6. Полевая шина foundation Fieldbus53

Аппаратура и автоматизированные системы управления Fieldbus положили начало новой эры в развитии систем управления технологическими процессами. Эволюция, начало которой положила эта новая технология, затронула такие области, как пневматическое управление, аналоговые схемы, и распределенное управление, предложив принципиально новое решение вместо этих методов управления. FOUNDATION Fieldbus представляет собой цифровую, последовательную, дуплексную систему передачи данных, соединяющую и поддерживающую взаимодействие полевого оборудования – датчиков, пускателей и контроллеров. Fieldbus представляет собой локальную сеть (LAN) для устройств, используемых для автоматизации производственных процессов и автоматизации производства, обладающую возможностью распределять управление по всей сети.

Компания Fieldbus Foundation – мировой лидер в области разработки единого международного стандарта полевых шин, обладающих широкой функциональной совместимостью с другими устройствами. Эта независимая, некоммерческая организация объединяет более чем 125 крупных компаний, являющихся мировыми лидерами в области поставки, производства и эксплуатации оборудования для систем управления процессами и управления производством. Благодаря совместным усилиям этих компаний, создан и поддерживается уникальный, не имеющий аналогов протокол fieldbus, используемый во многих странах мира, а также был разработан стандарт IEC/ISA fieldbus.

В настоящее время на мировом рынке существует несколько промышленных технологий для полевых шин; в названиях многих из них встречается термин «fieldbus»; многие из этих технологий имеют несколько общих характеристик с FOUNDATION fieldbus и обладают рядом общих с FOUNDATION fieldbus преимуществ. Большинству пользователей уже знакомы эти преимущества: существенно уменьшен объем соединительных кабелей и проводов, необходимых для поддержки работы системы, уменьшение модуля ввода-вывода, расширенный доступ к данным, высокий уровень комплексируемости оборудования, устойчивость и чистота сигнала, и т.д. Все эти протоколы реализуют отдельные преимущества, заложенные в технологию полевой шины (fieldbus), но только FOUNDATION fieldbus реализует весь спектр преимуществ. Протокол FOUNDATION fieldbus также имеет несколько уникальных характеристик и особенностей, которыми не обладают другие технологии, используемые производителями шин, благодаря которым пользователи FOUNDATION fieldbus получают дополнительные преимущества и средства повышения конкурентоспособности эксплуатируемых установок. Несмотря на определенное сходство между различными технологиями полевых шин архитектура, функциональные характеристики и степени комплексируемости этих устройств весьма различны. Также между этими технологиями существует существенные различия в степени реализации данных преимуществ. Кроме того, существенно различаются организации-разработчики, поддерживающие данные протоколы.

Преимущества Fieldbus

Применение технологии fieldbus в жизненном цикле системы управления (рис. 6.1) позволяет достигнуть существенных преимуществ:

1. Уменьшение числа кабельных соединений и кроссовых щитов.

2. Уменьшение количества барьеров искрозащиты.

3. Уменьшение количества преобразователей ввода-вывода (в/в).

4. Уменьшение количества источников питания и шкафов.

5. Уменьшение размеров щитовых помещений.

6. Дистанционное конфигурирование устройств.

7. Доступность большего количества информации для оперативно-технологического персонала.

8. Повышенная точность измерений.

9. Упрощение модернизации благодаря стандартизированным функциональным блокам.

10. Более совершенные и универсальные измерительные приборы.

11. Увеличение продолжительности безотказной работы благодаря меньшему количеству оборудования, улучшенной самодиагностике и дистанционной диагностике.

Планирование

и установка Эксплуатация Техническое Модернизация

обслуживание

Рис. 6.1

Технические перспективы

Одним из первых и важнейших вопросов, при обсуждении новой технологии являются особенности и возможности этой технологии. Далее будут обсуждаться характеристики, благодаря которым FOUNDATION существенно отличается от других протоколов fieldbus.

Обзор технологии

Международные стандарты технологии полевой шины (fieldbus) соответствуют спецификациям базовых протоколов полевых шин ISA/ANSI S50.02 и IEC DIS 61158 (ISA/ANSI S50.02 и IEC DIS 61158 являются аналогами друг друга). Данный стандарт разработан ведущими специалистами в области коммуникаций более чем из 17 стран.

Работая совместно с комиссиями по стандартизации ISA и IEC, международное объединение Fieldbus FOUNDATION разработала ряд спецификаций для реализации стандарта на двух уровнях приложений:

– H1 (взаимодействие полевых устройств управления процессом) и H2 (высокоскоростная сеть с использованием шлюзов для связи сетей устройств управления процессом H1).

– FOUNDATION fieldbus – это законченное решение проблемы автоматизации в масштабе всей установки, разработанное для поддержки сетей, в которых питание подводится к шине, и обеспечивается безопасность с точки зрения их внутренней структуры. Шина H1 (скорость передачи данных 31.25 кбит/с) идеально подходит для сбора данных и управления технологическими процессами. Реализация полевой шины с высокой скоростью обмена данными объединяет открытую промышленную технологию Ethernet и стандарт полевых шин IEC/ISA, обеспечивает экономически эффективные решения для таких областей индустрии, как производство отдельных деталей и непрерывные процессы.

H1

Выпуску версии полевой шины FOUNDATION H1, поддерживающей скорость обмена данными 31,25 кбит/с, в 1996 г. предшествовала напряженная работа разработчиков, в которой участвовали несколько поставщиков систем и устройств управления технологическими процессами, а также интенсивное тестирование в полевых условиях. Была разработана полная спецификация приложения управления процессом – функционального блока, предусматривающая поддержку управления полевой шиной на нижних уровнях протокола обмена данными. Она основана на стандартах ISA SP50.02 и IEC 61158 для полевых шин.

В сетях, использующих протокол H1, питание может подводится к шине, причем такие сети обеспечивают безопасность с точки зрения их внутренней структуры, что означает их пригодность для работы в потенциально опасных условиях. В безопасной зоне к одному кабелю может подключаться до 32 устройств. Число устройств, которые могут подключаться к одному кабелю в потенциально опасной зоне эксплуатации, зависит от потребляемой мощности, а также от электроемкости устройств и кабеля, а также от правил и ограничений, действующих в опасной зоне.

Во многих странах ограничения, определяемые местными регулирующими органами, ограничивают число устройств, которые могут подключаться к одному кабелю при работе в потенциально опасной зоне, четырьмя устройствами, хотя в других странах допустимо подключать большее число устройств.

Делегированный маркер, передача данных от узла к узлу FOUNDATION fieldbus основывается на модели делегированного маркера, позволяющего передать функции управления на уровень полевых устройств.

Другие полевые шины опираются на устаревшую централизованную архитектуру управления, в которой весь обмен данными между устройствами осуществляется через хост. При такой устаревшей архитектуре управление на уровне полевых устройств невозможно реализовать, и преимущества использования полевой шины сводятся к замене аналоговой схемы передачи данных, рассчитанной на амплитуду 4-20мА. Устройство Fieldbus позволяет использовать несколько хостов в сети, причем хосты можно добавлять во время цикла просмотра без прерывания этого цикла. Прежние технологии не предоставляют этих возможностей.

Модель «публикация и подписка»

Централизованно планируемая передача данных между функциональными блоками гарантирует возможность передачи данных от одного устройства к другим устройствам в одно действие и в строго запланированное время.

Эти возможности служат для улучшения управления системой: минимизации задержек и гарантии того, что используются не устаревшие данные, а также для гарантии одновременного обновления информации на всех узлах.

