Стандарт ieee 90 элементы сопровождения. Стандарты IEEE. Установка и приемка ПО

Структура ЖЦ ПО в соответствии со стандартом ISO/IEC 12207 базируется на трех группах процессов (рис. 1):

· основные процессы ЖЦ ПО (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);

· вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем);

· организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого ЖЦ, обучение).

Рис. 1. Процессы жизненного цикла программного обеспечения.

Процесс приобретения (acquisition process). Он состоит из действий

и задач заказчика, приобретающего ПО. Данный процесс охватывает следующие действия:

1) инициирование приобретения;

2) подготовку заявочных предложений;

3) подготовку и корректировку договора;

4) надзор за деятельностью поставщика;

5) приемку и завершение работ.

Процесс поставки (supply process). Он охватывает действия и задачи, выполняемые поставщиком, который снабжает заказчика программным продуктом или услугой. Данный процесс включает следующие действия:

1) инициирование поставки;

2) подготовку ответа на заявочные предложения;

3) подготовку договора;

4) планирование;

5) выполнение и контроль;

6) проверку и оценку;

7) поставку и завершение работ.

Процесс разработки (development process). Он предусматривает действия и задачи, выполняемые разработчиком, и охватывает работы по созданию ПО и его компонентов в соответствии с заданными требованиями, включая оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовку материалов, необходимых для проверки работоспособности и соответствующего качества программных продуктов, материалов, необходимых для организации обучения персонала, и т. д.

Процесс разработки включает следующие действия:

1) анализ требований к системе;

2) проектирование архитектуры системы;

3) анализ требований к ПО;

4) проектирование архитектуры ПО;

5) детальное проектирование ПО;

6) кодирование и тестирование ПО;

7) интеграцию ПО;

8) квалификационное тестирование ПО;

9) интеграцию системы;

10) квалификационное тестирование системы;

11) установку ПО;

12) приемку ПО.

Процесс эксплуатации (operation process). Он охватывает действия и задачи оператора - организации, эксплуатирующей систему. Данный процесс включает следующие действия:

1) эксплуатационное тестирование;

2) эксплуатацию системы;

3) поддержку пользователей.

Процесс сопровождения (maintenance process). Он предусматривает действия и задачи, выполняемые сопровождающей организацией (службой сопровождения). Данный процесс активизируется при изменениях (модификациях) программного продукта и соответствующей документации, вызванных возникшими проблемами или потребностями в модернизации либо адаптации ПО. В соответствии со стандартом IEEE-90 под сопровождением понимается внесение изменений в ПО в целях исправления ошибок, повышения производительности или адаптации к изменившимся условиям работы или

требованиям. Изменения, вносимые в существующее ПО, не должны нарушать

его целостность. Процесс сопровождения включает перенос ПО в другую среду (миграцию) и заканчивается снятием ПО с эксплуатации.

Процесс сопровождения охватывает следующие действия:

1) анализ проблем и запросов на модификацию ПО;

2) модификацию ПО;

3) проверку и приемку;

4) перенос ПО в другую среду;

5) снятие ПО с эксплуатации.

В группу вспомогательных процессов включены:

Документирование;

Управление конфигурацией; обеспечение качества;

Верификация; аттестация;

Совместная оценка;

Разрешение проблем.

Процесс документирования (documentation process). Он предусматривает формализованное описание информации, созданной в течение ЖЦ ПО. Процесс документирования включает следующие действия:

1) проектирование и разработку;

2) выпуск документации;

3) сопровождение документации.

Процесс управления конфигурацией (configuration management process). Он предполагает применение административных и технических процедур на всем протяжении ЖЦ ПО для определения состояния компонентов ПО в системе, управления модификациями ПО, описания и подготовки отчетов о состоянии компонентов ПО и запросов на модификацию, обеспечения полноты, совместимости и корректности компонентов ПО, управления хранением и поставкой ПО. Согласно стандарту IEEE-90 под конфигурацией ПО понимается совокупность его функциональных и физических ха-

рактеристик, установленных в технической документации и реализованных в ПО.

Управление конфигурацией позволяет организовать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в ПО на всех стадиях ЖЦ. Общие принципы и рекомендации по управлению конфигурацией ПО отражены в проекте стандарта ISO/I EC CD 12207-2: 1995 "Information Technology - Software Life Cycle Processes. Part 2.

Configuration Management for Software". Процесс управления конфигурацией включает следующие действия:

1) идентификацию конфигурации;

2) контроль конфигурации;

3) учет состояния конфигурации;

4) оценку конфигурации;

5) управление выпуском и поставку.

Процесс обеспечения качества (quality assurance process). Он обеспечивает соответствующие гарантии того, что ПО и процессы его ЖЦ соответствуют заданным требованиям и утвержденным планам. Под качеством ПО понимается совокупность свойств, которые характеризуют способность ПО удовлетворять заданным требованиям. Для получения достоверных оценок создаваемого ПО процесс обеспечения его качества должен происходить независимо от субъектов, непосредственно связанных с разработкой ПО. При этом могут использоваться результаты других вспомогательных процессов, таких, как верификация, аттестация, совместная оценка, аудит и разрешение проблем. Процесс обеспечения качества включает следующие действия:

1) обеспечение качества продукта;

2) обеспечение качества процесса;

3) обеспечение прочих показателей качества системы.

Процесс верификации (verification process). Он состоит в определении того, что программные продукты, являющиеся результатами некоторого действия, полностью удовлетворяют требованиям или условиям, обусловленным предшествующими действиями (верификация в узком смысле означает формальное доказательство правильности ПО).

Процесс аттестации (validation process). Он предусматривает определение полноты соответствия заданных требований и созданной системы или программного продукта их конкретному функциональному назначению. Под аттестацией обычно понимается подтверждение и оценка достоверности проведенного тестирования ПО.

Процесс совместной оценки (joint review process). Он предназначен для оценки состояния работ по проекту и ПО, создаваемого при выполнении данных работ (действий). Он сосредоточен в основном на контроле планирования и управления ресурсами, персоналом, аппаратурой и инструментальными средствами проекта.

Процесс аудита (audit process). Он представляет собой определение соответствия требованиям, планам и условиям договора.

Процесс разрешения проблем (problem resolution process). Он предусматривает анализ и решение проблем (включая обнаруженные несоответствия) независимо от их происхождения или источника, которые обнаружены в ходе разработки, эксплуатации, сопровождения или других процессов. Каждая обнаруженная проблема должна быть идентифицирована, описана, проанализирована и разрешена.

В группу организационных процессов ЖЦ ПО входят:

Управление;

Создание инфраструктуры;

Усовершенствование;

Выпуск новых версий;

Обучение.

Процесс управления (management process). Он состоит из действий и задач, которые могут выполняться любой стороной, управляющей своими процессами. Данная сторона (менеджер) отвечает за управление выпуском продукта, управление проектом и управление задачами соответствующих процессов, таких, как приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение и др.

Процесс создания инфраструктуры (infrastructure process). Он охватывает выбор и поддержку (сопровождение) технологии, стандартов и инструментальных средств, выбор и установку аппаратных и программных средств, используемых для разработки, эксплуатации или сопровождения ПО. Инфраструктура должна модифицироваться и сопровождаться в соответствии с изменениями требований к соответствующим процессам. Инфраструктура, в свою очередь, является одним из объектов управления конфигурацией.

Процесс усовершенствования (improvement process). Он предусматривает оценку, измерение, контроль и усовершенствование процессов ЖЦ ПО. Усовершенствование процессов ЖЦ ПО направлено на повышение производительности труда всех участвующих в них специалистов за счет совершенствования используемой технологии, методов управления, выбора инструментальных средств и обучения

персонала.

Процесс обучения (training process). Он охватывает первоначальное обучение и последующее постоянное повышение квалификации персонала.

Процесс управления конфигурацией включает административные и технические процедуры на всем протяжении ЖЦ ПО для определения состояния компонентов ПО , описания и подготовки отчетов о состоянии компонентов ПО и запросов на модификацию, обеспечения полноты, совместимости и корректности компонентов ПО , управления хранением и поставкой ПО .

Согласно стандарту IEEE-90 под конфигурацией ПО понимается совокупность его функциональных и физических характеристик, установленных в технической документации и реализованных в ПО . Управление конфигурацией позволяет организовать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в ПО на всех стадиях ЖЦ. Общие принципы и рекомендации по управлению конфигурацией ПО отражены в стандарте ISO / IEC 15288 " Information Technology . Software Life Cycle Process. Configuration Management for Software ".

