Команда
Контакти
Про нас

    Головна сторінка


Основоположники промислової системотехніки





Скачати 42.48 Kb.
Дата конвертації30.05.2019
Розмір42.48 Kb.
Типреферат

Унікальний "Імпульс"

У післявоєнні роки в Радянському Союзі найважливіші науково-технічні проблеми - оволодіння атомною енергією, розвиток ракетобудування, космонавтики та ін. - вирішувалися шляхом створення потужних науково-виробничих центрів. Так, в Сєвєродонецьку (Україна) в 1956 р була створена філія Московського СКБ-245 - провідної організації з обчислювальної техніки.

Вирішальним чинником, що визначив розвиток робіт в створення управляючої обчислювальної техніки була наявність складного об'єкта автоматизації - величезного хімічного комплексу - Лисичанського хімкомбінату, вивчення якого дозволило зрозуміти в повному обсязі завдання комп'ютерної автоматизації технологічних процесів. Швидко визначився ряд талановитих розробників, поклали основу інженерної школи в області проектування і виробництва обчислювальної техніки для управління технологічними процесами. Актуальність роботи визначила подальший розвиток філії, перетворення його в Науково-дослідний інститут керуючих обчислювальних машин (НДI КОМ), потім - в науково-виробниче об'єднання НВО "Імпульс" у складі: НДI КОМ, його філій і ряду підприємств.

Визначну роль у становленні НВО "Імпульс" зіграли директор філії Андрій Олександрович Новохатний (перші три роки директором філії був В'ячеслав Юрійович Толкачов) і його заступник Владислав Васильович Рєзанов науковий керівник виконуваних робіт.

В основу науково-технічної політики вони відразу ж поклали ідею створення серійноспособних засобів керуючої обчислювальної техніки для різних (не тільки хімічних) об'єктів автоматизації. На її основі під керівництвом В.В.Рєзанова була в подальшому розроблена і реалізована концепція єдиної, функціонально повної агрегатної (модульної) системи технічних і програмних засобів керуючої обчислювальної техніки на базі єдиних конструктивно-технологічних рішень. Велика увага приділялася розробці пристроїв зв'язку з об'єктом УСО, що забезпечують знімання даних про процес, передачу їх для обробки в обчислювальну машину і видачу сигналів для управління виконавчими механізмами. Такий підхід існував протягом більше тридцяти років і повністю себе виправдав, оскільки забезпечив створення повного комплексу засобів системотехніки, тобто коштів побудови найрізноманітніших інформаційно-керуючих систем для технологічних процесів і об'єктів енергетики.

На всім більш ніж 30-річному шляху колектив "Імпульсу" працював подібно чудово злагодженому оркестру, провідні музиканти якого віртуозно володіють своїми інструментами і в спільній грі створюють музичні шедеври. Саме такою була початкова невелика група провідних фахівців, (її називали "могутньою купкою" за аналогією з тією, що колись визначала розвиток музичного мистецтва в Росії), що сформувалася в роки становлення "Імпульсу" і зуміла здійснити здавалося б неможливе - зібрати і згуртувати навколо себе багатотисячний колектив однодумців, захоплених однією метою - створенням і постійним вдосконаленням засобів комп'ютерної автоматизації технологічних процесів і об'єктів енергетики, в тому числі таких відповідальних і складних , Як атомні станції.

Більше тридцяти років самовідданої і натхненної праці Сєверодонецького "Імпульсу" було віддано створенню коштів системотехники 1-го, 2-го, 3-го і 4-го поколінь і все це на одному диханні, працюючи не покладаючи рук.

"Могутня купка" зуміла об'єднати особисті інтереси кожного з вхідних в неї фахівців спільною метою, що дозволило зберегти єдність і цілеспрямованість робіт всього колективу "Імпульсу" на всьому шляху його розвитку.

Таке стало можливим, тому що "могутню купку" очолювали істинні лідери, справою довели своє право на провідне становище. І тут знову проявляється унікальна риса в розвитку "Імпульсу" - такими людьми стали не надіслані з боку керівники з високими званнями, а свої власні фахівці, які виросли з "могутньої купки". До їх числа належить директор "Імпульсу" Андрій Олександрович Новохатний і беззмінний науковий керівник Владислав Васильович Рєзанов.

За всі роки існування "Імпульсу", який розробив чотири покоління засобів системотехніки, його співробітниками були захищені дві кандидатські дисертації, але це аж ніяк не говорить про слабку кваліфікації його фахівців. Кожен з "могутньої купки" цілком міг би претендувати на науковий ступінь кандидата або доктора наук. Вони поступилися цим і вважали за краще робити машини!

Багато вихідців з "Імпульсу" (але не з "могутньої купки" - вона зберігалася всі роки), що потрапили в умови роботи звичайних науково-дослідних та інших установ, не тільки захищали дисертації і отримували високі наукові звання, а й ставали керівниками високого рангу. У цьому плані "Імпульс", незважаючи на відсутність у ньому докторів наук і академіків, грав роль відмінною наукової та інженерної школи.

важкий початок

Базовими виробництвами на Лисичанському хімічному комбінаті були виробництво аміаку і азотної кислоти. Дослідженням цих двох об'єктів на предмет ефективності автоматизації та використання обчислювальної техніки (яку ще треба було створити!) І зайнялися співробітники філії СКБ-245.

