8Б 1в Этапы развития асутп концепция Scada

Развитие АСУТП делят на 3 этапа. 1 внедрение САР объекты управления на этом этапе отдельные параметры, установки, агрегаты. Решения задач стабилизации программного управления слежения переходит от человека к САР, у человека появляются функции расчета задания и параметров настройки регуляторов. 2 автоматизация ТП. Объект управления рассредоточенная в пространстве система с помощью САУ реализуются все более сложные законы управления, решаются задачи оптимального и адаптивного управления проводится идентификация объекта и состояний системы. Характерная особенность этого этапа внедрение систем телемеханики в управление технологическими процессами. Человек все больше отдаляется от объекта управления между объектом и диспетчером выстраивается целый ряд измерительных систем, исполнительных механизмов, средств телемеханики схем мнемомеханики и других средств отображения. 3 АСУТП характеризуется внедрением в управление ТП вычислительной техники: в начале микропроцессоров, вычислительных систем на отдельных фазах управления затем активное развитие человеко-машинной системы управления и наконец диспетчерское управления на основе использования автоматических информационных систем сбора данных и современных вычислительных комплексов.

Диспетчер в многоуровневой АСУТП получает информацию с монитора ЭВМ или с электронной системой отображения информации воздействует на объекты находящиеся от него на значительном расстоянии с помощью телекоммуникационных систем, контроллеров интеллектуальных исполнительных механизмов.

К современным системам управления SCADA предъявляются следующие требования: надежность технологическая и функциональная, безопасность управления, точность обработки и представления данных, простота расширения системы.

Концепция SCADA автоматизированная разработка систем управления позволяющая сократить сроки разработки проектов по автоматизации и прямые финансовые затраты на их разработку. система SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition) процесс сбор информации реального времени с удаленных точек объектов для обработки, визуализации, анализа и возможного управления удаленными объектами.

В настоящее время в России распространены несколько десятков SCADA открытых систем отличающихся друг от друга структурой функциональными техническими и стоимостными характеристиками, а так же методами сопровождения их потребителей

Россия Trace mode adastra

Круг -2000 НПФ «круг»

Vis-à-vis ИнСАТ

Саргон НВТ Автоматика

США in touch wonderware

RealFlex RealFlexSoft

Genesis Iconics

Австралия Citect CI

Германия WinCC Siemens

Тайвань Genie Advantech

Все современные SCADA поддерживают человеко-машинный интерфейсHMI/MMI

Функции SCADA систем. Функции оператора

Функции SCADA систем: -сбор текущей информации от контроллеров, других приборов и устройств, связанных непосредственно или через сеть с пультом оператора

- первичная обработка измерительной информации

- архивирование и хранение текущей информации и её дальнейшая необходимая обработка

- представление текущей и исторической информации на дисплее

- печать отчетов и протоколов произвольной формы в заданные моменты времени, показ и запись аварийных ситуация в момент их возникновения

- ввод и передача команд и сообщений оператора в контроллеры и другие устройства системы

- решение прикладных программ пользователя и их взаимосвязь с текущей измеряемой информации и управленческими решениями

- информационные связи с серверами и другими рабочими станциями через разные сетевые структуры

Функции оператора:

- планирует какие следующие действия необходимо выполнить

-обучает (программирует) компьютерную систему на последующие действия

- отслеживает результаты автоматической и полуавтоматической работы системы

- вмешивается в процесс, в случае критических событий, когда автоматика не может справиться, либо при необходимости подстройки (регулировки) параметров процесса

- обучается в процессе работы, т.е. получает опыт

Основные возможности и средства, присущие всем SCADA системам

1. Автоматизированная разработка системы автоматизации без реального программирования

2. Средства сбора первичной информации от устройств нижнего уровня

3. Средства управления и регистрации сигналов об аварийных ситуациях (система alarm)

4. Средства хранения информации с возможностью её пост-обработки

5. Средства обработки первичной информации

6. Средства визуализации предоставления информации (система трендов)

7. Возможность работы прикладной системы с наборами параметров, рассматриваемых как единое целое (объект - установка – «черный ящик»).

Этапы разработки SCADA системы

Существует два пути разработки SCADA системы:

1 программирование с использованием традиционных средств (традиционные языки программирования, стандартные средства отладки и т.д.)

2 Использование существующих готовых инструментальных проблемо-ориентированных средств.

Первый путь используется для разработки простых систем; второй для разработки сложных и там, где необходимо сократить временные и финансовые затраты на разработку.