Процесс управления конфигурацией включает следующие действия:

1. подготовительную работу, заключающуюся в планировании управления конфигурацией;
2. идентификацию конфигурации, устанавливающую правила, с помощью которых однозначно идентифицируются компоненты ПО и их версии. При этом каждому компоненту однозначно соответствует комплект документации;
3. контроль конфигурации – действие, предназначенное для систематической оценки предлагаемых модификаций ПО и координированной их реализации с учетом эффективности каждой модификации и затрат на ее выполнение;
4. учет состояния конфигурации, представляющий собой регистрацию состояния компонентов ПО. Обеспечивает подготовку отчетов о реализованных и отвергнутых модификациях версий компонентов ПО. Совокупность отчетов дает однозначное отражение текущего состояния системы и ее компонентов, а также обеспечивает ведение истории модификаций;
5. оценку конфигурации, заключающуюся в определении функциональной полноты компонентов ПО, а также соответствия их физического состояния текущему техническому описанию;
6. управление выпуском и поставку, охватывающие изготовление эталонных копий программ и документации, их хранение и поставку пользователям в соответствии с порядком, принятом в организации.

Процесс обеспечения качества должен обеспечивать гарантии того, что ПО и процессы его ЖЦ соответствуют заданным требованиям и утвержденным планам. Под качеством ПО понимается совокупность свойств, которая характеризует способность ПО удовлетворять заданным требованиям. Для получения достоверных оценок о создаваемом ПО процесс обеспечения его качества должен происходить независимо от субъектов, непосредственно связанных с разработкой программного продукта. При этом могут использоваться результаты других вспомогательных процессов, таких как верификация , аттестация , совместная оценка, аудит и разрешение проблем.

Процесс обеспечения качества включает следующие действия:

1. подготовительную работу (координацию с другими вспомогательными процессами и планирование самого процесса обеспечения качества ПО с учетом используемых стандартов, методов, процедур и средств);
2. обеспечение качества продукта, подразумевающего гарантированное полное соответствие ПО и его документации требованиям заказчика, предусмотренным в договоре;
3. обеспечение качества процесса, предполагающее гарантированное соответствие процессов ЖЦ ПО, методов разработки, среды разработки и квалификации персонала условиям договора, установленным стандартам и процедурам;
4. обеспечение прочих показателей качества ПО, осуществляемое в соответствии с условиями договора и стандартом качества ISO 9001 .

Процесс верификации состоит в определении того факта, что ПО , являющееся результатом некоторой деятельности, полностью удовлетворяет требованиям или условиям, обусловленным предшествующими действиями. Для повышения эффективности всего процесса ЖЦ ПО верификация должна как можно раньше интегрироваться с использующими ее процессами (т.е. с поставкой, разработкой, эксплуатацией). Процесс верификации может включать анализ , оценку и тестирование.

Верификация может проводиться с различными степенями независимости (от самого исполнителя до специалистов другой организации, не зависящей от поставщика, разработчика и т.д.). В процессе верификации проверяются следующие условия:

1. непротиворечивость требований, предъявляемых к системе, и степень учета потребностей пользователей;
2. возможность поставщика выполнить заданные требования;
3. соответствие выбранных процессов ЖЦ ПО условиям договора;
4. адекватность стандартов, процедур и среды разработки процессам ЖЦ ПО;
5. соответствие проектных спецификаций ПО заданным требованиям;
6. корректность описания в проектных спецификациях входных и выходных данных, последовательности событий, интерфейсов, логики и т.д.;
7. соответствие кода проектным спецификациям и требованиям;
8. тестируемость и корректность кода, его соответствие принятым стандартам кодирования;
9. корректность интеграции компонентов ПО в систему;
10. адекватность, полнота и непротиворечивость документации.

Процесс аттестации предназначен для определения полноты соответствия заданных требований и созданного ПО их конкретному функциональному назначению (тому, что требуется потребителю). Под аттестацией обычно понимается подтверждение и оценка достоверности проведенного тестирования программного продукта. Аттестация должна гарантировать полное соответствие ПО спецификациям, требованиям и документации, а также возможность безопасного и надежного применения ПО пользователем.

Аттестация , как и верификация , может осуществляться с различными степенями независимости (вплоть до организации, не зависящей от поставщика, разработчика, оператора или службы сопровождения).

Процесс совместной оценки предназначен для оценки состояния работ по проекту и программному продукту, создаваемому при выполнении этих работ . Он сосредоточен в основном на контроле планирования и управления ресурсами, персоналом, аппаратурой и инструментальными средствами проекта.

Оценка применяется как на уровне управления проектом, так и на уровне технической реализации проекта и проводится в течение всего срока действия договора. Данный процесс может выполняться двумя сторонами, участвующими в договоре, при этом одна сторона проверяет другую.

Процесс аудита представляет собой определение соответствия проекта и продукта требованиям, планам и условиям договора. Аудит может выполняться двумя любыми сторонами, участвующими в договоре, когда одна сторона проверяет другую.

Аудит – это ревизия (проверка), проводимая компетентным органом (лицом) в целях обеспечения независимой оценки степени соответствия ПО или процессов установленным требованиям.

Аудит служит для установления соответствия реальных работ и отчетов требованиям, планам и контракту. Аудиторы не должны иметь прямой зависимости от разработчиков ПО . Они определяют состояние работ , использование ресурсов, соответствие документации спецификациям и стандартам, корректность тестирования и др.

Процесс разрешения проблем предусматривает анализ и разрешение проблем (включая обнаруженные несоответствия), которые обнаружены в ходе разработки, эксплуатации или других процессов независимо от их происхождения или источника.

5.4. Организационные процессы ЖЦ ПО

Процесс управления состоит из действий и задач, которые могут выполняться любой стороной, управляющей своими процессами. Данная сторона ( менеджер ) отвечает за управление выпуском продукта,

Цели и задачи методологии проектирования ПО . Основные области проектирования ПО . Этапы создания ПО .

Программное обеспечение (Software) - интеллектуальный продукт, не зависящий от среды, на которой он записан, включающий программы, правила, и связанные данные, который при загрузке в область выполнения программы компьютера обеспечивает его функционирование.

Программные средства (Software product) - набор компьютерных программ, процедур и, возможно, связанных с ними документации и данных.

Программный продукт (Software product) - любой набор компьютерных программ, процедур и связанных с ними документации и данных, получаемых в результате разработки ПП и предназначенных для поставки пользователю [ИСО/МЭК 12207]. Примечание. Продукты включают промежуточные продукты и продукты, предназначенные для пользователей типа разработчиков и персонала сопровождения.

Разработка ПО (Software engineering) - форма разработки, которая применяет принципы информатики, информационной технологии, математики и прикладной области к достижению экономичных решений для практических проблем посредством ПО.

Проектирование программного обеспечения представляет собой процесс построения приложений реальных размеров и практической значимости, удовлетворяющих заданным требованиям функциональности и производительности.

Программирование - это один из видов деятельности, входящих в цикл разработки программного обеспечения.

Этапы создания ПО

1. Понять природу и сферу применения предлагаемого продукта.

2. Выбрать процесс разработки и создать план.

3. Собрать требования.

4. Спроектировать и собрать продукт.

5. Выполнить тестирование продукта.

6. Выпустить продукт и обеспечить его сопровождение.

Под жизненным циклом программы будем понимать совокупность этапов:

Анализ предметной области и создание ТЗ (взаимодействия с заказчиком)

Проектирование структуры программы

Кодирование (набор программного кода согласно проектной документации)

Тестирование и отладка

Внедрение программы

Сопровождение программы

Утилизация

Понятие жизненного цикла (ЖЦ) программного обеспечения. Определение ЖЦ международным стандартом ISO/IEC 12207:1995. Основные процессы ЖЦ ПО.

Жизненный цикл ПО – это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости его создания и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации.

Жизненный цикл (ЖЦ) программного обеспечения(ПО) определяется как период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания ПО и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации.

Основным нормативным документом, регламентирующим состав процессов ЖЦ ПО, является международный стандарт ISO/IEC 12207: 1995 «Information Technology - Software Life Cycle Processes» (ISO - International Organization for Standardization - Международная организация по стандартизации, IEC - International Electrotechnical Commission - Международная комиссия по электротехнике. Он определяет структуру ЖЦ, содержащую процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания ПО.

В данном стандарте ПО (или программный продукт) определяется как набор компьютерных программ, процедур и, возможно, связанных с ними документации и данных.

Процесс определяется как совокупность взаимосвязанных действий (набор взаимосвязанных работ), преобразующих некоторые исходные (входные данные) в выходные (результаты). Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными от других процессов, и результатами.

Каждый процесс разделен на набор действий, каждое действие – на набор задач . Каждый процесс, действие или задача инициируется и выполняется другим процессом по мере необходимости, причем не существует заранее определенных последовательностей выполнения (естественно, при сохранении связей по входным данным).

