SCADA системы
внедрением SCADA-систем. Каждая SCADA-система - это "know-how" компании и
поэтому данные о той или иной системе не столь обширны.
Большое значение при внедрении современных систем диспетчерского управления
имеет решение следующих задач:
. выбора SCADA-системы (исходя из требований и особенностей
технологического процесса);
. кадрового сопровождения.
Выбор SCADA-системы представляет собой достаточно трудную задачу,
аналогичную принятию решений в условиях многокритериальности, усложненную
невозможностью количественной оценки ряда критериев из-за недостатка
информации.
Подготовка специалистов по разработке и эксплуатации систем управления на
базе программного обеспечения SCADA осуществляется на специализированных
курсах различных фирм, курсах повышения квалификации. В настоящее время в
учебные планы ряда технических университетов начали вводиться дисциплины,
связанные с изучением SCADA-систем. Однако специальная литература по SCADA-
системам отсутствует; имеются лишь отдельные статьи и рекламные проспекты.
Компоненты систем контроля и управления и их назначение
Многие проекты автоматизированных систем контроля и управления (СКУ) для
боль-шого спектра областей применения позволяют выделить обобщенную схему
их реализации, представленную на рис.1.
|[pic] |
|Рис.1. Обобщенная схема системы контроля и управления. |
Как правило, это двухуровневые системы, так как именно на этих уровнях
реализуется непосредственное управление технологическими процессами.
Специфика каждой конкретной системы управления определяется используемой на
каждом уровне программно - аппаратной платформой.
. Нижний уровень - уровень объекта (контроллерный) - включает различные
датчики для сбора информации о ходе технологического процесса,
электроприводы и исполнительные механизмы для реализации регулирующих
и управляющих воздействий. Датчики поставляют информацию локальным
программируемым логическим контроллерам (PLC - Programming Logical
Controoller), которые могут выполнять следующие функции:
o сбор и обработка информации о параметрах технологического
процесса;
o управление электроприводами и другими исполнительными
механизмами;
o решение задач автоматического логического управления и др.
Так как информация в контроллерах предварительно обрабатывается и
частично используется на месте, существенно снижаются требования к
пропускной способности каналов связи.
В качестве локальных PLC в системах контроля и управления различными
технологическими процессами в настоящее время применяются контроллеры как
отечественных производителей, так и зарубежных. На рынке представлены
многие десятки и даже сотни типов контроллеров, способных обрабатывать от
нескольких переменных до нескольких сот переменных.
К аппаратно-программным средствам контроллерного уровня управления
предъявляются жесткие требования по надежности, времени реакции на
исполнительные устройства, датчики и т.д. Программируемые логические
контроллеры должны гарантированно откликаться на внешние события,
поступающие от объекта, за время, определенное для каждого события.
Для критичных с этой точки зрения объектов рекомендуется использовать
контроллеры с операционными системами реального времени (ОСРВ). Контроллеры
под управлением ОСРВ функционируют в режиме жесткого реального времени.
Разработка, отладка и исполнение про-грамм управления локальными
контроллерами осуществляется с помощью специализированного программного
обеспечения, широко представленного на рынке.
К этому классу инструментального ПО относятся пакеты типа ISaGRAF (CJ
International France), InConrol (Wonderware, USA), Paradym 31 (Intellution,
USA), имеющие открытую архитектуру.
. Информация с локальных контроллеров может направляться в сеть
диспетчерского пункта непосредственно, а также через контроллеры
верхнего уровня (см. рис.). В зависимости от поставленной задачи
контроллеры верхнего уровня (концентраторы, интеллектуальные или
коммуникационные контроллеры) реализуют различные функции. Некоторые
из них перечислены ниже:
o сбор данных с локальных контроллеров;
o обработка данных, включая масштабирование;
o поддержание единого времени в системе;
o синхронизация работы подсистем;
o организация архивов по выбранным параметрам;
o обмен информацией между локальными контроллерами и верхним
уровнем;
o работа в автономном режиме при нарушениях связи с верхним
уровнем;
o резервирование каналов передачи данных и др.
