Понятие SCADA–системы

SCADA–система Trace Mode

Изучить теоретический материал.

Изучить сайт компании Adastra  http://www.adastra.ru/

Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Что такое SCADA-система.

2. Основные функции SCADA-систем.

3. Причины появление SCADA-систем.

4. Что такое АСУ ТП, их назначение?

5. Что такое узел?

6. Что такое канал?

7. Что такое база каналов?

8. Что такое объекты базы каналов?

9. Функции и назначение контроллеров нижнего уровня АСУ ТП.

10. Функции и назначение контроллеров верхнего уровня.

11. Опишите диспетчерский уровень АСУ ТП.

12. Опишите различие входных и выходных каналов.

13. Что такое привязка, зачем она нужна, как производится?

14. Что такое навигатор проекта?

15. Как создаются компоненты базы каналов в Trace Mode?

16. Чем отличается статическое изображение от динамического?

17. Какие элементы изображения могут быть динамическими в Trace Mode?

18. Опишите создание программы в среде Trace Mode.

19. Опишите создание атрибутов программы и переменных.

20. Какие группы языков программирования можно выделить в

SCADA-системах?

21. Приведите примеры графических языков программирования.

22. Отчет в SCADA–системах.

23. Отчет тревог в среде Trace Mode.

24. СПАД архив и его создание в среде Trace Mode.

25. Отличие события от тревоги.

26. При каких условиях SCADA–системы позволяют сформировать отчет.

 

Глава I SCADA–системы

Понятие SCADA–системы

Большую роль в повседневной жизни играют разного рода товары и услуги. Оказание различных услуг, производство товаров включает в себя различные процессы. В большинстве случаев бесконтрольное протекание процессов недопустимо из-за возможного нанесения травм, материального ущерба, создания аварийной ситуации. Нашел широкое применение контроль протекания технологических процессов. Процессы автоматизируются с использованием современной вычислительной техники, что позволяет точнее выставлять температуру в печи, к примеру, снижая расходы на топливо.

Сегодня могут развиваться, конкурировать на рынке только те производители, которые используют современную технику, обеспечивая автоматизацию технологических процессов. По этим причинам все большее распространение получают различные автоматизированные процессы на производстве.

Автоматизация технологических процессов начиналась с разработки САР систем (Система Автоматического Регулирования). САР обеспечивали управление отдельными параметрами, агрегатами. Техника начинает отслеживать значения отдельного параметра, программно управлять процессом, стабилизировать различные параметры технологических процессов.

Дальнейшее развитие науки и техники приводит к созданию САУ (Система Автоматического Управления). Объектами управления становятся системы. САУ становятся способными воспроизводить сложные законы управления или регулирования, появляется возможность идентификации объектов и состояния системы. Системы включают в себя измерительные системы, исполнительные механизмы, средства отображения информации. Человек все больше удаляется от технологического процесса.

Дальнейшее развитие науки и техники приводит к распространению вычислительной техники. Вычислительная техника автоматизирует технологические процессы. Появляется АСУ ТП (Автоматизированная Система Управления Технологическим Процессом) Сначала использовались

микроконтроллеры, автоматизирующие технологические процессы. Подобные системы годились для автоматизации процессов, относительно простой визуализации, но не обеспечивали хранение, обработку измерительной информации, полноценное взаимодействие с оператором. Также промышленники отмечают следующие недостатки[6]: неповоротливость программных комплексов, низкая скорость обмена данными, недостаточный объем памяти. Появление персональных компьютеров позволило обеспечить не только автоматизацию технологических процессов, но и хранение, обработку поступающей информации, увеличить пропускную способность АСУ ТП, решить проблему малого объема памяти, улучшить визуализацию. АСУ ТП на базе современных вычислительных машин позволяет так же создавать различные документы, отчеты о состоянии процесса, дистанционно управлять процессом. В дальнейшем будем рассматривать АСУ ТП на базе персонального компьютера.

Обобщенная схема АСУ ТП изображена на рис. 1.1. Можно выделить три уровня: контроллеры нижнего уровня, контроллеры верхнего уровня, диспетчерский уровень.