В устаревшей модели архитектуры «главный-подчиненный», главное устройство опрашивает подчиненные. Время синхронизации контура управления является программируемой функцией главной станции, которая выполняет все вычисления, необходимые для осуществления управления.

Клиент-серверная архитектура

Уровень приложений в FOUNDATION fieldbus обеспечивает полностью подтверждаемую модель обмена данными клиент-сервер. Эта модель может использоваться для изменения операторами значений уставки и других параметров, а также для разгрузки, загрузки и конфигурирования в режиме on-line, без отключения других контуров управления. Обеспечивается полная поддержка распределения и подтверждения алармов, а также функциональность FMS.

Возможности удаленного конфигурирования, чтения и записи для протоколов, использующих нестандартные FMS для приложений, существенно ограничены.

Управление системой и администрирование сети

Стандарт FOUNDATION fieldbus предусматривает ряд средств управления системой и администрирования сети, гарантирующих исполнение функциональных блоков в строго определенные временные интервалы и упрощающих конфигурирование устройств. Другие полевые шины не предоставляют подобных возможностей; таким образом, их функциональность и возможность передачи и распределения функций управления на уровне полевых устройств сильно ограничивается.

Функции управления системой в стандарте FOUNDATION fieldbus гарантируют исполнение функциональных блоков в строго определенные временные интервалы в строго заданной последовательности – данное требование необходимо для возможности управления замкнутым контуром на уровне полевых устройств.

Уровень управления системой и уровень канала связи FOUNDATION fieldbus также включают автоматическое назначение сетевых адресов при установке нового устройства в систему, что обеспечивает автоконфигурирование системы, известное как технология «plug-and-play». Недопустимость возникновения повторяющихся адресов в системе и назначение единственного адреса каждому устройству.

Временная синхронизация, когда текущее значение времени суток передается по сети всем устройствам. Благодаря этой возможности обеспечивается синхронизация всех устройств в сети и работа таких функций, как сигналы оповещения. Поиск тэгов, т.е. поиск имени тэга в сети, независимо от места расположения тэга в сети. Благодаря этой возможности отпадает необходимость репликации системной базы данных, где содержится информация об устройстве. Другие технологии полевых шин не поддерживают функции управления системой и, следовательно, не реализуют перечисленные ниже функции.

Функциональные блоки

В то время как семиуровневая модель обмена данными использующая стандарт OSI, является общепринятой в области сетевого обмена данными, FOUNDATION fieldbus вводит еще один, восьмой уровень – пользовательский уровень. В этом, в частности, состоит отличие системы FOUNDATION fieldbus от остальных протоколов Элементами пользовательского уровня в архитектуре, используемой FOUNDATION fieldbus, являются функциональные блоки, которые представляют собой пакетную реализацию функций управления, таких как, например, аналоговый ввод, аналоговый вывод и ПИД-регулирование. Существуют также дополнительные стандартные функциональные блоки, предназначенные для управления процессом: блоки дискретного входа, блоки дискретного выхода, ПИД-контроллер, селектор сигналов, операторский ввод, блок Отношение-Смещение и блок Отношение. Функциональные блоки встроены в полевые устройства, за счет чего обеспечивается необходимый уровень функциональных возможностей устройства.

Другие протоколы не предусматривают существование полностью определенных стандартных функциональных блоков. Некоторые протоколы используют «профили», для определения функциональных блоков, главным образом выполняющих функции ввода и вывода. Управление осуществляется через специально сконфигурированные хосты. Протокол FOUNDATION fieldbus, напротив, создавался с целью не только реализовать цифровой обмен данными между хост-системой и полевым оборудованием, но и обеспечить поддержку распределенного управления, а также возможность автоматического конфигурирования оборудования, известного как технология plug-and-play, что существенно расширяет границы совместимости оборудования.

Исполнение блока управляется посредством передачи данных, поскольку каждое устройство поддерживает синхронизируемый таймер. Таким образом, управляющий контур, распределенный между несколькими устройствами, может завершить операцию в наикратчайшее время. Это, в свою очередь, приводит к увеличению быстродействия и повышению стабильности контура.

Кроме того, для каждого типа устройства определены блоки датчиков, учитывающие функциональные особенности аппаратуры этих устройств.

В результате для каждого устройства имеется единый блок ресурсов для управления данными и функциями устройства как единого целого.

Стандартные параметры

Функциональные блоки, блоки датчиков и блоки ресурсов содержат несколько стандартных параметров и дополнительный расширенный набор параметров, определяемых Описанием устройства (Device Description, DD).

Благодаря широкому набору явно заданных параметров, в число которых входит несколько видов данных диагностики и калибровки, реализуется возможность передачи данных самодиагностики аппаратуры в стандартном формате на рабочие станции операторов, благодаря чему операторы получают оперативную информацию о состоянии прибора и уведомление о его неисправности. Без явно задаваемых параметров, а также без возможности описания устройств, возможности оперативного отображения информации о состоянии системы на хосте были бы весьма ограничены.

Технология FOUNDATION предусматривает информацию о статусе, связанную с измерениями, и управляемые переменные, значения которых основываются на самодиагностике. Информация о статусе включает в себя сведения о качестве измерения, а также о возможных ограничениях качества.

Кроме того, информация о статусе содержит подробные сведения, необходимые для обработки аварийных ситуаций и оповещения оператора о работе автоматики. Статус устройств не только сообщается оператору, но также используется функциональными блоками приема для автоматического корректного отключения управляющего контура в случае ошибки или отказа.

Описание устройства (Device Description, DD)

Функциональная совместимость устройств - это возможность замены устройства полевой шины, изготовленного одним поставщиком оборудования, другим устройством другого изготовителя без потери функциональности или степени интеграции с системой управления хоста. Функциональная совместимость устройств позволяет пользователю выбрать аппаратуру, наиболее соответствующую типу используемого приложения, независимо от поставщика хост-системы или поставщиков других устройств в сети. Это дает пользователям возможность использовать запасные детали и оборудование от различных поставщиков.

Пользовательский уровень FOUNDATION fieldbus также включает в себя описания устройств (Device Descriptions, DD), реализуемые на языке описания устройств DDL (Device Description Language, DDL). Описания устройств можно рассматривать как своеобразные «драйверы» устройств.

Поставщики оборудования предоставляют описания устройств для пользователей. После загрузки описания устройства в хост-систему система, а также все устройства в сети, способны поддерживать весь спектр функциональных возможностей устройства. Благодаря этому появляется возможность постоянного пополнения поддерживаемых функций; производители оборудования могут продолжать изобретать новые и расширять уже существующие возможности системы, применяемые независимо от хост-системы.

Другие протоколы не предусматривает наличие компонентов, аналогичных описаниям устройств. Некоторые протоколы поддерживают «профили» устройств, которые содержат основной набор параметров. Однако, данные профили имеют жесткую структуру и не расширяются. Из этого следует, что подобные протоколы только основной набор общих параметров на уровне устройств. Чтобы получить возможность доступа к дополнительным, или расширенным параметрам или возможностям конкретного устройства, необходимо написать прикладную пользовательскую программу.

Комплексируемость в рамках систем, использующих профили, на самом деле означает лишь совместимость на сетевом уровне, и не предоставляет реальной возможности автоматического конфигурирования оборудования, известного как технология plug-and-play. Возможности пользователя ограничиваются набором основных функций: например, задание параметров, представление пользователю измеренных значений температур и т.д.