Головну увагу було приділено виробництву аміаку, який представляє ланцюжок великих взаємопов'язаних цехів - від виробництва синтез-газу, його подальшого очищення і синтезу з цього газу аміаку в колонах високого тиску. При цьому продуктивність колон синтезу (400 тис.тонн на рік) сильно залежала від складу газу на вході колони, що подається від газогенераторних установок, де метан горів в кисні при суворо фіксованому співвідношенні, створюючи синтез-газ, що підлягає очищенню перш ніж вступити на синтез. Якщо врахувати, що метан і кисень при певних співвідношеннях утворюють вибухову суміш, то неминуче виникає завдання надійного управління та захисту від можливої ​​аварії. Саме для цього об'єкта було вирішено створити інформаційно-керуючу систему, що отримала назву "Автодиспетчер".

Співробітники філії почали дослідження основних технологічних процесів аміачного виробництва, в тому числі їх алгоритмізацію, вибір способів управління, визначення вимог до технічних засобів системи.

Перш за все, був складений (у першому наближенні) алгоритм управління, що дозволило визначити параметри керуючої машини. Ідея будувати її на електронних лампах була відкинута відразу через ненадійність елементної бази. Напівпровідникова техніка тільки починала свою переможну ходу. Паличкою-виручалочкою стала система трехтактних феррит-діодних елементів, створених в лабораторії професора Л.І.Гутенмахера у Всесоюзному НДІ технічної інформації (Москва) і вдосконалених в Пензенському філії СКБ-245, звідки В.В.Резанов, переїжджаючи до Сєверодонецька, привіз два великі ящики таких елементів і масу ідей по їх розвитку та використання. "Це була примітивна техніка, - згадує Владислав Васильович Рєзанов. - В елементах в якості вентелей використовувалися селенові шайбочки через відсутність у той час напівпровідникових діодів. Проте, ці елементи були нами доопрацьовані, що дозволило почати роботу зі створення керуючої машини. Слід сказати, що саме в цей же час народилася ідея агрегатного побудови машини. Розробники розуміли, що їм відомий тільки стартовий комплект завдань, яких в такому великому і складному виробництві при його розвитку може бути дуже багато. Тому машина спочатку мала модульну структуру, що дозволяє нарощувати ресурси: пам'ять, кількість вхідних і вихідних сигналів і ін. Ці ідеї не були повністю реалізовані в системі "Автодиспетчер", але враховані згодом. Дуже важливо було вирішити - як взяти інформацію з об'єкта ? Адже ні про які стандартних сигнали тоді не було й мови. Половина вимірювальних приладів була поставлена ​​з Німеччини в комплексі з репараційним хімічним обладнанням. Тому довелося розробляти індивідуальні перетворювачі для кожного типу вторинних приладів. Про отримання інформації безпосередньо від первинних датчиків можна було тільки мріяти. З 1965 року почалася її досвідчена експлуатація, в 1967 р система була введена в цілодобову експлуатацію і пропрацювала на комбінаті понад 24 років.

Система дозволяла контролювати роботу аміачного і спиртового виробництв, виконувала логічний аналіз порушень технологічних процесів, вела автоматичний облік сировинних потоків і розрахунок техніко-економічних показників кожного цеху і виробництва в цілому, автоматичне регулювання складу синтез-газу і продувочного газу в аміачних виробництві. Пристрій зв'язку з об'єктом системи "Автодиспетчер" представляло комбіновану телемеханічного підсистему, що дозволяє здійснювати вимірювання 360 миттєвих значень параметрів, 120 інтегральних значень параметрів, 360 двохпозиційних сигналів з циклом 20 сек, 200 миттєвих 2-х позиційних сигналів. Система виробляла 200 однопозиційних команд, 24 аналогових сигналу управління 0-5 ма. Збір інформації здійснювався по радіальних каналах через 10 групових пунктів контролю, встановлених в цехах, які збирали інформацію від первинних перетворювачів. Групові перетворювачі радіально підключалися до обчислювальної машині. Відстань від машини до групових перетворювачів допускалося до 1,2 км. Цикл збору інформації 60 сек.

Обчислювальна частина "Автодиспетчер" була побудована на ферит-діодних логічних елементах, мала ферритовое пристрій на 1860 двадцатіразрядних чисел, ферритовое пасивне пристрій ємністю 5632 двадцатіразрядних чисел. Арифметичний пристрій оперувала 18 розрядними числами з фіксованою комою. Система команд одноадресная, кількість операцій 28. Робота в цей період здійснювалася по фіксованою програмі, написаної в машинних командах.

В процесі роботи над системою "Автодиспетчер" виявилося ще кілька найважливіших моментів, пов'язаних з тим, що досліджувався розроблений на величезній території складний технологічний комплекс, що включає багато об'єктів управління, взаємопов'язані між собою.

З'ясувалося, що завдання управління можливо розділити на три групи: перша група завдань пов'язана з проблемою первинної обробки інформації перед передачею її в керуючу машину; друга зводилася до програмного управління об'єктами з метою оптимізації протікають в них технологічних процесів, а третя полягала в координації роботи об'єктів виробничого процесу. Звідси народилася ідея створення трирівневої системи технічних засобів для оперативного управління складними виробництвами СОУ-1. Другий висновок, зроблений в той час - необхідна єдина система технічних і програмних засобів від датчика до виконавчого механізму, розроблених на основі єдиної системи стандартів і дозволяє проектним шляхом комплектувати різні системи управління. Винаходити технічні та програмні засоби для кожного об'єкта управління неприпустимо. Тому СОУ-1 була задумана як трирівневий комплекс технічних засобів для управління різними процесами ".

