История развития SCADA систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

История развития SCADA систем

2013



Содержание

Введение

1. Первые SCADA-подобные системы

2. Причины создания и развития SCADA систем

3. Системы связи для сбора технологических параметров

4. Создание человеко-машинного интерфейса

5. Аппаратные средства SCADA-систем

6. Интерфейсы передачи данных в SCADA-системах

7.Сближение управляющих систем типа SCADA, DCS

8. Современные SCADA системы

9. Обзор современных SCADA систем

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Диспетчерское управление и сбор данных (SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition - система сбора данных и оперативного диспетчерского управления) является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами и процессами в жизненно важных и критичных с точки зрения безопасности и надежности областях.

Именно на принципах диспетчерского управления строятся крупные автоматизированные системы в промышленности и энергетике, на транспорте, в космической и военной областях, в различных государственных структурах. SCADA - процесс сбора информации реального времени с удаленных точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления удаленными объектами.

Требование обработки в режиме реального времени обусловлено необходимостью доставки всех необходимых событий, сообщений и данных на центральный интерфейс диспетчера.



1. Первые SCADA-подобные системы

Ранние управляющие решения, предварившие наступление эры SCADA, назывались «телеметрическими» системами и представляли собой попытки организовать дистанционный мониторинг небольшого числа параметров (обычно одного-двух).В те времена никому и в голову не могло прийти, что уже к концу столетия оператор управляющей системы будет видеть буквально всё происходящее на удалённой станции. Тем не менее, все основные требования, которым должны удовлетворять современные решения типа SCADA, равно как и большинство обеспечиваемых такими решениями преимуществ, присутствовали уже в телеметрических системах начала 70 годов прошлого века хотя бы в зачаточном виде. Для отображения текущего состояния системы тогда использовались «имитационные стены» (mimicwall). Оперативность вывода информации на такие стены можно охарактеризовать как «приближающуюся к реальному времени»: показания индикаторов и лампочек изменялись вручную по мере того, как перемещающиеся по удалённым локациям операторы получали новые данные.

Аббревиатура SCADA расшифровывается как Supervisory Controland Data Acquisition - диспетчерский контроль и сбор данных. Почему контроль здесь назван «супервизорским»? В ранних SCADA-подобных системах вроде тех, что применялись в задачах водоснабжения и водоочистки в 60-70 годах XX века, связь между диспетчерской (головной станцией SCADA) и удалёнными станциями была столь призрачной, что организовать полноценный оперативный контроль не представлялось возможным.

Первые управляющие системы типа SCADA разрабатывались для налаживания сбора данных с удалённых локаций. Каких данных? Традиционно в задачах добычи и транспортировки нефти, а также водоснабжения и водоочистки критическое значение имеет информация о давлении и расходе. Для контроля критических показателей в ранних SCADA-подобных системах обычно использовались один-два аларма, которые обеспечивали, например, контроль входа в здание либо подавали сигналы типа «ёмкость пуста», «ёмкость заполнена» или «отказ насоса». Почему параметров было так мало? Это обусловлено тогдашним уровнем развития управляющих систем. Организация надёжного мониторинга четырёх-пяти показателей для каждой удалённой станции расценивалась в те времена как крупный успех. Серьёзную проблему представляло даже налаживание дистанционного контроля времени работы насосов.

2. Причины создания и развитияSCADAсистем

Управляющие системы типа SCADA возникли в тех отраслях, где в отличие от обрабатывающей промышленности «производственные мощности» в принципе нельзя объединить под крышей одного или нескольких близко расположенных зданий. Основными пользователями SCADA-решений во все времена были распределённые компании и предприятия, занимающиеся водоснабжением и водоочисткой, сбором производственных и ливневых сточных вод, регулированием паводков и дренажем, ирригацией, энергоснабжением, добычей и транспортировкой нефти, транспортировкой природного газа, а также крупные промышленные предприятия, имеющие удалённые станции. Основными стимулами развития SCADA-систем и роста их популярности на протяжении последних пятидесяти лет служили два тесно связанных друг с другом фактора. Первый - это желание операторов иметь более полный и качественный контроль над распределёнными процессами. Второй фактор - это стремление руководства сокращать и регулировать расходы.