Однако для выполнения специальных операций с устройством (например, для его калибровки) потребуется написать специальную прикладную программу. В то же время пользователь, работающий с FOUNDATION fieldbus, может просто подключить устройство к системе, загрузить Описание данного устройства, и работать с данным устройством безо всяких ограничений. Технология FOUNDATION fieldbus обеспечивает полный доступ ко всем данным, в том числе к параметрам, специфичным для данного устройства, для любого из совместимых с FOUNDATION fieldbus устройств.

Без стандартных блоков, параметров и описаний устройств свобода выбора поставщика аппаратного обеспечения весьма ограничивается, поскольку для замены устройства или аппаратуры одного изготовителя устройством или аппаратуры другого изготовителя требуется дополнительное программирование для поддержки полного спектра возможностей.

Полевая шина с высокой скоростью передачи данных

В настоящее время заканчивается разработка и тестирование высокоскоростной шины, в основу которой положена промышленная технология FastEthernet (100 Мбит/с) и стандарты полевой шины IEC/ISA. Эта новая разработка позволит удовлетворить высокие требования к скорости передачи данных для приложений автоматизации технологических процессов, используемых в промышленности.

Высокоскоростная полевая шина также позволит существенно сократить объем прокладываемых соединительных кабелей между различными устройствами для больших систем, что достигается за счет мультиплексирования нескольких сетей полевых шин H1 на одной резервируемой высокоскоростной полевой шине. Современные системы, использующие технологию полевых шин, пользуются сетями на основе шин H1, прокладываемых в помещение оператора, что избавляет от необходимости использовать H2, но, тем не менее, не ограничивает возможностей и достоинств технологии полевых шин.

Средства оповещения (алармы), события, окна просмотра и тренды

Полевые устройства передают сведения об их статусе и общем состоянии, что позволяет операторам и обслуживающему персоналу своевременно получать информацию о наличии ошибок в системе и об общем состоянии процесса. Полевые устройства также получают алармы, генерируемые переменными процесса, и отправляют соответствующие сообщения операторам. Данные события автоматически обрабатываются механизмом регистрации и подтверждения предупреждающего сигнала, встроенным в полевую шину FOUNDATION fieldbus.

Устройства FOUNDATION fieldbus реализуют также возможность отбора трендов. Несомненное преимущество распределенной системы регистрации алармов и трендов заключается в существенном снижении объема обмена данными, что повышает эффективность системы коммуникаций. Это, в свою очередь, повышает эффективность системы управления (сокращается время цикла) и позволяет повысить частоту обновления экрана. Также полевая шина содержит объекты окон просмотра, которые представляют собой логически сгруппированные параметры, как правило, отображаемые совместно. Эта возможность позволяет получить доступ к группе параметров при однократном обращении; таким образом, устраняется необходимость нескольких обращений к каждому из параметров для получения их значений.

Синхронизация базы данных

Возможность синхронизации базы данных, встроенная в архитектуру FOUNDATION fieldbus, гарантирует постоянную синхронизацию базы данных рабочей станции оператора с конфигурацией полевого устройства.

При изменении диапазона датчика параметры рабочей станции оператора обновляются соответствующим образом. Этот уникальный механизм также гарантирует согласованность данных на всех операторских и инженерных рабочих станциях и на полевых устройствах.

Техническое заключение

Для большинства пользователей, технические ограничения, свойственные большинству технологий полевых шин, сводят на нет практически все преимущества данной технологии. Применение полевых шин сводится, по существу, к замене внутреннего блока, использующего аналоговые сигналы 4-20 мА, а не использованию совершенной сетевой архитектуры, позволяющей планировать развитие системы в будущем. Протоколы, использующие устаревшие технологии, например, модель передачи данных с использованием конфигурации «ведущий-подчиненный», в которых отсутствует протокол управления системой, не удовлетворяют требованиям распределенного управления процессом. Только стандарт FOUNDATION fieldbus обладает возможностями, необходимыми для полной комплексируемости системы; к числу этих возможностей относятся язык описания устройств, стандартный пользовательский уровень, функциональные блоки и протокол управления работой системы/сети.

Управление процессом можно осуществлять из любого места - с хоста, с узла, расположенного в полевых условиях, либо с хоста и с полевого узла одновременно. Пользователи имеют возможность применять на практике все преимущества современного оборудования.

При разработке нового оборудования важную роль играют экономические вопросы.

Окупаемость капиталовложений

В отличие от многих организаций, являющихся разработчиками стандартов в области полевых шин, контроль над деятельностью организации Fieldbus Foundation осуществляет не одна компания. Подобный подход, реализованный Fieldbus Foundation, гарантирует стабильность и устойчивость технологии, отсутствие резких и внезапных перемен, вынуждающих пользователей проводить дорогостоящую замену оборудования и переход на новую технологию. Кроме того, ни одна из компаний, участвующих в разработке данной технологии, не может навязывать потребителю свои цены. Организация FOUNDATION fieldbus поддерживается поставщиками систем автоматического управления и измерительной аппаратуры, на долю которых приходится 90% всех мировых поставок подобного оборудования.

Внимательное изучение вклада организации Fieldbus Foundation в сравнении с другими поставщиками контрольно-измерительной аппаратуры для промышленных автоматизированных систем показывает, что на Fieldbus Foundation приходится основная доля капиталовложений, направленных на дальнейшую разработку и совершенствование выпускаемой ею аппаратуры.

В основу стандарта FOUNDATION fieldbus положены спецификации Международной ассоциации стандартизации в области контрольно-измерительной аппаратуры (ISA) и Международной электротехнической комиссии (International Electrotechnical Commission, IEC) - двух ведущих мировых организаций по стандартизации в области промышленной автоматики.

Процессы Fieldbus Foundation разрабатываются таким образом, чтобы обеспечить возможность использования в системе разнообразных компонентов, например, стеков, реализованных в виде отдельных микросхем и стеков передачи данных. Все компоненты технологии Fieldbus Foundation реализуются только в том случае, когда обеспечивается поддержка разнообразных компонентов системы.

FOUNDATION fieldbus используется и поддерживается во многих странах мира. Она разработана как международная промышленная технология, в то время как остальные технологии полевых шин по своей сути являются разработками, ограниченными региональными рамками, и не удовлетворяют в полной мере потребности конечного пользователя и тех экспортеров промышленного оборудования.

Снижение общей стоимости системы

Все технологии полевых шин позволяют существенно снизить общую стоимость всей установки за счет существенного уменьшения количества коммуникационных и других кабелей, необходимых для поддержки работы системы, уменьшения объема подсистемы ввода-вывода, а вспомогательных установок, поддерживающих работу системы. Однако, экономический эффект архитектуры FOUNDATION Fieldbus не ограничивается этим стандартным набором преимуществ. Только в этой архитектуре реализуется возможность распределенного управления на уровне полевых устройств, позволяющая максимально эффективно использовать вычислительные мощности микропроцессорных устройств - параллельную обработку, например, реализацию функций управления, вычислений и выбора на уровне полевых устройств. Данная возможность позволяет использовать значительно меньшее число плат управления, необходимых для поддержки работы системы, и, следовательно, к снижению стоимости и упрощению самой системы.

Инженерное решение

Стоимость инженерного проекта составляет основную часть общей стоимости системы. Поэтому популярность технологии полевой шины во многом обеспечивается за счет простоты инженерных решений.

