Унікальний «Імпульс» | Історія ІТ в Україні

Унікальний «Імпульс»

У 60-і роки минулого сторіччя на базі невеликої Лисичанської філії Московського СКБ, яка забезпечувала комп’ютерну автоматизацію Лисичанського хімкомбінату, на Донбасі, в містечку Сіверодонецьку, з’явився центр промислової системотехніки – Науково-виробниче об’єднання (НВО) «Імпульс». Ця потужна організація протягом 1960–1980 років розробила тисячі керуючих систем, зокрема інформаційно-керуючу систему «Автодиспетчер» для контролю виробництва спирту й аміаку, першу в СРСР систему масового резервування місць на авіалініях Аерофлоту «Сирена», електронну систему суддівства для Олімпійських ігор у Москві, тощо.

EVM_Impuls

Біографії:

Novokhatnii
Новохатній Андрій Олександрович

Створювати в СРСР керуючу обчислювальну техніку почали тоді, коли з’явилася потреба в автоматизації технологічного процесу величезного хімічного комплексу. Так виникло об’єднання трьох установ: філії московського конструкторського бюро СКБ-245 (НДІ керуючих обчислювальних машин), найбільшого на той час у світі Лисичанського хімкомбінату і Сіверодонецького приладобудівного заводу (СПЗ). Спочатку організація мала назву Науково-дослідний інститут керуючих обчислювальних машин (НДІ КОМ), а потім переросла в Науково-виробниче об’єднання «Імпульс».

Визначну роль у становленні НВО «Імпульс» відіграли директор філії Андрій Олександрович Новохатній та його заступник Владислав Васильович Рєзанов – науковий керівник робіт.

В основу науково-технічної політики вони від самого початку поклали ідею створення серійних засобів керуючої обчислювальної техніки для різноманітних (не лише хімічних) об’єктів автоматизації. Спираючись на неї, під керівництвом Рєзанова в об’єднанні згодом розробили і реалізували концепцію єдиної функціонально повної агрегатної (модульної) системи. Концепція передбачала можливість проектного компонування як технічних, так і програмних засобів для багаторівневих систем керування процесами різної складності й призначення.

До них, відповідно до концепції, належали і пристрої зв’язку з об’єктом (ПЗО), які зчитують дані процесу, передають їх в обчислювальну машину і формують сигнали керування виконавчими механізмами. Такий підхід існував понад тридцять років і цілком себе виправдав. Завдяки йому в об’єднанні створили повний комплекс системотехнічних засобів, які дали змогу спроектувати найрізноманітніші інформаційно-керуючі системи для будь-яких технологічних процесів та енергетичних об’єктів.

Невеличка група провідних фахівців «Імпульсу» зуміла зібрати і згуртувати навколо себе кількатисячний колектив однодумців. Їх єднало спільне прагнення – створювати й повсякчас удосконалювати засоби комп’ютерної автоматизації технологічних процесів та енергетичних об’єктів (зокрема й таких відповідальних і складних, як атомні станції).

У 50-і роки обчислювальна техніка була ще екзотикою, поодинокі зразки ЕОМ створювали в секретних лабораторіях, як то кажуть, з нуля. Першу серійну машину на території СРСР ЕОМ «Урал-1» тільки-но почали виробляти в місті Пенза. Ніякої інформації про світовий досвід комп’ютерної автоматизації технологічних процесів майже не було. Уявлення про програмне керування ще тільки-но складалося, а в засобах промислової автоматики застосовувалася аналогова обчислювальна техніка на базі електромеханічних і пневматичних пристроїв. Певна річ, стандартних промислових датчиків, які б характеризували параметри фізичних та хімічних процесів, а також стандартних виконавчих механізмів ще не було. Перед колективом філії постало питання: що автоматизувати, навіщо і якими технічними засобами?

Головною виробничою галуззю на Лисичанському хімічному комбінаті було виробництво аміаку й азотної кислоти. Фахівці Сіверодонецького центру почали вивчати основні технологічні процеси аміакового виробництва. Насамперед вони склали (в першому наближенні) алгоритм керування, а це дало змогу визначити параметри керуючої машини. Ідею спроектувати її на електронних лампах відкинули від самого початку через ненадійність елементної бази, а напівпровідникову техніку тільки-но починали опановувати. Врятувала проект система тритактних феритово-діодних елементів, створених у лабораторії Л. І. Гутенмахера у Всесоюзному НДІ технічної інформації в Москві. Пізніше їх удосконалили в Пензенській філії СКБ-245.

