SCADA-системы (1). Отображения информации о ходе технологического процесса, с помощью которой оператор может видеть состояние объекта и управлять им
 Скачать 5.13 Mb.
|
|
SCADA-СИСТЕМЫ SCADA (SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION) Система отображения информации о ходе технологического процесса, с помощью которой оператор может видеть состояние объекта и управлять им 2 SCADA-СИСТЕМЫ РЕШАЮТ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ: • Обмен данными с “устройствами связи с объектом”, (то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы. • Обработка информации в реальном времени. • Логическое управление. • Отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме. • Ведение базы данных реального времени с технологической информацией. • Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями. • Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса. • Осуществление сетевого взаимодействия между SCADA-станциями (компьютерами). • Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.). 3 ФУНКЦИИ SCADA • Сбор первичной информации от устройств нижнего уровня • Обработка первичной информации • Регистрация событий и исторических данных • Визуализация информации • Автоматизированная разработка, дающая возможность создания ПО системы автоматизации без реального программирования • Средства исполнения прикладных программ • Хранение информации с возможностью ее последующей обработки 4 СТРУКТУРА SCADA-СИСТЕМ Любая SCADA-система включает три компонента: удалённый терминал (RTU – Remote Terminal Unit), диспетчерский пункт управления (MTU – Master Terminal Unit) и коммуникационную систему (CS – Communication System). 5 УДАЛЕННЫЙ ТЕРМИНАЛ Удаленный терминал подключается непосредственно к контролируемому объекту и осуществляет управление в режиме реального времени. Таким терминалом может служить как примитивный датчик, осуществляющий съем информации с объекта, так и специализированный многопроцессорный отказоустойчивый вычислительный комплекс, осуществляющий обработку информации и управление в режиме реального времени. 6 ДИСПЕТЧЕРСКИЙ ПУНКТ УПРАВЛЕНИЯ Диспетчерский пункт управления осуществляет обработку данных и управление высокого уровня, как правило, в режиме квазиреального времени(в пределах 30 минут после завершения вызова). Он обеспечивает человеко-машинный интерфейс. MTU может быть как одиночным компьютером с дополнительными устройствами подключения к каналам связи, так и большой вычислительной системой или локальной сетью рабочих станций и серверов. 7 КОММУНИКАЦИОННАЯ СИСТЕМА Коммуникационная система необходима для передачи данных с RTU на MTU и обратно. В качестве коммуникационной системы могут использоваться следующие каналы передачи данных: выделенные линии, радиосети, аналоговые телефонные линии, сотовые сети GSM (GPRS). Зачастую устройства подключаются к нескольким сетям для обеспечения надёжности передачи данных. 8 ИСТОЧНИКИ ДАННЫХ В СИСТЕМАХ SCADA МОГУТ БЫТЬ СЛЕДУЮЩИМИ • Драйверы связи с контроллерами. • Реляционные базы данных. SCADA-системы поддерживают протоколы, независимые от типа базы данных, благодаря чему в качестве источника данных может выступать большинство популярных СУБД: Access, Oracle и т. д. Такой подход позволяет оперативно изменять настройки технологического процесса и анализировать его ход вне систем реального времени, различными, специально созданными для этого программами. • Приложения, содержащие стандартный интерфейс DDE (Dynamic Data Exchange) или OLE-технологию (Object Linking and Embedding), позволяющую включать и встраивать объекты. Это дает возможность использовать в качестве источника данных даже некоторые стандартные офисные приложения, например Microsoft Excel. 9 ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ В SCADA-СИСТЕМАХ • В системах SCADA обязательно наличие человека (оператора, диспетчера). • Любое неправильное воздействие может привести к отказу объекта управления или даже катастрофическим последствиям. • Диспетчер несет общую ответственность за управление системой, которая, при нормальных условиях, только изредка требует подстройки параметров для достижения оптимального функционирования. • Большую часть времени диспетчер пассивно наблюдает за отображаемой информацией. Активное участие диспетчера в процессе управления происходит нечасто, обычно в случае наступления критических событий - отказов, аварийных и нештатных ситуаций и пр. • Действия оператора в критических ситуациях могут быть жестко ограничены по времени (несколькими минутами или даже секундами). 