Программа scada что это

Проектирование SCADA-систем

SCADA-система – это программный пакет, который предназначен для обеспечения работы в реальном времени или разработки систем обработки, сбора, отображения информации и архивирования информации об объекте управления или мониторинга.

SCADA-системы решают следующие задачи:

1. Обеспечение связи с внешними приложениями — текстовые таблицы, система управления базами данных и т. п.
2. Обмен информацией с устройствами связи с объектом в реальном времени через специальные драйверы.
3. Осуществление сетевого взаимодействия между персональным компьютером и системой.
4. Обработка данных в реальном времени.
5. Отображение информации в понятной и удобной форме.
6. Управление тревожными сообщениями и аварийная сигнализация.
7. Генерирование и подготовка отчетов о ходе технологического процесса.
8. Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.

Решим твою учебную задачу всего за 30 минут
Попробовать прямо сейчас

В состав SCADA-системы, как правило входят следующие подсистемы:

1. Внешние интерфейсы, которые представляют собой стандартные интерфейсы обмена данными между системой и прочими приложениями. Самыми распространенными являются DDE, OPC, DLL, ODBC.
2. Серверы ввода-вывода или драйверы, представляющие собой программы, которые обеспечивают связь системы с счетчиками, промышленными контроллерами, аналого-цифровыми преобразователями и прочими устройствами ввода-вывода данных.
3. Генераторы отчетов — обеспечивают создание пользовательских отчетов.
4. Система реального времени, которая представляет собой программу для обеспечения обработки данных с учетом приоритетов и в рамках заданного цикла.
5. Система управления тревогами, которая обеспечивает автоматический контроль технологических событий.
6. Человеко-машинный интерфейс, предоставляющий данные оператору (пользователю) о ходе технологического процесса.
7. База данных реального времени, представляющая собой программу для обеспечения сохранения истории процесса.
8. Программа — редактор.
9. Система логического управления, обеспечивающая исполнение пользовательских программ.

«Проектирование SCADA-систем»
Готовые курсовые работы и рефераты
Консультации эксперта по предмету
Помощь в написании учебной работы

Последовательность проектирования SCADA-систем

Последовательность проектирования SCADA-системы определяется ее характерными возможностями и в целом может выглядеть следующим образом:

1. Определение настроек определенного пользовательского узла — размещение файлов системы, организация действий в случае тревоги, создание баз данных для этого узла.
2. Проектирование экранных форм процесса с изображением тех аппаратов, насосов и других составляющих, отображение состояния которых имеет важное значение для оператора, наблюдающего за процессом.
3. Создание базы данных процесса, в которой содержатся описание, тип, диапазон изменений, границы тревог технологического процесса (давление, температура, уровень и т. п.).
4. Придание статическим объектам динамических свойств (анимация объектов) на основе созданной базы данных.
5. Добавление управляющих объектов (переключатели, кнопки и т.п.), подразумевающие выполнение системой определенных действий в качестве ответа на изменение положение переключателя, нажатия кнопки и т.п.
6. Обработка особых состояний системы — тревога и события.
7. Протоколирование данных о протекании технологического процесса.

Критерии выбора SCADA-систем

В процессе оценки возможности применения SCADA-системы при проектирования автоматической системы управления технологическим процессом необходимо учитывать: объем данных — производительность, поддержку стандартных протоколов и форматов данных; эксплуатационные инструкции и описание пакета; уровень технической поддержки; уровень надежности, цену программного продукта; количество инсталляций за рубежом.

Критерии оценки SCADA-системы делятся на три категории: технические, экономические и эксплуатационные характеристики. Эксплуатационные показатели характеризуют скорость разработки прикладных систем и освоения продукта. К таким показателям относятся: качество документации (полнота, ясность, наглядность описания и т.п.), доступность диалога — наглядность представления информации; уровень сопровождения системы при ее эксплуатации: возможность внесения корректировок, полнота средств диагностики, трудоемкость при инсталляции и т.п.; наличие и качество поддержки. Экономические показатели SCADA-системы выражаются в таких составляющих как окупаемость, а также стоимость аппаратной платформы, разработки системы, средств разработки, сопровождения. К техническим показателям относятся вид программно-аппаратной платформы, тип средств сетевой поддержки, поддерживаемые базы данных, уровень открытости системы, а также встроенные языковые команды.

Источник: spravochnick.ru

Что такое SCADA

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) — это компьютерная система (обычно ПК + программное обеспечение), целью которой является повышение эффективности производства. SCADA не только изменяет язык машин на язык людей, но также автоматически реагирует на сигналы от устройств.

С помощью SCADA можно собирать данные с машин и измерительных устройств в режиме реального времени, что позволяет контролировать производственный процесс. Еще одна очень важная функция системы SCADA — это визуализация текущих или исторических данных.

Система SCADA позволяет пользователю управлять производственным процессом, задавая параметры с панели управления, позволяет обнаруживать тревоги и информирует о них операторов, благодаря чему можно быстро реагировать на ошибки и нарушения. Более того, SCADA архивирует данные производственного процесса.