Стремительный рост расходов за последние полвека в значительной степени обусловлен увеличением затрат на электроэнергию и рабочую силу. В отсутствие SCADA-системы насосами и прочими удалёнными станциями приходится управлять локально, руководствуясь информацией о давлении, расходе и другими данными, получаемыми на местах. Разные станции в этом случае управляются совершенно независимо, даже если они являются частью одной распределительной сети. В начале 1970 годов поставщики электроэнергии стали брать повышенную плату с водоснабженческих, водоочистных, нефтяных и газовых компаний за пользование электричеством для питания насосов в часы наибольшей нагрузки (peakpumpingrates). Для очень многих крупных потребителей электричества из соответствующих отраслей такая повышенная плата была разорительной и вынуждала их эксплуатировать свои насосы по возможности в другое время. Если предприятие водоснабжения желает минимизировать свои расходы через регулирование поставок воды в какой-либо сектор своей распределительной сети, оно может обойтись без периодических включений-отключений насосов: для поддержания давления на нормальном уровне вполне достаточно дополнительных водонапорных башен и динамического открытия-закрытия межсекторных вентилей. Подобные методы позволяют осуществлять непрерывную подачу воды в сектор распределительной сети и поддерживать в нём нормальное давление с одновременной минимизацией энергопотребления, но требуют наличия головной станции, куда стекаются данные с удалённых локаций. Другая причина роста расходов - это рабочая сила.

До наступления эпохи современных SCADA-решений, типичная распределённая система управления, будь то управление водоснабжением, водоочисткой, ирригацией или транспортировкой углеводородов, требовала наличия штата «операторов на колёсах», периодически посещающих удалённые станции с целью сбора данных, внесения изменений, контроля над соблюдением требований к техническому обслуживанию и проведения инспекций. Причём эта деятельность должна была осуществляться непрерывно и круглосуточно - 24 часа в день 7 дней в неделю. В 70 годах прошлого века типичная сеть водоснабжения в США обслуживалась в среднем шестью-восемью «операторами на колёсах».

Существуют и другие факторы, способствующие развитию рынка управляющих систем типа SCADA. Это демографические изменения, рост эксплуатационных расходов и неэффективность альтернативных методов. Содержать операторов, разъезжающих от станции к станции для проведения рутинных инспекций, стало просто-напросто невыгодно. Такое удовольствие слишком дорого стоит, да и квалифицированных операторов в наши дни не так много, и их ещё придётся упрашивать взяться за такую работу. Не говоря уже о том, что оперативность обновления информации, максимально приближенная к реальному времени, считается необходимым условием для оптимизации работы распределённого предприятия, имеющего удалённые станции.

3. Системы связи для сбора технологических параметров

Вранних SCADA-системах, использовавшихся на предприятиях водоснабжения и сбора сточных вод, применялись арендованные телефонные пары, по одной паре на один сигнал/аларм. Однако подведение телефонных линий к удалённым станциям влетало в копеечку, да и арендная плата была высока; к тому же телекоммуникационные компании неохотно соглашались на фиксацию отдельных соединений в своих коммутаторах. Это подвигало SCADA-операторов на поиск других решений. В 1970 годах многие попытались перейти на радиосвязь и немедленно столкнулись с целым рядом проблем: полосы частот тогда были значительно уже, чем в начале XXI столетия, а правила лицензирования частот в городах по всему миру были таковы, что зачастую превращали SCADA-системы на базе радио в несбыточную мечту.

Ситуация упростилась после того, как в 70 годах прошлого века начался переход с аналоговой телеметрии, функционирующей по принципу частотной манипуляции (Frequency Shift Keying / FSK), к цифровой телеметрии. Первые цифровые решения были частнофирменными, затем появились системы на базе COTS-продуктов (Commercial Off The Shelf/ готовые коммерческие продукты с полки). Микропроцессоры вкупе с разработанными в НАСА технологиями сжатия и кодирования (метод Боуза - Чоудхури и др.) позволили организовывать передачу на одной радиочастоте (или по одной арендованной линии в тех случаях, когда использовать радио было нельзя) сразу несколько алармов и аналоговых величин.