Основные процессы ЖЦ :

Заказ (приобретение);

Действие - инициирование приобретения

Действие – подготовка заявочных предложений

Действие - подготовка и корректировка договора

Действие - надзор за деятельностью поставщика

В процессе приемки подготавливаются и выполняются необходимые тесты. Завершение работ по договору осуществляется в случае удовлетворения всех условий приемки

Поставка;

Инициирование поставки

Планирование

Разработка;

Процесс разработки предусматривает действия и задачи, выполняемые разработчиком, и включает следующие действия

Подготовительная работа

Анализ требований к системе

Проектирование архитектуры системы на высоком уровне заключается в определении компонентов ее оборудования, ПО и операций, выполняемых эксплуатирующим систему персоналом. Архитектура системы должна соответствовать требованиям, предъявляемым к системе, а также принятым проектным стандартам и методам.

Анализ требований к ПО

Проектирование архитектуры ПО

Кодирование и тестирование ПО

Интеграция ПО

Квалификационное тестирование ПО

Интеграция системы

Установка ПО

Приемка ПО

Эксплуатация; охватывает действия и задачи оператора – организации, эксплуатирующей систему и включает действия:

Подготовительная работа включает проведение оператором следующих задач:

планирование действий и работ, выполняемых в процессе эксплуатации, и установку эксплуатационных стандартов;

определение процедур локализации и разрешения проблем, возникающих в процессе эксплуатации.

Эксплуатационное тестирование осуществляется для каждой очередной редакции программного продукта, после чего она передается в эксплуатацию.

Эксплуатация системы

Поддержка пользователей

Процесс сопровождения предусматривает действия и задачи, выполняемые службой сопровождения. В соответствии со стандартом IEEE-90 под сопровождением понимается внесение изменений в ПО в целях исправления ошибок, повышения производительности или адаптации к изменившимся условиям работы или требованиям.

Подготовительная работа службы сопровождения включает в себя следующие задачи:

планирование действий и работ, выполняемых в процессе сопровождения;

определение процедур локализации и разрешения проблем, возникающих в процессе сопровождения.

Анализ проблем и запросов на модификацию ПО

Модификация ПО

Проверка и приемка

Снятие ПО с эксплуатации осуществляется по решению заказчика при участии эксплуатирующей организации, службы сопровождения и пользователей. При этом программные продукты и соответствующая документация подлежат архивированию в соответствии с договором.

Понятие жизненного цикла (ЖЦ) программного обеспечения. Определение ЖЦ международным стандартом ISO/IEC 12207:1995. Вспомогательные процессы ЖЦ ПО.

См. пункт 2

Вспомогательные процессы ЖЦ :

Документирование ; формализованное описание информации, созданной в течение ЖЦ ПО.

Процесс документирования включает действия:

подготовительную работу;

проектирование и разработку;

выпуск документации;

сопровождение

Управление конфигураци ей; для определения состояния компонентов ПО в системе, управления модификациями ПО, описания и подготовки отчетов о состоянии компонентов ПО и запросов на модификацию, обеспечения полноты, совместимости и корректности ПО, управления хранением и поставкой ПО. Согласно стандарте IEEE - 90 под конфигурацией ПО понимается совокупность ее функциональных и физических характеристик, установленных в технической документации и реализованных в ПО.

подготовительную работу

идентификацию конфигурации устанавливает правила, с помощью которых можно однозначно идентифицировать и различать компоненты ПО и их версии

контроль конфигурации предназначен для систематической оценки предполагаемых модификаций ПО и координированной их реализации с учетом эффективности каждой модификации и затрат на ее выполнение

учет состояния конфигурации (представляет собой регистрацию состояния компонентов ПО, подготовку отчетов обо всех реализованных и отвергнутых модификациях версий компонентов ПО). + история модификации

оценку конфигурации (заключается в оценке функциональной полноты компонентов ПО, а также соответствия их физического состояния текущему техническому описанию);

управление выпуском и поставку (охватывают изготовление эталонных копий программ и документации, их хранение и поставку пользователям в соответствии с порядком, принятым в организации).

Обеспечение качества;

Процесс обеспечения качества обеспечивает соответствующие гарантии того, что ПО и процессы его ЖЦ соответствуют заданным требованиям и утвержденным планам. Под качеством ПО понимается совокупность свойств, которые характеризуют способность ПО удовлетворять заданным требованиям.

Процесс обеспечения качества включает действия:

подготовительная работа

обеспечение качества продукта гарантирование полного соответствия программных продуктов и их документации требованиям заказчика, предусмотренным в договоре;

обеспечение качества процесса соответствия процессов ЖЦ ПО, методов разработки, среды разработки и квалификации персонала условиям договора, установленным обеспечение прочих показателей качества системы

Верификация ; состоит в определении того, что программные продукты полностью удовлетворяют требованиям или условиям, обусловленным предшествующими действиями (верификация в узком смысле означает формальное доказательство правильности ПО).

подготовительную работу;

верификацию;

В процесс верификации проверяются следующие условия:

непротиворечивость требований к системе и степень учета потребностей пользователей;

возможности поставщика выполнять заданные требования;

соответствие выбранных процессов ЖЦ ПО условиям договора;

адекватность стандартов, процедур и среды разработки процесса ЖЦ ПО;

соответствие проектных спецификаций ПО заданным требованиям;

корректность описания в проектных спецификациях входных и выходных данных, последовательности событий, интерфейсов, логики;

соответствие кода проектным спецификациям и требованиям;

тестируемость и корректность кода, его соответствие принятым стандартам кодирования;

корректность интеграции компонентов ПО в систему;

адекватность, полнота и непротиворечивость документации.

Аттестация ;

предусматривает определение полноты соответствия заданных требований и созданной системы или программного продукта их конечному функциональному назначению. Под аттестацией обычно понимается подтверждение и оценка достоверности проеденного тестирования. Аттестацию рекомендуется выполнять путем тестирования во всех возможных ситуациях и использовать при этом независимых специалистов.

Совместная оценка (Совместный анализ); для оценки состояния работ по проекту и ПО.

Оценка применяется как на уровне управления проектом, так и на уровне технической реализации проекта и проводится в течение всего срока договора. Данный процесс может выполняться двумя любыми сторонами, участвующими в договоре, при этом одна сторона проверяет другую.

Процесс совместной оценки включает действия:

подготовительную работу;

оценку (анализ) управления проектом;

техническую оценку.

Аудит ;

определение соответствия требованиям, планам и условиям договора. Аудит может выполняться двумя любыми сторонами, участвующими в договоре, когда одна сторона проверяет другую. Аудит – это ревизия (проверка), проводимая компетентным органом (лицом) в целях обеспечения независимой оценки степени соответствия ПО или процессов установленным требованиям.

Разрешение (Решение) проблем .

предусматривает анализ и решение проблем (включая обнаруженные несоответствия) независимо от их происхождения или источника, которые обнаружены в ходе разработки, эксплуатации, сопровождения или других процессов. Каждая обнаруженная проблема должна быть идентифицирована, описана, проанализирована и разрешена.

Понятие жизненного цикла (ЖЦ) программного обеспечения. Определение ЖЦ международным стандартом ISO/IEC 12207:1995. Организационные процессы ЖЦ ПО. Взаимосвязь между процессами ЖЦ ПО.

См пункт2

Организационные процессы ЖЦ :

Управление;

состоит из действий (общих работ) и задач, которые могут выполняться любой стороной, управляющей своими ресурсами. Данная сторона (менеджер) отвечает за управление выпуском продукта, управление проектом и управление задачами соответствующих процессов, таких, как приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение и т.д. Например, администратор отвечает за управление проектом, поставкой, разработкой, эксплуатацией, сопровождением и др.

Процесс управления включает следующие действия:

подготовка и определение области управления . Менеджер должен убедиться, что необходимые для управления ресурсы (персонал, оборудование и технология) имеются в его распоряжении в достаточном количестве;

планирование подразумевает выполнение, как минимум, следующих задач:

составление графиков выполнения работ;

оценку затрат;

выделение требуемых ресурсов;

распределение ответственности;

оценку рисков, связанных с конкретными задачами;

создание инфраструктуры управления.

выполнение и контроль;

проверка и оценка;

завершение.

Создание инфраструктуры;

охватывает выбор и поддержку (сопровождение технологии), стандартов и инструментальных средств, выбор и установку аппаратных и программных средств, используемых для разработки, эксплуатации или сопровождения ПО. Инфраструктура должна модифицироваться и сопровождаться в соответствии с изменениями требований к соответствующим процессам. Инфраструктура, в свою очередь, является одним из объектов управления конфигурацией.

Усовершенствование;

предусматривает оценку, измерение, контроль и усовершенствование процессов ЖЦ ПО.

Обучение.

