Анализ передачи данных по каналу множественного доступа в процессе промышленного ацетоксилирования

Аннотация

В статье рассматривается моделирование процесса передачи данных с датчиков при промышленном производстве винилацетата. Пакеты данных передаются от датчиков в систему управления и управляющее воздействие идет на регуляторы температуры парогазовой смеси, давление паров хладагента. расход кислорода и расход возвратной уксусной кислоты по промышленным протоколам на основе Ethernet по каналу с множественным доступом с контролем несущей и обнаружением коллизий CSMA/CD (CarrierSense MultipleAccesswithCollisionDetection). Основным узким местом системы является ограниченный буфер передачи датчика, что может вызвать потерю данных при его переполнении, а вследствие неправильное регулирующее воздействие. Математическое моделирование процесса передачи проводили по схеме Марковского процесса с непрерывным временем и дискретными состояниями. Модель буфера передачи датчика построили на основе графа состояний, каждое состояние отображается двумя элементами [i,j]: i ? число пакетов в очереди, ожидающие отправку; j ? число отправленных пакетов, ожидающих подтверждения. По графу была построена система уравнений Колмогорова. Решение проводили численно, с помощью математического пакета Maple (метод Рунге-Кутта-Фельберга 4-5-ого порядка).На основе данных полученных после моделирования, можно сделать вывод о среднем времени передачи пакета, количестве потерянных пакетов при различной пропускной способности и загрузке канала передачи. Адекватность модели была подтверждена с помощью экспериментальных данных, она проверена по критерию Фишера, и гипотеза на уровне значимости генеральных дисперсий принята. Модель позволяет рассчитывать статические и динамические характеристики очереди на сетевом устройстве (они важны для расчета функционирования сети в режиме реального времени) систем мониторинга и управления производства винилацетата.