удалить и исправить. Данная область отмечена цифрой 1 на рисунке 3.1.

Область выбора таблицы представляет набор управляемых кнопок, при переключении которых происходит активация соответствующей таблицы. Эта область отмечена цифрой 2 на рисунке 3.1.

Область ввода данных предназначена для ввода набора данных, для занесения в таблицу базы данных. Она отмечена цифрой 3 на рисунке 3.1.

Область отображения таблицы отмеченная цифрой 5 на рисунке 3.1 представляет собой элемент данных отображающий данные выбранной таблицы базы данных.

авария отказ электроустановка инструментарий Рисунок 3.1 — Окно приложения ведения БД Интерфейс программы учета включает две области: состав предприятия и журнал учета.

Область состав предприятия представляет собой дерево отображающее структуру предприятия, цеха, объекты и оборудование, находящиеся на предприятии. Данная область отмечена на рисунке 3.2 цифрой 1.

Область журнал учета представлена в виде таблицы, отображающей значение базы данных «Журнал учета». Она отмечена цифрой 2 на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 — Окно приложения системы учета Основные операции ведения журнала учета осуществляются по средствам выбора оборудования из дерева принадлежности оборудования для добавления новой записи в журнал или просмотра истории отказов, и выбора необходимой строки журнала учета для заполнения оставшейся информации: причина, виновник и т. д. При добавлении новой записи в журнал, будет отображена информация о выбранном оборудовании, для проверки, и предоставлен выбор узла, вышедшего из строя оборудования. Диалоговое окно для занесения записи в журнал представлено на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 — Диалоговое окно добавления записи в журнал После завершения расследования и выяснения причин и виновников отказа можно ввести остальные параметры и перевести оборудование в рабочее состояние. Диалоговое окно для перевода оборудования в рабочий режим представлено на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 — Диалоговое окно возобновления оборудования По нажатию на кнопку «Отчет», появляется диалоговое окно, отображенное на рисунке 3.5, для задания параметров для отображения гистограммы.

Рисунок 3.5 — Диалоговое окно задания параметров отображения гистограммы В этом окне вводится год и выбирается параметр исследования: цех, объект, оборудование, отказ, причина и виновники. По нажатию на кнопку «Построить диаграмму» откроется окно отображения гистограммы, показанное на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 — Квартальный отчет о выходах из строя оборудования

3.2 Описание программного комплекса

Программный комплекс состоит из двух транзакций: ztm и ztd.

Транзакция ztm выводит экран 100 проекта zmodify. Логика работы которого описана двумя группами событий PBO и PAI. В свою очередь группа событий PBO состоит из четырех модулей: initialize, initalv, show, status_0100.

Модуль initialize считывает таблицы базы данных во внутренние таблицы.

Модуль initalv создает компонент для отображения таблицы и подготавливает её шапку, соответствующую выбранной управляющей кнопки. Текст модуля приведен на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 — Текст модуля initalv

Модуль show скрывает ненужные компоненты.

Модуль status_0100 задает отображаемые горячие кнопки, меню, названия событий и заголовок GUI.

Событие PAI состоит из модуля user_command_0100, предназначенного для обработки событий экрана. Для обработки событий таблицы разработан класс manager. Описание класса приведено на рисунке 3.8.

Рисунок 3.8 — Текст класса manager

Транзакция ztd выводит экран 100 проекта zdiplom. События PBO состоят из четырех модулей: init_control_table, init_control_tree, init_icon_tree, status_0100.

Модуль init_control_table создает контрол для отображения таблицы журнала учета.

Модуль init_control_tree создает компонент для отображения дерева. Текст модуля приведен на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9 — Текст модуля init_control_tree

Модуль init_icon_tree задает необходимые иконки оборудованиям, отображаемым в дереве.

Модуль status_0100 задает отображаемые горячие кнопки, меню, названия событий и заголовок GUI.

Событие PAI состоит из модуля user_command_0100, предназначенного для обработки событий экрана. Для обработки событий таблицы и дерева разработаны классы manager и cl_application_tree соответственно. Описание классов приведено на рисунках 3.10 и 3.11.