охватывает первоначальное обучение и последующее постоянное повышение квалификации персонала.

Взаимосвязь между процессами ЖЦ ПО

Процессы ЖЦ ПО, регламентированные стандартом ISO/IEC 12207, могут использоваться различными организациями в конкретных проектах самым различным образом. Тем не менее, стандарт предлагает некоторый базовый набор взаимосвязей между процессами с различных точек зрения (рис.1). Такими аспектами являются:

договорный аспект;

аспект управления;

аспект эксплуатации;

инженерный аспект;

аспект поддержки.

В договорном аспекте заказчик и поставщик вступают в договорные отношения и реализуют соответственно процессы приобретения и поставки. В аспекте управления заказчик, поставщик, разработчик, оператор, служба сопровождения и другие участвующие в ЖЦ ПО стороны управляют выполнением своих процессов. В аспекте эксплуатации оператор, эксплуатирующий систему, предоставляет необходимые услуги пользователям. В инженерном аспекте разработчик или служба сопровождения решают соответствующие технические задачи, разрабатывая или модифицируя программные продукты. В аспекте поддержки службы, реализующие вспомогательные процессы, предоставляют необходимые услуги всем остальным участникам работ.

Взаимосвязи между процессами, описанные в стандарте, носят статический характер . Более важные динамические связи между процессами и реализующими их сторонами устанавливаются в реальных проектах.

Понятие модели и стадии ЖЦ ПО. Характеристика стадий создания ПО .

1) Международный стандарт ISO / IEC 12207: 1995 так определяет модель ЖЦ:

Под моделью ЖЦ ПО понимается структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий, задач на протяжении ЖЦ. Модель ЖЦ зависит от специфики, масштаба и сложности проекта и специфики условий, в которых система создается и функционирует.

2) ГОСТ Р ИСО/ МЭК 12207-99 так определяет модель ЖЦ:

Модель жизненного цикла - структура, состоящая из процессов, работ и задач, включающих в себя разработку, эксплуатацию и сопровождение программного продукта, охватывающая жизнь системы от установления требований к ней до прекращения ее использования.

Под стадией создания ПО понимается часть процесса создания ПО, ограниченная некоторыми временными рамками, и заканчивающаяся выпуском какого-то конкретного продукта (моделей ПО, программных компонентов, документации), определяемого заданными для этой стадии требованиями. Стадии создания ПО выделяются по соображениям рационального планирования и организации работ, заканчивающихся заданными результатами.

В состав ЖЦ ПО обычно включают следующие стации:

Формирование требований к ПО.

Проектирование.

Реализация.

Тестирование.

Ввод в действие.

Эксплуатация и сопровождение.

Снятие с эксплуатации.

Понятие модели жизненного цикла программного обеспечения. Водопадная (каскадная) модель жизненного цикла программного обеспечения.

См пункт 5

В изначально существовавших однородных ИС каждое приложение представляло собой единое целое. Для разработки такого типа приложений применялся каскадный способ. Его основной характеристикой является разбиение всей разработки на этапы, причем переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как будет полностью завершена работа на текущем (рис. 2). Каждый этап завершается выпуском полного комплекта документации, достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена командой специалистов на следующем этапе.

Преимущества применения каскадного способа :

на каждой стадии формируется законченный набор проектной документации, отвечающий требованиям полноты и согласованности;

выполняемые в логической последовательности стадии работ позволяют планировать сроки завершения всех работ и соответствующие затраты.

Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении ИС, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования, с тем, чтобы предоставить разработчикам свободу реализовать их технически как можно лучше.

В то же время этот подход обладает рядом недостатков, вызванных, прежде всего тем, что реальный процесс создания программного обеспечения никогда полностью не укладывается в такую жесткую схему. Процесс создания ПО носит, как правило, итерационный характер : результаты очередной стадии часто вызывают изменения в проектных решениях, выработанных на предыдущих стадиях. Таким образом, постоянно возникает потребность в возврате к предыдущим стадиям и уточнении или пересмотре ранее принятых решений. В результате реальный процесс создания ПО принимает иной вид (рис.2).

Существенное запаздывание с получением результатов. Согласование результатов с пользователями производится только в точках, планируемых после завершения каждого этапа работ, требования к ИС “заморожены” в виде технического задания на все время ее создания. Таким образом, пользователи могут внести свои замечания только после того, как работа над системой будет полностью завершена. В случае неточного изложения требований или их изменения в течение длительного периода создания ПО, пользователи получают систему, не удовлетворяющую их потребностям. Модели (как функциональные, так и информационные) автоматизируемого объекта могут устареть одновременно с их утверждением.

Понятие модели жизненного цикла программного обеспечения. Модель быстрой разработки приложений. См. п. 5

Одним из возможных подходов к разработке прикладного ПО в рамках спиральной модели ЖЦ является получивший широкое распространение способ так называемой быстрой разработки приложений, или RAD (Rapid Application Development). RAD предусматривает наличие трех составляющих:

небольших групп разработчиков (3-7 чел.), выполняющих работы по проектированию отдельных подсистем ПО. Это обусловлено требованием максимальной управляемости коллектива;

короткого, но тщательного проработанного производственного графика (до 3 месяцев);

повторяющегося цикла, при котором разработчики по мере того, как приложение начинает приобретать форму, запрашивают и реализуют в продукте требования, полученные в результате взаимодействия с заказчиком.

Команда разработчиков должна представлять собой группу профессионалов, имеющих опыт в проектировании, программировании и тестировании ПО, способных хорошо взаимодействовать с конечным пользователем и трансформировать их предложения в рабочие прототипы.

Выделяют следующие этапы процесса RAD-разработки :

Бизнес-моделирование . Моделируются информационные потоки между бизнес-функциями.

Моделирование данных . Информационный поток отображается в набор объектов данных.

Моделирование обработки . Определяются преобразования объектов данных, обеспечивающие реализацию бизнес-функций.

Генерация приложения . Используются языки программирования 4-го поколения, готовые компоненты, для конструирования утилиты автоматизации.

Тестирование и объединение . Применение повторно используемых компонентов уменьшает время тестирования.

Каждая главная функция разрабатывается отдельной группой разработчиков параллельно не более 3 месяцев, а затем они интегрируются в целую систему.

Недостатки применения RAD :

Для больших проектов требуются значительные людские ресурсы для создания групп.

Модель применима только для тех систем, которые могут декомпозироваться на отдельные модули и в которых производительность не является критической величиной.

Не применима в условиях высоких технических рисков, т.е. при использовании новой технологии.

Понятие модели жизненного цикла программного обеспечения. V-образная модель жизненного цикла программного обеспечения.

V-образная модель ЖЦ была создана с целью помочь работающей над проектом команде в планировании с обеспечением дальнейшей возможности тестирования системы. В этой модели особое значение придается действиям, направленным на верификацию и аттестацию продукта. Она демонстрирует, что тестирование продукта обсуждается, проектируется и планируется на ранних этапах жизненного цикла разработки.

План испытания приемки заказчиком разрабатывается на этапе планирования, а компоновочного испытания системы - на фазах анализа, разработки проекта и т.д. Этот процесс разработки планов испытания обозначен пунктирной линией между прямоугольниками V-образной модели.

V-образная модель была разработана как разновидность каскадной модели, а значит, унаследовала от нее такую же последовательную структуру. Каждая последующая фаза начинается по завершению получения результативных данных предыдущей фазы.

Модель демонстрирует комплексный подход к определению фаз процесса разработки ПО. В ней подчеркнуты взаимосвязи, существующие между аналитическими фазами и фазами проектирования, которые предшествуют кодированию, после которого следуют фазы тестирования. Пунктирные линии означают, что эти фазы необходимо рассматривать параллельно.

Рис. . V-модель жизненного цикла

Ниже дано краткое описание каждой фазы V-образной модели, начиная от планирования проекта и требований вплоть до приемочных испытаний:

планирование проекта и требований – определяются системные требования, а также то, каким образом будут распределены ресурсы организации с целью их соответствия поставленным требованиям (в случае необходимости на этой фазе выполняется определение функций для аппаратного и программного обеспечения);

анализ требований к продукту и его спецификации – анализ существующей на данный момент проблемы с программного обеспечения, завершается полной спецификацией ожидаемой внешней линии поведения создаваемой программной системы;

архитектура или проектирование на высшем уровне – определяет, каким образом функции ПО должны применяться при реализации проекта;

детализированная разработка проекта – определяет и документально обосновывает алгоритмы для каждого компонента, который был определен на фазе построения архитектуры. Эти алгоритмы в последствии будут преобразованы в код;

разработка программного кода – выполняется преобразование алгоритмов, определенных на этапе детализированного проектирования, в готовое программного обеспечения;

модульное тестирование – выполняется проверка каждого закодированного модуля на наличие ошибок;

интеграция и тестирование – установка взаимосвязей между группами ранее поэлементно испытанных модулей с целью подтверждения того, что эти группы работают также хорошо, как и модули, испытанные независимо друг от друга на этапе поэлементного тестирования;

системное и приемочное тестирование – выполняется проверка функционирования программной системы в целом (полностью интегрированная система), после помещения в ее аппаратную среду в соответствии со спецификацией требований к ПО;

производство, эксплуатация и сопровождение – программное обеспечение запускается в производство. На этой фазе предусмотрены также модернизация и внесение поправок;

приемочные испытания (на рис. не показаны) – позволяет пользователю протестировать функциональные возможности системы на соответствие исходным требованиям. После окончательного тестирования программного обеспечения и окружающее его аппаратное обеспечение становятся рабочими. После этого обеспечивается сопровождение системы.

преимуществ:

в модели особое значение придается планированию, направленному на верификацию и аттестацию разрабатываемого продукта на ранних стадиях его разработки. Фаза модульного тестирования подтверждает правильность детализированного проектирования. Фазы интеграции и тестирования реализуют архитектурное проектирование или проектирование на высшем уровне. Фаза тестирования системы подтверждает правильность выполнения этапа требований к продукту и его спецификации;

в модели предусмотрены аттестация и верификация всех внешних и внутренних полученных данных, а не только самого программного продукта;

в V-образной модели определение требований выполняется перед разработкой проекта системы, а проектирование программного обеспечения - перед разработкой компонентов;

модель определяет продукты, которые должны быть получены в результате процесса разработки, причем каждые полученные данные должны подвергаться тестированию;

благодаря модели менеджеры проекта может отслеживать ход процесса разработки, так как в данном случае вполне возможно воспользоваться временной шкалой, а завершение каждой фазы является контрольной точкой;

модель проста в использовании (относительно проекта, для которого она является приемлемом).

недостатки :

с ее помощью непросто справиться с параллельными событиями;

в ней не учтены итерации между фазами;

в модели не предусмотрено внесение требования динамических изменений на разных этапах ЖЦ;

тестирование требований в ЖЦ происходит слишком поздно, вследствие чего невозможно внести изменения, не повлияв при этом на график выполнения проекта;

в модель не входят действия, направленные на анализ рисков.

С целью преодоления этих недостатков V-образную модель можно модифицировать, включив в нее итерационные циклы, предназначенные для разрешения изменений в требованиях за рамками фазы анализа.

Подобно своей предшественнице, каскадной модели, V-образная модель лучше всего срабатывает тогда, когда вся информация о требованиях доступна заранее. Общераспространенная модификация V-образной модели, направленная на преодоление ее недостатков, включает в себя внесение итерационных циклов для разрешения изменения в требованиях за рамками фазы анализа.

Использование модели эффективно в том случае, когда доступными являются информация о методе реализации решения и технология, а персонал владеет необходимыми умениями и опытом в работе с данной технологией.

V-образная модель - это отличный выбор для систем, в которых требуется высокая надежность, таких как прикладные программы для наблюдения за пациентами в клиниках, а также встроенное программного обеспечения для устройств управления аварийными подушками безопасности в автомобилях.

Понятие модели жизненного цикла программного обеспечения. Спиральная модель Боэма жизненного цикла программного обеспечения.

Спиральная модель - классический пример применения эволюционной стратегии конструирования. Спиральная модель (автор Барри Боэм, 1988) базируется на лучших свойствах классического жизненного цикла и макетирования, к которым добавляется новый элемент - анализ риска, отсутствующий ранее.

Как показано на рис. 3, модель определяет четыре действия, представляемые четырьмя квадрантами спирали:

Планирование - определение целей, вариантов и ограничений.

Анализ риска - анализ вариантов и распознавание/выбор риска.

Конструирование - разработка продукта следующего уровня.

Оценивание - оценка заказчиком текущих результатов конструирования.

Интегрирующий аспект спиральной модели очевиден при учете радиального измерения спирали. С каждой итерацией по спирали (продвижением от центра к периферии) строятся все более полные версии ПО.

ГОСТ Р 56376-2015/IEEE С37.92(2005)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Преобразователи электрические измерительные

АНАЛОГОВЫЕ ВХОДЫ ЗАЩИТНЫХ РЕЛЕ ОТ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА

Electrical transducers. Analog inputs to protective relays from electronic voltage and current transducers

ОКС 17.020

Дата введения 2016-01-01

Предисловие

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы" (ФГУП "ВНИИМС") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 445 "Метрология энергоэффективной экономики"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 марта 2015 г. N 192-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEEE Standard С37.92(2005)* "Стандарт к аналоговым входам терминалов релейной защиты, подключаемых к электронным преобразователям напряжения и тока" (IEEE Standard С37.92(2005) "IEEE Standard for analog inputs to protective relays from electronic voltage and current transducers", IDT).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей . - Примечание изготовителя базы данных.


Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2019 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации" . Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

1.1 Общие положения

Настоящий стандарт определяет характеристики интерфейса между системами измерения напряжения или тока, оптическими измерительными датчиками с аналоговыми выходами и специально разработанными реле защиты или другим измерительным оборудованием подстанции. Эти измерительные системы воспроизводят формы сигналов, пропорциональные токам и напряжениям в электрической сети.

Настоящий стандарт также определяет требования к дополнительным промежуточным сумматорам или масштабирующим усилителям, необходимым для суммирования или вычитания сигналов с выходов более чем одного оптического измерительного датчика при измерении одиночным реле или измерительным устройством.

1.2 Цели

Нормированный измерительный сигнал между системой измерения и системами релейной защиты является аналоговым электрическим сигналом с максимальной амплитудой ±11,3 В и с максимальной мощностью 3,2 мВт.

Примером измерительной системы с аналоговым электронным выходом является оптическая система трансформаторов напряжения или тока с оптико-электронным интерфейсом. На рисунке 1 изображена типовая конфигурация элементов оптической системы измерения тока на высоковольтной подстанции. В данной конфигурации оптические датчики трансформаторов тока располагаются на шине высокого потенциала. В других случаях датчики могут быть вмонтированы внутрь силового трансформатора или изолятора. Оптические сигналы передаются через волоконно-оптические кабели до потенциала земли, где преобразуются в масштабированные и нормированные электрические сигналы, используемые реле защиты и другими интеллектуальными электронными устройствами (ИЭУ).

Оптико-электронный модуль преобразования обычно располагается в общеподстанционном пункте управления, но может также быть расположен вблизи ИЭУ в распредустройстве. Настоящий стандарт нормирует характеристики электрических сигналов между оптико-электронным модулем преобразования и реле защиты или другими ИЭУ, использующими эти сигналы. Интерфейс между оптическими датчиками и модулем преобразования является собственным техническим решением построения измерительной системы конкретного производителя, не подлежащего стандартизации. Для корректного взаимодействия с внешним оборудованием следует нормировать характеристики выхода модуля преобразования, входа терминалов релейной защиты и ряд других функций измерения.

Отмеченная на рисунке 1 область показывает расположение интерфейсов, определяемых настоящим стандартом.

Рисунок 1 - Оптическая система измерения тока с нормированным аналоговым интерфейсом

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок используют только указанное издание. Для недатированных - последнее издание (включая все поправки и изменения).

IEEE Std 525™, IEEE Guide for the Design and Installation of Cable Systems in Substations (Руководство по конструкции и установке кабельных систем на подстанциях)
_______________
IEEE публикации можно приобрести в Институте инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers), расположенном по адресу: Inc., 445 Hoes Lane, Piscataway, NJ 08854, США (http://standards.ieee.org/).


IEEE Std 1050™, IEEE Guide for Instrumentation and Control Equipment Grounding in Generating Stations (Руководство по оснащению и заземлению контрольно-измерительной аппаратуры на электростанциях)

IEEE Std С37.90™, IEEE Standard for Relays and Relay Systems Associated with Electric Power Apparatus (Реле и релейные системы, используемые для защиты и управления силовыми аппаратами)

IEEE Std С37.90.1™, IEEE Standard Surge Withstand Capability (SWC) Tests for Relay and Relay Systems Associated with Electric Power Apparatus (Испытания на устойчивость к скачкам напряжения реле и релейных систем, используемых для защиты и управления силовыми аппаратами)

IEEE Std С37.90.2™, IEEE Standard for Withstand Capability of Relay Systems to Radiated Electromagnetic Interference from Transceivers (Устойчивость релейных систем к излучаемым электромагнитным помехам от приемопередатчиков)

IEEE Std С57.13™, IEEE Standard Requirements for Instrument Transformers. IEEE publications are available from the Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., 445 Hoes Lane, Piscataway, NJ 08854, USA (http://standards.ieee.org/) (Требования к измерительным трансформаторам)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте приняты следующие термины и определения. Термины, не представленные в настоящем стандарте, можно найти в седьмой редакции официального словаря стандартов IEEE (The Authoritative Dictionary of IEEE Standards, Seventh Edition).