Этапы разработки SCADA системы:

1 Разработка архитектуры системы автоматизации в целом. На этом этапе определяется функциональные назначения каждого узла системы автоматизации.

2 Решение вопросов, связанных с возможной поддержкой распределенной архитектуры и необходимостью введения узлов с «горячим» резервированием и т.п.

3 Создание прикладной системы управления для каждого узла. На этом этапе специалист наполняет узлы архитектуры алгоритмами, совокупность которых позволяет решать задачи автоматизации.

4 Приведение в соответствие параметров прикладной системы с информацией, которой обмениваются устройства нижнего уровня с внешним миром.

5 Отладка созданной системы в режиме эмуляции и в режиме реального времени.

Технические характеристика SCADA

1. Программно-аппаратная платформа. (Windows, QNX (Unix), Linux) Основное требование к платформе режим работы в реальном времени и простая и легкая организация человеко-машинного интерфейса HMI/MMI. Windows выбирают по причине большого спектра существующих программ и драйверов, простой организации HMI/MMI, простой установке и настройке. 90% промышленных и офисных ПК основываются на платформе windows. Во встраиваемых или маломощных решениях лучше работает Linux.

2. Имеющиеся средства сетевой поддержки. Поддержка TCP/IP, NetBIOS, ETHERNET (база) и поддержка промышленных интерфейсов и стандартов Profibus, CANbus, LON, Modbus.

3. Встроенные командные языки. В большинстве SCADA систем имеются языки высокого уровня.

4. Поддерживаемые базы данных. Практически все SCADAсистемы используют ANSI SQL, который не зависит от типа базы данных.

5. Графические возможности в большинстве SCADA систем имеется графический пользовательский интерфейс и графический редактор с определенным набором анимационных функций.

13б 1в

Стоимостные и эксплуатационные характеристики SCADA.

Стоимостные

1. Стоимость системы. Базовая стоимость достаточно высока и складывается у разных фирм по-разному (от количества переменных в разрабатываемо прикладной программе; от количества каналов ввода вывода поддерживаемых системой; от техники на которой устанавливают; высокая базовая стоимость без ограничений).

2. Стоимость освоения системы. (относительно невелика – зарплата программиста).

3. Стоимость сопровождения.(Стоимость риска покупки, Стоимость коммуникаций, время реакции поставщика на проблемы, наличие у поставщика специалистов по продукту степень открытости адаптируемости модернизируемости).

4. Стоимость разработки прикладных систем. (стоимость систем исполнения). 30-50% от стоимости системы разработки.

5. Стоимость окупаемости.

Эксплуатационные

1. Удобство использования. Почти все имеют windows подобный пользовательский интерфейс и удобны в использовании.

2. Наличие и качество поддержки. Как мин документация на русском языке.

3. Русификация.

4.

Механизмы подсоединения драйверов ввода/вывода к SCADA системам.

1 DDE - Dynamic Data Exchange (стандартный)

2 Собственные протоколы фирм производителей. (самые скоростные)

3. OPC – OLE for Process Control

14б 1в

Протокол DDE.особенности достоинства недостатки.

Изначально применялся в первых человеко-машинных интерфейсах в качестве механизма разделения данных между прикладными системами и устройствами типа ПЛК. Разработан компанией Microsoft для обмена данными между различными приложениями. Протокол реализует связи типа клиент-сервер между двумя программами, системами. Недостатки невысокая надежность и скорость обмена; в одно и тоже время два пакета не могут иметь доступ к одному драйверу.

Модификации протокола:

- Fast DDE, advanced DDE используют пакетирование информации, что заметно повышает эффективность и производительность обмена данными.

- NET DDE предназначен для работы в локальных сетях.

15б 1в

Взамен протокола DDE компания Microsoft предложила использовать технологию OLE (Object Linking & Embedding) такая технология применяется практически во всех программах компании Microsoft для ОС Windows. По некоторым причинам в автоматизации остановились на модификации технологии OLE OPC.

16б 1в

OPC стандарт определяет механизм доступа к данным с любого устройства из приложений, т.е. позволяет производителям оборудования поставлять программные компоненты, которые стандартным способом обеспечат клиента данными с ПЛК.

Преимущества:

-OPC позволяет определять на уровне объектов различные системы управления и контроля работающие в распределенной гетерогенной среде.

- устраняет необходимость использования различного нестандартного оборудования и соответствующих коммуникационных программных драйверов.

- У потребителя появляется больший выбор при разработке приложений.

OPC интерфейс допускает различные варианта обмена

Получение сырых данных с физических устройств из распределенной системы управления или из любого приложения.