3. Scada-система «Каскад»
3.1. Назначение и архитектура scada-система «Каскад»
В контроллере предусмотрено три уровня оперативного управления и контроля параметрами технологического процесса:
органы местного оперативного управления в виде пульта контроллера, работающего в режимах оперативного управления контурами регулирования, логическими программами, группового контроля и управления и программируемом режиме, а также в режиме настройки и программирования;
дистанционное управление с верхнего уровня, поддерживаемое совокупностью сетевых протоколов чтения и установки различных технологических параметров программы пользователя. На базе этих протоколов могут быть разработаны драйверы обмена данными для SCADA-систем различного типа.
Оперативное дистанционное управление установкой осуществляется с верхнего уровня разработанного с помощью SCADA-системы «Каскад».
SCADA-система “КАСКАД” представляет собой мощный инструмент для наблюдения, анализа и управления процессами в системах автоматизации в различных областях промышленности. Она имеет в своем распоряжении все необходимые инструменты, присущие современным пакетам данного класса. SCADA-система “КАСКАД” является комплексом 32-разрядных приложений, предназначенных для функционирования в среде операционных систем семейства Windows: Windows 98, Windows NT, Windows 2000, Windows XP.
В состав SCADA-системы “КАСКАД” входят следующие функциональные модули:
1. Конфигуратор
2. Сервер доступа к данным
3. Диалоговая среда контроля и управления
4. Модуль просмотра истории технологического процесса
5. Модуль формирования отчетной документации
6. Модуль звуковой сигнализации
7. Модуль просмотра архива событий
Эти компоненты могут применяться как в составе всего комплекса, так и по отдельности. Архитектура SCADA-системы “КАСКАД” представлена на рисунке 1
Рис. 1. Архитектура SCADA-системы “КАСКАД”
3.2. Назначение функциональных модулей scada – системы «Каскад»
Конфигуратор
С помощью конфигуратора решаются задачи по настройке параметрической части проекта. Кроме этого, он предоставляет сервис по запуску исполнительных модулей SCADA-системы “КАСКАД”.
Задачи, решаемые с помощью конфигуратора:
Создание или открытие проекта;
Создание базы сетевых рабочих станций;
Настройка подсистемы администрирования пользователей;
Настройка механизма регистрации событий;
Настройка сервера доступа к данным;
Создание и настройка паспортов;
Настройка модуля регистрации технологических параметров;
Запуск сервера доступа к данным и клиентских модулей.
Сервер доступа к данным
Сервер доступа к данным – серверное приложение, предоставляющее централизованный механизм создания единого массива технологических параметров, их вторичной обработки по алгоритмам пользователя, ведения истории технологического процесса и обработки клиентских запросов.
Сервер доступа к данным загружает соответствующие модули доступа к данным, модуль обработки паспортов и модуль регистрации технологических параметров, запускает механизмы обработки и архивации, а также предоставляет клиентским приложениям из состава SCADA-системы “КАСКАД” единый интерфейс для доступа к параметрам, формируемым в результате контроля над технологическим процессом.
Основные характеристики:
Большой выбор готовых интерфейсных модулей для доступа к устройствам сбора информации (микроконтроллерам и различным УСО);
Открытый интерфейс для создания собственных модулей доступа к устройствам сбора информации и модулей расширения сервера;
Богатый набор встроенных алгоритмов вторичной обработки параметров;
Централизованное получение, обработка и архивирование технологических данных;
Уникальный механизм ведения истории технологического процесса;
Централизованный интерфейс для клиентских приложений;
Защита любых параметров от несанкционированного воздействия оператора.
Диалоговая среда контроля и управления
Диалоговая среда контроля и управления предоставляет средства для разработки и отображения графических мнемосхем автоматизированных рабочих мест операторов АСУТП. Данный модуль является основным средством визуального контроля текущих параметров ТП, а также главным инструментом управления процессами.
Отображаемые данные группируются в виде панелей мнемосхем. Навигация по мнемосхемам максимально проста. Настройка мнемосхем производится во встроенном редакторе. Мнемосхемы могут создаваться как на основе встроенных средств рисования, так и с использованием графических элементов, подготавливаемых в распространённых графических редакторах.
