Реферат Технология SCADA - файл n1.docx

Реферат Технология SCADA
скачать (597.9 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx598kb.01.06.2012 14:51скачать

n1.docx

АННОТАЦИЯ

Цель реферата – отразить основные особенности технологии SCADA и ее роль в современном мире, описать насколько важны сетевые технологии в системах под управление SCADA и как они применяются.

Задачи реферата – изучить, что такое SCADA технология и почему он нашла применения в различных системах управления. Показать наиболее успешные примеры использования технологии. Проанализировать ее основные возможности и характеристики. Проследить связь сетевых технологий сто SCADA системами.

Рассмотрен процесс перехода на SCADA системы, также проиллюстрировано применения таких систем на примерах крупных российских предприятиях. Отражены основные характеристики технологии и то, как сетевые технологии помогают при построение SCADA систем. Сделано заключение о важности организации доступа к данным с помощью сетей предприятия.

ОГЛАВЛЕНИЕ


ВВЕДЕНИЕ 3

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 4

1.АСУ ТП И ДИСПЕТЧЕРСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ 5

2.АСУ ТП НА ПРЕДПРИЯТИЯХ 11

2.1 АСУ ТП в ОАО «Газпром» 11

2.2 АСУ ТП на "ТЭЦ" 12

2.3 АСУ ТП на ОАО «РЖД» 12

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ SCADA 15

3.1 Технические характеристики 15

3.2 Эксплуатационные характеристики 17

3.3 Открытость систем 17

3.4 Стоимостные характеристики 18

4.ОБМЕН ДАННЫМИ В SCADA-СИСТЕМАХ 19

4.1 Организация взаимодействия с контроллерами 19

4.2 Аппаратная реализация связи с устройствами ввода/вывода 20

5.ДОСТУП К ДАННЫМ 20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 21

БИБЛИОГРАФЧЕСКИЙ СПИСОК 22

ВВЕДЕНИЕ



Современная автоматизация – это и персональные компьютеры, и контроллеры, и промышленные сети, и, конечно же, программное обеспечение. Программное обеспечение SCADA занимает в этом ряду особое место. Не будет преувеличением сказать, что в последнее десятилетие к этому программному продукту было приковано, пожалуй, самое пристальное внимание специалистов в области автоматизации. И тем более странно, что мало кто из них рискнул высказать свое мнение по этому вопросу (за исключением нескольких десятков статей в специализированных журналах). А ведь обобщенная информация о SCADA-системах очень нужна и специалистам на местах, и новому поколению, делающему первые шаги в мире автоматизации.

На сегодняшний день АСУТП (автоматизированная система управления технологическим процессом) представляет собой многоуровневую человеко-машинную систему управления. Создание АСУ сложными технологическими процессами осуществляется с использованием автоматических информационных систем сбора данных и вычислительных комплексов, которые постоянно совершенствуются, по мере эволюции технических средств и программного обеспечения. [http://habrahabr.ru/blogs/infosecurity/105375/]

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ


АРМ – автоматизированные рабочие места;

АСУ – автоматизированная система управления;

АСУТП – автоматизированная система управления технологическим процессом;

АЭС – атомная электростанция;

ГИС – геоинформационные системы;

ГПЗ – газоперерабатывающий завод;

ГСМ – горюче-смазочные материалы;

ГЭС –гидро-электро станция;

КИПиА - контрольно-измерительные приборы и автоматика;

ОС – операционная система;

ПАЗ – противоаварийная автоматическая защита;

ПК – персональный компьютер;

ПЛК - программируемый логический контроллер;

ПО – программное обеспечение;

САПР – система автоматического проектирования;

РЖД – Российские железные дороги;

РСУ – распределенная система управления;

ТЭС – тепло-электро станция;

ТЭЦ – тепло-электро централь;

DDE – dynamic data exchange;

GUI – graphic users interface;

HMI/MMI – humain/man machine interface;

OLE - OLE for process control

SCADA - supervisory control and data acquisition.