Полная конфигурация

Комплексируемость является одной из основных возможностей, необходимых для полной интеграции различных видов оборудования в одной установке, обеспечивающих бесперебойную и безотказную работу. Данная возможность необычайно важна для пользователей - в частности ,потому, что они получают возможность выбрать технологию, позволяющую работать с широким спектром промышленных продуктов от различных поставщиков в регионе потребителя, предлагающих оборудование того типа, который удовлетворяет нужды потребителя. Архитектура FOUNDATION fieldbus поддерживается поставщиками более 90% производимой во всем мире контрольно-измерительной аппаратуры, и список продуктов и систем FOUNDATION fieldbus постоянно пополняется. Без сомнения, дополнительным удобством является и то, что узлы систем на основе полевых шин легко подключаются к системе, при этом не нужно заботиться о драйверах устройств или испытывать неудобства, присущие аналоговым системам.

Преимущества автоматического конфигурирования аппаратуры, известного под названием технологии «plug and play»

Благодаря возможностям управления работой системы/сети, встроенным описаниям устройств, а также стандартным функциональным блокам, новые устройства, устанавливаемые в сети, распознаются автоматически при подключении к шине.

Устройства, прошедшие проверку на совместимость

Fieldbus Foundation разработала программу полной проверки совместимости и комплексируемости устройств. Только та продукция, которая проходит эту тщательную проверку, помечается особым знаком и регистрируется компанией Fieldbus Foundation. Этот знак гарантирует, что зарегистрированный продукт будет работать в одной цифровой сети с другими зарегистрированными продуктами, независимо от того, оборудование какого поставщика используется.

Вопросы производительности

Помимо технологических новшеств и уменьшения стоимости полной установки, в настоящее время все промышленные устройства, соответствующие промышленным стандартам, должны обеспечивать реальные, ощутимые выгоды.

Возможность расширенного наблюдения за процессом

Технология FOUNDATION Fieldbus предусматривает подробную диагностику и информацию о статусе для измеряемых параметров и обрабатываемых переменных. Это существенно облегчает процесс принятия решений для операторов и инженеров. Благодаря использованию технологии описаний устройств, а также благодаря тому, что имя тэга и имя параметра хранятся непосредственно в устройстве, FOUNDATION позволяет просматривать с рабочей станции больший объем информации, в том числе тэги и другие идентификаторы, информацию об используемых материалах, а также данные калибровки.

Повышение производительности

Более точные данные диагностики в технологии FOUNDATION fieldbus делают возможной реализацию предупреждающего ремонта и техобслуживания устройств, позволяющего пользователю предугадать возникновение неисправности или аварийной ситуации и принять меры до того, как возникнет неисправность или возникнет аварийная ситуация. В результате снижается вероятность неожиданных остановок работы системы и опасных ситуаций. Механизмы сигнализации о неполадках незамедлительно информируют оператора о возникновении неисправности. Более подробная информация о неисправном устройстве и о характере неисправности позволяет в кратчайший срок оценить ситуацию, определить причину неисправности и выбрать методы ее устранения, не отходя от рабочей станции, и помогает пользователю подобрать необходимые инструменты и запасные части перед тем, как приступать к ремонту и замене неисправных деталей в полевых условиях.

Улучшение качества продукции

Упрощение процесса управления и калибровки, достигаемое за счет хранения и отслеживания информации, определяемой стандартом ISO 9000 и хранимой в устройстве, помогает поддерживать аппаратуру в хорошем рабочем состоянии. Средства дистанционной диагностики и оценки производительности позволяют обнаружить устройства, не удовлетворяющие рабочим спецификациям. Можно определить причину отклонений от спецификаций и добиться лучшей производительности устройств.

Простота эксплуатации

Обучение персонала работе на различном оборудовании - весьма дорогостоящая мера, отнимающая много времени. Стандарт полевой шины обеспечивает универсальность и дружественность пользовательского интерфейса для большинства устройств различных производителей, что отличает этот стандарт от остальных стандартов в области промышленных контрольно-измерительных систем. Это обеспечивает большую простоту в эксплуатации и предотвращает возможность потенциально опасных ошибок персонала, а также существенно уменьшает время, необходимое для подготовки персонала, и снижает расходы на обучение. Возможность работы системы в режиме эмуляции позволяет провести безопасную проверку блокировок отключения системы.

Число установленных единиц оборудования

Некоторые протоколы в настоящее время насчитывают большее число пользователей, чем FOUNDATION fieldbus, особенно если при подсчете числа единиц установленного оборудования учитываются различные версии одного протокола. Однако, невозможно отрицать тот факт, что FOUNDATION fieldbus активно привлекает все большее число пользователей и получает все более широкое распространение среди производителей аппаратно-программных средств для управления промышленными процессами, предъявляющих повышенные требования к отказоустойчивости и надежности работы систем. За последние несколько месяцев системы, использующие технологию и спецификации Fieldbus Foundation, были установлены такими крупными клиентами, как Dow Chemical, Syncrude Canada, Ltd. и Daishowa Paper. Среди других крупных клиентов можно назвать следующие компании: ARCO-Alaska, Sunoco (Канада), Kaneka (Малазия), Seattle Steam, CFE (Мексика), Binzhou Chemical (Китай) и PCVSA (Венесуэлла).

Хотя многие архитектуры полевых шин могут использоваться в качестве цифровых аналогов схемы с аналоговым управлением, использующей сигналы с амплитудой 4-20 мА, архитектура FOUNDATION fieldbus, несомненно, обладает рядом преимуществ перед всеми остальными. Кроме значительно более высокого уровня комплексируемости системы, реализуемого FOUNDATION fieldbus, использование сложных компонентов пользовательского уровня позволяет перенести часть распределенного управления на уровень полевых устройств.

Вне всякого сомнения, FOUNDATION fieldbus - более открытый протокол; он разработан и используется организацией, в состав которой входят крупнейшие поставщики контрольно-измерительной аппаратуры и оборудования для автоматизированных систем. Этот протокол основан на разработках международной комисси по стандартизации. Между тем, большинство других промышленных стандартов в области полевых шин разрабатываются и жестко контролируются единственной компанией-производителем.

Хотя технология PROFIBUS-PA, вероятно, сможет полностью удовлетворить все потребности клиентов в настоящем и ближайшем будущем, эта технология, несомненно, является устаревшей по сравнению с открытой, постоянно совершенствующейся технологией FOUNDATION fieldbus, разработанной на основе международных стандартов и обладающей рядом уникальных возможностей.

Благодаря надичию средств управления аппаратурой, FOUNDATION fieldbus значительно увеличивает производительность установки, и является уникальной технологией, не имеющей аналогов в настоящее время, при помощи которой можно достичь результатов, не обеспечиваемых ни одной другой существующей промышленной технологией.

FOUNDATION fieldbus является промышленной сетевой технологией, позволяющей снизить затраты на приобретение и эксплуатацию оборудования, предназначенной для промышленных предприятий, для которых является необходимостью снизить эксплуатационные расходы при поддержке множества различных продуктов.

7. ОРС-сервер⁵⁴

ОРС – это аббревиатура от OLE for Process Control, или OLE для Управления Процессами. Ключевыми словами для понимания технологии ОРС являются технология Microsoft OLE (Object Linking and Embedding – связывание и встраивание объектов) и интеграция.

Историческая справка Сравнительно недавно, в 1994 г., под эгидой Microsoft, была создана организация ОРС Foundation.