3.1 одна относительная единица (one per unit (сокращенно: 1 p.u.): Измеренное выходное значение или выход измерительной системы, которые соответствуют номинальному первичному действующему (rms) измеряемому значению напряжения или тока в схеме измерения.

3.2 вход реле (relay input): Аналоговый электронный вход любого терминала релейной защиты, счетчика, измерительного или контрольного прибора, а также интеллектуального электронного устройства, соответствующий настоящему стандарту.

3.3 измерительная система (sensing system): Электронный датчик, прибор, оптико-электронный интерфейс или источник аналогового сигнала, формирующий значения измеряемого напряжения или тока в электрической сети, выход которых соответствует настоящему стандарту.

4 Общие требования

4.1 Соединительные устройства

Выход измерительной системы и вход реле должны быть оснащены широкодоступными стандартными разъемами, выдерживающими высокопотенциальные выбросы в соответствии с требованиями 4.4. Разъемы должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечить простоту подключения и концевой заделки кабеля. Клеммы с винтовым креплением являются предпочтительным решением. Каждый вход или выход включает в себя пару сигнальных клемм, маркируемых согласно 4.3. Поставщик оборудования должен обеспечить дополнительные незаземленные клеммы или средства для подключения экранов согласно 7.

4.2 Гальваническая изоляция от земли

Обе выходные клеммы измерительной системы и любой вход реле должны быть изолированы от защитного заземления или заземления корпуса при воздействии сигналов постоянного тока или тока промышленной частоты. Емкость, допустимая между любой клеммой и землей, не должна превышать 0,01 мкФ.

4.3 Маркировка полярности и устойчивость к реверсивной полярности

Интерфейсы должны иметь маркировку полярности, состоящую из традиционных "cts" и "vts". См. IEEE Std С57.13.
_______________
Информация по ссылкам указана в разделе 2.


При несимметричном выходе измерительной системы сигнальная выходная клемма должна быть промаркирована соответствующим знаком полярности или как вторичный вывод Х1 традиционного измерительного трансформатора.

Когда первичный ток электрической сети преобразуется в напряжение на выходе измерительной системы, тогда положительное значение напряжения на клемме с соответствующим знаком полярности должно соответствовать направлению тока на первичной клемме с соответствующим знаком полярности.

Каждая измерительная система и каждое реле должны иметь наклейку производителя о наличии только нереверсивной полярности или о возможности использования реверсивной полярности.

Реверсивная полярность относится к полностью изолированному или симметричному входу или выходу, допускающему подключение в любой полярности согласно установленным требованиям.

Нереверсивная полярность относится к однопроводному или несимметричному входу или выходу (когда один из проводников используется для передачи сигнала, а второй - служит заземляющим проводником, например, коаксиальный кабель), что подразумевает подключение сигнального проводника только к сигнальной клемме и общего проводника только к общей клемме.

Как правило, одиночный сигнал на выходе измерительной системы разветвляется на несколько реле или устройств, использующих этот сигнал. При таком подключении необходимо учитывать следующее:

- если один или более входов нескольких реле имеют нереверсивную полярность, пользователь не всегда сможет получить требуемую полярность подключения ко всем устройствам, даже если источник имеет реверсивную полярность.

Примечание - Внутренние или программные настройки конкретного реле защиты могут изменять полярность входа;


- если для каждого входа нескольких реле используется реверсивная полярность, то каждое реле можно подключать с полярностью такой, какая потребуется, даже если выход от источника не является нереверсивным.

Это усиливает гибкость применения реле и других устройств со входами с реверсивной полярностью, использующими аналоговые выходы электронной измерительной системы.

Симметричные или реверсируемые выходные клеммы должны быть симметричны по отношению к земле.

4.4 Дополнительные выходы измерительных систем

4.4.1 Выход сигнала предупреждения

Это дополнительный сигнал, предназначенный для сигнализации о какой-либо проблеме измерительной системы, который должен оповещать о любой ее неисправности, сбое или деградации характеристик, т.е. оповещать о необходимости ее обслуживания или ремонта. Например, неисправность источника питания измерительной системы может привести к появлению такого сигнала.

Этот выход должен быть выполнен в виде контакта типа "С", непотенциального, и специфицирован производителем измерительной системы. При нормальных корректных рабочих условиях эксплуатации обмотка (катушка) реле должна быть всегда запитана для того, чтобы при потере питания подать сигнал тревоги, так же как и при наличии неисправности измерительной системы.

4.4.2 Выход сигнала корректности передаваемых данных

Это обязательный сигнал, который должен отражать результаты всех внутренних проверок при самодиагностике электроники измерительной системы, наличие которого означает, что возникла проблема с аналоговым сигналом на выходе и это может привести к некорректной работе подключенных реле. Также он используется для индикации в процессе включения и/или выключения, в ходе которых выходной сигнал измерительной системы имеет большие погрешности. Подключенные реле могут ошибочно использовать этот сигнал для блокировки отключения.

Этот выход может быть выполнен в виде одной или обеих из перечисленных ниже форм:

- контакт типа "А", без потенциала, и специфицирован производителем измерительной системы. При нормальных корректных рабочих условиях эксплуатации обмотка (катушка) реле должна быть всегда запитана для того, чтобы подать сигнал или обеспечить защитную блокировку некорректного сигнала на выходе. Контакт должен быть выполнен согласно IEEE Std С37.90. Задержка блокировки выхода при триггерном эффекте (дребезге контактов) не должна превышать 12 мс;

- логический ТТЛ-уровень (от 0 до 5 В) имеет отклик 1 мс или быстрее (см. 5.8). При этом логический уровень (5 В) означает корректность передаваемых данных.

4.5 Испытание на электромагнитную совместимость

Следующие типы испытаний применяют для проверки выходов измерительной системы, совместимых с ними аналоговых входов электронных реле и выходов, сигнализирующих о неисправности измерительной системы и корректности передаваемых данных, а также для проверки входов реле и промежуточных устройств, описанных в разделе 6. Это испытание является дополнительным к другим испытаниям на способность реле и электроники измерительной системы выдерживать условия окружающей электромагнитной среды, требования к которым приведены в соответствующих стандартах.

4.5.1 Диэлектрические испытания

Эти испытания должны проводиться согласно методам проведения диэлектрических испытаний, описанных в IEEE Std С37.90. Испытательное напряжение прикладывают только в синфазном режиме между каждой парой входных или выходных клемм и защитным заземлением или заземлением корпуса. Сигнальные цепи до 50 В испытывают более низким испытательным диэлектрическим напряжением, согласно IEEE Std С37.90.

5.1.1 Описание сигнала для измерительной системы тока

Динамический диапазон: от 0,05 до 40 номинального значения;

Номинальный уровень на выходе ( или 1 р.u.): 200 мВ (rms);

Максимальное мгновенное значение: 0,200х40х1,414=11,3 В (пиковое).

Амплитудная и фазовая погрешности - это максимальное отклонение от действительного значения масштабированного первичного сигнала при 50 или 60 Гц.

Таблица 1 - Описание сигнала для токовой измерительной системы

Суммарное значение коэффициента нелинейных искажений должно быть меньше или равно амплитудной погрешности.

Соотношение сигнал - шум должно быть больше или равно 54 дБ при сигнале более 0,1 p.u. Измерение должно проводиться на сигнале промышленной частоты и полоса измерения шума должна находиться в пределах 120 Гц.

Система измерения тока может быть снабжена дополнительным выходом с номинальным уровнем 2 В (действующее) при 1 p.u., с максимальным значением выхода в 4 p.u. Этот выход предназначен для тех применений, где необходимая величина точности измерения выше общепринятой. Для применения в целях коммерческого учета производитель датчика должен отдельно подтвердить его соответствие с соответствующим стандартом на точность, таким как IEEE Std С57.13 или его частями.

5.1.2 Описание сигнала для измерительных систем напряжений

Динамический диапазон от 0,05 до 2,0 номинального значения.

Номинальный уровень на выходе ( или 1 р.u.): 4 В (действующее).

Максимальный выход: 4,0х2,0х1,414=11,3 В (пиковое).

Амплитудная и фазовая погрешности - это максимальное отклонение от значения действительного масштабированного первичного сигнала при 50 или 60 Гц.

Таблица 2 - Описание сигнала системы измерения напряжения

Суммарное значение коэффициента нелинейных искажений должно быть меньше или равно величине погрешности.