  1. АСУ ТП И ДИСПЕТЧЕРСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ


Современные АСУ ТП, применяемые на опасных производствах и предприятиях (химическая, нефтехимическая промышленности, ГЭС, ТЭС, АЭС и т.д.), как правило, состоят из распределенной системы управления (РСУ) и системы противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ).

РСУ представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из следующих элементов:

  1. Контрольно-измерительные приборы и автоматика (КИПиА) – оборудование с помощью которого выполняется непосредственное наблюдение и управление технологическими процессами (Рис.1). Всевозможные клапаны, отсекатели, электрические задвижки, датчики давления, температуры, уровня, газоанализаторы, насосы, вакуум вытяжки и многие другие устройства относятся к КИПиА. По типу сигналы от КИПиА могут быть аналоговые (4-20мА, 0-5В и т.д.) и дискретные.




Рис. 1. Контрольно-измерительные приборы и автоматика [http://habrahabr.ru/blogs/infosecurity/105375/]


  1. Программируемый логический контроллер (ПЛК) – «сердце» АСУ ТП, состоит из дублированных источников питания, дублированных процессорных модулей и модулей входов-выходов (Рис.2). К модулям входов-выходов подключаются непосредственно датчики и регулирующее оборудование с поля. В процессорные модули загружена логика автоматического регулирования и защитных блокировок.



Рис.2. Программируемый логический контроллер [http://habrahabr.ru/blogs/infosecurity/105375/]

  1. Человеко-машинный интерфейс (ЧМИ), обычно представляет собой персональный компьютер, с установленной на нем ОС Windows (2000/XP) и специфичным программным обеспечением, с помощью которого осуществляется конфигурирование АСУ ТП. Такие компьютеры обычно разделяют на несколько типов: станция оператора, станция инженера, станция инженера КИПиА. Станция инженера позволяет с помощью специализированного ПО изменять конфигурацию, логику выполнения ПЛК. Станции оператора – рабочее место технологов и начальника смены, которое позволяет выполнять мониторинг и регулирование технологического процесса. Станция инженера КИПиА, обладает более прикладными возможностями, обеспечивает контроль и диагностику полевого оборудования.



Рис.3. Человеко-машинный интерфейс [http://habrahabr.ru/blogs/infosecurity/105375/]

Основная задача ПАЗ — перевод производства в безопасное состояние, при возникновении каких-либо проблем в работе РСУ (выход технологических процессов за установленные границы, отказ оборудования, нештатные ситуации). Как правило, система ПАЗ получает данные от дублированных датчиков и управляет резервированным оборудованием. У системы ПАЗ нет станций оператора, есть только инженерная станция, с помощью которой выполняется конфигурирование ПЛК системы ПАЗ. Со станций оператора РСУ можно видеть как работает система ПАЗ, но нельзя ей управлять. Конечное оборудование не зависит от оборудования РСУ, к примеру, если на трубопроводе заклинил клапан РСУ, то отработает отсекатель системы ПАЗ.

Особенности АСУ ТП



Диспетчер в многоуровневой автоматизированной системе управления технологическими процессами получает информацию с монитора ЭВМ или с электронной системы отображения информации и воздействует на объекты, находящиеся от него на значительном расстоянии с помощью телекоммуникационных систем, контроллеров, интеллектуальных исполнительных механизмов.

Основой, необходимым условием эффективной реализации диспетчерского управления, имеющего ярко выраженный динамический характер, становится работа с информацией, т. е. процессы сбора, передачи, обработки, отображения, представления информации.

От диспетчера уже требуется не только профессиональное знание технологического процесса, основ управления им, но и опыт работы в информационных системах, умение принимать решение (в диалоге с ЭВМ) в нештатных и аварийных ситуациях и многое другое. Диспетчер становится главным действующим лицом в управлении технологическим процессом.