З 1965 року почалася дослідна експлуатація першої інформаційно-керуючої системи, що мала назву «Автодиспетчер». В 1967 році  її впровадили в цілодобову експлуатацію, і вона пропрацювала на комбінаті понад 24 роки. Система давала змогу контролювати роботу аміакового і спиртового обладнання, робила логічний аналіз порушень технологічних процесів, вела автоматичний облік сировинних потоків, обчислювала техніко-економічні показники кожного цеху й усього виробництва. Пристрій зв’язку з об’єктом системи «Автодиспетчер» був комбінованою телемеханічною підсистемою, що могла вимірювати 360 миттєвих значень параметрів, 120 інтегральних значень параметрів, 360 двопозиційних сигналів з циклом 20 секунд, 200 миттєвих двопозиційних сигналів.

Обчислювальна частина «Автодиспетчера» була побудована на феритово-діодних логічних елементах, мала феритову пам’ять на 1860 двадцятирозрядних числа і феритову пасивну пам’ять на 5632 двадцятирозрядних числа. Арифметичний пристрій оперував вісімнадцятирозрядними числами з фіксованою комою. Система команд була одноадресна, кількість операцій – 28. На той час працювала тільки одна фіксована програма, написана машинними кодами.

Створюючи систему «Автодиспетчер», фахівці об’єднання одночасно розробляли ще одну керуючу машину «Автооператор», призначену для так званого прямого цифрового керування. Вперше в Україні й Радянському Союзі ця спеціалізована машина була націлена на пряме цифрове регулювання, коли одна машина керує за допомогою виконавчого пристрою кількома процесами.

Наступним етапом автоматизації виробництва на Лисичанському заводі стало створення трирівневої системи технічних засобів для оперативного керування складними виробництвами СОУ-1. Її від самого початку розробляли як серійну. Структура й архітектура цієї системи випереджали свій час, вона складалася з трьох машин.

Машина первинної переробки інформації (МППІ) збирала й нормувала інформацію, виконувала первісне перетворення, реєструвала й показувала оперативному персоналу миттєві й розрахункові значення параметрів керованого процесу, а також тенденції зміни цих значень. В сучасній термінології це був промисловий контролер.

Другий рівень керування забезпечувала керуюча машина УМ-1. В її складі були модульні пристрої зв’язку з об’єктом (ПЗО), які приймали й видавали стандартні сигнали Державної системи приладів. Обчислювальна частина машини УМ-1 була побудована на феритово-діодних елементах, мала феритову модульну оперативну й постійну пам’ять (відповідно чотири пристрої по 1024 слова і три пристрої по 2048 слів) і могла виконувати 30 арифметичних та логічних операцій над двадцятиоднорозрядними двійковими числами з фіксованою комою. Її швидкість сягала 900 операцій на секунду. Машина вирізнялася наявністю системи переривання, яка давала змогу виконувати 16 різних, не пов’язаних між собою програм, автоматично обираючи найважливіший і найскладніший запит залежно від заданого пріоритету. Керуюча машина УМ-1 була однією з перших промислових мультипрограмних машин. Ця властивість спонукала створити програмне забезпечення, яке не лише виконувало функціональні завдання, а й діалог оператора з машиною та оперативну тестову-діагностичну процедуру (виправлення помилок, тощо). Завдяки мультипрограмному режиму в машині з’явився пульт оператора системи керування об’єктом. Відтепер оператор міг контролювати параметри процесу й керувати ним. Машина УМ-1 працювала як у комплексі з машинами «МППІ-1», так і самостійно.

Координаційна машина КВМ-1 системи СОУ-1 мала, як на свій час, дуже високі технічні характеристики. Її розробляли як машину, що взаємодіяла б у реальному часі з 65 абонентами типу УМ-1 та МППІ-1 на відстані до 12 км через радіальні канали зв’язку. Це був важливий крок до створення мережі обчислювальних машин для керування складними технологічними об’єктами. КВМ-1 могла працювати також із власними пристроями зв’язку з об’єктом, виконуючи завдання, які потребували великих обчислювальних потужностей.

Обчислювальний комплекс КВМ-1 міг виконувати 256 різних операцій зі швидкістю 100 тисяч операцій за секунду. Система мультипрограмування, що реагувала на 80 асинхронних запитів, давала змогу створити операційну систему реального часу з потужними діагностичними засобами. Машина мала пульт взаємодії оператора з процесом у режимі діалогу з двобарвним друком. Цікавою особливістю КВМ-1 було те, що для неї розробили спеціальний набір логічних елементів на тунельних діодах і транзисторах, який забезпечив високу продуктивність машини.

Машину КВМ-1 створили саме тоді, коли в Інституті кібернетики АН УРСР побачила світ машина «Днепр-2», а також з’явилася інформація про систему IBM 360. Тому робота над КВМ-1 не набрала належного розвитку. Але головна причина, через яку роботу довелося припинити, полягала в тому, що підприємства не були готові користуватися потужними керуючими машинами.

Система “СОУ-1” загалом випередила свій час. Сіверодонецький приладобудівний завод виробив кілька сотень машин МППІ-1 та УМ-1, які були використані в системах керування різноманітними об’єктами. Вони успішно працювали протягом двох десятиріч.