10 11 КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ SCADA-СИСТЕМ • Технические характеристики • Стоимостные характеристики • Эксплуатационные характеристики 12 К техническим характеристикам относятся программно-аппаратные платформы для SCADA- систем. Подавляющее большинство SCADA- систем реализовано на платформе MS Windows. Желательно, чтобы система поддерживала работу в стандартных сетевых средах, а также обеспечивала поддержку наиболее популярных сетевых стандартов из класса промышленных интерфейсов. 13 При оценке стоимости SCADA-систем нужно учитывать следующие факторы: стоимость программно-аппаратной платформы, стоимость самой системы, стоимость освоения системы, стоимость сопровождения. 14 К группе эксплуатационных характеристик можно отнести удобство интерфейса среды разработки, полноту инструментария и функций системы, качество документации(ее полнота, уровень русификации), поддержка со стороны создателей(дилерская сеть, обучение, условия обновления версий) 15 РАЗРАБОТКА АСУТП, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ SCADA-СИСТЕМЫ, ВНЕ ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРОЦЕССА И КОНКРЕТНОГО ПАКЕТА SCADA ПОДРАЗУМЕВАЕТ СЛЕДУЮЩИЕ ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ: • разработка архитектуры системы в целом. АСУТП строится в клиент-серверной архитектуре. Определяется функциональное назначение отдельных узлов автоматизации и их взаимодействие; • создание прикладной системы управления каждым узлом автоматизации (вернее, алгоритма автоматизированного управления этим узлом); • анализ и устранение аварийных ситуаций; • подбор линий связи, протоколов обмена; разработка алгоритмов логического взаимодействия различных подсистем; • решение вопросов возможного наращивания или модернизации системы; • создание интерфейсов оператора; • программная и аппаратная отладка системы. 16 ПРИМЕРЫ SCADA-СИСТЕМ • MasterSCADA Система MasterSCADA предназначена для создания полномасштабных систем автоматизации в различных отраслях промышленности. Основной ее особенностью является объектный подход, использованный на уровне описания системы при ее настройке на конкретный объект автоматизации. Для каждого объекта создается свое описание на технологическом языке программирования. Описание включает в себя свойства объекта и документы объекта. Свойствами могут быть период опроса, диапазон входных сигналов. Документами объекта являются его изображение, график изменения переменных и т. п. 17 • Trace Mode SCADA-система Trace Mode 6 состоит из инструментальной системы и набора исполнительных модулей. В состав Trace Mode 6 входят также средства управления бизнес-процессами производственного предприятия. Для увеличения скорости разработки проекта пользователя применяется оригинальная технология автопостроения. Автоматически в SCADA могут быть построены: • источники данных и модулей ввода-вывода по известной конфигурации; • каналы по источникам данных; • связи каналов из редактора аргументов; • связи контроллер-сервер и сервер-сервер; • SQL-запросы; В систему Trace M ode 6 включены пять языков программирования – Techno SFC, Techno LD, Techno FBD, Techno ST, и Techno IL, которые являются расширениями соответствующих языков стандарта МЭК 61131-3. 18 ЛИТЕРАТУРА • Шишов О.В. Технические средства автоматизации и управления: учеб. пособие. – М. : ИНФРА-М,2016. – 396с. • Юсупов Р.Х. Основы автоматизации систем управления технологическими процессами: Учебное пособие – М.:Инфра- Инженерия,2018. – 132с. • https://www.iemag.ru/platforms/detail.php?ID=16479 • http://www.tadviser.ru/index.php/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C %D1%8F:SCADA_%D0%BD%D0%B0%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%87%D0%B5% D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC • https://www.bookasutp.ru/Chapter9_4.aspx 19 |