Говоря о диспетчерском управлении, нельзя не затронуть проблему технологического риска. Технологические процессы в энергетике, нефтегазовой и ряде других отраслей промышленности являются потенциально опасными и при возникновении аварий приводят к человеческим жертвам, а также к значительному материальному и экологическому ущербу.

Статистика говорит, что за тридцать лет число учтенных аварий удваивается примерно каждые десять лет. В основе любой аварии за исключением стихийных бедствий лежит ошибка человека.

Одна из причин этой тенденции - старый традиционный подход к построению сложных систем управления, т. е. ориентация на применение новейших технических и технологических достижений и недооценка необходимости построения эффективного человеко-машинного интерфейса, ориентированного на человека (диспетчера).

Таким образом, требование повышения надежности систем диспетчерского управления является одной из предпосылок появления нового подхода при разработке таких систем: ориентация на оператора/диспетчера и его задачи. Таким подходом стала SCADA-система, принципиально новое решение в управлении технологическим процессом.

Концепция SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition – диспетчерское управление и сбор данных) предопределена всем ходом развития систем управления и результатами научно-технического прогресса. Применение SCADA-технологий позволяет достичь высокого уровня автоматизации в решение задач разработки систем управления, сбора, обработки, передачи, хранения и отображения информации.

Дружественность человеко-машинного интерфейса (HMI/MMI – Humain/Man Machine Interface) (Рис.4), предоставляемого SCADA-системами, полнота и наглядность представляемой на экране информации, доступность «рычагов» управления, удобство пользования подсказками и справочной системой и т.д. повышают эффективность взаимодействия диспетчера с системой и сводят к минимуму его критические ошибки при управлении.

Концепция SCADA, основу которой составляет автоматизированная разработка и управление в реальном времени, позволяет решить еще ряд задач, долгое время считавшихся неразрешимыми: сокращение сроков разработки проектов по автоматизации и прямых финансовых затрат на их разработку.

В настоящее время SCADA является основным и наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложным динамическими системами (процессами).

SCADA-системы не ограничивают выбора аппаратуры нижнего уровня (контроллеров), так как представляют большой набор драйверов или серверов ввода/вывода и имеют хорошо развитые средства создания собственных программных модулей или драйверов новых устройств нижнего уровня.

Управление технологическими процессами на основе систем SCADA стало осуществляться в передовых западных странах в 80-е годы. Область их применения охватывает сложные объекты электро- и водоснабжения, химические, нефтехимические и нефтеперерабатывающие производства, железнодорожный транспорт, транспорт нефти и газа и др.

В России диспетчерское управление технологическими процессами опиралось, главным образом, на опыт оперативно-диспетчерского персонала. Суть способа оперативно-диспетчерского управления заключается в том, что некоторой системой управляет группа специально обученных людей. Каждый специалист из этого персонала следит за отдельным элементом всей системы и изменения в системе должны происходить согласованно. Изменения производятся под руководством главного диспетчера на специальных щитах управления. Применение данного способа требует привлечения большого количества квалифицированных специалистов, а также их безошибочного взаимодействия между собой, т.е. группа диспетчеров должна действовать командно и целостно. Ошибка одного из членов персонал могла бы привести к плохим последствиям. Поэтому появилась необходимость объединить систему в одно целое и отдать ее под управления одного человека. Так появилось принципиально новое решение – SCADA. Переход к управлению на основе SCADA-систем стал осуществляться позднее . К трудностям освоения в России новой информационной технологии – SCADA-систем – относятся как отсутствие эксплуатационного опыта, так и недостаток информации о различных SCADA-системах.
Рис.4. HMI/MMI – Humain/Man Machine Interface [http://habrahabr.ru/blogs/infosecurity/105375/]

В мире насчитываются не один десяток компаний, активно занимающихся разработкой и внедрением SCADA-систем. Наиболее популярныеиз них приведены ниже:

Каждая SCADA-система – это ноу-хау компании, и поэтому информация о той или иной системе не столь обширна.