Згодом НДІ КОМ почав розробляти комплекс технічних засобів третього покоління, подібний своєю будовою до “СОУ-1”, застосувавши в процесорах базову систему інструкцій та інтерфейси периферійних пристроїв системи IBM 360. Розробники розуміли, що вони не можуть покладатися на вітчизняні мікроелектронні засоби, тож роботу поділили на два етапи. Першим етапом було проектування трьох обчислювальних комплексів М1000, М2000 та М3000 на технологічній базі обчислювальних систем другого покоління. На другому етапі розвитку цієї системи з’явилися досконаліші комплекси М6000, М4030. Згідно з початковим задумом М1000, М2000 та М3000 становили агрегатну систему засобів обчислювальної техніки АСВТ і були частиною зароджуваної тоді Державної системи приладів (ДСП), призначеної для керування народним господарством.

У 70-і роки Науково-дослідному інституту керувальних обчислювальних машин (згодом – НВО «Імпульс») надали статус головної організації для створення й виробництва агрегатних систем засобів обчислювальної техніки (АСВТ). Тоді ж з’явилася постанова про створення системи резервування пасажирських місць у московському авіавузлі Аерофлоту. Тож обчислювальні комплекси М2000, М3000 системи АСВТ спершу застосували не в технологічних об’єктах, а в системі резервування місць на авіалініях Аерофлоту «Сирена».

Це була перша в СРСР глобальна система масового обслуговування, яка поєднувала в собі сотні термінальних станцій (робочих місць касирів), десятки центрів обробки й комутації повідомлень по всьому Радянському Союзу, які взаємодіяли з Московським центром резервування місць на авіалініях Аерофлоту. Розробники системи мали багато проблем через порівняно невеликі обчислювальні потужності, лінії зв’язку з перешкодами, транзисторну елементну базу другого покоління, не зовсім чітке уявлення про кінцеві функціональні параметри системи. До того ж треба було за дуже короткий час створити й запустити в експлуатацію апаратного велетня (кількість самих апаратурних шаф у системі перевищувала 1000 шт.), забезпечивши високу функціональну надійність.

Та попри численні труднощі систему «Сирена» таки створили. Вона складалася з обчислювального комплексу для Московського центру резервування й засобів зв’язку з абонентами через стандартні, тоді ще мало розвинуті й низькоякісні, канали, якими довелося передавати цифрову інформацію. Система мала велику архівну швидкісну пам’ять, яка забезпечувала цілість інформації в аварійних режимах і засоби спілкування системи з користувачем (пульти касирів для формування запитів клієнтів і видачі квитка, довідки, масової інформації на табло, індивідуальної довідки тощо). Ще одним її складником було програмне забезпечення, націлене на надійне функціонування системи відповідно до потреб клієнта й усього “Аерофлоту”.

В якості основних каналів зв’язку були телефонні й телеграфні окремі й комутаторні канали міських АТС. Їх з’єднували з системою за допомогою спеціально розробленої апаратури передачі даних. Створення «Сирени» зміцнило авторитет «Імпульсу».

Згодом підприємство розробило ще міні-ЕОМ «Параметр». Вихідні коди одного з варіантів операційної системи міні-ЕОМ американської компанії «Hewlett-Packard» НР2116, що потрапили до рук розробників, остаточно визначили архітектуру нової міні-ЕОМ «Параметр». Але не було й мови про повне копіювання американської машини. За основу взяли тільки систему інструкцій процесора і структуру операційної системи. Розробники розуміли, що копіювати будь-які зразки без співпраці з іноземною фірмою, яка створила системні стандарти, марно. Тому машину проектували самотужки на вітчизняній елементній базі й компонентах. Для «Параметра» розробили стандарт, що ґрунтувався на інтерфейсному зв’язку процесора з периферійними пристроями. Цей стандарт був націлений на ефективне з’єднання пристроїв зв’язку з об’єктом і забезпечення зв’язку з іншими зовнішніми пристроями.

Після ЕОМ «Параметр» в об’єднанні створили ЕОМ М6000, а також опрацювали системні й технологічні стандарти, які дали змогу одночасно проектувати й готувати виробництво ЕОМ.

Фахівці підприємства терміново розробили типові конструкції для компонування модульних керуючих систем. Ці конструкції стали відомчим конструкторським стандартом. Тоді ж виникла ідея створити агрегатну систему програмного забезпечення. Але спочатку треба було розробити операційне середовище, яке б керувало ресурсами розподіленої системи, призначеної збирати й перетворювати інформацію, а також забезпечувати діалог з оператором, що наглядає за процесом. Розмаїття структурних конфігурацій систем керування диктувало модульну будову операційного середовища й потребувало потужних сервісних засобів як для складання, так і для функціонування системи. Ядро такого операційного середовища для моделей М6000 створили ще перед державними випробуваннями, а згодом розвинули в потужну операційну систему АСПО.

