5.2.2.1. Концепции построения современных децентрализованных асу тп
проблемно-ориентированный подход при построении СУ (одна и та же СУ ориентируется на решение задач управления разнообразных промышленных объектов разного информационного масштаба);
распределенное автоматическое управление («живучесть» более широкое чем «надежность» понятие, определяющее способность сохранения работоспособности системы не только в нормальных условиях эксплуатации, но и при аварийных ситуациях);
объектно-ориентированное управление (ТС АСУ ТП представляются для оператора как совокупность объектов физических и логических, связанных не с аппаратной или программной реализацией, а с технологической схемой автоматизируемого агрегата);
централизованный контроль;
технологическое программирование;
самодиагностика и выборочное развитие;
проектная компоновка (пользователь под конкретную АСУ ТП выбирает необходимые технические изделия).
5.2.2.2. Основные функции scada.
На SCADA – систему возлагаются две основные функции:
сбор данных о контролируемом технологическом процессе;
управление технологическим процессом, реализуемое ответственными лицами на основе собранных данных и правил (критериев), выполнение которых обеспечивает наибольшую эффективность и безопасность технологического процесса.
SCADA – системы обеспечивают выполнение следующих основных функций.
Прием информации от контролируемых технологических параметров от контроллеров нижних уровней и датчиков.
Сохранение принятой информации в архивах.
Вторичная обработка принятой информации.
Графическое представление хода технологического процесса, а также принятой и архивной информации в удобной для восприятия форме.
Прием команд оператора и передача их в адрес контроллеров нижних уровней и исполнительных механизмов.
Регистрация событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и действиями персонала, ответственного за эксплуатацию и обслуживание системы.
Оповещение эксплуатационного персонала об обнаруженных аварийных событиях, связанных с контролируемым технологическим процессом и функционированием программно-аппаратных средств АСУ ТП с регистрацией действий персонала в аварийных ситуациях.
Формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной документации.
Обмен информацией с АСУП.
Непосредственное автоматическое управление технологическим процессом в соответствии с заданными алгоритмами.
Средний уровень (уровень управления по показателям качества продуктов и эффективности производства) может быть реализован с использованием SCADA-систем отечественных и зарубежных производителей, например :
Trace Mode (AdAstra, Россия);
GENIE (Advantech, Тайвань);
Genesys (Iconics, США);
Real Flex (BJ, США);
FIX (Intellution, США);
Factory Suite, InTouch (Wanderware, США);
Citect (CiTechnologies, США) и др.
Перечисленные выше программные продукты предназначены для использования на действующих технологических установках в реальном времени и, следовательно, требуют использования компьютерной техники в промышленном исполнении, отвечающей наиболее жестким требованиям в смысле надежности, стоимости и безопасности.
К SCADA-системам предъявляются особые требования:
- соответствие нормативам "реального времени" (в т.ч. и "жесткого реального времени");
- способность адаптироваться как к изменениям параметров среды в темпе с этими изменениями, так и к условиям работы информационно-управляющего комплекса;
- способность работать в течение всего гарантийного срока без обслуживания (бесперебойная работа годами);
- установка в отдаленных и труднодоступных местах (как географически - малообжитые районы, так и технологически - колодцы, эстакады).
Основные возможности SCАDA-систем:
- сбор первичной информации от устройств нижнего уровня;
- архивирование и хранение информации для последующей обработки (создание архивов событий, аварийной сигнализации, изменения технологических параметров во времени, полное или частичное сохранение параметров через определенные промежутки времени);
- визуализация процессов;
- реализация алгоритмов управления, математических и логических вычислений (имеются встроенные языки программирования типа VBasic, Pascal, C и др.), передача управляющих воздействий на объект;
- документирование как технологического процесса, так и процесса управления (создание отчетов), выдача на печать графиков, таблиц, результатов вычислений и др.;
- сетевые функции (LAN, SQL);
- защита от несанкционированного доступа в систему;
- обмен информацией с другими программами (например, Outlook, Word и др. через DDE, OLE и т.д.).
Понятие открытости ПО
Открытость: аппаратная и программная .
Аппаратная открытость – поддержка или возможность работы с оборудованием сторонних производителей.
Современная SCADA не ограничивает выбора аппаратуры нижнего уровня, т.к. предоставляет большой выбор драйверов или серверов ввода-вывода.
Программная открытость - для программной системы определены и открыты используемые форматы данных и процедурный интерфейс, что позволяет подключить к ней внешние, независимо работающие компоненты, в том числе разработанные отдельно программные и аппаратные модули сторонних производителей.
Для подсоединения драйверов ввода-вывода к SCADA используются два механизма:
- стандартный динамический обмен данными (DDE – Dynamic Data Exchange и др.),
- по внутреннему протоколу, известному только фирме-разработчику.
В большинстве SCADA используется DDE, однако из-за ограничений по производительности и надежности он не совсем пригоден для реального времени. Взамен него Microsoft предложила более эффективное средство: OLE (Object Linking and Embeddung – включение и встраивание объектов).
Рисунок 5.5
На базе OLE появился новый стандарт OPC (OLE for Process Control), ориентированный на рынок промышленной автоматизации. Новый стандарт позволяет, во-первых, объединять на уровне объектов различные системы управления и контроля, во-вторых, устраняет необходимость использования различного нестандартного оборудования и соответствующих коммуникационных программных драйверов. Спецификация OPC позволяет независимым разработчикам программного обеспечения и программных средств, создавать совместимые между собой продукты.
Варианты обмена SCADA-систем с приложениями и физическими устройствами через ОРС приведены на рисунке 5.5.
Типичная последовательность действий при программировании SCADA-системы:
1) Формирование статического изображения рабочего окна: фон, заголовки, мнемосхема процесса и т.д.
2) Формирование динамических объектов каждого окна. Как правило, динамические объекты создаются с помощью специализированного графического редактора самого SCADA-пакета по жестко заданному алгоритму или на основе набора библиотечных элементов с последующим присвоением параметров (например, рукоятка на экране).
3) Описание алгоритмов отображения, управления, архивирования, документирования. Для этого имеются соответствующие встроенные языки программирования.