В конце концов SCADA-системы стали давать своим пользователям то, о чём те всегда мечтали: актуальную информацию о происходящем в масштабах всего предприятия плюс возможность управления всем предприятием из единого центра. И всё же первые цифровые решения были не так надёжны, как реле, подключённые к одному FSK-каналу. SCADA-системы с радиосвязью периодически оказывались недоступны, что могло быть обусловлено самыми разными причинами, вплоть до вспышек на Солнце. Арендованные телефонные линии также не были панацеей: их могли порвать строители. Да и печатные платы сорок лет назад были совсем не так надёжны, как сегодня - отказы компонентов и просчёты в конструкции были самым обычным делом.

В силу всего вышесказанного ранние SCADA-системы проектировались таким образом, чтобы сохранить за удалёнными станциями как можно больше управляющих функций. Были разработаны специальные дистанционные терминалы (Remote Terminal Unit / RTU), способные хранить ограниченные объёмы данных и поддерживать работу удалённых станций в периоды отсутствия связи с головной станцией. Типичная SCADA-система первого поколения оставалась подключённой к имитационной стене, и очень часто для обслуживания такой системы требовались «операторы на колёсах».



4. Создание человеко-машинного интерфейса

С появлением компьютеров Macintosh, рабочих станций Silicon Graphics, частнофирменного графического программного обеспечения и, наконец, операционных систем Windows у разработчиков появилась возможность создавать человеко-машинные интерфейсы (Human Machine Interface /HMI), заменившие имитационные стены и оставившие «операторов на колёсах» без работы. Программные человекомашинные интерфейсы всегда представляли собой нечто большее, чем просто ПОдля визуализации состояния системы в реальном времени. Реальные решения класса HMI, вроде тех, что предлагала и продолжает предлагать компания Citect, практически с самого начала были программно-реализованными версиями головной станции SCADA-системы. Самые ранние SCADA-пакеты, где предусматривались такие виртуальные средства управления, как переключатели «ручн./выкл./автом.», регуляторы режима работы насосов, модули алармов и другие, требовали использования частнофирменных печатных плат. В XXI столетии размеры управляющих систем типа SCADA ограничиваются лишь производительностью процессора, точнее, временем, которое требуется главному компьютеру на опрос всех узлов. Сегодня никого не удивляют SCADA-решения с 500000 узлами, а появление управляющих систем-«миллионщиков» (1000000 узлов) ожидается уже к 2015 году.

5. Аппаратные средства SCADA-систем

Поначалу в SCADA-подобных управляющих системах частнофирменным было всё. Дистанционные терминалы представляли собой шасси с одной или несколькими платами частнофирменной конструкции, и для организации связи с головной станцией использовались частнофирменные технологии.

Появление программируемых логических контроллеров заставило SCADA-инженеров задуматься о преимуществах коммерчески готового оборудования (COTS). Технология Modbus перевела эти размышления в практическую плоскость: ПЛК с поддержкой шины Modbus стали доступной и достойной заменой для частнофирменных дистанционных терминалов. ПЛК, промышленные шины и виртуальные человеко-машинные интерфейсы обеспечили доступ на рынок SCADA коммерчески готовых продуктов и технологий, подходящих для использования как на удалённых, так и на головных станциях. Чем совершеннее становились программируемые логические контроллеры, тем более сложную функциональность дистанционных терминалов в них можно было реализовывать. Чем лучше, быстрее и мощнее делались компьютеры на базе ОС Windows, тем лучше, быстрее и мощнее становились программные продукты класса SCADA/HMI.

К началу 1990 годов благодаря появлению коммерческого программного обеспечения для управления базами данных и увеличению объёмов памяти появилась возможность организации сбора, хранения и быстрого анализа огромных объёмов рабочих данных на базе ПЛК и ПК. Последними кусками мозаики стали однотеговые базы данных и программируемые контроллеры автоматизации (ПКА, ProgrammableAutomationController), идущие на смену простоватым и недостаточно гибким ПЛК. Контроллеры типа ПКА разрабатываются специально под однотеговые БД, что создаёт условия для бесшовной интеграции на технологической платформе SCADA и обеспечения целостности данных от уровня устройств до архивного хранилища.