 

 

Рис. 1.1 Обобщенная схема АСУ ТП

Контроллеры нижнего уровня осуществляет следующие функции:

1. сбор данных о состоянии технологического процесса;

2. управление работой исполнительных механизмов;

3. автоматическое логическое управление.

Данные с контроллеров нижнего уровня могут поступать в офисную сеть диспетчерского уровня непосредственно или через контроллеры верхнего уровня. Контроллер верхнего уровня выполняет следующие функции:

1. сбор данных с контроллеров нижнего уровня;

2. обработка данных (масштабирование, к примеру);

3. синхронизация работы подсистем АСУ ТП;

4. создание архивов;

5. сохранение работоспособности при нарушении связи между контроллерами верхнего уровня и диспетчерским пунктом;

6. резервирование каналов, по которым происходит передача данных.

В качестве контроллеров верхнего уровня могут использоваться концентраторы, коммуникационные контроллеры.

микро–SCADA— программное обеспечение АСУ ТП, реализующее автоматическое управление и контроль технологического процесса, специализирующееся на автоматизации в определенной области.

Диспетчерский уровень представлен в первую очередь операторскими станциями, а также рабочими местами специалистов, сервером баз данных. Диспетчерские станции получают от подсистем и систем ввода/вывод различные данные о состоянии технологического процесса. Полученные данные необходимо обработать определенным образом, проанализировать, преподнести диспетчеру в той или иной форме информацию о состоянии технологического процесса, дать ему возможность управлять процессом.

Помимо этого следует выполнять и другие функции, такие как создание документов и отчетов. Для выполнения указанных функций необходимо

программное обеспечение, которое обеспечит сбор, обработку, анализ данных о параметрах процесса, управление процессом.

Можно использовать программное обеспечение, написанное на языке высокого уровня или в специальной среде разработки АСУ ТП. Создание программ на языке высокого уровня требует не только знания языков программирования и навыков программирования, но и понимания технологического процесса, который необходимо автоматизировать.

Программисты, которые создают программное обеспечение для управления технологическим процессом на языках высокого уровня, должны изучить автоматизируемый процесс, что приводит к длительности создания АСУ ТП, делает разработку дорогостоящей. Данную проблему позволяют решить SCADA–системы. Технолог, который хорошо знает технологический процесс, не имеет навыков программирования и не может написать программу на языках высокого уровня для АСУ ТП. Поэтому необходима специализированная система, позволяющая автоматизировать любой технологический процесс. Такие системы называют SCADA–системами.

Под SCADA–системой следует понимать специализированное программное обеспечение, реализующее интерфейс между человеком и системой управления, коммуникацию с внешним миром. Широкое распространение получили следующие SCADA–системы: Genesis, Trace Mode, InTouch, Citect, IGSS.

Практически все современные SCADA–системы выполняют следующие функции:

1. сбор информации о контролируемых технологически параметрах;

2. сохранение принятой информации в архивах;

3. вторичная обработка принятой информации;

4. графическое представление хода технологического процесса;

5. прием команд от оператора;

6. регистрация событий, связанных с контролируемым процессом;

7. оповещение персонала об аварийных ситуациях на производстве;

8. создание разного рода документов о ходе процесса;

9. автоматическое управление ходом технологического процесса. SCADA–системы представляют следующие основные возможности:

1. предлагает кнопки, поворотные регуляторы и другие органы управления обеспечивая возможность управления технологическим процессом;

2. предлагает набор различных индикаторов, графиков, обеспечивая возможность индикации информации о процессах;

3. предоставляет возможность создания разного рода отчетов, архивов;

4. предлагает упрощенный язык для создания алгоритмов, что дает возможность создания АСУ ТП технологам, у которых нет опыта программирования на языках высокого уровня;

5. предлагает средства для документирования разрабатываемых алгоритмов и технологических процессов;

6. драйверы к оборудованию, обеспечивающие ввод, вывод аналоговых и дискретных сигналов;

7. сетевые функции, позволяющие производить обмен данными между вычислительными машинами, подключенными к одной сети, публиковать отчеты в сети или управлять процессом с удаленного компьютера через интернет.