  1. АСУ ТП НА ПРЕДПРИЯТИЯХ

2.1 АСУ ТП в ОАО «Газпром»


Крупнейшая газовая компания мира ОАО Газпром, использует российскую SCADA-систему TRACE MODE с 1999 года. 19 апреля 2000 г. в Учебном центре ОАО ГАЗПРОМ фирма АдАстрА (Россия) провела семинар по теме "Применение российской SCADA-системы TRACE MODE 5 для Windows NT/2000 в системах диспетчерского управления и АСУТП РАО ГАЗПРОМ". SCADA TRACE MODE может быть использована в АСУТП и системах телемеханики практически всех технологических процессов газового комплекса: в подготовке, транспортировке, хранении газа, в газораспределительных сетях, на ГПЗ, в системах коммерческого учета и в диспетчерских системах управления.

На семинаре была представлена технология сквозного программирования операторских станций и контроллеров в распределенных АСУТП. Технология сквозного программирования позволяет в 1,5-2 раза сократить количество разработчиков, занятых в проекте, а также использовать технологии автоматического построения и поддержания проекта, что ведет к сокращению стоимости эксплуатации АСУТП.

Особое место на семинаре занимали новейшие разработки фирмы в области Internet/Intranet и web-управления, а также использования сетей мобильной связи стандарта GSM в системах телемеханики. Была представлена новая программа Web-activator, которая превращает любой монитор реального времени ТРЕЙС МОУД 5 в web-сервер. Использование WEB-активатора позволяет быстро превратить существующие локальные системы автоматизированного управления производством в Internet/Intranet-системы. При этом никакой переделки баз данных реального времени (баз каналов) не требуется. Доступ к данным реального времени через WEB-активатор производится при помощи стандартного браузера, работающего под любой операционной системой, позволяющей запуск виртуальной Java-машины, например UNIX, LINUX, QNX, MacOS и т.д., а также ОС, использующихся в карманных ПК.

Информация о технологическом процессе представляется пользователю в виде графических анимированных мнемосхем, трендов и таблиц. Для доступа к данным пользователю достаточно набрать web-адрес активатора и ввести пароль - весь проект загружается в удаленный компьютер в виде Java-апплета.

GSM-технологии TRACE MODE 5, представленные на семинаре, предполагают использование SMS-службы коротких сообщений для передачи данных о состоянии технологического объекта. На семинаре была продемонстрирована передача аварийных сообщений на мобильные телефоны слушателей, телеуправление Монитором реального времени при помощи обыкновенного сотового телефона стандарта GSM. Кроме того, GSM-технологии TRACE MODE предусматривают автоматическую передачу данных между контроллерами и операторскими станциями, управляемыми TRACE MODE.

2.2 АСУ ТП на "ТЭЦ"


Специалисты РУП “Белэлектромонтажналадка” ввели в эксплуатацию АСУ ТП газомоторной теплоэлектроцентрали в г. Анадырь. Общая мощность ТЭЦ составляет 25 МВт.

Новая АСУТП реализована на базе SCADA-системы TRACE MODE; на аппаратном уровне используются контроллеры Mitsubishi Electric. Система управляет самой ТЭЦ и 35-кВ подстанциями г. Анадыря. АСУТП объединила тепловую и электрическую части АСУ и позволила управлять системами электроснабжения, вентиляции, отопления, хозяйственно-питьевого и горячего водоснабжения, водоподготовки, утилизации тепла, пожаротушения и резервного парка ГСМ.

АСУТП имеет полное резервирование программных и аппаратных компонентов, что увеличивает надежность работы системы в аварийных ситуациях. Для передачи данных применены оптоволоконные каналы связи между контроллерами и серверами сбора данных, за счет чего увеличивается скорость обмена между устройствами и надежность работы. В данной системе цикл опроса всех контроллеров составляет 20 мс. Максимальный цикл опроса по расчету должен составлять 65 мс. За счет кольцевого резервируемого соединения контроллеров при порыве одного участка оптической связи сохраняется обмен данными со всеми контроллерами.