6. Интерфейсы передачи данных в SCADA-системах

В превращении SCADA-систем из полностью частнофирменных, каковыми они были в 1970 годах, в почти полностью открытые, каковыми они стали в начале XXI века, большая заслуга принадлежит открытым сетевым протоколам. Первым таким протоколом стал Modbus, затем в корпоративном мире развился сектор IT, где был придуман способ объединения отдельных компьютеров в сети с архитектурой «клиент-сервер». Появление технологии Ethernet и её сращивание со стеком протоколов TCP/IP позволило организовывать перемещение огромных объёмов данных на большие расстояния с использованием исключительно COTS-продуктов и открытых нечастнофирменных технологий.

Кроме того, настойчивость, с которой компания Microsoft стремилась к созданию универсального механизма, который должен был позволить приложениям разных поставщиков взаимодействовать между собой, привела к появлению в индустрии SCADA ряда промышленных стандартов: сначала DCOM и OLE, затем OPC - специальной версии OLE для автоматизации технологических процессов.

В современных управляющих системах типа SCADA связь с полевыми устройствами и корпоративным уровнем реализуется посредствомEthernet или беспроводных сетей на базе технологий OPC и TCP/IP, не привязанных жёстко к конкретным коммуникационным протоколам и средам. В самых новых системах применяются сервисы Microsoft .NET и стандарт XML, которые расширяют возможности технологии OPC и традиционных сетевых коммуникаций.

7.Сближение управляющих систем типа SCADA, DCS.

Концепция SCADA была выработана в поисках способов организации управления на распределённых предприятиях, занимающихся водоснабжением и сбором сточных вод, транспортировкой нефти и газа, доставкой электроэнергии и т.п. Аналогами SCADA-систем для обрабатывающей промышленности, появившимися под влиянием схожих причин и призванными решать схожие задачи, являются управляющие решения типа DCS.

Есть разные мнения относительно того, как следует расшифровывать аббревиатуру DCS, однако большинство специалистов склоняются к варианту Distributed Control System - распределённая система управления. DCS-решения всегда были почти полностью частнофирменными и продолжают оставаться таковыми по сей день. В этом отношении управляющие системы DCS сильно отличаются от управляющих систем SCADA, которые также относятся к распределённым, но строятся с использованием COTS-продуктов и открытых технологий.

Однако с течением времени дистанция между решениями двух типов сокращается. Управляющие системы на базе SCADA вбирают в себя всё больше оригинальной DCS-функциональности, включая локальное управление с обратной связью, работу с алармами, оптимизацию технологических процессов и анализ данных. В свою очередь, DCS-поставщики предлагают системы, трудноотличимые отих SCADA-аналогов, но по-прежнему называющиеся DCS. Если забыть о некоторых особо критических функциях, востребованных в нефтехимических приложениях, типичная сегодняшняя DCS-система, которую предлагает классический поставщик промышленных управляющих решений, ничем не отличается от типичной сегодняшней SCADA-системы, над которой поколдовал интегратор.

8. Современные SCADA системы

Современные управляющие системы типа SCADA обладают такими возможностями, о которых пионеры SCADA-направления 50 лет назад не могли и мечтать.В SCADA-пакетах XXI века предусмотрены средства разработки и библиотеки объектов, при помощи которых пользователи могут создавать собственные графические интерфейсы под свои нужды с соблюдением рекомендаций EEMUA и ASM. Операторам доступно всё, что необходимо для построения конечного SCADA-решения на базе коммерческого SCADA-пакета с объектным конфигурированием, включая различные инструменты, шаблоны и подсказки. Используя высокоскоростные соединения Ethernet и TCP/IP, операторы могут работать буквально с тысячами удалённых статусных точек, а при достаточной пропускной способности каналов даже получать с удалённых локаций видеоизображения. Во многих сегодняшних SCADA-системах, использующихся в нефтяной и газовой отраслях, каналы связи организуются на основе волоконной оптики, что обеспечивает максимально возможную пропускную способность и скорость передачи данных.