У період створення системи "Автодиспетчер" паралельно виконувалася розробка машини "Автооператор" для так званого прямого цифрового управління. Справа в тому, що при первинній обробці інформації виникають завдання регулювання (стабілізації) процесів, які виконувалися аналоговими регуляторами. На деяких об'єктах число автономних контурів регулювання досягає декількох десятків. У той же час пряме цифрове регулювання з будь-якого закону (багатоканальне, пропорційне, пов'язане і т.п.) можна здійснити від однієї машини шляхом використання відповідних програм. Ця ідея була реалізована в машині "Автооператор" (вперше в Україні та Радянському Союзі). Як об'єкт управління була обрана установка концентрування міцної азотної кислоти Чернореченского хімзаводу Нижегородської області, де якісне регулювання по непрямих параметрах дозволяло значно поліпшити характеристики кінцевого продукту - ракетного палива.

У функції "Автооператора" входило:

- пряме цифрове регулювання технологічними процесами концентрування азотної кислоти на ряді колон в обегающем режимі з заданим періодом Т (3-5 хв);

- управління процесами пуску і зупинки однієї колони;

- реєстрація основних параметрів і сигналізація про порушення технологічного процесу.

Керуючий обчислювальний комплекс складався з чотирьох функціональних частин.

1. Вхідний пристрій або пристрій зв'язку з об'єктом, що забезпечує збір інформації з об'єкта управління, перетворення прийнятих аналогових сигналів в цифрову форму, введення цифрової інформації в машину. Датчиками Реальні показники можуть відрізнятися служили серійні прилади з уніфікованим виходом. Точність перетворення - 8 двійкових розрядів. Вхідний пристрій забезпечувало зв'язок процесора з регульованим об'єктом, циклічно опитуючи (за інтервал Т) датчики, встановлені на об'єкті.

2. Процесорна частина машини, побудована на ферит-діодних логічних елементах. Процесор виконував 28 арифметичних, логічних і операцій управління. Продуктивність - 900 операцій додавання, 80 множення, 70 ділення за секунду. Оперативний пристрій на феритових сердечниках діаметром 1 мм, ємністю 256 18-розрядних двійкових слів.

3. Для зберігання програм управління, констант і уставок використовувалося постійне запам'ятовуючий пристрій на феритових сердечниках діаметром 4 мм. Інформація в нього заносили шляхом прошивки феритових кілець. Для завдання змінної частини уставки було складальне поле, коммутируемое штекерами.

4. Вихідний пристрій, що служить для перетворення розрахованих цифрових керуючих впливів в пропорційні пневматичні сигнали від 0 до 1 атмосфери з точністю 7 двійкових розрядів. Сигнали передавалися на пневматичні виконавчі механізми (пневматичні клапани), які забезпечували регулювання технологічного процесу. Воно ж формувало дискретні сигнали для включення і виключення різних виконавчих пристроїв.

Автоматичне управління здійснювалося за певним законом. Пуск і зупинка колони проводилися за фіксованою програмою. Алгоритм управління в цих режимах був складений на основі аналізу технологічних процесів. Реалізує його програма складалася з двох частин:

- формує програма, що представляє послідовність виконання етапів пуску (зупинки) в часі і послідовність виконання окремих операцій на кожному етапі;

- набір програмних операторів, що реалізують окремі операції.

На кожному циклі обробки інформації визначалося, яким етапом пуску (зупинки) необхідно управляти, потім управління передавалося певної частини формує програми, де вказувалися дії і адреси операндів. Після цього "Автооператор" виконував сформовану програму.

Метод операційного програмування дозволив значно скоротити довжину програми врядування та забезпечував простий перехід до складання програм для управління іншими процесами.

Випробування "Автооператора" проводилися на одній колоні, оснащеної необхідними датчиками і виконавчими механізмами. Була забезпечена робота декількох контурів регулювання, пуск і зупинка колони.

Випробування показали, що система управління з обчислювальним комплексом в якості центрального регулятора забезпечує необхідну якість регулювання основних параметрів процесу і успішно справляється із завданням пуску і зупинки колони концентрування. Однак, регулярної експлуатації заважали недостатньо надійні виконавчі механізми. Майже половина всіх несправностей припадала на їх частку. Надалі протягом тривалого часу "Автооператор" використовувався для проведення дослідницьких і досвідчених робіт на колоні.

перший успіх

Ще до завершення робіт над "Автодиспетчер" в філії почали розробку трирівневої многомашинной системи для оперативного керування процесами в промисловості СОУ-1, яка претендує на широке впровадження і розрахованої на серійне виробництво. Структура і архітектура системи випереджали свій час. Вони були визначені на основі аналізу завдань з управління таким складним територіально розосередженим великотоннажним виробництвом, як виробництво аміаку. Згадані вище три рівня управління вимагали створення багатомашинного комплексу. До складу системи увійшли три машини. Машина первинної переробки інформації (МППИ) призначалася для збору, нормалізації і первинної переробки інформації, видачі та реєстрації миттєвих і розрахункових значень параметрів керованого процесу, а також тенденцій їх зміни місцевим оперативному персоналу. По суті це був в сучасній термінології промисловий контролер.

Для другого рівня управління призначалася керуюча машина УМ-1.