Её целью является разработка и поддержка открытых промышленных стандартов, регламентирующих методы обмена данными в реальном времени между клиентами на базе персональных компьютеров и ОС Microsoft. Сейчас эта организация насчитывает более 220 членов, включая почти всех ведущих поставщиков контрольно-измерительного и управляющего оборудования для АСУ ТП, таких фирм, как Siemens, Schneider Automation, Rockwell Software, Iconics, Wonderware, Intellution, Ci Technologies, Microsoft.

Список распространенных OPC-серверов:

 

– OPC-сервер Modbus RTU

– OPC-сервер Modbus TCP

– OPC-сервер контроллеров Master110, 210

– OPC-сервер УВП-280 (DA и HDA)

– OPC-сервер Гиперфлоу 3пм (DA и HDA)

– OPC-сервер DPL

– OPC-сервер EK260 (DA)

– OPC-сервер EK88 (DA и HDA)

– OPC-сервер Ломиконта

– OPC-сервер Ремиконта-130

– OPC-сервер Ш711

– OPC-сервер для связи с SoftLogic MicPlus PLC

– OPC-сервер для связи с SCADA-пакетом VNS

– OPC-сервер для связи с SCADA-пакетом MasterSCADA

– Многие другие OPC-серверы в стандарте OPC DA и OPC HDA

Технология

Технология ОРС реализована и продолжает реализовываться по схеме разработка стандартов. ОРС Foundation определяет направления, по которым ведутся разработки, и создаёт по этим направлениям комитеты. Комитеты делают следующее:

– разрабатывают спецификации СОМ-интерфейсов и СОМ-объектов;

– присваивают им уникальные идентификаторы GUID;

– оформляют всё в виде стандартов и опубликовывают;

– генерируют или создают вспомогательные файлы: idl-, h- и с-файлы для пользовательского интерфейса; библио­теки типов для интерфейса автоматизации;

– разрабатывают вспомогательные компоненты, например, утилиту opcenum, позволяющую ОРС-клиенту "увидеть" список всех ОРС-серверов локальной сети;

– развивают деятельность по рекламе и популяризации, включая демонстрационные программы и оценку производительности.

Спецификации

В настоящее время имеются следующие ОРС-стандарты.

– ОРС Common Definitions and Interfaces – общие для всех ОРС-спецификаций интерфейсы

– Data Access Custom Interface Standard - спецификация СОМ-интерфейсов для обмена оперативными данными, программирование на C++.

– Data Access Automation Interface Standard – спецификация СОМ-интерфейсов для обмена оперативными данными, программирование на языках типа Visual Basic.

– ОРС Batch Custom Interface Specification – спецификация СОМ-интерфейсов конфигурирования оборудования, программирование на C++.

– ОРС Batch Automation Interface Specification – спецификация СОМ-интерфейсов для конфигурирования оборудования, программирование на языках типа Visual Basic.

– ОРС Alar ms and Events Interface Specif ication – спецификация СОМ-интерфейсов для обслуживания событий (event) и нештатных ситуаций (alarm), программирование на C++.

– Historical Data Access Custom Interface Standard – спецификация СОМ-интерфейсов для работы с хранилищами данными, программирование на C++.

– ОРС Security Custom Interface – спецификация СОМ-интерфейсов для обработки прав доступа к данным, програм­мирование на C++.

Консорциум ОРС Foundation пытается охватить все аспекты, связанные с взаимодействием с технологическим оборудованием. В разработке самих спецификаций принимают участие ведущие производители оборудования и систем автоматизации, которые стараются максимально учесть свой опыт и предоставить абсолютно "всё необходимое" тому, кто будет использовать.

ОРС-сервер (потребители "снизу")

Производители оборудования автоматизации, или поставщики комплексного оборудования (OEM). Предполагается, что тот, кто создаёт, например, плату сбора данных, снабжает её не только драйвером, но и реализует ОРС-сервер, работающий с этой с платой через драйвер или даже напрямую. Тем самым ОЕМ-производитель предоставляет стандартный доступ к своей плате.

Список возможных изготовителей ОРС-серверов неограничен. ОРС-сервером можно снабдить контроллер, плату ввода/вывода, адаптер полевой шины, программу пересчёта, генератор случайных чисел, что угодно, лишь бы это могло поставлять или принимать данные. Но всё-таки здесь речь идёт, в первую очередь, о программном обеспечении для более низкого уровня в системах автоматизации.

ОРС-клиент (потребители "сверху")

Относятся в первую очередь те, кто реализует программное обеспечение более высокого уровня. Например, поставщик SCADA-пакета.

Остальные потребители

Это те, кто собирают системы из "ОРС-серверного" оборудования, и соединяют его с "ОРС-клиентным" ПО. Главный задача здесь - каждому ОРС-серверу "найти" ОРС-клиента и наоборот. Очень часто кого-то из них не хватает, и тогда не исключена вероятность перехода в категорию изготовителей, но чаще заказчиков, ОРС-продукции.

OPC и интеграция⁵⁵

Теперь настало время взглянуть на OPC с точки зрения главной темы статьи. На рисунке 7.1 представлена схема, иллюстрирующая возможные области применения OPC-серверов в АСУ предприятия. Мы различаем несколько уровней управления:

– нижний уровень — полевые шины (fieldbus) и отдельные контроллеры;

– средний уровень — цеховые сети;

– уровень АСУТП — уровень работы систем типа SCADA;

– уровень АСУП — уровень приложений управления ресурсами предприятия.

Каждый из этих уровней может обслуживаться OPC-сервером, поставляя данные OPC-клиенту на более высоком уровне или даже "соседу".

Рис. 7.1 Возможные области применения OPC-серверов в АСУ предприятия

ОРС Data Access (DA)

Стандарт DA предназначен для поставки оперативных данных от оборудования и/или к оборудованию.

Стандарт DA имеет две версии интерфейсов: 1.0 и 2.0. Как мы уже знаем, с точки зрения СОМ, это самостоятельные спецификации. ОРС-клиент предварительно запрашивает, может ли он работать с нужным ему СОМ-интерфейсом в используемом ОРС-сервере. Более современным является стандарт 2.0. С точки зрения функциональности, в версии 2.0 механизм уведомления клиента приведён к стандартному механизму COM/DCOM, что упрощает программирование.

Данные

Основной единицей данных в ОРС является переменная (Item). Переменная может быть любого типа, допустимого в технологии OLE: различные целые и вещественные типы, логический тип, строковый, дата, валюта, пере­менный тип и так далее. Кроме того, переменная может быть массивом.

Свойства

Каждая переменная обладает свойствами. Различаются обязательные свойства, рекомендуемые и пользовательские.

Обязательными свойствами обязана обладать каждая переменная. Это, во-первых, текущее значение переменной, тип переменной и права доступа (чтение и/или запись). Во-вторых, очень важные свойства - качество переменной и метка времени. Технология ОРС ориентирована на работу с оборудованием, а оборудование может давать сбои, так что корректное значение переменной не всегда известно ОРС-серверу, о чём и уведомляется клиент через качество (хорошее/плохое/неопределённое и дополнительная информация). Метка времени сообщает о том, когда переменная получила данное значение. Еще одним обязательным свойством является частота опроса переменной ОРС-сервером. Последним из обязательных свойств является описание переменной. Это строковое значение, содержащее информацию для пользователя о том, зачем нужна эта переменная.