Место SCADA в производственном процессе

Задача SCADA — улучшить производственный процесс, поэтому его работа основана на взаимодействии с различными элементами автоматизации, реализованными в процессе ранее.

SCADA находит свое место между управляющими, измерительными и исполнительными устройствами (такими как программируемые логические контроллеры ( ПЛК ) , модули ввода / вывода, датчики) и оператором станка. Эта система играет всеобъемлющую роль. Кроме того, она может интегрировать множество ПЛК.

ПЛК выполняет операции управления в соответствии с программой на основе входных данных, т.е. данных, полученных от измерительных и исполнительных устройств. Затем он отправляет данные в систему SCADA, где они обрабатываются и архивируются.

На их основе создается визуализация, и с уровня SCADA оператор может не только наблюдать за состоянием производственного процесса, значениями конкретных выходов и аварийных сигналов, но также может устанавливать параметры процесса, выключать / включать процесс.

Система SCADA — визуализация

SCADA работает в производственном процессе на многих уровнях: с измерительными и исполнительными устройствами, с помощью контроллера, на входы которого отправляются данные, с ПЛК — которые осуществляют контроль и регулирование на основе параметров, заданных оператором, и данных с датчиков и измерительных приборов, с пользователем — возможностью задания параметров работы устройств, возможностью работы в ручном или аварийном режиме, визуализацией работы производства или технологического процесса, что позволяет осуществлять мониторинг в режиме реального времени.

Что такое SCADA:

Чем SCADA отличается от HMI?

Функции и роли SCADA (диспетчерский контроль и сбор данных) и HMI (человеко-машинный интерфейс) могут показаться очень похожими. Тем не менее, они показывают различия как с точки зрения своих задач, так и с точки зрения применения.

SCADA и HMI различаются в основном уровнем развития и объемом работ. Панели HMI позволяют отображать данные от машин и настраивать рабочие параметры. Они представляют собой интерфейс между устройством и оператором.

Программное обеспечение для визуализации обычно доступно с панелью HMI. Для небольших приложений с ограниченными требованиями панель HMI является достаточным решением. SCADA — это ведущая система над HMI.

HMI является важным компонентом системы SCADA, поскольку он используется для взаимодействия пользователя с оборудованием и управления всей системой. Без HMI было бы невозможно воспользоваться многими полезными функциями систем SCADA. С другой стороны, именно SCADA-система обеспечивает реальную функциональность.

SCADA — это сложные системы, в которых представление данных является только частью функциональности . Они работают в более крупном масштабе, обладают расширенными коммуникационными возможностями и способностью анализировать и обмениваться данными с другими системами. Системы SCADA хорошо работают в сложных визуализациях с возможностью модификации.

Главное преимущество SCADA-систем перед HMI — возможность архивирования данных и использования баз данных. Они позволяют контролировать весь производственный процесс.

В чем разница между SCADA и HMI:

Где можно использовать систему SCADA?

Системы SCADA используются во многих областях — в основном в производстве, но также в автоматизации зданий и транспорте.

При принятии решения о внедрении SCADA главным критерием является не область, в которой она будет работать, а объем и потребности пользователя. SCADA окажется полезной везде, где необходимы сбор данных, наблюдение, оповещение и управление процессами.

Пользователь должен сначала спросить себя, настолько ли прост процесс, который он хочет контролировать, чтобы его можно было визуализировать и контролировать с помощью HMI, или ему нужна расширенная система визуализации и управления SCADA.

Преимущества использования программного обеспечения SCADA

Использование программного обеспечения SCADA дает компаниям ряд преимуществ:

• Простота проектирования: системы SCADA предоставляют простые в использовании инструменты, мастера, графические шаблоны и другие предварительно настроенные элементы, чтобы неопытные инженеры могли быстро создавать проекты автоматизации, а также устанавливать и изменять параметры. Кроме того, можно легко поддерживать и расширять существующие приложения по мере необходимости. Возможность автоматизации процесса проектирования позволяет пользователям, в частности системным интеграторам и производителям оригинального оборудования (OEM), создавать сложные проекты с гораздо большей эффективностью и точностью.
• Улучшенное управление данными: высокопроизводительная система SCADA упрощает сбор, управление, доступ и анализ рабочих данных. Он может включать автоматическую регистрацию данных и быть основным местом хранения. Кроме того, при необходимости он может передавать данные в другие системы, такие как MES и ERP. Для этой цели SCADA включает широкий спектр драйверов и открытых интерфейсов.
• Большая прозрачность: одним из основных преимуществ программного обеспечения SCADA является большая прозрачность процесса. Программное обеспечение предоставляет информацию о выполняемых операциях и позволяет их удобно просматривать через HMI в режиме реального времени. Кроме того, программное обеспечение SCADA может помочь создавать отчеты и анализировать данные.
• Повышенное удобство использования: cистемы SCADA позволяют работникам управлять оборудованием быстрее, проще и безопаснее через HMI. Вместо отдельного ручного наблюдения за каждым устройством, используемым в процессе, сотрудники могут управлять ими удаленно, а также управлять множеством устройств одновременно из одного места. Руководители, даже физически отсутствующие на предприятии, также получают эти возможности.
• Меньшее время простоя: система SCADA может обнаруживать неисправности на раннем этапе и отправлять мгновенные предупреждения ответственному персоналу. Благодаря упреждающему анализу система SCADA может информировать пользователя о потенциальных проблемах с машиной до того, как произойдет сбой и возникнут серьезные проблемы. Эти функции помогают повысить общую эффективность оборудования и сократить время и затраты, связанные с устранением неполадок и обслуживанием производственной инфраструктуры.
• Унифицированная платформа: хотя это не относится ко всем системам SCADA, некоторые из них позволя ю т управлять всеми аппаратными компонентами и процессами с единой унифицированной платформы, что значительно снижает операционную сложность и облегчает повседневную работу. Все данные также доступны на одной платформе, что дает полную видимость всех операций и позволяет лучше использовать данные. Все пользователи, работающие локально и удаленно, получают обновления в режиме реального времени, поэтому вся команда всегда имеет одни и те же данные.

Посмотрите, какие решения используются в новейших системах SCADA крупнейшими мировыми производителями:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Программируемые логические контроллеры

Источник: electrik.info

Что такое SCADA система

SCADA-системы нужны для организации сбора данных в реальном времени, диспетчерского контроля и автоматизации технологических процессов.

Что такое SCADA система

Эта аббревиатура расшифровывается как Supervisory Control and Data Acquisition, т.е. диспетчерское управление и сбор данных. Такие системы позволяют:

• управлять автоматизированными технологическими процессами;
• собирать и обрабатывать данные в реальном времени;
• отслеживать состояние техники и ход работы;
• настраивать сигнализации и быстро реагировать на неполадки.

В общем, основные задача SCADA-систем – непрерывный мониторинг работы автоматизированных объектов и создание возможности своевременно реагировать на неполадки прямо с диспетчерского кресла. Объекты при этом могут находиться в километрах друг от друга, а управленческие права диспетчера – автоматически изменяться в зависимости от состояния техпроцессов.

Приведем пример: предприятие X занимается управлением нефтяной вышкой. SCADA-система собирает все показатели и в реальном времени (с небольшой задержкой) отображает в виде блок-схем на диспетчерских экранах. Все идет своим чередом, диспетчер просто сидит и наблюдает. Вдруг в одной из труб резко повышается давление – система мгновенно это фиксирует и переходит в режим тревоги.

Начинает играть сирена, на мониторе подсвечивается проблемный элемент, диспетчер быстро принимает нужное решение и за шесть секунд сбавляет мощность соответствующего насоса. Показатели возвращаются в норму, ЧП предотвращено, система продолжает работать в автоматическом режиме.

Где применяется SCADA?

Сильнее всего СКАДА популярна в нефтедобывающей отрасли, а также у компаний, управляющих системами водоснабжения, газопроводами, электростанциями, железными дорогами и т.д. Обычно SCADA применяют в хозяйственном секторе, где рабочие процессы непрерывны автоматизированы, но из-за рисков нельзя обойтись без постоянного контроля в реальном времени.

Из чего состоит SCADA-система?

Структурно все SCADA системы схожи. Они обязательно должны содержать три элемента:

• Удаленный терминал (Remote Terminal Unite, сокращенно RTU) – устройство, расположенное на стороне объекта. Это может быть простой датчик, или же полноценный многопоточный микроконтроллер, не только собирающий разнообразную информацию, но и дающий возможность управлять ходом работы.
• Системы коммуникации, в реальном времени передающие информацию от RTU к MTU, а от MTU к RTU – сигналы к действиям. Использоваться могут самые разные протоколы и методы передачи данных – выделенное оптоволокно, радиоволны, мобильные сети, телефонные линии, TCP/IP, LAN и прочее.
• Терминал диспетчера (Master Terminal Unite, сокращенно MTU) – сервер, аккумулирующий информацию с удаленных терминалов (RTU). Это «сердце» всей SCADA-системы, именно этот сервис выводит все данные на диспетчерские мониторы, создавая человеко-машинный интерфейс (HMI). Он же анализирует состояние работы удаленных объектов, вовремя включает режим тревоги и сохраняет все логи. В зависимости от масштаба системы и поставленных задач, роль MTU может играть как обычный домашний компьютер, так и сложный комплекс из нескольких серверов.

Особенности SCADA-систем

1. SCADA – это человеко-машинный комплекс. То есть, присутствие человека для работы этой системы обязательно.
2. Диспетчер ответственен за все произведенные настройки, за слаженное и сбалансированное функционирование объектов.
3. Большую часть времени диспетчер ничего не делает, а лишь наблюдает за показателями.
4. Можно настроить как расширение полномочий оператора при определенных уровнях тревоги, так и наоборот, ограничения на его вмешательство.
5. Большинство SCADA-систем работают нативно и полагаются на выделенные и локальные соединения. Это позволяет избежать любых проблем с безопасностью. Тем не менее, существуют и Web-SCADA интерфейсы, открывающиеся через интернет-браузер через подключение к «облаку». Выбор конкретной схемы работы зависит исключительно от ваших приоритетов.

Современные системы класса SCADA – незаменимый инструмент управления сложными автоматизированными предприятиями. Благодаря СКАДЕ, диспетчеры и должностные лица могут в реальном времени получать самую подробную информацию о состоянии тысяч объектов, расположенных в самых разных точках мира. Доступ к этой информации позволяет им своевременно принимать верные стратегические решения по улучшению и модернизации техпроцессов. Без программы SCADA сбор и анализ такого объема данных был бы попросту невозможен.

Хотите получать подобные статьи по четвергам?
Быть в курсе изменений в законодательстве?
Подпишитесь на рассылку

Нажатием кнопки я принимаю условия Оферты по использованию сайта и согласен с Политикой конфиденциальности

Источник: www.1cbit.ru

Системы сбора данных и оперативного диспетчерского управления (SCADA-системы)

Термин Supervisory Control And Data Acquisition System (Система сбора данных и оперативного диспетчерского управления), или SCADA-система появился в конце 80-х гг. XX в. одновременно с первыми попытками использования персональных компьютеров с установленными на них графическими приложениями в качестве пультов операторов.

Первые SCADA-системы были разработаны для операционных систем DOS или Unix и обладали достаточно скромными возможностями как в силу аппаратных ограничений оборудования, так и графических возможностей операционных систем. Широкое распространение SCADA-системы получили одновременно с появлением графических интерфейсов, таких, как Windows 3.11, X-Windows, Phantom, и аппаратного обеспечения, позволяющего достичь требуемой скорости выполнения процессов в многозадачных режимах.

Причина появления SCADA-систем как средств для разработки ПО верхнего уровня аналогична причинам появления таких систем, как Borland Delphi и других визуальных систем программирования. Их основная задача – снять с разработчиков ПО рутинную и, по сути, бесполезную нагрузку по описанию стандартных интерфейсов и функций. При этом следует понимать, что использование SCADA-систем не предполагает снижения требований к уровню квалификации разработчика, как это пытаются представить.

Следует различать системы MMI (Man Machine Interface) и SCADA, поскольку и те и другие успешно развиваются независимо друг от друга, занимая различные ниши на рынке устройств HMI (Human Machine Interface).

Системы MMI фактически представляют собой локальные пульты управления отдельными устройствами или технологическими установками, оснащенные алфавитно-цифровыми экранами и клавиатурами или графическими, как правило сенсорными, экранами.

В большинстве случаев устройство MMI реализовано с использованием специализированного контроллера и его программная часть не предполагает дальнейшей модификации или изменения.

В то же время, SCADA-системы предполагают использование стандартных персональных компьютеров и операционных систем, используются для автоматизации процесса управления большими технологическими процессами, в которых задействуется большое число исполнительных устройств и технологических установок, а также поддерживают возможность реализации распределенных приложений (использования нескольких пультов операторов).

Четко провести границу между MMI- и SCADA-системами невозможно вследствие существования систем сквозного программирования, в которых часто отсутствует разграничение между средствами разработки ПО для различных уровней системы управления.

Отсутствие единого стандарта, описывающего назначение и функцио-нальный состав SCADA-систем, и различие трактовок самого термина «SCADA» затрудняют классификацию и сравнение систем данного класса.

Можно выделить следующие основные группы SCADA-систем:

• SCADA-системы, разработанные производителями контроллеров;
• SCADA-системы, разработанные независимыми производителями;
• SCADA-системы составные части систем сквозного программирования.

Задачей производителя контроллерного оборудования при разработке собственной SCADA-системы является предоставление конечному пользователю средства для разработки приложений визуализации при использовании контроллеров этого производителя.

Можно выделить следующие основные черты таких систем:

• интерфейс этих систем повторяет интерфейс средств написания ПО для контроллерного оборудования;
• компоненты SCADA-системы оптимизированы для работы с данными, получаемыми от контроллерного оборудования конкретного производителя;
• интерфейсы обмена данными с оборудованием других производителей реализованы слабо, либо их использование затруднено.

Классическим примером такой системы служит Siemens WinCC. Использование таких фирменных систем, с одной стороны, позволяет минимизировать затраты на обучение специалистов по разработке ПО, но с другой – жестко привязывает и разработчика, и конечного пользователя системы к конкретному производителю или даже к конкретной линейке оборудования одного производителя.

Кроме того, ряд производителей контроллерного оборудования были вынуждены разработать собственные SCADA-системы в маркетинговых целях, не обеспечив свои программные продукты необходимым уровнем поддержки и сопровождения.

SCADA-системы независимых производителей являются наиболее гибкими средствами для создания приложений визуализации и управления технологическими процессами. К их достоинствам можно отнести поддержку большого числа функций по созданию децентрализованных и распределенных систем управления, а также возможность интеграции в одной системе оборудования различных, в том числе конкурирующих, производителей.

Для обмена данными с исполнительным оборудованием такие системы используют программные серверы ввода-вывода, реализующие интерфейсы DDE или OPC. Распространенность таких SCADA-систем, а также необходимость соответствия стандартам на средства автоматизации привела к тому, что все разработчики контроллерного оборудования имеют собственные программные OPC- или DDE-серверы, которые поставляются в комплекте с оборудованием либо под заказ.

Поскольку система сквозного программирования предполагает разработку операторских станций как составной части системы управления, то в ней всегда присутствуют отдельные компоненты SCADA-системы. Однако поскольку вся система функционирует как единое целое, то эти компоненты могут также являться составными частями других модулей системы сквозного программирования или же в программном продукте бывает невозможно выделить SCADA-систему в чистом виде.

Таким системам присущи те же достоинства и недостатки, что и SCADA-системам, разработанным производителями контроллеров с учетом двух основных отличий:

• у SCADA-систем, которые являются составными частями систем сквозного программирования, практически отсутствует возможность стыковки с программными и аппаратными средствами других производителей;
• роль SCADA-системы в таких приложениях ограничивается разработкой графического интерфейса.

Состав и структура SCADA-систем

Состав и структура SCADA-систем

Обычно SCADA-системы состоят из двух отдельных наборов программных продуктов: среды разработки и среды исполнения.

Средой разработки называют тот набор, при помощи которого проектируется и настраивается среда визуализации технологического процесса.

Среда исполнения – это тот набор программных продуктов, который необходим для работы проекта программы визуализации технологического процесса на операторской станции.

Отдельного рассмотрения заслуживает вопрос взаимодействия среды разработки и среды исполнения при одновременной работе с одним проектом разработчика и оператора:

1. Изменения, вносимые разработчиком, вступают в силу немедленно.

2. Среда исполнения отражает внесенные изменения по мере их обнаружения в исходном коде проекта.

3. Изменения отражаются в среде исполнения при перезагрузке или принудительно.

Реализация первого типа взаимодействия позволяет достаточно наглядно и эффектно демонстрировать возможности продукта на коммерческих презентациях и поэтому иногда реализуется в конечных программных продуктах. Однако при работе с реальными проектами существует потенциальная опасность исчезновения части графического интерфейса или динамического перемещения элементов управления. В связи с этим наибольшее распространение получили второй и третий тип взаимодействия или их сочетание.

Можно выделить следующие основные части SCADA-системы:

• база тэгов;
• модуль графического отображения;
• обработчик сценариев;
• система аварийной и предупредительной сигнализации;
• модуль архивирования параметров технологического процесса.

Тэг SCADA-системы – это объект для хранения значения параметра технологического процесса и его свойств. Иногда тэги неправильно называют «переменными». В то же время, понятие тэга наиболее близко к определению класса в объектных языках программирования.

Модуль графического отображения реализует графический интерфейс проекта. Как правило, графический интерфейс представляет собой набор экранных форм с размещенными на них графическими элементами. Задача создания экранной формы сводится к размещению графических элементов на экранных формах и заданию их свойств.

В процессе вызова, отображения и закрытия экранных форм, при щелчках мышью на графических объектах, изменении свойств или значений отдельных тэгов возникает необходимость осуществления вычислений или действий, для чего в SCADA-системах существует обработчик сценариев. Сценарии в некоторых системах также называют «макросами» или «скриптами».

Большинство сценариев SCADA-систем, реализующих графический интерфейс автоматизированных рабочих мест операторов, являются обработчиками щелчков мышью на графических элементах.

Для написания сценариев SCADA-системы различных производителей предлагают один или несколько языков. Системы, разрабатываемые производителями контроллеров или входящие в состав систем сквозного программирования, как правило, предлагают для написания сценариев те же языки программирования, что и для написания программного обеспечения контроллеров. SCADA-системы независимых производителей часто предлагают для реализации сценариев специализированные макроязыки

Использование языков программирования общего назначения позволяет реализовывать сложные пользовательские интерфейсы и нестандартные методы работы с данными благодаря доступу к дополнительным библиотекам и прикладному интерфейсу программ.

В то же время, разработчику в любом случае приходится изучать библиотеки функций для работы с компонентами SCADA-системы, аналогично тому, как изучаются макроязыки, а реализуемый код может быть потенциально опасен или наследовать ошибки сторонних библиотек функций.

Система аварийной и предупредительной сигнализации (Alarm System) предназначена для извещения оператора о выходе значения параметра технологического процесса за допустимые пределы. Как правило, для каждого технологического параметра можно задать 2 типа уставок, по которым будет происходить извещение: соответственно аварийную и предупредительную уставки.

В зависимости от возможностей системы данные уставки задаются по одному или нескольким критериям:

• Выход за допустимый диапазон. В этом случае разделяют: верхнюю и нижнюю предупредительные уставки и верхнюю и нижнюю аварийные уставки.
• Отклонение от номинала на некоторое значение. Выделяют минимально и максимально допустимые отклонения от заданного значения.
• Задание максимально допустимой скорости изменения значения параметра технологического процесса. Значения уставок допустимого диапазона задаются в абсолютных единицах измерения, а значения отклонения от номинала и скорости изменения могут задаваться как в абсолютных единицах, так и в процентах от текущего или заданного значения.

В связи с тем, что для одного технологического процесса количество параметров, для которых заданы аварийные и предупредительные уставки, может быть велико, в SCADA-системах существует возможность объединять контролируемые технологически параметры в группы, а также задавать уровень приоритета для каждой уставки.

Основная задача модуля архивирования – обеспечение возможности вывода на экран монитора графиков значений технологических параметров (Trends) за относительно короткий период, а также построение простых отчетов. Модуль архивирования значений SCADA-системы должен обеспечивать следующие функции:

• архивирование значений в локальную базу данных с заданной периодичностью или по изменению;
• при архивировании значений по факту изменения – возможность задания зоны нечувствительности для архивирования;
• задание ограничения на размер локальной базы данных;
• задание времени хранения значений;
• проведение регламентных работ по удалению устаревших или самых ранних значений при превышении времени хранения или размера базы в автоматическом режиме;
• наличие интерфейса для построения графиков архивных значений и их просмотра;
• наличие системы экспорта значений параметра за указанный период в виде таблицы значений.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник: electricalschool.info

Учебно-методическое пособие SCADA-системы

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет» Кафедра автоматизации и информационных систем SCADA-СИСТЕМЫ Учебно-методическое пособие по учебным дисциплинам «СУБД реального времени» для студентов направления подготовки 230400.62 Информационные системы и технологии, «Основы разработки, испытания и развития систем автоматизации» для студентов направления подготовки 220700.62 Автоматизация технологических процессов и производств

Новокузнецк 2013

УДК 681.3.068 ББК 32.973 С42 Рецензенты директор института информационных технологий и автоматизированных систем ФГБОУ ВПО «СибГИУ», кандидат технических наук, доцент М.В. Ляховец заведующий кафедрой систем автоматизации управления факультета информационных технологий Новокузнецкого института (филиала) ФГБОУ ВПО «КемГУ» кандидат технических наук, доцент И.А.

Жибинова С42 SCADA-системы: уч.-метод. пособ. / Сиб. гос. индустр. ун- т; сост.: В.В. Грачев, К.Г. Венгер, М.В. Шипунов. – Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 2013. – 104 с. Учебно-методическое пособие посвящено SCADA-системам – особому классу программного обеспечения систем автоматизации управления.

Рассматривается понятие «SCADA-система», функции и технологии SCADA-систем, а также место SCADA в системе автоматизации управления. Освещены общие вопросы и последовательность действий при создании мнемосхемы промышленного комплекса с использованием SCADA-системы. Разобран пример создания мнемосхемы промышленного комплекса обогатительной фабрики на базе SCADA-системы InTouch корпорации Wonderware (США). Рассмотрена процедура выбора и приобретения SCADA-систем. Пособие предназначено для студентов всех форм обучения направления подготовки 230400.62 Информационные системы и технологии, 220700.62 Автоматизация технологических процессов и производств; может быть полезно для специалистов по созданию систем автоматизации управления промышленными комплексами, аспирантам, преподавателям вузов. 2

ПРЕДИСЛОВИЕ Данное учебно-методическое пособие является результатом многолетнего опыта преподавания авторами дисциплин по программным средствам автоматизации в Сибирском государственном индустриальном университете, а также опыта разработки прикладного программного и информационного обеспечения для систем автоматизации управления (САУ) промышленными комплексами Кузбасса. Основу пособия составили материалы курсов «СУБД реального времени», «Основы разработки, испытания и развития систем автоматизации», «Программное обеспечение систем управления» и «Операционные системы и базы данных».

Эти материалы прошли успешную проверку в бескомпромиссной и сложной аудитории, состоящей из слушателей с разным уровнем подготовки и кругом профессиональных интересов. Пособие предназначено для студентов всех форм обучения направления подготовки 230400.62 Информационные системы и технологии, 220700.62 Автоматизация технологических процессов и производств; может быть полезно для специалистов по созданию САУ промышленными комплексами, аспирантам, преподавателям вузов.

Пособие будет также полезно начинающим специалистам в области программного и информационного обеспечения САУ, желающим получить базовые знания о технологиях SCADA-систем, принципах разработки прикладного программного и информационного обеспечения, понять особенности проектирования мнемосхем промышленных комплексов. Первая часть учебно-методического пособия посвящена основным сведениям о SCADA-системах как об особом виде специализированного программного обеспечения САУ.

Дается понятие «SCADA-система», определяются характеристики, функции, архитектуры и технологии SCADA-систем. Рассматривается место SCADA-систем в функциональной структуре САУ промышленным комплексом. Приводится общая характеристика SCADA-системы InTouch (Wonderware, США). Во второй части пособия изложены общие сведения, связанные с проектированием, разработкой и внедрением прикладного программного и информационного обеспечения САУ, на примере мнемосхем промышленных комплексов. Рассмотрен метод и 3

алгоритм создания мнемосхем. Выделены ключевые этапы и особенности их реализации, приведены примеры.

Третья часть учебно-методического пособия представляет собой пример разработки мнемосхемы углеобогатительной фабрики, начиная с постановки задачи создания мнемосхемы, анализа исходных данных по фабрике, разработки графических элементов, базы данных параметров технологического процесса и заканчивая написанием скриптов и анимированием мнемосхемы. В четвертой части рассмотрена процедура выбора и приобретения SCADA-систем в существующих рыночных условиях.

Пятая часть пособия содержит задание по самостоятельной работе. Здесь предлагается разработать мнемосхему промышленного комплекса склада товарной продукции и погрузочного пункта углеобогатительной фабрики. При подготовке данного пособия был проделан большой объем работы по сбору и обработке эмпирических данных. Были изучены стандарты, известные теоретические положения, методы и алгоритмы в области создания мнемосхем и на их основе разработаны методы и алгоритмы создания прикладного программного и информационного обеспечения САУ крупными промышленными комплексами. Особенностью предложенных в учебно-методическом пособии разработок является то, что они получены с явным учетом современных условий, сложившихся в практике создания крупных промышленных автоматизированных комплексов, и современных требований к САУ. 4

ВВЕДЕНИЕ Традиционно САУ промышленными комплексами было принято разделять на автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) и на автоматизированные системы управления предприятием (АСУП) [1, 2]. На АСУТП возлагались функции оперативного управления, на АСУП – стратегического управления промышленным комплексом.

Как правило, эти системы были мало интегрированы друг с другом и функционировали во многом автономно. В настоящее время все больше ориентируются на объединение АСУТП и АСУП в единую интегрированную САУ. При создании мнемосхем промышленного комплекса интегрированной САУ можно идти двумя путями.

Во-первых, создавать мнемосхемы без привлечения специализированных пакетов программ – базового программного обеспечения, обходясь только языками программирования высокого уровня, например на C++. Однако этот путь достаточно трудоемкий и не отвечает многим требованиям, особенно жестким ограничениям на сроки создания системы.

Другой путь разработки мнемосхем промышленного комплекса интегрированной САУ основан на использовании готовых программных средств – специализированного базового программного обеспечения. При использовании готовых программных средств сроки создания значительно сокращаются, так как нет необходимости в создании мнемосхем «с нуля», привлекая к работе высококвалифицированных разработчиков: аналитиков, программистов и отладчиков.

Достаточно лишь правильно сконфигурировать и адаптировать программный продукт под цели и условия конкретного промышленного предприятия. С такой задачей по силам справиться рядовому инженеру отдела автоматизации предприятия. Одним из примеров готовых программных средств для создания мнемосхем промышленного комплекса является такое специализированное базовое программное обеспечение как SCADA-система. В данном учебно-методическом пособии будет рассмотрена SCADA-система InTouch корпорации Wonderware (США) применительно к задаче создания мнемосхемы промышленного комплекса углеобогатительной фабрики. 5

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О SCADA-СИСТЕМАХ 1.1 Понятие «SCADA-система». Функции и технологии SCADA-систем Понятие «SCADA-система» введено в терминологию автоматизации более полувека назад. Аббревиатура SCADA дословно рас- шифровывается как Supervisory Control And Data Acquisition System – система оперативно-диспетчерского управления и сбора данных [3, 4].

SCADA-система – это специализированное базовое программное обеспечение, функционирующее в режиме реального времени и реализующее следующие задачи оперативно-диспетчерского управления: сбор производственных данных с удалѐнных объектов; обработка данных; хранение данных; анализ данных; управление удаленными объектами. В этом определении перечислены только основные функции SCADA-систем. В общем случае перечень задач, решаемых SCADAсистемой, гораздо шире и включает в себя [5]: обмен данными с программируемыми логическими контроллерами (ПЛК, PLC) в режиме реального времени через драйверы ввода-вывода информации; вторичная обработка информации в режиме реального вре- мени; логическое управление; отображение информации на мониторе диспетчера (оператора) в удобной и доступной для восприятия форме; ведение базы данных (БД) реального времени с технологической информацией; аварийная сигнализация и управление тревожными сообщени- ями; подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса; обеспечение связи с АСУП. 6

Термин «SCADА-система» используется, когда речь идет об автоматизированных системах, то есть системах контроля и управления, осуществляемого с участием человека – диспетчера (оператора) [6]. При нормальном ходе технологического процесса большинство управляющих воздействий выполняется автоматически с помощью ПЛК, на основе заложенных в них алгоритмов.

Вмешательство диспетчера (оператора) минимально и требуется, например, при смене маршрутов, режимов работы, уставок технологических параметров. Роль диспетчера (оператора) сводится к мониторингу ситуации с помощью SCADA-системы.

Например, ПЛК управляют потоком охлаждающей жидкости внутри части технологического агрегата, а SCADA-система позволяет диспетчеру (оператору): изменять уставки для потока; менять маршруты движения жидкости; заполнять те или иные емкости; следить за тревожными сообщениями (алармами). Тревожные сообщения, такие как «потеря потока» и «высокая температура», должны быть отображены на мониторе и записаны в предысторию, диспетчер (оператор) при этом должен своевременно на них отреагировать.

Таким образом, процесс управления технологическим агрегатом происходит с помощью ПЛК, в то время как диспетчер (оператор) с помощью SCADA-системы лишь контролирует его выполнение. В современных SCADA-системах широко применяется принцип модульного построения. Модульность реализуется в двух основных вариантах. В первом случае для SCADA-системы, обеспечивающей полный набор базовых функций, создаются дополнительные функциональные модули-опции, реализующие необязательные в применении функции контроля и управления, например, SPC (Statistical Process Control – статистическое управление процессом), Batch Control (управление партиями). Во втором случае SCADA-система создается полностью модульной, состоящей из функциональных модулей для реализации отдельных функций контроля и управления. Модули в достаточной мере независимы и могут применяться на отдельных функциональ- 7

ных станциях или свободно компоноваться в разных сочетаниях при разработке станций. Таким образом, могут создаваться, например, станции сбора и обработки производственных данных (SCADA-сер- веры), станции мониторинга (SCADA-клиенты), станции сбора и хранения алармов (Alarm-серверы) или станции со свободно формируемым набором функций. Первые SCADA-системы появились в США в 60-х годах XX века.

Однако наиболее существенное развитие SCADA-системы получили в 70-80-х годах XX века с развитием элементной базы аппаратных средств, в частности микропроцессорной техники. Базовые функциональные возможности SCADA-систем того времени соответствовали возможностям первых управляющих вычислительных машин, снабженных монохромными алфавитно-цифровыми дисплеями, на которых усилиями энтузиастов-разработчиков часто создавались «псевдографические» изображения – прообраз современной графики.

Современные SCADA-системы хорошо структурированы и представляют собой готовые к применению, согласованные по функциям и по всем интерфейсам наборы программных продуктов и вспомогательных компонентов. Прогресс в области SCADA-систем в последние годы получил значительное ускорение.

Это связано, главным образом, с: поддержкой традиционных технологий (DDE, DLL, OLE, ODBC/SQL) и привлечением новейших информационных технологий (COM/DCOM, ActiveX, ОРС); интеграцией SCADA-систем с другими корпоративными приложениями, в том числе с использованием Internet/Intranet технологий; встраиванием стандартных языковых средств программирова- ния (Java, VBA, C++, языки стандарта IEC 61131-3); использованием интуитивно-понятных интерфейсов как для разработчика, так и для диспетчера (оператора). В настоящее время на мировом рынке программного обеспечения идет жесткая конкурентная борьба между фирмами-разработчи- ками. И рынок SCADA-систем тому не исключение. Количество известных SCADA-систем приближается к полусотни, а предложения SCADA-систем значительно превышают спрос на них. Наиболее популярные SCADA-системы, имеющие поддержку в России, приведены в таблице 1. 8

Таблица 1 – SCADA-системы, представленные на российском рынке

SCADA	Фирма-изготовитель	Страна
Wizcon Supervisor	ELUTIONS	США
InTouch	Wonderware	США
Genesis	Iconics	США
iFIX	GE Intelligent Platforms	США
RSView32	Rockwell Software Inc.	США
RealFlex	RealFlex Technologies	США
Factory Link	United States DATA Co.	США
Sitex/Phocus	Jade Software	Англия
WinCC	Siemens	Германия
Vijeo Citect	Schneider Electric	Франция
Advantech Studio	Advantech	Тайвань
MasterSCADA	ИнСАТ	Россия
КАСКАД	Каскад-АСУ	Россия
КРУГ-2000	КРУГ	Россия
Trace Mode	AdAstrA Research Group	Россия

1.2 Характеристики SCADA-систем Среди перечня характеристик SCADA-систем, которые в первую очередь должны интересовать проектировщика, можно выделить три большие группы (рисунок 1): технические характеристики; стоимостные характеристики; эксплуатационные характеристики. 1.2.1 Технические характеристики SCADA-систем 1) Программно-аппаратная платформа SCADA-системы. Анализ перечня таких платформ необходим, поскольку от него зависит ответ на вопрос, возможна ли реализация той или иной 9

Рисунок 1 – Характеристики SCADA-систем SCADA-системы на имеющихся вычислительных средствах, а также оценка стоимости эксплуатации системы (будучи разработанной в одной операционной среде, прикладная программа может быть выполнена в любой другой, которую поддерживает выбранный SCADAпакет). В различных SCADA-системах этот вопрос решен по-разному. Так, Factory Link имеет весьма широкий список поддерживаемых программно-аппаратных платформ (таблица 2). 10

Источник: studfile.net