До її складу входили модульні пристрої зв'язку з об'єктом УСО, орієнтовані на прийом і видачу стандартних сигналів Державної системи приладів. Машина впливала на об'єкт через системи місцевої пневмоавтоматики і безпосередньо на пневматичні виконавчі механізми, маючи для цього в складі УЗГ електропневматичні перетворювачі. УСО машини УМ-1 могло прийняти до 352 аналогових струмових сигналів модулями по 16; сигналів термопар і термосопротивлений до 256, модулями по 16 сигналів; сигналів від пневматичних датчиків до 256; позиційних сигналів до 600; до 60 число-імпульсних сигналів. По виходу УСО мали до 10 електричних струмових сигналів; до 128 аналогових пневматичних, до 400 позиційних електричних сигналів. Кожен користувач міг підібрати необхідний склад пристроїв зв'язку з об'єктом. Обчислювальна частина машини УМ-1 була побудована на ферит-діодних елементах, мала ферритові модульні оперативні та постійні запам'ятовуючі пристрої (відповідно 1024 слова х 4 і 2048 слова х 3), виконувала 30 арифметичних і логічних операцій над 21 розрядними двійковими числами з фіксованою комою зі швидкістю 900 опер / сек. Відмінною особливістю машини було наявність системи переривання, що забезпечує виконання 16 різних, не пов'язаних між собою програм з автоматичним вибором найбільш важливого і складного запиту по заданому пріоритету. Ймовірно, це був перший практичний промисловий приклад мультипрограммной машини (в той час були опубліковані роботи з розділення часу вирішення завдань на машинах загального призначення). Завдяки цій властивості вдалося створити програмне забезпечення, яке виконує крім функціональних завдань ще й діалог оператора з машиною і оперативну тестово-діагностичну процедуру, що включає виправлення помилок і т.п. Мультипрограмний режим дозволив включити до складу машини пульт оператора системи управління об'єктом, давши йому можливість контролювати і управляти процесом. Машина УМ-1 мала в своєму складі всі функціональні компоненти сучасних керуючих обчислювальних систем. Вона могла працювати як в комплексі з машинами МППИ-1, так і самостійно.

Координує машина КВМ-1 системи СОУ-1 мала на той час дуже високими технічними характеристиками. Вона була задумана, як машина, що взаємодіє в реальному часі з 65-ю абонентами типу УМ-1 і МППИ-1 на відстані до 12 км, пов'язаними з КВМ-1 радіальними каналами зв'язку. Це був суттєвий крок до створення мережевої структури обчислювальних машин для управління складними технологічними об'єктами, тільки тоді це так не називалося. КВМ-1 могла працювати також з власними пристроями зв'язку з об'єктом при вирішенні завдань управління, що вимагають великих обчислювальних потужностей.

Обчислювальний комплекс КВМ-1 міг виконувати 256 різних операцій зі швидкістю 100 тис.операцій в секунду. Операції виконувалися як з фіксованою так і з плаваючою комою над 25 і 50 розрядними словами. Машина мала модульну оперативну пам'ять до 126976 слів модулями по 4096, довгострокову пам'ять на магнітній стрічці обсягом 20 млн.слов. Система мультипрограмування, реагувала на 80 асинхронних запитів, дозволяла створювати операційну систему реального часу, що включає в себе потужні засоби діагностики. Для КВМ-1 були розроблені транслятори для кількох підмножин мови АЛГОЛ-60. Машина була оснащена пультом взаємодії оператора з процесом в діалоговому режимі з двокольорового печаткою тексту діалогу. Цікавою особливістю КВМ-1 було те, що для неї був розроблений спеціальний набір логічних елементів на тунельних діодах і транзисторах, що дозволяє отримати високу продуктивність машини.

Створення машини КВМ-1 збіглося за часом з появою в Інституті кібернетики машини Дніпро-2 та інформації про систему IBM 360. Тому роботи по КВМ-1 не отримали належного розвитку. Але основною причиною зупинки робіт над КВМ-1 було те, що промислові підприємства не були готові до використання потужних керуючих машин. Система СОУ-1 в цілому випередила свій час. Сєвєродонецьким приладобудівним заводом було випущено кілька сотень машин МППИ-1 і УМ-1, які були використані в системах управління різними об'єктами і успішно працювали протягом двох десятиліть.

В цей час на Сєвєродонецькому приладобудівному заводі почався промисловий випуск засобів системотехніки для управління технологічними процесами. На відміну від обчислювальних машин загального призначення, що випускаються в той час, керуючі машини мали структурні і архітектурні особливості, що підвищують надійність їх роботи, включали в себе великий комплекс пристроїв зв'язку з об'єктом, оператором і ін., Які в той час ніким не розроблялися і не випускалися. Творці СОУ-1 були змушені здійснити розробку електромеханічних пристроїв введення-виведення самостійно. Для машини УМ-1 були розроблені стрічковий перфоратор ПЛ-80, двокольорове принтер на нескінченному бланку, зчитувач з перфострічки СП-3 і ін. Ці вироби були освоєні промисловістю і стали жити самостійним життям. Перфоратори ПЛ-80 і ПЛ-150 виявилися єдиними в СРСР пристроями виведення високого класу і випускалися масово до початку 90-х років.