Программная часть АСУТП представлена дублированными серверами Double Force RTM+ системы SCADA TRACE MODE, которые получают информацию из контроллеров, систематизируют ее в виде базы данных, организуют хранение и быстрый доступ к данным. Дублированные серверы SCADA-системы через OРС-сервер собирают данные с контроллеров по оптоволоконной сети и записывают их в базу данных.

К серверам сбора данных подключаются автоматизированные рабочие места (АРМ) операторов, организованные на базе TRACE MODE RTM+ и TRACE MODE Netlink Light. АРМы имеют доступ к архивам данных, накопленных серверами. ПО рабочих станций обеспечивает каждому пользователю доступ только к необходимой для него информации.

В настоящее время специалисты РУП “Белэлектромонтажналадка” занимаются внедрением АСУТП Анадырского энергоузла. Проектом предусмотрена автоматизация всех подстанций находящихся в районе города Анадырь.

2.3 АСУ ТП на ОАО «РЖД»


SCADA-пакет PcVue для систем автоматизации на рельсовом транспорте (железная дорога, метро, трамвай).

Основные возможности SCADA-пакета PcVue, которые обеспечивают его широкое применение в системах автоматизации на рельсовом транспорте:

Немаловажную роль в широком применении PcVue в системах автоматизации на рельсовом транспорте играет репутация на рынке и многолетнее плодотворное сотрудничество ARC Informatique с ведущими поставщиками комплексных решений для этой области – компаниями Alstom и Cegelec. В начале марта 2010 года в присутствии президентов России и Франции был подписан протокол о технологическом и производственном сотрудничестве между ОАО «РЖД», компанией Alstom и ЗАО «Трансмашхолдинг». Этот факт позволяет рассматривать PcVue как один из весьма перспективных SCADA-пакетов для использования системными интеграторами в России в сегменте средств автоматизации на рельсовом транспорте.

PcVue – современный SCADA-пакет, один из мировых лидеров на рынке автоматизации

SCADA-пакет PcVue французской компании ARC Informatique предназначен для создания систем сбора данных, диспетчерского управления и мониторинга различного масштаба, начиная от автономных операторских мест и кончая распределенными системами управления с возможностями поддержки средств обеспечения избыточности, дублирования и безопасности (в том числе шифрования данных). Как и в любом серьезном современном SCADA-пакете, в PcVue имеются такие компоненты как внутренняя или внешняя база данных реального времени и истории, мощный 2D- и 3D- графический редактор с поддержкой эффектов анимации, генератор отчетов, встроенный язык программирования, web-интерфейс («тонкий клиент»), средства разграничения прав доступа и сопровождения версий проектов, подсистемы обработки тревог, событий, трендов реального времени и истории, аналитика и статистика, настройка языка интерфейса (русский, английский, французский, немецкий,…) и локализованная документация и подсказки, средства календарного планирования, рецепты, OPС-интерфейс, поддержка промышленных протоколов и многое другое. Другими словами, в PcVue, как одном из мировых лидеров на рынке, реализован весь современный «джентльменский набор» средств, присущих ведущим SCADA-пакетам.

SCADA-пакет PcVue составляет базис для других инструментальных продуктов компании ARC Informatique, в совокупности получивших название PcVue Solutions.

Компания ARC Informatique (Франция) является одним из ведущих европейских поставщиков решений класса HMI/SCADA/MES. На сайте локального дистрибьютора в России – компании «ФИОРД» можно скачать демонстрационную версию PcVueдокументацию на русском языке и ознакомиться с примерами внедрения PcVue за рубежом и в России.