Рисунок 3.10 — Текст класса cl_application_tree

Рисунок 3.11 — Текст класса manager

Класс cl_application_tree пердназначен для обработки собитий дерева.

Он включает метод описывающий действия системы после двойного клика мышкой по узлу дерева. В этом методе определяется на какой узел нажали, и если нажато было оборудование, то вызов диалогового окна для дальнейшей работа системы.

Запрос получения данных для вывода истории отказов выбранного оборудования представлен на рисунке 3.12. Он выбирает записи из таблицы базы данных «Журнал учета» соответствующие выбранному оборудованию.

Пример вывода истории отказов представлен на рисунке 3.13.

Рисунок 3.12 — Запрос получения истории отказов

Рисунок 3.12 — Окно вывода истории отказов

Запрос и обработка информации для отображения гистограммы квартального отчета представлена на рисунке 3.13.

Рисунок 3.13 — Запрос получения гистограммы квартального отчета

4 ОПЫТНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ РАЗРАБОТАННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Для начала работы необходимо зайти в систему SAP R/3. Для этого необходимо ввести номер манданта, логин и пароль, выданные администратором.

Рисунок 4.1 — Диалоговый экран 300

Далее, в появившемся пользовательском меню, в поле для ввода транзакций ввести необходимую нам транзакцию: ztm или ztd. Это поле выделено на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 — Поле для ввода транзакций

При вводе транзакции ztm появится окно позволяющее редактировать справочники и оперативные таблицы. Это окно представлено на рисунке 4.3. Выбираем справочник, при этом появляются поля для ввода данных в выбранную таблицу. Заносим данные и нажимаем кнопку «Добавить». Эту операцию проводим со всеми справочниками. В справочниках «Состав объеков» и «Состав цеха» поля для ввода представлены в виде выпадающих списков.

Рисунок 4.3 — Окно ведения справочников

Справочники расположены в порядке необходимом для заполнения.

При удалении или изменении необходимо выбрать запись из таблицы двойным кликом мыши. После чего в полях для ввода отобразится информация выбранной строки. Для удаления требуется нажать кнопку удалить. Для изменения, после внесенных изменений в полях ввода, нажать кнопку изменить.

Основные справочники заполнены, и можно переходить к основной программе ведения учета отказов. Для этого необходимо запустить транзакцию ztd. Окно для ведения журнала учета отказов показано на рисунке 4.4.

При возникновении отказа, выбираем из дерева принадлежности оборудования отказавшее оборудование. При этом появляется диалоговое окно отображающее информацию выбранного оборудования, представленное на рисунке 4.6. Здесь выбираем узел отказавшего оборудования и нажимаем кнопку «Вышел из строя».

Рисунок 4.4 — Окно ведения журнала учета отказов

Для необходимости просмотра истории отказов, мы также из дерева выбираем оборудование и в появившемся окне нажимаем кнопку «Получить информацию»

Рисунок 4.6 — Диалоговое окно отображающее информацию выбранного оборудования

После завершения расследования отказа, и выявления причины и виновника, выбираем оборудование из дерева и нажимаем кнопку «Добавить информацию». Появляется окно ввода причины и виновников отказа, представленное на рисунке 4.7, где выбираем из выпадающих списков отказ, причину, виновника и нажимаем кнопку «Добавить».

Рисунок 4.7 — Окно ввода причины и виновников отказа

При необходимости таблицу Журнала учета можно экспортировать в MS Word. Для этого необходимо нажать кнопку Export/Word processing из набора кнопок расположенных над таблицей журнала учета. Таблица, экспортированная в MS Word, показана на рисунке 4.8.

Для просмотра информации о количестве отказов и основных дефектов за указанный год, необходимо нажать кнопку «Отчет» и в появившемся окне 4.9 выбрать параметры и нажать кнопку «Построить диаграмму». Диаграмма отображает количество отказов в каждом квартале указанного года. Пример диаграммы приведен на рисунке 4.10.