вимушене рішення

В середині 60-х років перед розробниками комп'ютерної техніки в СРСР виникла проблема вибору перспективної структури та архітектури коштів обробки інформації третього покоління. Саме в цей час в Радянському Союзі було прийнято рішення, що позбавило власного шляху розвитку вітчизняну обчислювальну техніку - в якості основи для розробки в країнах Ради економічної взаємодопомоги (РЕВ) єдиної системи електронних обчислювальних машин ЄС ЕОМ була прийнята структура і архітектура системи IBM 360. Це вольове рішення, що не враховує думку фахівців, призвело до величезних невиправданих витрат і створення серії обчислювальних машин (ЄС ЕОМ), які застаріли, що не виробивши свого ресурсу. Використання структури і архітектури системи IBM 360 в керуючої техніці, перетворювало її в звичайну обчислювальну техніку, що довели подальші події.

НДI КОМ приступив до розробки комплексу технічних засобів третього покоління, аналогічного за структурою СОУ-1, застосувавши в процесорах базову систему інструкцій і інтерфейси периферійних пристроїв системи IBM 360. Розробники розуміли, що на той момент вони не можуть розраховувати на вітчизняну мікроелектроніку, тому розробка ділилася на дві черги. Перша реалізувалася на технологічній базі обчислювальних систем другого покоління і включала три моделі обчислювальних комплексів - М1000, М2000 і М3000. При цьому модель М1000 призначалася для вирішення завдань першого (нижчого) рівня управління і не вимагала потужної архітектурної підтримки, закладених у системі IBM 360. Тому в ній була запропонована власна спрощена система інструкцій процесора і, отже, оригінальне програмне забезпечення. Моделі М2000 і М3000 мали структуру і архітектуру системи IBM 360 з певними відхиленнями, виходячи з можливостей елементно-технологічної бази, доступної вітчизняної промисловості. При цьому всі моделі оснащувалися загальним спектром периферійних пристроїв, серед яких значне місце займали засоби зв'язку з об'єктом. Другою чергою розвитку цієї системи згодом з'явилися більш досконалі комплекси М6000, М4030. За початковим задумом ЕОМ М1000, М2000 і М3000 розглядалися як агрегатна система засобів обчислювальної техніки АСВТ і були частиною формованої в ті роки державної системи приладів (ГСП), призначеної для вирішення насамперед завдань управління в народному господарстві. Йшлося про створення і виробництві широкого спектру взаімокомплектуемого обладнання: датчиків, вимірювальних пристроїв, виконавчих механізмів, агрегатних коштів обчислювальної техніки і т.д., що дозволяють проектним шляхом створювати будь-які системи для управління економічними об'єктами, що формувало гігантський ринок продукції приладобудування.

НДI КОМ був призначений головною організацією по створенню і виробництву АСВТ.Це збіглося за часом з прийняттям іншого рішення, що стосується створення системи резервування пасажирських місць в московському авіавузлі Аерофлоту. Тому першою областю застосування обчислювальних комплексів М2000, М3000 системи АСВТ стали не технологічні об'єкти, а система резервування місць на авіалініях Аерофлоту "Сирена". З 1973 по 1998 рік "Сирена" "перевезла" понад 100 млн. Пасажирів. По суті "Сирена" стала першою в СРСР системою масового обслуговування глобального характеру, що включає сотні термінальних станцій (робочих місць касирів), десятки центрів обробки і комутації повідомлень, розкиданих по всьому Радянському Союзу і взаємодіючих з Московським центром резервування місць на авіалініях Аерофлоту. Розробники системи зіткнулися з великими труднощами: порівняно скромними обчислювальними потужностями, незадовільними по перешкод лініями зв'язку, транзисторної елементної базою другого покоління, смутними уявленнями про необхідних функціональних параметрах системи. При цьому необхідно було в стислі терміни створити і ввести в експлуатацію гігантський апаратний монстр (число тільки апаратурних шаф в системі перевищувало 1000 шт.) З високою надійністю функціонування. "Іноді здавалося, що це завдання не вирішується в принципі, - згадував В.В.Резанов. - Лише завдяки ентузіазму розробників Інституту проблем управління (ІПУ, Москва), НДІ УВМ і ін. Вона все ж була успішно вирішена". Головним конструктором системи "Сирена" був В.А.Жожікашвілі (ІПУ).

Система "Сирена" включала:

- обчислювальний комплекс для Московського центру резервування;

- засоби зв'язку з абонентами за стандартними, в той час ще слабо розвиненим і низькоякісним каналам для передачі цифрової інформації;

- велику архівну швидкодіючу пам'ять з гарантією збереження інформації в аварійних режимах;

- кошти діалового спілкування системи зі споживачем - пульти касирів для формування запитів клієнтів і видачі квитка, довідки, масової інформації на табло, індивідуальної довідки і т.п.

- систему програмного забезпечення, розрахованого на надійне функціонування системи в інтересах клієнта і Аерофлоту в цілому.

В обчислювальному центрі системи був використаний дуплексний комплекс М3000, що істотно підвищило надійність обчислювального центру. Комплекс забезпечував продаж до семи квитків в секунду по спонтанним запитам касирів, розкиданих по всій території СРСР.

В якості основних каналів зв'язку були використані телефонні і телеграфні виділені і комутовані канали міських АТС. Всі канали зв'язку підключалися до системи за допомогою спеціально розробленої апаратури передачі даних, що забезпечує пересилку цифрової інформації на швидкостях 600 або 1200 бод.

