Scada-системы

Появлению программного обеспечения, полностью автоматизирующего процессы управления большим количеством разнородного технологического оборудования, оснащенного микроконтроллерами и/или микроЭВМ, предшествовало несколько этапов. Многочисленные попытки объединить в единый технико-технологический и программно-информационный комплекс разнородные по своему построению системы автоматизации производства на уровне групп станков, участков, цехов не имели успеха. Основной причиной этого является отсутствие единого подхода к разработке, построению и функциям программного обеспечения и, естественно, невозможность их объединения в единую систему.

Логическим обобщением методологии интеграции всех этапов производства на базе применения компьютерно ориентированных технологий проектирования и изготовления являются SCADA-системы (Supervisory Control and Data Acquisition). Такие системы представляют собой мощную оболочку для разработки любой системы автоматического управления - от цеха до завода. На этапе создания прикладной автоматизированной системы управления имеющиеся наборы графически[ примитивов, обеспечивающих динамическое отображение всех произственных процессов и ситуаций посредством удобного операторского интерфейса, «привязываются» к конкретному оборудованию, датчикам, измеряемым и контролируемым параметрам. Формируются «рабочие окна» визуализации (в том числе анимационной) параметров, состояний и характеристик, необходимых оператору для контроля и оперативного принятия решений. После этого на специализированном языке записываются логические и математические формулы, составляющие алгоритмы отображения параметров процессов и управления технологическим оборудованием. Имеются библиотеки функциональных блоков, охватывающие всю гамму функциональных элементов, применяемых для управления оборудованием.

Исполнительная часть SCADA-системы работает в режиме реального времени и отвечает за опрос каналов ввода/вывода, выполнение алгоритмов сбора и обработки информации, как с внешних датчиков, так и из баз данных системы. Важной особенностью SCADA-систем является наличие удобного интерфейса «человек-машина» (Man Machine Interface), поддержки стандартных сетевых протоколов связи, как с серверами, так и с любыми Windows-приложениями, встроенными системами автоматического диагностирования и поиска неисправностей, для чего используется экспертная система. При устранении неисправностей система может выводить оператору чертежи, схемы, страницы текста, видеоролики и т.п. по обслуживанию или ремонту соответствующего оборудования.

Наиболее популярными SCADA-системами в настоящее время являются GENESIS фирмы ICONICS, GENIE фирмы Advantich, а также TRACE MODE московской фирмы AdAstra.

Мехатронные изделия представляют собой высокотехнологичные и наукоёмкие продукты. Для информационной поддержки жизненного цикла таких продуктов используются CALS-технология (Continuous Acquisition and Life cycle Support) – технология непрерывной информационной поддержки жизненного цикла продукта. CALS-технологии— современный подход к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоёмкой продукции, заключающийся в использовании компьютерной техники и современных информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия, обеспечивающая единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков/производителей продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала, реализованная в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными. ИПИ (информационная поддержка процессов жизненного цикла изделий) — русскоязычный аналог понятия CALS.

Цель применения CALS-технологий - повышение эффективности деятельности участников создания, производства и пользования продуктом.

Все программные продукты, используемые в CALS-технологиях, можно разделить на две большие группы:

1. программные продукты, используемые для создания и преобразования информации об изделиях, производственной среде и производственных процессах, применение которых не зависит от реализации CALS-технологий;

2. программные продукты, применение которых непосредственно связано с CALS-технологиями и требованиями соответствующих стандартов.

К первой группе относятся программные продукты, традиционно применяемые на предприятиях различных отраслей промышленности и предназначенные для автоматизации различных информационных и производственных процессов и процедур. К этой группе принадлежат следующие программные средства и системы:

• подготовки текстовой и табличной документации различного назначения (текстовые редакторы, электронные таблицы и т. д. - офисные системы);

• автоматизации инженерных расчетов и эскизного проектирования (САЕ-системы);

• автоматизации конструирования и изготовления рабочей конструкторской документации (CAD-системы);

• автоматизации технологической подготовки производства (САМ-системы);

• автоматизации планирования производства и управления процессами изготовления изделий, запасами, производственными ресурсами, транспортом и т. д. (системы MRP/ERP);

• идентификации и аутентификации информации (средства ЭЦП).

На рынке программных средств перечисленные выше группы программных продуктов представлены достаточно широко.

Ко второй группе принадлежат программные средства и системы:

• управления данными об изделии и его конфигурации (системы PDM - Product Data Management);

• управления проектами (Project Management);

• управления потоками заданий при создании и изменении технической документации (системы WF - Work Flow);

• обеспечения информационной поддержки изделий на постпроизводственных стадиях ЖЦ;

• функционального моделирования, анализа и реинжиниринга бизнес-процессов.