Так з’явилася система модульних технічних і програмних засобів, що давала змогу проектувати найрізноманітніші системи керування й обробки інформації – від найпростіших до багатомашинних територіально розподілених програмно технічних комплексів, призначених керувати процесами. Цю систему назвали М6000 АСВТ-М.

Обчислювальна частина комплексів М6000 мала потужну систему введення-виведення інформації, розвинену зручну для програмування систему команд, зручну систему пріоритетного переривання, яка давала змогу одночасно вводити-виводити інформацію й рахувати. Вона мала дуже високу, як на свій час, продуктивність (до 2 000 000 адресних операцій і 1 800 000 безадресних мікрооперацій за секунду), а її пам’ять могла розширюватися від 8 192 до 65 736 байтів. Обчислювальну частину можна було з’єднати зі швидкісними каналами прямого доступу до пам’яті, які давали змогу вводити-виводити інформацію без переривань процесора, а також з інкрементними каналами для формування гістограм. Вона була високонадійна, проста і зручна в обслуговуванні.

Крім того, колектив НВО «Імпульс» розробив електронну систему суддівства для олімпійських ігор у Москві, що мала назву «Олімпіада-80». Тоді ж були створені й освоєні промисловістю алфавітно-цифрові дисплеї СИД-1000 і станція обробки графічних даних СИГДа.

На початку 80-х років фахівці НВО «Імпульс» спроектували високопродуктивні геофізичні комплекси ПС2000, ПС2100 і ПС3000. Наприклад, комплекс ПС2000, створений в 1981 році, мав продуктивність 200 мільйонів операцій за секунду і працював за принципом «багато потоків даних – один потік команд». Він мав до 64 процесорних елементів, які в процесі обчислення взаємодіяли між собою відповідно до алгоритму геофізичних завдань. Продуктивність ПС2100 вдалося збільшити до 1,5 мільярдів операцій за секунду. Отож до середини 80-х років «Імпульс» обладнав різні об’єкти більш як 150 комплексами ПС2000. Розробляти новий геофізичний комплекс ПС3000 за принципом «багато потоків даних – багато потоків команд» почали із завершенням геофізичних досліджень у вже розпадаючому СРСР. Тому цей комплекс так і не запустили в серійне виробництво, припинивши роботу над ним. Те саме сталося і з комплексом ПС2100.

На 1985 рік у НВО «Імпульс» і його філіях працювало 12 тисяч людей. Кількість створених у промисловості й енергетиці систем із застосуванням техніки, розробленої в «Імпульсі», на цей час перевищила десять тисяч. Близько тисячі проектних КБ та НДІ стали партнерами НВО «Імпульс» у створенні систем керування.

Унікальність «Імпульсу» виявилася і в тому, що його засновники змогли зберегти єдність, працюючи спільно понад тридцять років. До цієї «могутньої купки» незмінно входили: директор «Імпульсу» А. О. Новохатній, науковий керівник об’єднання В. В. Рєзанов, завідувач відділу схемотехніки НДІ КОМ В. М. Костелянський, заступник директора НДІ КОМ В. М. Сомкін, головний конструктор і керівник робіт над системами енергозабезпечення всіх проектів В. М. Дейнеко, керівник відділу системного програмування «Імпульсу» В. Г. Винокуров, розробник високопродуктивних комплексів ПС2000 та ПС2100 І. І. Ітенберг, керівник організаційно-економічного підрозділу «Імпульсу» Е. Т. Бєликов, головний конструктор «Автооператора» В. А. Барабанов, керівник робіт над проблемами надійності Т. І. Лиманський, розробники Л. О. Сопочкін, М. І. Обувалін, Г. В. Вшивцев, В. І. Кот.

Отак невелика Сіверодонецька філія Московського СКБ-245, призначена для комп’ютерної автоматизації Лисичанського хімкомбінату, перетворилася на потужну організацію, що забезпечила своїми розробками кілька тисяч керуючих систем, створених у 60–80 роки в СРСР.

НВО «Імпульс» працює й сьогодні, основними напрямами його діяльності є виготовлення і впровадження систем контролю і керування на об’єктах атомної і теплової енергетики, нафтогазового комплексу, залізниці та інших галузей промисловості. На базі розробок НВО «Імпульс» випущено понад 20 тисяч систем контролю і керування, які були успішно впроваджені в багатьох країнах світу, зокрема в країнах СНД, Болгарії, В’єтнамі, Індії, Китаї, Угорщині, Фінляндії та Японії.

#photodescription10-1

#photodescription10-2

#photodescription10-3

#photodescription10-4#photodescription10-5

#photodescription10-6