Для центру збору запитів по 256 каналам зв'язку і обміну даними з локальними обчислювальними центрами був розроблений спеціальний модуль распределительно-перетворюючого пристрою. Кожен з них забезпечував зв'язок по 32 телефонних виділених каналах, 32 телеграфним комутованих або виділених каналах міських телефонних станцій. Распределительно-перетворює пристрій мав в своєму складі адаптери для підключення до машинним інтерфейсам двох комплексів М3000. Таким чином, забезпечувалася можливість організації розгалуженої двосторонньої мережі зв'язку центру з терміналами на відстані до 8 тис.км зі швидкістю 600-1200 бод. При цьому здійснювалася задовільна захист інформації від збоїв і перешкод. Абонентами такої мережі могли бути будь-які апарати телеграфного зв'язку того часу, пульти касирів і регіональні центри переробки інформації, що формуються згодом з комплексів М6000 і М7000. Така організація системи зв'язку дозволила згодом, замінюючи компоненти, здійснювати поетапну модернізацію і розвиток системи "Сирена", забезпечуючи її життєздатність до теперішнього часу. Екзотичної частиною системи в складі обчислювального комплексу був магнітний барабан, який використовується для створення архівної пам'яті великого обсягу і швидкодії як ключовий елемент захисту інформації про пасажирів в аварійних режимах. Цікавим елементом системи "Сирена" був пульт касира, що представляє класичний видеотерминал, що дозволив здійснювати повний діалог пасажир-касир-система при формуванні запиту і підготовки квитка або довідки. Це було серійне обладнання, яким оснащувалися сотні кас. Слід пам'ятати, що в той час в країні не було досвіду розробки власних операційних систем, програмного забезпечення систем масового обслуговування, мережевих програмних пакетів і т.п. Все це створювалося вперше і наново в режимі величезної відповідальності та стислих термінів. Для "Імпульсу" робота над системою "Сирена" була серйозною школою для кожного співробітника і для колективу в цілому.

Комплекси М1000, М2000 і М3000 створювалися кількома організаціями Минприбора. М1000 розроблялася Тбіліським інститутом засобів автоматизації ТИСА, М2000 і М3000 - спільними зусиллями НДI КОМ, ІНЕУМ і СКБ Київського заводу ОКМ. Освоєння цих моделей йшло паралельно на Сєвєродонецькому приладобудівному заводі та Київському заводі керуючих обчислювальних машин.

НДI КОМ виконував функції головного інституту з проектування системи і був власником всіх системних і технологічних стандартів, що забезпечують єдність технічних і технологічних рішень. На прикладі розробки "Сирени" формувався досвід управління великими промисловими проектами, що згодом зіграло велику роль і стало для НДI КОМ трампліном для стрибка у велику комп'ютерну промисловість. Кілька сотень великих обчислювальних комплексів були впроваджені на ряді оборонних і народно-господарських об'єктів.

Повернення в системотехнік

Результатом виходу на всесоюзний рівень у процесі роботи над "Сиреною" стало освіту (1972р.) Науково-виробничого об'єднання НВО "Імпульс" у складі НДІ УВМ і Сєверодонецького приладобудівного заводу.

Перед об'єднанням постало завдання створення більш досконалих засобів системотехніки на базі міні-ЕОМ, великого комплексу засобів зв'язку з об'єктами і програмного забезпечення, орієнтованого на завдання управління. Попередній досвід дозволив розробникам намітити основні параметри технічних засобів. Для нової міні-ЕОМ "Параметр" був розроблений стандарт на інтерфейс зв'язку процесора з периферією, який повинен був ефективно вирішувати проблему комплексування пристроїв зв'язку з об'єктом і зв'язок з іншими зовнішніми пристроями.

Слід сказати, що при розробці ЕОМ "Параметра" склалася сприятлива ситуація з елементної базою. В країні завершувалося освоєння 155 серії мікросхем, призначеної насамперед, для виробництва моделей ЄС ЕОМ. Розробка цих моделей спізнювалася і першим споживачем вітчизняних мікросхем виявився НІІУВМ.

Після ЕОМ "Параметр" була розроблена ЕОМ М6000, складені галузеві системні і технологічні стандарти, що дозволяли вести одночасно розробку і підготовку виробництва ЕОМ. Були терміново розроблені типові конструкції для компонування модульних керуючих систем, що стали відомчим конструкторським стандартом.

Розробка М6000 була виконана дуже швидко. Паралельно розроблялося кілька сотень модульних компонент центрального процесора, пасивної і оперативної пам'яті, засобів внутрішньосистемних комунікацій, пристроїв введення-виведення і пристроїв зв'язку з об'єктом, методи комплексування програмно-технічних комплексів по вимогам конкретних споживачів. До цього періоду належить виникнення ідеї створення агрегатної системи програмного забезпечення. Відомі операційні системи реального часу міні-ЕОМ того часу обмежувалися керуванням обчислювальними ресурсами лише самої міні-ЕОМ. Треба було створити операційну середу, керуючу ресурсами розподіленої системи збору інформації, її переробки та діалогу з оператором, що спостерігає за процесом. Різноманітність структурних змін систем управління вимагало модульної структури побудови операційного середовища і потужних засобів сервісної підтримки як в процесі комплексування, так і при функціонуванні системи. Ядро такої операційного середовища для моделей М6000 було створено вже до моменту держвипробувань і в своєму розвитку вилилося в потужну операційну систему АСПО, багато років була основою створення і використання наступних комплексів СМ-1, СМ-2, СМ1210, ПС1001 та інших. Це позитивний приклад створення своїми силами потужних операційних систем.