Соотношение сигнал - шум должно быть больше или равно 70 дБ при сигнале более 0,85 p.u. Измерения должны быть выполнены с использованием сигнала промышленной частоты и полосы частот пропускания измерения уровня шума как минимум 120 Гц.

Это относится к релейной защите или измерительным применениям, для которых точность, указанная выше, является допустимой.

Для применений в целях коммерческого учета производитель датчика должен отдельно доказать его соответствие соответствующим стандартам по точности, таким как IEEE Std С57.13 или его частям.

5.2 Фазовая коррекция

Для достижения более высокой точности, производитель измерительной системы может указать значение фазовой коррекции на промышленной частоте, значение которой вводят в виде поправки ко всем значениям для получения более высокой точности, чем указана выше.

Примечание - Это не избавляет от необходимости соответствия измерительной системы упомянутым выше угловым погрешностям.

5.3 Номинальная нагрузка

Точность измерительной системы должна соответствовать требованиям настоящего стандарта при подключении нагрузки порядка 5 кОм и емкостной нагрузки до 5 нФ. Один выход измерительной системы может быть подключен к нескольким реле или другим измерительным устройствам параллельно. Реле или другое подключенное устройство должно иметь входное сопротивление не менее 50 кОм, но и не более 200 кОм.

5.4 Ослабление синфазного сигнала

Ослабление синфазного сигнала для входов и выходов цепей измерения должно быть более, чем 86 дБ при частоте 50 или 60 Гц для сигнала помех общего вида с уровнем до ±50 В. Это значение определено для помех напряжения с уровнем 20 В на входе системы измерения тока, при котором значение тока составляет 0,5 p.u., и когда помеха общего вида составляет менее 10% от измерительного уровня сигнала.

5.5 Отклонение выходного сигнала от нулевой зоны

Установившееся отклонение выходного сигнала от нулевой зоны (смещение постоянной составляющей сигнала на выходе) должно составить менее чем 3 мВ. Это имеет отношение к требованиям к электронике с постоянной составляющей на выходе усилителя, однако это не относится к экспоненциальному затуханию "постоянного смещения сигнала" сигналов токов короткого замыкания.

Установившееся отклонение выходного сигнала от нулевой зоны усилителя должно составить менее чем 3 мВ. Это относится к электронным характеристикам с наличием длительной постоянной составляющей тока на выходе усилителя, но не связано с экспоненциальным затуханием "постоянного смещения сигнала" для сигналов тока короткого замыкания.

5.6 Ширина полосы пропускания и переходная характеристика

Поставщик измерительной системы должен указать частотную характеристику. Отклонение промышленной частоты (частоты сети), указанное в 5.1, должно находиться в пределах от 45 до 65 Гц. Отклик должен быть, по крайней мере, от 0 до -1 дБ в диапазоне до 3 кГц и от 0 до -3 дБ в диапазоне до 5 кГц. Нижняя граничная частота (если таковая присутствует) должна быть установлена такой, что система может соответствовать следующему требованию для ответной реакции по постоянному смещению сигнала.

Для полного смещения экспоненциальной затухающей переходной характеристики первичного тока ("постоянное смещение сигнала") со значением 20 p.u. мгновенная погрешность коэффициента масштабного преобразования не должна превышать 10% для любой постоянной времени в пределах до 100 мс.

Для первичного напряжения переходная характеристика определяется реакцией на ступенчатый импульс, т.е. изменением значения формы импульса в пределах диапазона до нуля, при этом сигнал на выходе измерительной системы должен понижаться до уровня менее чем 10% от его начального значения за время в пределах 4 мс и опускаться ниже 10% только после этого времени.

Некоторые заказчики могут потребовать функционирование системы для частот в диапазоне от 65 до 75 Гц с уменьшенными требованиями к точности. При этом рекомендуется, чтобы поставщик измерительной системы определил требования к техническим характеристикам ее функционирования в этом диапазоне частот.

5.7 Настройка детектирования сигнала ошибки

Выход интерфейса измерительной системы должен быть зафиксирован на нуле в момент определения внутренней неполадки, чтобы не вызвать серьезные неполадки или ложные срабатывания. Это обеспечивается резервным питанием измерительной системы или отключением при переходных режимах. Время от выявления проблемы до ее устранения должно составлять не более 0,2 мс.

Обычно выявление проблемы проводят тем же методом, что и при обнаружении погрешностей, как это делают при проверке корректности при передаче данных с выхода, описанной в 4.4.2.

5.8 Описание сигнала корректности передаваемых данных

Опциональный сигнал, передающий информацию о корректности данных 4.4.2, должен быть сигналом ТТЛ-уровня (0 или 5 В), изолированный от защитного заземления и предназначенный для передачи с использованием того же метода соединения, как и при передаче аналоговых сигналов измерительной системы (см. раздел 7). Логическая единица от 3,0 до 5,5 В информирует о наличии на выходе измерительной системы корректных данных. Логический ноль в диапазоне от 0 до 0,5 В должен сообщать об ошибке данных на выходе измерительной системы. Выход данного опционального сигнала должен обеспечивать напряжения в пределах указанной спецификации при сопротивлении нагрузки 200 Ом или выше. Задержка с момента запускающего события до изменения состояния выхода должна не превышать 1 мс.

Входные цепи в защитном реле для приема данного сигнала должны быть изолированы от защитного заземления и иметь входное сопротивление более чем 2 кОм. При этом сигналы только с уровнем свыше 2,5 В должны быть восприняты как логическая единица.

6 Промежуточные устройства

6.1 Назначение

Промежуточные устройства могут быть использованы с целью создания суммы или разности отдельных выходов измерительных систем. Они также могут быть использованы для изоляции входов различных типов реле или измерительных приборов, подключаемых к единому выходу измерительной системы. Промежуточные устройства могут иметь единичное усиление или могут включать масштабирование отдельных входов для изменения коэффициента передачи измерительной системы.

Промежуточные устройства могут также использоваться для согласования выходов традиционных измерительных трансформаторов с выходами измерительной электронной системы. Требования к эксплуатации, определенные в этом разделе, применимы только к промежуточным устройствам с аналоговыми электронными выходами.

6.2 Требования к рабочим характеристикам промежуточных устройств

Точность, полоса пропускания и соотношение сигнал - шум у промежуточных устройств должны быть намного лучше, чем у самих измерительных систем. Ниже указаны требования, предъявляемые к промежуточным устройствам.

Таблица 3 - Требования к рабочим характеристикам промежуточных устройств

Требования к рабочим характеристикам усилителя должны быть выполнимы совместно к входным и выходным разъемам. Требования к рабочим характеристикам должны быть определены для единичного коэффициента усиления. Производитель должен указать рабочие характеристики при неединичном коэффициенте усиления.

6.3 Другие требования к промежуточным устройствам

Промежуточные устройства должны соответствовать всем остальным требованиям разделов 4 и 5, но не указанным в 6.2. Они должны соответствовать требованиям в диапазоне рабочих условий применения, условий транспортировки и хранения, указанных в IEEE Std С37.90.

7 Инструкции по монтажу промежуточных устройств

Рисунки 2, 3 и 4 показывают примеры подключения для единичных и множественных источников и нагрузок. Они представлены для того, чтобы проиллюстрировать соответствующие подключения при расстояниях менее 50 м между измерительной системой и наиболее отдаленным входом реле. Экранированные проводники витой пары как правило выполняются в пределах общеподстанционного пункта управления, где разности между нулевыми потенциалами подключенных систем при возникновении короткого замыкания не превышают 20 В. Проводники сечением 24 AWG и больше вполне приемлемы для этих целей. Если несколько витых пар заключены в один общий экран, то взаимное влияние между каналами при дифференциальном включении не должно превышать уровня 70 дБ.

Следует обратить внимание на следующие основные характеристики, общие для всех рисунков:

- проводное подключение предполагает, что оборудование прошло испытание на подавление синфазных сигналов, как указано в разделе 4, и известен коэффициент ослабления синфазного сигнала, как указано в разделе 5;

- ни один из витых сигнальных проводников не заземляется в каком-либо месте;

- только один конец экрана, как правило, со стороны реле или на приемном конце соединения, непосредственно заземлен. Для нескольких измерительных систем и/или нескольких установок реле определяют единую точку заземления экрана. Такое заземление обеспечивает только электростатическое экранирование, а не магнитное экранирование на промышленной частоте. Для обеспечения только одной точки заземления нескольких реле экраны могут быть подключены с применением шлейфового соединения, обеспечивая при этом единственную точку заземления;

- обратите внимание, что любая измерительная система или реле с несимметричной или нереверсивной полярностью, имеющая внутреннее соединение к общему или неполярному выходу интерфейса с защитным заземлением, может привести к проблемам с сигналом или нарушить изоляционную безопасность других устройств;

Рисунок 2 - Одна измерительная система и один вход реле

Рисунок 3 - Одна измерительная система с несколькими входами реле

Рисунок 4 - Несколько измерительных систем и промежуточное устройство

- для обеспечения улучшения высокочастотного электромагнитного экранирования дополнительные керамические дисковые конденсаторы емкостью 10 нФ могут быть установлены между экраном и землей в каждой незаземленной точке подключения экрана. Они могут быть установлены пользователем или располагаться внутри оборудования производителей. Обратите внимание, что установка таких конденсаторов, как правило, приемлема для коротких контрольных кабелей, но представляет проблему для высокочастного экранирования для более длинных контрольных кабелей.