Сегодня операторы могут видеть и анализировать данные, имеющие отношение к обслуживанию и оптимизации, управлять алармами и активами и изменять рабочие характеристики управляющей системы, не покидая диспетчерской. Современные управляющие решения типа SCADA являются открытыми и поддерживают подключение веб-клиентов, что придаёт им дополнительную гибкость. В то же время, современные SCADA-системы должны быть защищены как от внутренних, так и от внешних угроз, для чего в них предусмотрены пользовательские настройки безопасности.

Сегодня концепция SCADA выходит на глобальный уровень: многие пользователи имеют по нескольку управляющих систем в разных уголках земного шара, где операторы говорят на иных языках, нежели создатели этих систем. Современные SCADA-системы должны представлять данные в как можно более простой и понятной форме с минимальными изменениями в версиях для разных языков.

Архивное хранение данных в современных управляющих решениях типа SCADA - это не только функции БД со структурированными запросами. Подсистема хранения должна уметь оказывать помощь оператору в анализе тех данных, которые система собирает и отображает. В состав современных SCADA-пакетов включаются высокоуровневые графические средства работы с данными, поддерживающие анализ первопричин, сравнение процессов и групп, визуализацию алармов и последовательностей событий.

Помимо поддержки визуальной работы с данными современные программные продукты класса SCADA должны содержать полностью интегрированные инструменты, позволяющие персоналу создавать подробные отчёты о том, что происходит на полевом уровне. Современные SCADA-системы не только помогают инженерам и операторам составлять отчёты, но и сами способны генерировать отчёты и направлять их при необходимости на корпоративный уровень вплоть до зала заседаний совета директоров.

Наконец, современные управляющие решения типа SCADA должны иметь полный набор функций для управления алармами, используя которые, инженеры и операторы могут конфигурировать аварийные сообщения таким образом, чтобы эффективно изолировать и идентифицировать сбои в системе. Сегодня от SCADA-пакета ожидается поддержка работы с аналоговыми алармами, статусными алармами, алармами статистического контроля производственных процессов (StatisticalProcessControl/SPC), а также возможность адаптации алармов и определения пользовательских алармов.

Бизнес компаний, предлагающих программные SCADA-пакеты, зависит от существования небольших инженерных фирм, выступающих в роли интеграторов управляющих систем. Наиболее дальновидные представители сообщества интеграторов образовали ассоциацию Control System Integrators Association, призванную помогать интеграторам обмениваться опытом, сравнивать эффективность их решений и решать вопросы сертификации. Интегратор управляющих систем - это новая профессия, имеющая особые черты, отличающие её от профессий инженера и конструктора. Доступность готового COTS-оборудования для оснащения удалённых станций и программного обеспечения типа SCADA для создания человеко-машинных интерфейсов и реализации другой высокоуровневой функциональности привела к тому, что компании-интеграторы всё реже работают «по старинке» с одним-двумя поставщиками. Сегодня интеграторы могут выбирать для своих клиентов лучшие продукты от разных поставщиков. В отсутствие широкого выбора программных человеко-машинных интерфейсов и SCADA-пакетов рынок интеграции управляющих систем в его нынешнем виде не мог бы существовать.

Современные продукты класса SCADA позволяют создавать законченные интегрированные системы управления для работы со всеми данными, поступающими по каналам ввода-вывода. Такие системы должны поддерживать назначение глобальных временных меток для всех данных, ведение глобальной истории данных и анализ данных, а также импорт данных из разных БД и представление импортированных данных таким образом, как если бы все они хранились в одной БД. Целостность данных - это один из ключевых показателей качества функционирования современного SCADA-пакета.

Для COTS-оборудования длительные жизненные циклы нехарактерны, однако SCADA-системы обязаны иметь длительный жизненный цикл. На практике это означает, что аппаратные и программные средства управляющих систем должны быть легко обновляемыми, поскольку тогда в эти системы можно будет интегрировать различные технические новинки по мере их появления. Современные SCADA-системы способны выдерживать по меньшей мере четыре-пять полных модернизаций на протяжении жизненного цикла удалённых станций и подконтрольных производственных процессов.Разработчики и интеграторы сегодняшних управляющих систем типа SCADA используют коммерчески готовое оборудование и открытые сетевые протоколы, по возможности избегая применения частнофирменных подсистем, аппаратных средств и программного обеспечения. Из этого немедленно следует, что для современных SCADA-систем готовность к модернизация можно назвать естественным состоянием.