3. ХАРАКТЕРИСТИКИ SCADA

3.1 Технические характеристики


Программно-аппаратные платформы для SCADA-систем

Анализ перечня таких платформ необходим, поскольку от него зависит ответ на вопрос, возможна ли реализация той или иной SCADA-системы на имеющихся вычислительных средствах, а также оценка стоимости эксплуатации системы (будучи разработанной в одной операционной среде, которую поддерживает выбранный SCADA-пакет ). В различных SCADA-системах этот вопрос решен по-разному. Так, FactoryLink имеет весьма широкий список поддерживаемых программно аппаратных платформ (табл.3.1).

Таблица 3.1

Операционная система

Компьютерная платформа

DOS/MS Windows

IBM PC

OS/2

IBM PC

SCO UNIX

IBM PC

VMS

VAX

AIX

RS6000

HP-UX

HP-9000

MS Windows/NT

Системы с реализованным Windows/ NT, в основном на PC-платформе


В то же время в таких SCADA-системах, как RealFlex и Sitex, основу программной платформы принципиально составляет единственная операционная система реального времени QNX.

Подавляющее большинство SCADA- систем реализовано на MS Windows-платформах. Именно такие системы предлагают наиболее полные и легко наращиваемые MMI-средства (Man Machine Interface – человеко машинные средства). Учитывая позиции Microsoft на рынке операционных систем, следует отметить, что даже разработчики многоплатформенных SCADA-систем, такие, как United States DATA Co (разработчик FactoryLink), приоритетными считают дальнейшее развитие своих SCADA-систем на платформе Windows NT. Некоторые фирмы, до сих пор поддерживающие SCADA-системы на базе операционных систем реального времени, начали менять ориентацию, выбирая системы на платформах Windows NT. Все более очевидным становится применение операционных систем реального времени во встраиваемых системах, где они действительно хороши. Таким образом, основным полем, где сегодня разворачиваются главные события глобального рынка SCADA-систем, стала MS Windows NT на фоне всё ускоряющегося сворачивания активности в области MS DOS, MS Windows 3.xx.
Имеющиеся средства сетевой поддержки

Одной из основных черт современного мира систем автоматизации является их высокая степень интеграции. В любой из них могут быть задействованы объекты управления, исполнительные механизмы, аппаратура, регистрирующая и обрабатывающая информацию, рабочие места операторов, серверы без данных и т.д. Очевидно, что для эффективного функционирования в этой разнородной среде SCADA-система должна обеспечивать высокий уровень сетевого сервиса. Желательно, чтобы она поддерживала работу в стандартных сетевых средах (ETHERNET и т.д.) с использованием стандартных протоколов (NETBIOS, TCP/IP и др.), а также обеспечивала поддержку наиболее популярных сетевых стандартов из класса промышленных интерфейсов (PROFIBUS, CANBUS, LON, MODBUS и т.д.). Этим требованиям в той или иной степени удовлетворяют практически все рассматриваемые SCADA-системы, с тем только различием, что набор поддерживаемых сетевых интерфейсов, конечно же, разный.

Поддерживаемые базы данных

Одной из основных задач систем диспетчерского контроля и управления является обработка информации: сбор, оперативный анализ, хранение, сжатие, пересылка и т.д. Таким образом, в рамках создаваемой системы должна функционировать база данных.

Практически все SCADA-системы, в частности Genesis, InTouch, Citect, используют ANSI SQL-синтаксис, который является независимым от типа базы данных. Таким образом, приложения виртуально изолированы, что позволяет менять базу данных без серьезного изменения самой прикладной задачи, создавать независимые программы для анализа информации, использовать уже наработанное программное обеспечение, ориентированное на обработку данных.

Графические возможности

Для специалиста-разработчика системы автоматизации, как и для специалиста-технолога, чье рабочее место создается, очень важен графический пользовательский интерфейс. Функционально графические интерфейсы SCADA-систем весьма похожи. В каждой из них существует графический объектно-ориентированный редактор с определенным набором анимационных функций. Используемая векторная графика дает возможность осуществлять широкий набор операций над объектом, а также быстро обновлять изображение на экране, применяя средства анимации.