Для подключения коммутационного оборудования, расположенного в ОРУ, где отсутствуют благоприятные условия по качественной высокочастотной электромагнитной экранировке, заказчик должен более тщательно изучить схемы экранирования, заземление экранов и изоляции элементов. См. IEEE Std 525.

В этом случае необходим дополнительный надежный внешний экран, заземленный с обоих концов, для устранения влияния на низкоуровневые измерительные сигналы воздействия токов, наведенных магнитными и электромагнитными полями промышленной частоты в экранах витых пар. При этом электронный источник сигналов необходимо будет изолировать от потенциала земли.

Приложение А (справочное). Безопасное применение

Приложение А
(справочное)

Имеются существенные различия в работе между современными аналоговыми электронными измерительными системами и традиционными пассивными измерительными системами с измерительными трансформаторами.

Новыми и особо важными для их применения являются характеристики в области низких частот, переходные процессы при включении и отключении системы, реакция на переходные режимы электрической сети, фазовые задержки, реакция к переходным режимам электрической сети, фазовые задержки, нагрузочная способность по выходу, неисправности и аварийные сигналы, калибровка. Противопоставление аналоговых и цифровых интерфейсов находятся в стадии обсуждения.

А.1 Амплитудно-частотная характеристика в области низких частот

Традиционные преобразователи с железным сердечником реагируют на низкие частоты до тех пор, пока не происходит насыщение устройства переменным током свыше определенного предела вольт на герц. То есть только очень низкие уровни сигнала воспроизводятся такими преобразователями без искажения на низких частотах. Насыщение происходит резко во время текущего полупериода, при этом выходной сигнал полностью и внезапно исчезает вплоть до обратной полярности. Аналоговые электронные измерительные системы, указанные в настоящем стандарте, напротив, могут иметь спад амплитудно-частотной характеристики в области низких частот или полностью пропускать постоянную составляющую сигнала. Включение же низкочастотного фильтра может привести к различным и непредсказуемым переходным процессам, для которых реле и другие высокоскоростные измерительные системы не предназначены. Из специфических явлений можно выделить: смещение точки отсчета, неточный отклик на экспоненциально-затухающие переходные характеристики (появление постоянного напряжения смещения) и низкочастотный затухающий колебательный процесс как реакция на входные переходные характеристики.

Разработчики реле должны оценивать влияние низкочастотных составляющих на алгоритмы измерения и особенно на те, которые специально разрабатываются для срабатывания от смещений на постоянном токе, часто возникающих при токах короткого замыкания. Точность, указанная в 5.6, включает и требование к срабатыванию от смещения на постоянном токе.

А.3 Переходная характеристика

Переходный режим или переходная характеристика могут достаточно сильно отличаться в зависимости от полосы пропускания частот, хотя являются тесно связанными с соответствующими характеристиками высокочастотной фильтрации в электронике измерительной системы. Короткие замыкания и коммутация приводят к положительному или отрицательному выбросам на выходе и, возможно, к затухающим высокочастотным колебаниям.

Пользователь должен проверить ответное действие реле на воздействия этих искажений. Следует иметь в виду, что положительные или отрицательные выбросы могут привести к ошибкам срабатывания высокоскоростных реле.

Также необходимо знать, что в широкополосных высокоскоростных дифференциальных схемах имеются отличия в передаточных характеристиках измерительных систем разных поколений, разных производителей, что также может привести к неправильным и отличающимся значениям на выходе и повлечет за собой снижение надежности или даже ложное срабатывание.

Проблем может не возникнуть, если частота среза антиэлайзингового фильтра (фильтра защиты от наложения спектров - для устранения эффектов наложения спектров (при дискретизации) подключенного микропроцессорного реле защиты в три или более раз ниже полосы пропускания измерительной системы и имеющихся частотных искажений.

Следует обратить внимание на то, что 5.6 включает переходные характеристики измерительной системы, определяемые реакцией на ступенчатый импульс.

А.4 Фазовая задержка

Задержка по времени измеренного первичного значения в электрической сети до представления этой величины измерительной системой к подключенным системам реле может быть короткой по сравнению с интервалом времени измерения и на первый взгляд незначительной. Однако это может стать серьезной проблемой для любого реле или измерительной системы, сравнивающей две величины поступающих от двух различных типов измерительных систем. Дифференциально-токовое сравнение является хорошим примером того, где высокоскоростные схемы чувствительны к разности фазовых задержек между двумя измерительными системами. Дистанционные и направленные реле, и в частности коммерческие счетчики электроэнергии, могут испытывать даже проблемы, поскольку должны точно сопоставлять зависимости между напряжениями и токами.

Системы измерения напряжения используют иные методы, чем при измерении тока, без подтверждения достоверности в идентичности задержек при измерении первичных сигналов тока и напряжения.

В 5.2 описана дополнительная возможность по выбору фазовой коррекции, предоставляемая производителем.

А.5 Нагрузочная способность

Режим выхода измерительной системы по напряжению должен быть в состоянии обеспечить током всю подключенную нагрузку, рассматриваемую как параллельную группу входов. Увеличение нагрузки может привести к ухудшению точности формирования сигналов и определяется сопротивлением источника, причем выходные сигналы по-прежнему могут быть использованы во многих приложениях. Можно провести параллель влияния нагрузок на традиционные трансформаторы тока и напряжения (ТТ и ТН).

А.6 Неисправности и аварийные сигналы

Проектировщики должны иметь возможность определить характер отказа, в частности электронных компонентов, а также оценить влияние фактов, таких как повреждения, обрывы или трещины в волоконно-оптическом кабеле. Невозможно избежать всех проблем, но для предотвращения некоторых из них существуют дополнительные меры безопасности.

В этой связи разработчик может оказать помощь, представив данные о высоком быстродействии систем самоконтроля, позволяющих обнаружить демпфирование или подавление сигнала на выходе. Обратите внимание, что демпфированный сигнал на выходе может взаимодействовать с реле дифференциальной защиты, что может привести к ложному срабатыванию, если не используется дополнительный сигнал о некорректности данных для блокировки отключения. Потеря напряжения на дистанционном реле вызовет ложное срабатывание или вызовет логику потери потенциала (если таковой используется), что очень ограничит возможности защиты.

Способность измерительной системы к самодиагностике незначительных проблем и вызову неэкстренных аварийных сигналов, без подавления или блокировки, дает обслуживающему персоналу перспективу решить проблему прежде, чем это вызовет негативные последствия. Порт коммуникации данных, который может оповестить об указанной диагностике через модем или порт WAN, увеличивает возможность того, что специалисты по ремонту прибудут с нужными запасными частями и оборудованием.

А.7 Калибровка

Поставщик обязан обучить пользователя методам, при помощи которых проводится первичная калибровка измерительной системы и поддерживается в дальнейшем. В частности, удостовериться, что поставляемый ИЭУ имеет характеристики, которые могут потребоваться для выполнения методики калибровки.

Поставщик измерительной системы должен указать заказчику, что делать с калибровкой системы в случае, когда осуществляется замена неисправного электронного модуля преобразования.

А.8 Цифровые интерфейсы

Настоящий стандарт описывает только низкоуровневые аналоговые интерфейсы, включая встроенные в большие системы с наличием интерфейсов цифровых данных и когда интероперабельность для аналоговых интерфейсов является важной как для производителей, так и для пользователей.

Цифровые интерфейсы требуют спецификации процессов дискретизации, производительности и многоуровневости слоев протокола передачи данных для обмена между измерительной системой и реле. Интерфейсы цифровых данных для предоставления информации об электрической сети представлены в стандартах IЕС 61850-9-1, IEC 61850-9-2, IEC 60044-7 и IEC 60044-8.

Приложение ДА (обязательное). Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Приложение ДА
(обязательное)

Таблица ДА.1

Библиография

IEEE Р1331 Draft 8.3, April 1999: Trial use standard for low energy analog signal inputs to protective relaying (Проект 8.3, апрель 1999. Пробный стандарт для защитных реле со слаботочными аналоговыми входами)

Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2019