Получение данных

Существует три основных способа получения ОРС-клиентом данных от ОРС-сервера: синхронное чтение, асинхронное чтение и подписка. При синхронном чтении клиент посылает серверу запрос со списком интересующих его переменных и ждёт, когда сервер его выполнит. При асинхронном чтении клиент посылает серверу запрос, а сам продолжает работать. Когда сервер выполнил запрос, клиент получает уведомление. И, наконец, в случае подписки клиент передаёт серверу список интересующих его переменных, а сервер затем регулярно присылает клиенту информацию об изменившихся переменных из этого списка. Эти списки в терминологии ОРС называются группами. Каждый клиент может поддерживать одновременно много групп с разной скоростью обновления.

Запись данных

Ничем не отличается от чтения, за исключением того, что нет записи по подписке.

Источники данных

Технология ОРС регламентирует только интерфейс между ОРС-клиентами и ОРС-серверами (в технологии клиент-сервер, допускается множественные подсоединения). И она абсолютно не регламентирует способ получения этих данных от оборудования. Разработчик сам определяет, где и как их брать.

Организация данных

Переменные в ОРС-сервере могут быть упорядочены либо в простой список, либо в дерево, напоминающее дерево файлов на диске (только вместо термина "папка" в ОРС говорят "ветвь"). Можно, в частности, в любой момент запросить дерево переменных, поддерживаемых ОРС-сервером. Если оборудование допускает, дерево может изме­няться динамически. Впрочем, если быть до конца точными, интерфейс, необходимый для просмотра дерева, объявлен в ОРС- спецификации как необязательный. Тем не менее, он настолько удобен, что практически все ОРС-серверы его реализуют.

Есть механизм оповещения завершения работы ОРС-сервера. Есть возможность запросить информацию о са­мом сервере. Есть возможность запросить список зарегистрированных групп. В общем, есть много того, что старались предусмотреть разработчики ОРС- спецификаций, чтобы облегчить организацию взаимодействия поставщика данных (ОРС- сервера) и потребителя данных (ОРС-клиента).

Инструментарий

Как уже было сказано, чтобы написать ОРС-сервер или ОРС-клиент, нужно только взаимодействие с ОРС Foundation (ОРС-спецификации) и Microsoft (Visual C++ и пр.). Но...

Toolkit

Всего этого избежать можно, если воспользоваться так называемыми Toolkit'aMH. Есть

достаточно много фирм, которые реализацию ОРС-спецификаций избрало своим бизнесом. Они в той или иной степени уже "наступили на все грабли" и предлагают средства, позволяющие более-менее безопасно и легко создавать ОРС -продукцию.

Типичный Toolkit представляет собой библиотеку, реализующую ОРС-объекты выбранной спецификации, что реализует все прихоти со стороны ОРС. Разработчику же, например, ОРС- сервера предлагается некий набор вызовов, достаточно простых (read, write, ...), которые необходимо "подцепить" к своему оборудованию для доступа к его данным. Для знающих объектное программирование заметим, что эти функции могут быть реализованы как виртуальные функции некоторого класса, которые нужно перегрузить в своём приложении. Так сделаны, например, Toolkit'bi фирмы FactorySoft (http://www.factoryfoft.com).

Примеры применения ОРС-сервера:

1. ОРС поверх драйвера

Если имеется оборудование, например плата АЦП, управляемая через драйвер на компьютере с Windows или другой ОС, поддерживающей COM/DCOM, то это самый главный кандидат на то, чтобы непосредственно поверх драйвера был реализован ОРС-сервер.

Замена устройства не потребует изменения остальных приложений: драйвер изменился, но ОРС-интерфейс поверх него остался прежний.

2. ОРС через сеть

Имеется устройство, управляемое через какой-нибудь сетевой протокол. В этом случае вполне типична реализация ОРС-сервера, получающего данные по этому протоколу. Единственная особен­ность в этом случае - предусмотреть механизмы восстановления связи в случае сбоев.

3. ОРС для ОС

Несколько более сложная схема, когда некоторые управляющие приложения работают на компьютере, где не поддерживается COM/DC0M. В этом случае возможна реализация двухкомпонентного ОРС-сервера. На стороне ОС, не поддерживающей СОМ, устанавливается сетевой модуль, который с одной стороны связан с приложением(ями), а с другой стороны связан через сеть с ОРС-сервером. Заметим, что сетевой модуль мо­жет быть стандартным, как, например, ISaNet в системе ISaGRAF. Тогда необходимо разрабатывать только ОРС-сервер. По такому принципу создан, например, ОРС-сервер ISaGRAF от фирмы "РТСофт" (www.rtsoft.ru). Другая разновидность - сетевой модуль создаётся специально для ОРС-сервера. Возможна даже реализация, когда этот модуль не ориентирован на конкретное приложение, а предоставляет некоторый API-интерфейс для любых приложений, желающих обслуживаться с помощью ОРС. Пример такого решения - ОРС-сервер для операционной системы 0S-9, разработанный в компании "РТСофт" (www.rtsoft.ru).

4. ОРС для fieldbus

Ещё одна разновидность ОРС-сервера - шлюз к сети полевой шины, такой как Profibus или Lonworks. С точки зрения реализации это очень похоже на предыдущие случаи. Скорее всего, на компьютере с ОС Windows будет установлен адаптер fieldbus-сети, а ОРС-сервер будет работать с этой сетью через драйвер адаптера. В Internet можно найти немало таких примеров.

Идея такой схемы достаточно очевидна. Сеть полевой шины работает в жёстком реальном времени, а ОРС предоставляет менее требовательный шлюз к этой сети из приложений более высокого уровня.

И другие применения ОРС

Можно придумать много других применений ОРС. Например, ОРС для работы с базами данных, вспомогательные ОРС-серверы, промежуточные и т.д. Возможности для фантазии неограниченны. Одну такую фантазию хотелось бы привести.

Технология DCOM, как уже говорилось, не работает в глобальных сетях. Поэтому для привлечения к ОРС-технологии Internet-технологий можно набросать такой путь. Расширение web-сервера является ОРС-клиентом, собирающим данные от ОРС-серверов. А на стороне клиентов запускается динамическая html- или xml-страница, полу­чающая данные от этого web- сервера. Её можно сделать даже ОРС-сервером для других приложений.

Полезность применения ОРС с точки зрения интеграции достаточно прозрачна и вытекает из самой сути ОРС. Это стандарт на интерфейс обмена данными с оборудованием. Первый момент - если вы за­меняете какой-нибудь компонент, то нет нужды корректировать другое программное обеспечение, так как даже при замене драйвера поверх него работает ОРС.

В настоящее время по настоящему широкое распространение получил только стандарт DA ОРС. Можно сказать, что сейчас действительно очень многие производители снабжают свои продукты DA ОРС-серверами.

Программы высокого уровня

Спросом пользуется лишь DA ОРС. Все известные нам SCADA-продукты являются ОРС-клиентами. Например, Wonderware InTouch, CiTect (Ci Technologies). Многие SCADA-продукты являются также ОРС-серверами. Например, Citect. Другое ПО подвержено влиянию ОРС в гораздо меньшей степени.

Операционные системы

В настоящее время технологию COM/DCOM поддерживает следующие операционные системы: все Windows, начиная с Windows 95. Это обеспечивается самой компанией Microsoft; большинство Unix-подобных ОС, включая Linux; поддерживается фирмой GE Software;

ОС реального времени VxWorks; обеспечивается фирмой-разработчиком WindRiver;

имеется поддержка ОРС, встроенная в систему разработки Tornado.

В других операционных системах, насколько нам известно, поддержки COM/DCOM нет. Это не очень отрадный факт, поскольку разработчиков систем автоматизации в первую очередь интересуют ОС реального времени.

Технология ОРС предлагает стандарты для обмена технологическими данными, в которые заложены самые широкие возможности. Учитывая большой авторитет вовлечённых в эту деятельность фирм, включая саму Microsoft, можно ожидать, что технология ОРС будет набирать силу. И это перспективная технология для использования её в интеграции разнородных систем.

В качестве примера применения рассмотрим описание OPC-сервера AgavaOPC⁵⁶ для системы диспетчеризации котельных

OPC-сервер предназначен для автоматизированного сбора технологических данных с локальных систем автоматики, последующей логической обработки и хранения собранных данных с целью предоставления пользователям и сторонним системам оперативной информации.

На даный момент AgavaOPC поддерживает контроллеры АГАВА 6432, а так же контроллеры сторонних производителей, работающие по протоколу Modbus-RTU

ОРС-сервер AgavaOPC реализует следующие функции:

– сбор и выдача данных о состоянии контроллеров;

– сбор и выдача технологических параметров котлоагрегатов, информации об авариях;

– управление работой котлоагрегатов;

– пересчет значений, полученных с контроллеров из физических значений в инженерные;

– логическая обработка технологических сигналов и их свойств;

– предоставление доступа ОРС-клиентам ко всей оперативной информации по интерфейсу ОРС DA версии 2.0;

 

Организация взаимодействия с контроллерами АГАВА 6432

Для подсоединения драйверов ввода/вывода к SCADA-системе в настоящее время наиболее перспективным считается механизм ОРС.

Основная цель OPC стандарта (OLE for Process Control) заключается в определении механизма доступа к данным с любого устройства из приложений. OPC позволяет производителям оборудования поставлять программные компоненты, которые стандартным способом обеспечат клиентов данными с контроллеров.

При широком распространении OPC - стандарта появятся следующие преимущества:

– OPC позволит определять на уровне объектов различные системы управления и контроля, работающие в распределенной гетерогенной среде;

– OPC устранит необходимость использования различного нестандартного оборудования и соответствующих коммуникационных программных драйверов;

– у потребителя появится больший выбор при разработке приложений.

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

OPC-сервер работает на компьютере. В этом случае он обменивается с контроллером по протоколу Modbus-RTU, становясь, по сути дела, промежуточным программным обеспечением, единственное назначение которого – организация обмена данными между OPC-клиентами и контроллером. По такому принципу организовано большинство OPC-серверов.

Аппаратная реализация связи с контроллером

Для организации взаимодействия с контроллерами АГАВА 6432 могут быть использованы следующие аппаратные средства:

1. COM-порты. В этом случае контроллер или объединенные сетью контроллеры подключаются по протоколу RS-485. Количество контроллеров, подсоединенных к одной линии связи с помощью интерфейса RS-485, не более 127. Вместе они составляют сеть. При подключении с помощью интерфейса RS-485 скорость передачи по каналу связи – из ряда стандартных: 9600, 19200 или 57600 бод (допускается переключение). Максимальная длительность междубайтной паузы в пакете – 3 символа. Все остальные временные параметры можно настроить при помощи конфигуратора.

2. Сетевые платы. Использование такой аппаратной поддержки возможно, если контроллеры оснащены интерфейсным выходом на Ethernet. В этом случае контроллер и система диспетчеризации могут находиться на очень большом расстоянии друг от друга, обмениваясь данными через Internet.

По запросу от системы верхнего уровня контроллер должен передавать значения текущих и архивных параметров, сведения о наличии нештатных ситуаций, настроечные параметры, вносить изменения в настройки, выполнять дистанционно пуск, останов и перевод котла в горячий резерв. При ошибках передачи или конфликтующих параметрах запроса контроллер выдаёт диагностическое сообщение.

В качестве протокола связи используется либо собственный протокол, работающий по принципу Master-Slave (один ведущий, остальные – ведомые), либо протокол Modbus-RTU. Система верхнего уровня всегда используется в качестве Master. Она посылает адресные запросы, ожидая после каждого из них ответ в течение заданного времени. Все контроллеры, выполняющие на шине роль Slave, постоянно находятся в состоянии "приём". Только контроллер с адресом указанным в запросе переводится в состояние "передача" и отсылает ответ. Затем снова следует фаза ожидания всеми выполняющими роль Slave запроса от Master.

В качестве программы для организации "верхнего уровня" можно использовать практически любую современную SCADA-систему. При помощи SCADA-системы можно осуществлять визуализирование работы агрегатов котельной, архивирование любых параметров котельной, архивирование событий, осуществлять сигнализирование аварий, предупреждений и управление агрегатами котельной, а так же многое другое.

Диспетчерский пункт

Регулирующие клапаны отопления, вентиляции, ГВС,

Насосные установки, системы управления освещением и т.д.

1 Источник: Пономарев О.П. Наладка и эксплуатация средств автоматизации. SCADA-системы. Промышленные шины и интерфейсы. Общие сведения о программируемых логических контроллерах и одноплатных компьютерах: Учебное пособие. - Калининград: Изд-во Ин-та "КВШУ", 2006. – 80 с.

2 Проблемы построения корпоративных интегрированных информационных систем управления освещены в работах:

Логиновский О.В. Управление промышленным предприятием / О.В. Логиновский, А.А. Максимов. – М.: Машиностроение-1, 2006. – 575 с.

Логиновский О.В., Максимов А.А. Управление промышленным предприятием. Учебное пособие – Челябинск: изд-во ЮУрГУ, 2005. – 620 с.

Логиновский О.В., Максимов А.А. Корпоративное управление: Научное издание. – М.: Машиностроение-1, 2007. – 624 с.

3 Источник: Горошко Е., Операционные системы реального времени ИРЭ НАН Украины, г. Харьков. Украина //http://www.qnxclub.net/files/articles/rtos/rtos.html

4 Источник: Общее описание операционных систем реального времени //http://dvo.sut.ru/libr/skiri/i277zaru/ob.htm

5 Источник: Кунцевич Н.А., канд.техн.наук, ЗАО "РТСофт", Москва, "PCWeek", N 33, 1999

6 Источник: RealFlex Tehnologies Ltd // www.realflex.ru

7 Источник: http://www.kvintsystem.ru/map.htm

8 Источник: http://w1.siemens.ru

9 Источник: Журнал "Автоматизация в промышленности" //http://www.avtprom.ru

10 Источник: ABB Semiconductors. Zurich, Switzerland // www.abb.com

11 Источник: www.ingener.info

12 Источник: Туманов М.П. Технические средства автоматизации и управления:цифровые средства обработки информации и программноеобеспечение, под ред. А.Ф. Каперко: Учебное пособие. – МГИЭМ. М.,2005, 71 с.

13 Источник: Барсегян А.А., Куприянов М.С., Степаненко В.В. Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining. – СПб.: БВХ – Петербург, 2004. – 336 с.

14 Платунов А.Е., Зубаревич Р.С. Информациооно-управляющие системы

15 См.: Шлеер С., Меллор С. Объектно-ориентированный анализ: моделирование мира в состояниях. Киев: Диалектика. – 1993.

16 Авторы: Зав. каф. Автоматика и управление ЮУрГУ, д.т.н., проф. Казаринов Л.С., к.т.н., доц. каф. АиУ ЮУрГУ Шнайдер Д.А.

17 Источник: Глинков Г.М., Маковский В.А. «АСУ ТП в черной металлургии». – М.: Металлургия, 1999.

18 Источник: Цыпкин Я.З. Адаптация и обучение в автоматических системах, 1968.

19 Автор: К.т.н., доц. Шнайдер Д.А.

20 Автор: К.т.н., доц. Шнайдер Д.А.

21 Авторы: К.т.н., доц. Казаринова В. Л., к.т.н., доц. Шнайдер Д. А.

22 Авторы: К.т.н., доц. Шнайдер Д. А., к.т.н. Гойтина Е. В.

23 Источник: Казаринова, В.Л. Проведение энергетической паспортизации объектов ОАО «ММК» с использованием средств автоматизации / В.Л. Казаринова, Д.А. Шнайдер // Информационные технологии в управлении промышленностью и экономикой субъектов РФ: Сб. науч. тр. под ред. О.В. Логиновского.  Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, ЦНТИ, 2003. – С. 50 – 54.

24 Авторы: Д.т.н., проф. Казаринов Л. С., Игнатова Т. А., Кинаш А. В., к.т.н. Колесникова О. В., к.т.н., доц. Шнайдер Д. А.

25 Источники: Плетнев Г.П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. – М. Энергоиздат, 1981. – 368 с.; А.С. № 735869 (СССР). Способ автоматической оптимизации процесса горения в котле/ В.Ю. Вадов, Ю.С. Денисов – Опубл. в Бюл., 1980. – №19.; А.С. № 1064078 А (СССР). Способ автоматической оптимизации процесса горения в топке барабанного парового котла/ Г.П. Плетнев, А.Н. Лесничук, В.С. Мухин – Опубл. в Бюл., 1983. – №48.

26 Источник: А.С. № 1064078 А (СССР). Способ автоматической оптимизации процесса горения в топке барабанного парового котла/ Г.П. Плетнев, А.Н. Лесничук, В.С. Мухин – Опубл. в Бюл., 1983. – №48.

27 Авторы: Д.т.н., проф. Казаринов Л. С., к.т.н. Колесникова О. В., к.т.н., доц. Шнайдер Д. А., Игнатова Т. А.

28 Авторы:Д.т.н., проф. Л.С. Казаринов, Т. А. Игнатова, к.т.н. О. В. Колесникова

29 Источник: Качан А.Д. Оптимизация режимов и повышение эффективности работы паротурбинных установок ТЭС. – МН.: Выш. Шк., 1685. – 176 с., ил.

30 Авторы: К.т.н. Хасанов А. Р., к.т.н., доц. Шнайдер Д. А., Николаенко А. В.

31 Источники: Березина, Т.Г. Диагностирование и прогнозирование долговечности металла теплоэнергетических установок / Т.Г. Березина, Н.В. Бугай, И.И. Трунин. – К.: Тэхника, 1991; Резинских, В. Ф. Ресурс и надежность металла паровых турбин тепловых электростанций / В. Ф. Резинских, В.И. Гладштейн // Теплоэнергетика. – 2004. – Вып. №4.; Generic Guidelines for the Life Extention of Fossil Fuel Power Plants. EPRI CS-4778, Project 2596-1, Final Report // November. 1986. Palo–Alto. California 94 304.

32 Источник: Хасанов, А.Р. Автоматизация мониторинга и прогнозирования остаточного ресурса стареющего оборудования с использованием обобщенных показателей: автореферат дис. канд. тех. наук / А.Р. Хасанов. – ООО «Издательство «РЕКПОЛ», 2007. – 24 с.

33 Источник: Хасанов, А.Р. Автоматизация мониторинга и прогнозирования остаточного ресурса стареющего оборудования с использованием обобщенных показателей: автореферат дис. канд. тех. наук / А.Р. Хасанов. – ООО «Издательство «РЕКПОЛ», 2007. – 24 с.

34 Источник: Живучесть паропроводов стареющих тепловых электростанций / Ю.Л. Израилев, Ф.А. Хромченко, А.П. Ливинский и др.; под ред. Ю.Л. Израилева и Ф.А. Хромченко. – М.: Изд-во «ТОРУС ПРЕСС», 2002. – 616 с.

35 Авторы: Вахромеев И.Е., к.т.н., доц. Шнайдер Д.А., магистрант каф. АиУ ЮУрГУ Евчина Ю.Б.

36 Источник: Стерман Л.С., Тевлин С.А., Шарков А.Т. Тепловые и атомные электростанции: Учебник для вузов. – 2-е изд. испр. и доп. – М.: Энергоиздат, 1982. – 456 с., ил.

37 Источник: Акулова Л.Г., Родэ Л.Э. Аэродинамика высокопроизводительных градирен современных ТЭС. – СПб.: Энергия, 1972. – 52 с., ил.

38 Источник: Оптимизация работы башенной испарительной градирни при внешних аэродинамических воздействиях. Борухов В.Т., Фисенко С.П. Инженерно-Физический журнал. 1992, том63, №6, с.678-683.

39 Источник: Моделирование работы башенной испарительной градирни с импульсно периодическим режимом орошения. Дашков Г.В., Солодухин А.Д., Столович Н.Н., Фисенко С.П. Изв. РАН. Энергетика. 2007, №1, с.96-106, 9 ил., библ. 17.

40 Источник: Моделирование работы башенной испарительной градирни с импульсно периодическим режимом орошения. Дашков Г.В., Солодухин А.Д., Столович Н.Н., Фисенко С.П. Изв. РАН. Энергетика. 2007, №1, с.96-106, 9 ил., библ. 17.

41 Авторы: К.т.н., доц. Шнайдер Д. А., Дивнич П. Н.,к.т.н., доц. Барбасова Т. А.

42 Источник: Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 352 с.; ил

43 Источник: Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 352 с.; ил

44 Источник: Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 352 с.

45 Авторы: Вернергольд А. Р., д.т.н., проф. Казаринов Л. С., к.т.н. Колесникова О. В.

46 Источники: Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология: Справ. изд.: В 2 кн. – М.: Теплотехник, 2004. – 588 с.; Lothar Krings, David W. Haspel. LINKman in cement production: optimization beyond traditional control // ABB Review. – 1995. – №7. – С. 32–38.; Konrad S. Stadler , Burkhard Wolf , Eduardo Gallestey. Model predictive control of the calciner at Holcim’s Lagerdorf plant with the ABB Expert Optimizer // ZKG INTERNATIONAL. – 2007. – №3.; Эдуардо Галлестей, Дарио Кастаньоли, Клайв Колберт. Новые подходы к работе в цементной промышленности // ABB Review. – 2004. – №2. – С. 13–19.

47 Источник: Козлов П.А. Вельц-процесс. – М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2002. – 176 с.

48 Источник: О. Шатилов, А. Челпанов, С. Чуйков. Автоматизированная система контроля и регулирования вращающихся печей //СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ/ТЯЖЕЛАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ СТА 3/2002. – С. 20–71

49 Источник: http://www.masters.donntu.edu.ua/2005/kita/kurnosov/library/10.htm

50 Научно-производственная фирма Агрострой // http://www.agrostroy.ru

51 HART-протокол // http://www.prokip.ru/map/docs/HART/hart.php

52 М. ВОЛЬЦ, Организация пользователей PROFIBUS, ГЕРМАНИЯ //http://www.asutp.ru/?p=600257

53 // Джонас Берг Fieldbus Foundation // http://fieldbus.narod.ru/Articles/fieldbusTech.htm

54Источник: www.opcfoundation.org

55 Источник: http://www.rtsoft.ru, http://www.rtsoft.ru/products/OPC, e-mail: [e-mail] (И. Куцевич), [e-mail] (А. Григорьев),

56 Источник: Конструкторское Бюро "АГАВА"http://www.kb-agava.ru/products_disp.shtml

7