Крайне важен также вопрос о поддержке в рассматриваемых системах стандартных функций GUI (Graphic Users Interface). Поскольку большинство рассматриваемых SCADA-систем работают под управлением Windows, это и определяет тип используемых GUI.

3.2 Эксплуатационные характеристики


Показатели этой группы критериев наиболее субъективны. Это тот самый случай, когда лучше один раз увидеть, чем семь раз услышать. К этой группе можно отнести:

Если предположить, что пользователь справился и с этой задачей – остановил свой выбор на конкретной SCADA-системе, то далее начинается разработка системы контроля и управления, включающая следующие этапы:

3.3 Открытость систем


Система является открытой, если для нее определены и описаны используемые форматы данных и процедурный интерфейс, что позволяет подключить к ней «внешние» независимо разработанные компоненты.

Разработка собственных программных модулей

Перед фирмами-разработчиками систем автоматизации часто встает вопрос о создании собственных (не предусмотренных в рамках систем SCADA) программных модулей и включении их в создаваемую систему автоматизации. Поэтому вопрос об открытости системы является важной характеристикой SCADA-систем. Фактически открытость системы означает доступность спецификаций системных вызовов, реализующих тот или иной системный сервис. Это может быть и доступ к графическим функциям, функциям работы с базами данных и т.д.

Драйверы ввода-вывода

Современные SCADA-системы не ограничивают выбора аппаратуры нижнего уровня, так как предоставляет большой набор драйверов или серверов ввода-вывода и имеют хорошо развитые средства создания собственных программных модулей или драйверов новых устройств нижнего уровня. Сами драйверы разрабатываются с использованием стандартных языков программирования. Вопрос, однако, в том, достаточно ли спецификаций доступа к ядру системы, поставляемых фирмой-разработчиком в штатном комплекте (система Trace Mode) , или для создания драйверов необходимы специальные пакеты (системы FactoryLink, InTouch). Возможно, разработку драйвера нужно заказывать у фирмы-разработчика.

3.4 Стоимостные характеристики


При оценке стоимости SCADA-систем нужно учитывать следующие факторы:

Стоимость лицензии на программную часть технологии SCADA колеблется от 25000 руб. до 120000руб. Аппаратная часть для таких систем составляется из высокопроизводительных компьютеров, а также специализированных устройств для ПК, и цена их от 10000 руб. и более. Стоимость сопровождения, т.е. технической помощи по настройке программных продуктов, за один, восьми часовой, рабочий день равна 10000 руб. Срок обучения навыкам эксплуатации и наладки длится 5 дней, цена обучения составляет 20000руб. и более.

  1. ОБМЕН ДАННЫМИ В SCADA-СИСТЕМАХ

4.1 Организация взаимодействия с контроллерами


Современные SCADA-системы не ограничивают выбора аппаратуры нижнего уровня (контроллеров), так как предоставляют большой набор драйверов или серверов ввода/вывода и имеют хорошо развитые средства создания собственных программных модулей или драйверов новых устройств нижнего уровня. Для подсоединения драйверов ввода/вывод к SCADA-системе в настоящее время используются следующие механизмы:

Изначально протокол DDE применялся в первых человеко-машинных интерфейсах в качестве механизма разделения данных между прикладными системам и устройствами типа ПЛК. Для преодоления недостатков DDE, прежде всего для повышения надежности и скорости обмена, разработчики предложили свои собственные решения (протоколы), такие, как AdvancedDDE- или FastDDE-протоколы, связанные с пакетированием информации при обмене с ПЛК и сетевыми контроллерами. Но такие частные приводят к ряду проблем:

Основная цель ОРС-стандарта (OLE for Process Control) заключается в определении механизма доступа к данным с любого устройства системы управления. ОРС позволяет производителям оборудования поставлять программные компоненты, которые стандартным способом обеспечат клиентов данными с ПЛК. При широком распространении ОРС-стандарта появятся следующие преимущества:

С ОРС-решениями интеграция в гетерогенные системы становится достаточно простой. Применительно к SCADA-системам ОРС-серверы, расположенные на всех компьютерах системы управления производственного предприятия, стандартным способом могут поставлять данные в программу визуализации, базы данных и т. п., уничтожая, в некотором смысле, само понятие неоднородной системы.