. Верхний уровень - диспетчерский пункт (ДП) - включает, прежде всего,
одну или несколько станций управления, представляющих собой
автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера/оператора. Здесь же
может быть размещен сервер базы данных, рабочие места (компьютеры) для
специалистов и т. д. Часто в качестве рабочих станций используются
ПЭВМ типа IBM PC различных конфигураций.
Станции управления предназначены для отображения хода технологического
процесса и оперативного управления. Эти задачи и призваны решать SCADA
- системы. SCADА - это специализированное программное обеспечение,
ориентированное на обеспечение интерфейса между диспетчером и системой
управления, а также коммуникацию с внешним миром.
Спектр функциональных возможностей определен самой ролью SCADA в системах
управления и реализован практически во всех пакетах:
o автоматизированная разработка, дающая возможность создания ПО
системы автоматизации без реального программирования;
o средства исполнения прикладных программ;
o сбор первичной информации от устройств нижнего уровня;
o обработка первичной информации;
o регистрация алармов и исторических данных;
o хранение информации с возможностью ее пост-обработки (как
правило, реализуется через интерфейсы к наиболее популярным
базам данных);
o визуализация информации в виде мнемосхем, графиков и т.п.;
o возможность работы прикладной системы с наборами параметров,
рассматриваемых как "единое целое" ("recipe" или "установки").
Рассматривая обобщенную структуру систем управления, следует ввести и
еще одно понятие - Micro-SCADA. Micro-SCADA - это системы, реализующие
стандартные (базовые) функции, присущие SCADA - системам верхнего
уровня, но ориентированные на решение задач автоматизации в
определенной отрасли (узкоспециализированные). В противоположность им
SCADA - системы верхнего уровня являются универсальными.
. Все компоненты системы управления объединены между собой каналами
связи. Обеспечение взаимодействия SCADA - систем с локальными
контроллерами, контроллерами верхнего уровня, офисными и промышленными
сетями возложено на так называемое коммуникационное ПО. Это достаточно
широкий класс программного обеспечения, выбор которого для конкретной
системы управления определяется многими факторами, в том числе и типом
применяемых контроллеров, и используемой SCADA - системой. Более
подробная информация о коммуникационном ПО приведена в главе 2.
. Большой объем информации, непрерывно поступающий с устройств
ввода/вывода систем управления, предопределяет наличие в таких
системах баз данных (БД). Основная задача баз данных - своевременно
обеспечить пользователя всех уровней управления требуемой информацией.
Но если на верхних уровнях АСУ эта задача решена с помощью
традиционных БД, то этого не скажешь об уровне АСУ ТП. До недавнего
времени регистрация информации в реальном времени решалась на базе ПО
интеллектуальных контроллеров и SCADA - систем. В последнее время
появились новые возможности по обеспечению высокоскоростного хранения
информации в БД. Более подробная информация по базам данных реального
времени приведена в главе 6.
. Бурное развитие Интернет не могло не привлечь внимание производителей
программного продукта SCADA. Возможно ли применение Интернет -
технологий в системах управления технологическими процессами? Если да,
то какие решения предлагаются в настоящее время компаниями -
разработчиками? Обсуждению этих вопросов посвящена глава 7.
Разработка прикладного программного обеспечения СКУ: выбор пути и
инструментария
Приступая к разработке специализированного прикладного программного
обеспечения (ППО) для создания системы контроля и управления, системный
интегратор или конечный пользователь обычно выбирает один из следующих
путей:
. Программирование с использованием "традиционных" средств (традиционные
языки программирования, стандартные средства отладки и пр.)
. Использование существующих, готовых - COTS (Commercial Of The Shelf) -
инструментальных проблемно-ориентированных средств.
Для большинства выбор уже очевиден. Процесс разработки ППО важно упростить,
сократить временные и прямые финансовые затраты на разработку ППО,
минимизировать затраты труда высококлассных программистов, по возможности
привлекая к разработке специалистов-технологов в области автоматизиру
| |  скачать работу |
SCADA системы |