Поскольку управляющим системам свойственно расширяться, а использующим эти системы компаниям - меняться и развиваться, очень важно, чтобы SCADA-решения изначально имели масштабируемую архитектуру: тогда наращивание их возможностей будет означать всего лишь добавление новых компонентов в существующую структуру, а не переделку всего проекта с нуля.

Несмотря на то, что управляющие системы типа SCADA зародились в индустрии распределительных сетей, а затем включили в зону своего влияния сегменты автоматизации технологических процессов и серийного производства, они успешно используются также и для автоматизации дискретных производств. В этой связи современные SCADA-решения обязаны быть очень надёжными и предусматривать резервирование как ввода-вывода, так и сети.

Исторически SCADA-системы имели дело только с данными, обеспечивая их поступление в оперативные центры управления или на головные станции распределительных сетей. В последние 10 лет глобализация и конкуренция, а также поиски новых, более эффективных способов оптимизации производства, совместной разработки месторождений, управления основными фондами и затратами привели к необходимости прямого подключения SCADA-решений к корпоративным системам организации производства (Manufacturing Execution System /MES). Программные продукты класса MES преобразуют SCADA-данные в удобную форму и обеспечивают их доставку всем тем людям, которым по долгу службы необходимо иметь представление о работе их системы SCADA. Эти продукты должны соответствовать стандартам ANSI/ISA88 и ANSI/ISA95 и выдержать испытания на совместимость с высокоуровневыми бизнес-системами (SAP и другими.).

9. Обзор современных SCADAсистем

Теперь можно приступить к обзору SCADA систем. На рынке АСУ ТП существует достаточно большой выбор SCADA систем, рассмотрим их возможности на примере трех наиболее популярных SCADA.

MasterSCADA

MasterSCADA - система для АСУТП, MES, задач учета и диспетчеризации объектов промышленности, ЖКХ и зданий Основные преимущества MasterSCADA:

-единая среда разработки всего проекта;

-раздельное конфигурирование структуры системы и логической структуры объекта;

-открытость и следование стандартам;

-интуитивная легкость освоения;

-мощная трехмерная графика и мультимедиа;

-неограниченная гибкость вычислительных возможностей;

-объектный подход;

-галерея мнемосхем с объектов;

-возможность стыковки различных устройств системы управления;

-перераспределение сигналов или алгоритмов их обработки по отдельным устройствам;

-создание распределенных по устройствам алгоритмов контроля и управления;

-доступ с любого рабочего места к любой информации, имеющейся в системе;

-раздельное конфигурирование структуры системы и логической структуры объекта;

-взаимодействие с другими программами с помощью современных технологий (OPC, OLE, DCOM, ActiveX, OLE DB, ODBC и др.);

-использование в операторском интерфейсе системы документов любого типа и обмен данными с ними;

-неограниченное расширение функциональности MasterSCADA продуктами сторонних разработчиков;

-связь с АСУ производством;

-открытые интерфейсы для создания пользователем любых базовых элементов;

-реализация большинства действий пользователя методом «перетащи и брось»;

-контроль допустимости вводимой информации;

-возможность разработки проекта в удобном порядке;

-возможность полной отладки проекта без связи с объектом;

-библиотека объемных элементов со встроенным индикатором уровня заполнения;

-стереометрически правильные врезки одних элементов в другие на основании соотношения их диаметров и углов наклона;

-объемный трубопровод любой сложности;

-импорт изображений в любых графических форматах

-визуальное создание схемы вычислений на языке функциональных блоков (FBD);

-программирование алгоритмов на технологическом процедурном языке ST;

-библиотека из более 150 функциональных блоков, включая контроль и управление;

-первичная обработка каждого сигнала с автоматическим контролем до 6 границ;

-формульные вычисления значений и событий с обширной библиотекой функций;

-автоматическая и пользовательская обработка признаков качества значений

-автоматическая индикация значений всех вычисленных сигналов имитационный режим с индивидуальным выбором функций имитации сигналов;

-возможность создания пользовательских функциональных блоков и макроблоков.

Объектный подход

Объект в MasterSCADA -- это основная единица разрабатываемой системы, соответствующая реальному технологическому объекту (цеху, участку, аппарату, насосу, задвижке, датчику и т.п.), управляемому разрабатываемой с помощью MasterSCADA системой. С другой стороны, это и традиционный с точки зрения программирования объект, обладающий стандартными для программных объектов качествами:

Объект имеет набор свойств и документов, которые жестко связаны с ним. Свойства объекта -- это, например, период опроса и способ обработки сигналов от его датчиков. Документы объекта -- его изображение, описание, чертеж, перечень сообщений и т.п. В MasterSCADA нет просто тренда, рапорта или мнемосхемы: каждый документ в разрабатываемой системе всегда относится к какому-либо объекту, являясь его свойством.

Рисунок 1 - Пример экрана инструментальной среды MasterSCADA



SCADA система Citect

CitectSCADA - программный продукт, представляющий собой систему мониторинга, управления и сбора данных (SCADA - Supervisory, ControlAndDataAcquisition). Данная система предназначена для управления технологическими процессами. CitectSCADA является главным продуктом компании Citect. RTSoft является официальным дистрибьютором программных продуктов компании Citect.

SCADA-система CitectSCADA проектировалась и разрабатывалась как средство реализации всех требований предприятия в виде единой интегрированной системы. CitectSCADA содержит все необходимые компоненты, устраняющие как необходимость использования дополнительного программного обеспечения, так и фрагментацию данных. Первый же пакет Citect для Windows, установленный в 1992 году, поднял планку для SCADA-систем на базе ПК на новый уровень производительности - 33000 точек дискретного ввода, 16000 точек аналогового ввода, 4000 трендов, 50 операторских станций, резервирование в стиле распределенных DCS-систем, общая база данных, конфигурирование с любого компьютера.

Дальнейшие разработки Citect строились на этом мощном фундаменте. Разработчики пакета стремятся дать пользователю реальные возможности, чтобы на основе последних достижений еще больше расширить функциональные характеристики продукта, упростить его применение, повысить производительность и сократить сроки разработки прикладных систем. Высокая степень автоматизации операций, функциональная полнота, контроль качества и тестирование гарантируют максимально возможную надежность Citect, который благодаря этому может использоваться в различных ответственных приложениях атомной энергетики, авиации и других областях.

CitectSCADA - программный продукт, представляющий собой полнофункциональную систему мониторинга, управления и сбора данных ( SCADA - SupervisoryControlAndDataAcquisition), которая позволяет обеспечить:

-визуализацию процесса в графическом режиме;

-"продвинутое" управление алармами;

-отслеживание трендов в реальном времени и доступ к архивным трендам;

-подготовку детализированных отчетов;

-статический контроль процесса;

-многопотоковое выполнение подпрограмм разработанных на CitectVBA и CiCode.

Дополнительное расширение возможностей Citect SCADA:

-CitectFacilities - специальное приложение для автоматизации зданий и систем жизнеобеспечения сооружений и объектов ЖКХ.

-CitectSCADAReports - Мощная система сбора данных и генерации отчетов на основе MS SQL Server и встроенной службы ReportingServices.

Рисунок 2 - Мнемосхема этажа здания с отображением температуры в каждом помещении в CitectSCADA



SCADA-системаIntouchкомпанииWonderware

SCADA система InTouch - мощный человеко-машинный интерфейс (HMI) для промышленной автоматизации, управления технологическими процессами и диспетчерского контроля. В России SCADA активно применяется для создания DCS (распределенных систем управления) и других АСУ.