4.2 Аппаратная реализация связи с устройствами ввода/вывода


Для организации взаимодействия с контроллерами могут быть использованы:


  1. ДОСТУП К ДАННЫМ


Тема обеспечения доступа к данным технологического процесса с любого компьютера предприятия, с любой подсистемы стала актуальной. Не располагая информацией, в частности информацией реального времени, невозможно эффективно управлять предприятием. SCADA-приложения, по определению, являются потребителями технологических данных, но, с другой стороны, они должны быть и их источником. Информация со SCADA приложений потребляется многочисленными клиентами (специалистами и руководителями).

Рассматривая различные типы клиентских приложений, нельзя оставить без внимания и протоколы, используемые для передачи как исторических данных, так и данных реального времени. Под термином «клиентское приложение» следует понимать программное обеспечение сетевого компьютера, необходимое для получения удаленного доступа к производственной информации в соответствии с имеющимися правами.

Каждый клиентский узел реализует вполне определенные функции. И поэтому клиентское приложение должно обеспечить соответствующий данному клиентскому узлу набор пользовательских услуг. К их числу можно отнести:

Клиентские приложения различного типа могут предоставлять информацию в любом объеме и приемлемом для пользователя виде. Клиент-серверная организация SCADA-систем предполагает применение клиентских приложений двух типов: с возможностью передачи управляющих воздействий с клиентского приложения и чисто мониторинговые приложения. Пользователю достаточно лишь определить необходимый набор услуг.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В последнее десятилетие на многих предприятиях уже созданы и успешно эксплуатируются современные АСУТП, автоматизированные системы управления предприятием (АСУП), учётные системы. Безусловно, достигнуты большие успехи, но в последнее время, все чаще и чаще в специальной прессе стала подниматься проблема достаточно низкой эффективности внедренных систем. Оказалось, что созданные на разной программно-аппаратной платформе, хотя и современной, эти системы мало взаимодействуют между собой. Какими бы функциональными особенностями ни обладали указанные локальные системы, они не включены в единый производственный цикл и не образуют комплексную систему автоматизации производства. SCADA-системы в подавляющем большинстве ответственны лишь за уровень промышленной автоматизации, обеспечивающий, главным образом, получение данных от различных датчиков и устройств ввода/вывода, представление собранной информации и её архивацию. Доступ же к этой информации со стороны руководителя предприятия, а также руководителей экономических подразделений до недавнего времени был лишь косвенным. Для анализа производства в целом, для моделирования его отдельных этапов, для выявления критических участков и слабых звеньев важна организация доступа к данным, отражающим весь процесс производства, с возможностью воздействия на него, в том числе и в реальном времени.


БИБЛИОГРАФЧЕСКИЙ СПИСОК


  1. SCADA-системы: взгляд изнутри/ Е.Б Андреев, Н.А Куцевич, О.В Синенко – М. : Издательство « РТСофт» , 2004 г. – 176 с.

  2. Проектирование АСУТП в SCADA-системе (учебное пособие)/ Т.А Пьявченко – Таганрог.: Издательство ЮФУ, 2007 г.

  3. Кабаев С.В. Пакет программного обеспечения Intouch - система мониторинга и управления в объектах промышленной автоматизации

  4. Кузнецов А. Genesis for Windows – графическая scada-система для разработки АСУ ТП. / Современные технологии автоматизации. - 1997.- №3.


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации