asu3

			Таблица 1.1
	Краткая информация о ПТК
Наименование	Состав и характеристики	Назначение	Производитель
ПТК/контроллера
	Техническое обеспечение:	Создание полнофункциональ-	ЗАО «НВТ-
	- контроллеры МФК, ТКМ52 (51), Теконик с	ных АСУТП энергетических	автоматика»,
	сетевыми модулями УСО (ЗАО «Текон»)	объектов (энергоблока, котло	г. Москва,
ПТК «САРГОН»	- IBM-совместимые персональные компьютеры	агрегата, турбины, цеха, стан	nvt.msk,ru
	(ПК);	ции).
	- сетевое оборудование.
	Программное обеспечение:
	- ОС контроллеров и ПК;
	- программный комплекс «САРГОН».
	Комплекс включает в себя:	Создание систем телемехани-
	- контроллер Миконт-М;	ки в электроэнергетике, неф-
	- контроллер Сателлит – интеллектуальный ПЛК,	тегазовом комплексе и дру -
	предназначенный для решения задач автоматики,	гих областях.
	телемеханики и локального управления
	объектами;
	- контроллер пункта управления Виконт,
ПТК «Сириус»	собирающий и обрабатывающий информацию от
	контроллеров нижнего уровня и передающий ее
	в ПЭВМ;
	- ПО «Сириус-QNX» - SCADA-пакет для
	создания систем управления, работает под
	управлением ОС РВ QNX.
	Интерфейсы связи:
	RS-232, 485, токовая петля 20мА, С1-ТЧ (модем
	с частотной модуляцией для физической линии,
	телефонных и радиоканалов).
	Протоколы:
	Modbus, Modbus Plus, HDLC, «Сириус» ТМ120.х.

11

Комплекс

построен

по

принципу

Предназначен для

создания

АО «Импульс»,

Микропроцессорная

децентрализованной

системы.

Номенклатура

единой

интегрированной

г. Северодонецк

система контроля и

изделий комплекса позволяет создавать системы

системы

управления

управления МСКУМ

любой

сложности

и

степени

технологическими

децентрализованности.

Верхний

уровень

процессами.

представлен рабочими станциями ПС 5101. В

изделиях

используются

импортные

комплектующие и модули (фирм Intel, IBM,

Motorola, Siemens, Advantech и др.).

Полностью открытый сертифицированный ПТК.

АСУТП

предприятий

«НПФ «КРУГ»,

Техническое обеспечение:

металлургической,

химичес

г. Пенза,

- контроллеры серии TREI-05B;

кой,

горнодобывающей

и

www.krug-2000.ru

ПТК «КРУГ-2000»

- серверы различного назначения;

других отраслей.

- системы бесперебойного питания;

- предусмотрена возможность связи с

контроллерами и аппаратурой других фирм.

Программное обеспечение:

- ОСРВ контроллеров: DOS,QNS;

- Windows NT (станция оператора);

- Пакет программ «КРУГ-2000».

Состав комплекса:

АСУТП

предприятий

ОАО «Союзцвет-

- недорогой промышленный компьютер без

металлургической,

химичес-

метавтоматика» и

Унифицированный

модулей УСО;

кой,

горнодобывающей

и

ТОО «Мультисеть»

программно-

- мультиплексная система связи и управления

других

отраслей,

а также

(совместно).

технический

МСС,

содержащая

периферийные

локальных

САУ транспорт-

комплекс «УПТК»

приемопередатчики

(распределенные

УСО),

ных

средств,

охранной

ППП и центральное логическое устройство ЦЛУ,

сигнализации и т.п.

связь – по двухпроводной линии; программное

обеспечение, построенное на базе SCADA-

системы TRACE MODE.

Комплекс построен на основе серии ПЛК

Предназначен для

создания

ПКЭМ-3.

АСУТП

предприятий

12

В основе контроллера и ПТК:

металлургической,

химичес-

WME-архитектура, ОС РВ OS-9, мезонинные

кой,

горнодобывающей и

ОАО

ПТК «Дирижер»

технологии, стандартные коррозионно-стойкие

других

отраслей,

а

также

«Электромеханика»

конструктивы,

поддержка

сетей

Profibus,

локальных САУ

транспорт-

г. Пенза

Modbuss,

Ethernet,

технологическое

ных средств, в том числе и на

программирование

контроллеров

в

среде

водном транспорте.

ISaGRAF.

Контроллер

имеет

каркасно-модульное

исполнение, в качестве базового процессорного

модуля использован модуль VIUC производства

PEP Modular Computer (Германия).

Комплекс включает:

Предназначен

для

примене-

ЗАО НПП

- приборы КСО (контроллер связи с объектом)

ния

в различных

областях

«Электронные

ПТК «Цитрон»

до 30 штук;

автоматизации и измерений в

информационные

- IBM-совместимый компьютер в офисном или

условиях

круглосуточной

системы»

промышленном исполнении;

эксплуатации.

www.eisystem.ur.ru.

- сетевые средства связи;

- фирменное программное обеспечение центра

сбора данных (ПО ЦСБ).

Комплекс включает:

Предназначен

для

постро-

- PC-совместимые контроллеры (на базе

ения

распределенных

авто-

комплектующих

Octagon

Systems),

матизированных

систем

ПТК «Круиз»

установленные

вместе с

блоками

устройств

управления объектами любой

www.piczebra.ru

сопряжения

с

объектом

(УСО)

в

степени сложности.

функциональные

шкафы

стандарта

Евромеханика;

- персональные

компьютеры в

обычном

или

промышленном исполнении;

- SCADA-система TRACE MODE фирмы

AdAstrA Research, Ltd. (Россия).

Комплекс включает:

Решение

задач

управления

ОАО

- микропроцессорный контроллер Ремиконт Р-

технологическими объектами

Чебоксарское НПП

13

310;

различной

степени

слож-

«Элара»,

ПТК «Квинт»

-

персональные

компьютеры в

обычном

или

ности вплоть до

объектов,

www.elara.ru

промышленном исполнении;

включающих

десятки

тысяч

- ПО: САПР системы управления, включающее

параметров, в самых разных

программы для введения базы данных АСУТП,

областях

народного

технологического

программирования

хозяйства.

микроконтроллеров,

для

создания мнемосхем

для операторских станций.

ПТК «Tornado» выпускается в четырех основных

Используется

для

создания

Компания

модификациях,

которые

отличаются

АСУТП на

промышленных

МС Торнадо

архитектурными

решениями и

используемым

объектах

энергетики,

неф-

г. Новосибирск,

контроллерным

оборудованием.

Каждый

тип

тяной, газовой, химической

www.tornado.nsk.ru

ПТК предназначен для определенного класса

промышленности,

перераба-

ПТК «Торнадо»

объектов.

тывающих

отраслей,

транс-

Состав комплекса включает:

порта,

коммунального

- контроллеры VME9300, IUC9300, Smart I/O,

хозяйства и других.

Smart2 производства PEP Modular Computer;

- контроллер MIF производства «МС Торнадо»;

- широкий набор модулей УСО;

- SCADA-система In Touch.

Компоненты архитектуры ПТК:

Используется

для

создания

- контроллер МФК (ЗАО «ТЕКОН» г. Москва);

АСУТП на

промышленных

ПТК «Техноконт»

-

SCADA-система

MasterSCADA (НПФ

объектах

энергетики,

неф-

НПО «Техноконт»,

“ИНСАТ», Москва);

тяной, газовой, химической

www.technocont.ru

-

система программирования

контроллеров

промышленности,

перераба-

ISaGraf (AlterSys Inc Канада);

тывающих

отраслей,

транс-

- коммутационное оборудование сети Ethernet и

порта,

коммунального

комплекты PC в ассортименте лучших мировых

хозяйства и других.

и проверенных российских производителей.

Состав комплекса включает:

Фирма «ДЭП»

- управляющий контроллер Decont-182;

Создание

автоматизирован -

г. Москва

-

модули-мезонины

для

организации

ных систем контроля, учета и

www.dep.ru

14

ПТК «Деконт»	интерфейсных каналов контроллера Decont-182				управления на предприятиях,
	(RS232, RS485, модемы и радиомодемы);				характеризующихся террито-
	- большая номенклатура удаленных модулей				риальной рассредоточеннос -
	УСО;				тью объектов.
	- IBMсовместимый компьютер в офисном или
	промышленном исполнении.
	Комплекс	микропроцессорных		средств	Построение		распределенных		ОАО
Контроллер КРОСС	включает:				открытых		систем	в	«Завод электроники и
и система полевых	- интеллектуальный шлюз для сети контроллеров				соответствии		с международ-		механики»,
приборов ТРАССА	Р-130;				ными	стандартами		и	www.zeim.ru
	- высокопроизводительный контроллер КРОСС;				технологиями
	- комплект полевых приборов ТРАССА для
	работы на полевой сети;
	- распределенные измерительные среды РИС.
	Техническое обеспечение:				Создание полнофункциональ
ПТК «Машинист»	- контроллеры измерения,		регулирования и		ных АСУТП энергетических
	управления: контроллеры Smart I/O фирмы PEP				объектов (энергоблока, котло
	Modular Computer;				агрегата, турбины, цеха, стан				«Энергоавтоматика»,
	- контроллеры защит и концентратор данных:				ции).				г. Уфа,
	контроллеры VMI9000;								АО «РТ-Софт»
	- рабочие, архивные и инженерные станции: IBM								г. Москва
	PC совместимые компьютеры;
	- ОСРВ контроллеров: OS-9;
	- Windows NT (для рабочих станций);
	- SCADA: «КРУГ-2000» (НПФ «КРУГ»).
	Техническое обеспечение:				Для решения всех управля -
	- контроллерный уровень: PC-совместимые				ющих,	информационно-вы –
	контроллеры,	выполненные	в	стандартах	числительных и информаци -
	VMIbus, CompactPCI, STDbus, PCI, PC/104, ISA				онно-транспортных задач, во
ПТК	и др;				зникающих при автоматиза -				ОАО
«Турбоком-4000»	- рабочие станции управляющего контура: IBM				ции технологических процесс				Электроцентрналадка
	PC совместимые компьютеры в промышленном				сов.				г. Москва

15

	исполнении (Корунд (Россия), OR, PEP,						ПТК может использоваться
	XYCOM, Octagon);						на объектах с числом параме
	-	рабочие		станции	информационно-		тров от 50…1000 до 30000 …
	вычислительного контура: IBM PC совместимые						50000 в энергетической, ме-
	ПЭВМ		общего	или	индустриального		таллургической, химической
	исполнения;						и других отраслях промыш -
	- локальные сети Ethernet, AnyLan, Tokin-Ring,						ленности.
	Arcnet;		«полевые» сети:		CANbus,	Lightbus,
	Profibus и др.
	Программное обеспечение:
	- ОСРВ QNX 4.2x, Windows NT;
	-	средства		программирования		ПТК:
	«Конфигуратор», «Графический редактор», язык
	Микром

16

1.3. Функциональный состав программно-технических комплексов

В настоящее время на рынке промышленной автоматизации присутствует несколько сотен самых разнообразных ПТК как отечественных, так и зарубежных производителей. Все они отличаются своей структурой, информационной мощностью, эксплуатационными характеристиками (диапазон температур, влажности, возможность использования во взрыво- и пожароопасных производствах), стоимостью и др.

Несмотря на многообразие существующих ПТК, можно выделить несколько функциональных элементов, присущих большинству из них [2]:

•промышленные сети;

•программируемые логические контроллеры или контроллеры на базе PC, интеллектуальные устройства связи с объектом;

•рабочие станции и серверы различного назначения;

•прикладное программное обеспечение.

Структура ПТК в первую очередь определяется средствами и характеристиками взаимосвязи отдельных компонентов комплекса (контроллеров, пультов оператора, удаленных блоков ввода-вывода), т.е. сетевыми возможностями. Гибкость и разнообразие структур ПТК зависят от:

•числа имеющихся сетевых уровней;

•возможных типов связи (топологий) на каждом уровне сети: шина, звезда, кольцо;

•параметров сети каждого уровня: типов кабеля, допустимых расстояний, максимального количества узлов (компонентов комплекса), подключаемых к каждой сети, скорости передачи информации, методе доступа компонентов к сети (случайный по времени доставки сообщений или гарантирующий время их доставки).

Указанные свойства ПТК характеризуют возможность распределения аппаратуры в производственных цехах; объем производства, который может быть охвачен системой автоматизации, реализованного на данном ПТК; возможность переноса блоков ввода-вывода непосредственно к датчикам и исполнительным механизмам.

Одна из самых простых и популярных структур ПТК представлена на рис. 1.1. Все функциональные возможности системы четко разделены на два уровня. Первый уровень составляют контроллеры, второй - пульт оператора, который может быть представлен рабочей станцией или промышленным компьютером.

Уровень контроллеров в такой системе выполняет сбор сигналов от датчиков, установленных на объекте управления; предварительную

17

обработку сигналов (фильтрацию и масштабирование); реализацию алгоритмов управления и формирование управляющих сигналов на исполнительные механизмы объекта управления; передача и прием информации из промышленной сети.

Рис. 1.1. Структура ПТК

Пульт оператора формирует сетевые запросы к контроллерам нижнего уровня, получает от них оперативную информацию о ходе технологического процесса, отображает на экране монитора ход технологического процесса в удобном для оператора виде, осуществляет долговременное хранение динамической информации (ведение архива) о ходе процесса, производит коррекцию необходимых параметров алгоритмов управления и уставок регуляторов в контроллерах нижнего уровня.

Увеличение информационной мощности (количества входных/выходных переменных) объекта управления, расширение круга задач, решаемых на верхнем уровне управления, повышение надежностных показателей приводят к появлению более сложных структур программнотехнических комплексов (рис. 1.2).

Операционные системы (ОС) семейства Windows фирмы Microsoft практически полностью завоевали рынок офисных компьютеров и активно осваивают уровень промышленной автоматизации. Большинство серверов и рабочих станций функционируют под управлением ОС Windows NT/2000/XP. Некоторые технологии Microsoft уже сейчас стали промышленным стандартом.

Использование архитектуры «Клиент-сервер» позволяет повысить эффективность и скорость работы всей системы, повысить надежность и живучесть системы за счет резервирования серверов, рабочих станций, территориальным распределением решаемых задач.

Серверы, как правило, выполняются на базе промышленных компьютеров и являются резервируемыми.

18

Рис. 1.2. Структура ПТК

Наименование серверов в различных ПТК различается: сервер базы данных реального времени, сервер оперативной и архивной базы данных, сервер ввода-вывода и др. Основные функции:

•сбор, обработка оперативных данных от устройств связи с объектом и контроллеров;

•передача команд управления контроллерам с верхнего уровня

управления;

•хранение и отображение информации о заданных переменных;

•предоставление требуемой информации клиентским рабочим

станциям;

•архивация трендов, печатных документов и протоколов событий. Современные ПТК, как правило, включают станции инжиниринга,

выполненные на базе персональных компьютеров в офисном исполнении. С их помощью осуществляется инженерное обслуживание контроллеров: программирование, наладка, настройка. В некоторых ПТК станции инжиниринга позволяют производить также инженерное обслуживание рабочих станций.

Еще одна сторона современных ПТК связана с активным проникновением Internet-технологий на уровень промышленной автоматизации. Сегодня все ведущие производители инструментального программного обеспечения для систем управления технологическими процессами, как зарубежные, так и отечественные, встраивают поддержку данных технологий в свои продукты.

19

Наиболее широким применением Internet-технологий в АСУ ТП является публикация на Web-серверах информации о ходе ТП и всевозможных сводных отчетов. Web-серверы имеют возможность взаимодействовать с сервером БД, который хранит необходимую информацию о процессе. Это позволяет клиенту через браузер (Internetобозреватель) делать необходимые запросы к базе данных. Такой подход к тому же минимизирует затраты, так как не требует на стороне клиента установки какого бы то ни было дополнительного программного обеспечения, кроме обычных программ-браузеров (Internet Explorer, Netscape Navigator и др.).

1.4. Коммутаторы, концентраторы, интеграторы

Всовременных экономических условиях вследствие финансовых трудностей большинство предприятий не может провести комплексную автоматизацию всего производства или его модернизацию. Приходится выбирать наиболее слабое место в производстве и модернизировать именно его, при этом обеспечивая совместимость с существующими работающими подсистемами АСУ [2].

На этом этапе приходится решать следующие задачи:

•согласование физических интерфейсов и протоколов различных промышленных сетей (Profibus, CANbus, Modbus, Lon Work и др.) и локальных сетей с их базовыми протоколами (TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS и т.д.);

•поддержка работы модемов и радиомодемов для обеспечения взаимодействия с удаленными контроллерами и подсистемами;

•синхронизация взаимодействия различных подсистем, обеспечение единого времени и адресации параметров системы (при необходимости формирования базы данных системы);

•обеспечение взаимодействия со SCADA-системами, СУБД и человеко-машинными интерфейсами верхнего уровня.

Эти задачи решаются с использованием различного рода коммутаторов, концентраторов и интеграторов. Их аппаратное и программное оснащение в зависимости от выполняемых функций может варьироваться в широком диапазоне от недорогого контроллера, выполняющего роль шлюза для нескольких промышленных сетей, до крупного сервера с широким набором функций, объединяющего большое количество неоднородных подсистем.

Коммуникационный сервер (сервер-шлюз, коммутатор). Основные функции серверов этого типа — поддержка различных промышленных и локальных сетей и обеспечение транспорта данных из одной сети в другую

20