Широко известное в мире программное обеспечение человеко-машинного интерфейса InTouch® HMI от компании Wonderware, предназначено для визуализации и управления производственными процессами, предоставляет удобные в использовании среду разработки и набор графических средств. Версия 9.5 предлагает ряд существенных преимуществ, что позволяет значительно повысить производительность и эффективность производства. Мощные средства разработки и реализация новой технологии Wonderware® SmartSymbols предоставляют широкие функциональные возможности для быстрого создания и развертывания специальных приложений автоматизации, которые связываются и передают информацию в реальном времени.

Приложения InTouch достаточно гибкие, чтобы удовлетворить как текущие, так и будущие потребности без необходимости в дополнительных инвестициях и усилиях. Доступ к универсальным приложениям InTouch обеспечивается с различных мобильных устройств, маломощных сетевых клиентов, компьютерных узлов и через Интернет. Кроме того, открытый и расширяемый интерфейс InTouch предлагает широкие возможности взаимодействия с множеством устройств промышленной автоматизации.

Основные особенности SCADA-системыInTouch:

-повышение эффективности работы производства

-увеличение возможностей инженерного проектирования и рост технической производительности

-упрощение и ускорение процедуры изменения, обновления и модификации в рамках множества приложений благодаря технологии WonderwareSmartSymbols

-визуализация и управление производственными процессами посредством удобных в использовании среды разработки и набора графических средств.

-создание и развертывание гибких приложений.

-высокая способность связи

-соответствие требованиям FDA 21 CFR Part 11

-преимущества интеграции программных и аппаратных решений

Рисунок 3 - Пример визуализации технологической установки в InTouch

Система предоставляет широкие возможности для быстрого создания, развертывания и модификации графических элементов в рамках всего приложения. Усиливаются возможности технологии SmartSymbol, а также появился ряд дополнительных новых возможностей, таких как программа панорамирования (pan-and-zoom) и ручное позиционирование графических объектов с использованием координат экрана. Кроме того, программное обеспечение InTouch предлагает три варианта клавиатуры:

-стандартная клавиатура, отображаемая на экране;

- клавиатура с адаптацией к локальным стандартам страны пользователя, что обеспечивает пользователям возможности работы на клавиатуре на местном языке с соответствующими символами;

- клавиатура с изменяемыми размерами.



Заключение

система диспетчерское управление связь

Применение SCADA-технологий позволяет достичь высокого уровня автоматизации в решении задач разработки систем управления, сбора, обработки, передачи, хранения и отображения информации. Дружественность человеко-машинного интерфейса (HMI/MMI), предоставляемого SCADA системами, полнота и наглядность представляемой на экране информации, доступность «рычагов» управления, удобство пользования подсказками и справочной системой и т. д. - повышает эффективность взаимодействия диспетчера с системой и сводит к нулю его критические ошибки при управлении. Следует отметить, что концепция SCADA, основу которой составляет автоматизированная разработка систем управления, позволяет решить еще ряд задач, долгое время считавшихся неразрешимыми: сократить сроки разработки проектов по автоматизации и прямые финансовые затраты на их разработку.В настоящее время SCADA является основным и наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами).

По функциональным возможностям все системы в целом сравнимы. Технология программирования близка к интуитивному восприятию автоматизируемого процесса. Плюс мощное объектно-ориентированное программирование, используемое в большинстве этих пакетов, делает эти продукты легкими в освоении и доступным для широкого круга пользователей.

Важной особенностью всех SCADA-систем является количество поддерживаемых разнообразных ПЛК. Системы InTouch, MasterSCADA,Citectи другие поддерживают десятки и сотни драйверов, что делает их безусловными лидерами по этому показателю.

Построение прикладной системы на основе любой из рассмотренных SCADA-систем резко сокращает набор необходимых знаний в области классического программирования, позволяя концентрировать усилия по освоению знаний в самой прикладной области.



Список использованной литературы

1. http://nothem.moy.su/news/istorija_razvitija_scada_sistem/2010-04-30-18

2. http://www.masters.donntu.edu.ua/2002/kita/serdyuk/diss/lib/4/index4.htm

3. http://www.kipexpert.ru/component/content/article/116-scada-sistemi/392-scada-sistemy-obzor-scada-sistem.html

4. http://www.insat.ru/

5. www.intouch.ru/wonderware/

6. http://scada.ru/ru/news/

Размещено на Allbest.ru