В результаті була розроблена система модульних технічних і програмних засобів, що дозволяла проектним шляхом створювати найширший діапазон систем управління та обробки інформації - від найпростіших до багатомашинних, розподілених територіально програмно-технічних комплексів для управління процесами. Цій системі і було присвоєно найменування М6000 АСВТ-М. Минприбор підключив до виробництва комплексів М6000 ще два заводи - Київський ВУМ і Тбіліський завод КОМ. Протягом двох років виробництво комплексів було доведено до кількох тисяч замовлених конфігурацій в рік. Наявність модульного процесора поряд з розвиненими пристроями зв'язку з об'єктом, що дозволяли працювати з усім спектром стандартних сигналів Державної системи приладів, засоби спілкування оператор-система в поєднанні з запропонованої користувачеві технологією проектування і комплексування конкретних систем керування, поставили комплекси М6000 поза конкуренцією.

Комплекс технічних засобів типу М-6000 АСВТ-М був набір агрегатних модулів, виконаних на елементах мікроелектронної техніки, і був призначений для компонування проектним шляхом автономних інформаційних і керуючих обчислювальних систем, що працюють в реальному масштабі часу.

Обчислювальна частина комплексів М6000 мала:

- розвинену систему введення-виведення;

- розвинену систему команд, що забезпечує зручність програмування;

- зручну систему пріоритетного переривання, що дозволяє поєднувати виконання операцій введення-виведення з рахунком;

- високу для того часу продуктивність (до 2000000 адресних операцій і до 1800000 безадресних микроопераций в секунду);

- діапазон нарощування пам'яті від 8192 до 65736 байт;

- можливість підключення швидкодіючих каналів прямого доступу в пам'ять, що виконують операції введення-виведення без переривань процесора, а також інкрементних каналів для отримання гістограм;

- високу надійність;

- простоту і зручність в обслуговуванні;

- сучасне естетичне оформлення.

Досить високі характеристики, відносно невелика вартість, малі габарити і розвинене математичне забезпечення відкрили широкі перспективи застосування цього комплексу в різних галузях народного господарства.

Головний конструктор комплексу М-6000 В.В.Резанов став заступником генерального конструктора СМ ЕОМ за цим напрямком, а НІІУВМ (вже НВО "Імпульс") став одним з учасників програми створення СМ ЕОМ, ввівши своїх представників в усі технічні органи Ради головних конструкторів. З цього моменту всім наступним розробкам лінії М6000 присвоювалося найменування РМ (СМ-1, СМ-2, СМ-1210, СМ-1634).

"Але з цього моменту" Імпульс "працював в режимі жорсткої конкуренції в СЕВе, - продовжує В.В.Резанов, - і, не програв жодного раунду. До речі, така конкуренція здорово нас стимулювала, що йшло на користь справі. Життя розставила все на свої місця. Те, що було напрацьовано в ті роки - величезний фронт впроваджених систем, що базувалися на нашій техніці, і зараз є основою нашого існування в ці нелегкі роки. Ми і зараз працюємо в жорстких конкурентних умовах, але вже не всередині країни і не в СЕВе, а в режимі конкуренції на українському ринку з провідними світовими фірмами, і поки це виходить ".

Немає лиха без добра!

Ситуація, що склалася породила в "Імпульс" новий напрям робіт. Справа в тому, що ще в шістдесяті роки по лінії розвитку ГСП і особливо в роботі над системою "Сирена" НВО "Імпульс" тісно співпрацювало з московським Інститутом проблем управління. У середині сімдесятих років ІПУ став учасником рішення великої народногосподарської проблеми, пов'язаної з розширенням пошуку природних ресурсів на території СРСР. При цьому виникла необхідність швидкісної обробки результатів пошуку родовищ газу і нафти, шляхом сейсморозвідки та знімків Землі з космосу, що без обчислювальної техніки надвисокої продуктивності зробити було неможливо. Чинне в ті роки ембарго на продаж в СРСР західної комп'ютерної техніки виключало можливість покупки ЕОМ продуктивністю від 200 мільйонів до одного мільярда операцій в секунду. Наявні в ІПУ заділи по принципам паралельних обчислень і побудови комп'ютерних систем паралельної обробки інформації, а також традиційне співробітництво ІПУ і НВО "Імпульс" визначило, що розробку надпродуктивних обчислювальних комплексів спеціальною постановою уряду доручили НВО "Імпульс". Робота була виконана в стислі терміни - всього за чотири роки, при повній відсутності в "Імпульс" практичних напрацювань у цьому напрямі. Так було покладено початок робіт зі створення обчислювальних програмно-перебудовуються структур ПС. Таку назву відповідало внутрішньої організації мультипроцесорних обчислювальних засобів надвисокої продуктивності. Далі це поняття було поширено на програмно-технічні комплекси для управління процесами, але тут вже малася на увазі автоматична перебудова структури програмно-технічних комплексів в залежності від вимог, що пред'являються до систем, в тому числі при виникненні аварійних ситуацій. Для великосерійного виробництва нової суперпродуктивної техніки в Сєвєродонецьку стала терміново будуватися третя черга Сєверодонецького приладобудівного заводу (СПЗ). НВО "Імпульс" став активним учасником по справжньому великої програми робіт. Було зроблено все, щоб техніка управління процесами не стала жертвою ще одного напрямку розвитку інституту.

Нове покоління засобів системотехніки.

Однією з основних особливостей технічної політики в НВО "Імпульс" було правило - кожне наступне покоління управляючих комплексів мало "родзинку", що залучає увагу користувача. Так, при розробці комплексу М7000, успадковував область застосувань М6000, з метою підвищення надійності його роботи була реалізована ідея двухпроцессорной організації центрального обчислювача. Ідея мультипроцессорности народилася в НІІУВМ на початку сімдесятих років і була реалізована у всіх наступних розробках НВО "Імпульс". Висока надійність таких програмно технічних комплексів дозволяла використовувати їх для прямого управління навіть такими важливими і небезпечними об'єктами, як атомні енергоблоки (за високі надежностние параметри комплекс М7000 був удостоєний золотої медалі Лейпцизької міжнародної ярмарки). Успішне впровадження комплексів М7000 в народному господарстві вивели "Імпульс" в перші ряди претендентів на участь в роботах по створенню електронної системи суддівства Олімпійських ігор "Олімпіада-80" в Москві. Проектування, поставка обладнання, монтаж і налагодження виконувалися у високому темпі. В результаті до початку олімпіади була побудована багатомашинна розподілена система суддівства змаганнями, ефективно працювала в період Олімпійських ігор з задовільною надійністю.

У цей період створюються моделі СМ-1, СМ-2, СМ1634, СМ1210 для первинної переробки інформації. СМ-2, використані в системі суддівства Олімпіади-80, стали наступниками машин М6000 і М7000. Таким чином, була досягнута спадкоємність в проектах розвитку і реконструкції народно господарських і оборонних об'єктів, що орієнтуються на продукцію НВО "Імпульс. Найбільш широко ця техніка була впроваджена в системах енергетичного і військового призначення. Досить сказати, що тільки на космодромі Байконур використовувалося понад 100 згаданих комплексів . на цей час припадає широкий фронт робіт з розвитку і вдосконалення номенклатури модулів зв'язку з об'єктом, дисплейної техніки, засобів введення-виведення інформації. влаштую ства зв'язку з об'єктом стали атестуватися, як засіб вимірювання, що означало перехід програмно-технічних комплексів в нову якість. Були розроблені і освоєні промисловістю алфавітно-цифрові дисплеї СІД-1000 і станція обробки графічних даних Сігда. Ці розробки, як і попередні, народжувалися всередині системних розробок. Так робоча станція обробки графічних даних народилася всередині створюваної в "Імпульс" системи автоматизованого проектування багатошарових друкованих плат і гібридних мікросхем з пропускною спосо ністю до 100 типів блоків на місяць. Розробка виявилася вдалою і була запущена в серію на СПЗ. Необхідно було вирішувати питання уніфікації та стандартизації, як основи системотехнічних, конструкторсько-технологічних та організаційних рішень. Це змусило розробити і впровадити в "Імпульс" ряд систем автоматичного проектування і комплексну систему управління якістю.

На вершині.

Повертаючись до створення високопродуктивних геофізичних комплексів, які отримали назву ПС2000 і ПС3000, слід зазначити, що в цій розробці "Імпульс" впритул підійшов до створення власної елементної бази, що диктувалося необхідністю досягнення швидкості в один мільярд операцій у секунду. Це завдання було реалізовано в комплексі ПС2100, продуктивність якого становила 1,5 мільярда операцій в секунду. Перед цим в 1981 р. держкомісії був пред'явлений геофізичний обчислювальний комплекс ПС2000 з продуктивністю 200 мільйонів операцій в секунду, побудований за принципом - багато потоків даних, один потік команд. Він мав до 64 процесорних елементів, структура взаємодії яких в процесі обчислень визначалася алгоритмами завдань геофізики. Створені комплекси зацікавили фахівців з космічного зондування природних ресурсів Землі, що просунуло ПС2000 в область космічних досліджень і ряд інших, нетрадиційних для "Імпульсу", областей. В результаті до середини 80-х років "Імпульс" поставив на різні об'єкти більш 150 комплексів ПС2000, що чимало навіть за масштабами серйозних західних фірм. Розробка наступного геофізичного комплексу ПС3000, побудованого за принципом, - багато потоків даних - багато потоків команд, - збіглася за часом із згортанням в розпадається СРСР геофізичних досліджень, тому цей комплекс не був доведений до серійного освоєння, і роботи по ньому були згорнуті. Така ж доля спіткала розроблений комплекс ПС2100, мав продуктивність до 1,5 млрд. Операцій в секунду. Унікальні параметри для того часу були досягнуті, як за рахунок перебудовується внутрішньої структури обчислювача, так і за рахунок спеціально розроблених мікроелектронних компонент процесорних елементів.

Роботи по надпотужною техніці виконувалися одночасно з масовим впровадженням керуючих комплексів СМ-2, СМ1634, СМ1210, перш за все, на паливно-енергетичних об'єктах у звичайній і атомної енергетики.

Розпочата "перебудова" в СРСР багато змінила - з'явилося Товариство з обмеженою відповідальністю "Імпульс". Але це вже нова сторінка історії. Слід тільки, сказати, що створений за попередні роки великий запас міцності ще утримує "Імпульс" "на плаву" і в період кризи економіки в Україні.


  • Повернення в системотехнік
  • Нове покоління засобів системотехніки.