Основные характеристики:
Различные инструменты для создания экранных форм, содержащих статические и динамические элементы отображения;
Библиотека элементов отображения, ориентированная на построение мнемосхем промышленных объектов;
Возможность использования любых графических объектов в форматах BMP, JPG, GIF, WMF, EMF, анимированных изображений форматов GIF, AVI;
Работа в оконном и полноэкранном режимах;
Многоуровневая система аутентификации пользователей;
Регистрация всех действий оператора;
Вывод мнемосхем на печатающее устройство;
Модуль просмотра истории технологического процесса;
Модуль просмотра истории предоставляет мощные и удобные средства для просмотра истории технологического процесса, отслеживания его динамики благодаря развертыванию данных в графическом виде. Информация может представляться как в двух, так и в трех измерениях, в абсолютных единицах (единицы измерения), в процентах. Возможен просмотр как исторических, так и текущих данных (следящий режим). Данные при отображении логически группируются в виде панелей предыстории. Каждая панель может работать как независимо от других панелей, так и синхронно с ними. Добавление и удаление графиков производится налету, как и изменение масштаба отображения. Количество одновременно отображаемых панелей и графиков на каждой панели в принципе не ограничено и выбирается из соображений удобства восприятия и здравого смысла.
Основные характеристики:
Представление значений контролируемых параметров на графиках различных типов;
Многооконный интерфейс;
Индивидуальная настройка каждого окна;
Одновременное отображение аналоговых и дискретных параметров в одном окне;
Масштабирование по вертикальной и горизонтальной осям;
“Следящий” режим для оперативного контроля изменения параметров;
Вывод графиков на печатающее устройство;
Модуль формирования отчетной документации;
Модуль формирования отчетной документации позволяет создавать отчеты об истории технологического процесса в виде таблиц и диаграмм Microsoft Excel за любой период времени, вести как сменную, так и сквозную документацию, а также анализ данных.
Формирование отчетов производится в формате и под управлением Microsoft Excel. Во-первых, это дает пользователю возможность настроить вид выходной документации, используя весь мощный инструментарий, предоставляемый программой Microsoft Excel, а во-вторых, позволяет использовать сформированные документы в дальнейшем без дополнительных преобразований. Вид документа настраивается один раз и запоминается в виде шаблона. По этому шаблону в любое время может быть сформирован выходной документ на любой момент времени.
Основные характеристики:
Вывод в итоговый рапорт указанных свойств параметра – шифр, наименование, единицы измерения и пр.
Вывод оперативных и исторических значений указанных параметров
Суммирование, интегрирование и вычисление среднего значения за любой заданный пользователем (в часах, минутах и секундах) интервал времени, а также за любой час и любые сутки из заданного интервала времени
Получение статистики о параметре – время в ошибке, время нахождения в заданном диапазоне и пр.
Итоговый рапорт формата xls можно открыть непосредственно в Microsoft Excel, после чего он может быть просмотрен на экране монитора, распечатан на принтере, экспортирован в формат HTML, в обычный текстовый формат, а также в другие форматы, поддерживаемые Microsoft Excel 97/2000
Модуль звуковой сигнализации
Модуль звуковой сигнализации осуществляет контроль соответствия технологического процесса установленным режимам. В случае нарушений происходит информирование пользователя проигрыванием звуковых файлов. Благодаря чрезвычайно гибкой настройке модуль может быть использован также и для комментирования хода технологического процесса. В качестве звуковой информации могут быть использованы предварительно записанные речевые предупреждения. Сигнализирующее сообщение можно составлять из нескольких элементов, зацикливать произвольный участок цепочки. Узел, вызвавший нарушение, отображается модулем визуализации, что позволяет немедленно принять необходимые меры. Каждому контролируемому параметру задается приоритет, что позволяет в первую очередь обрабатывать более важные ситуации.
Основные характеристики:
Возможность воспроизведения последовательности из нескольких звуковых файлов с различными речевыми сообщениями на одно событие и зацикливание при воспроизведении;
Всплывающее окно сигнализации;
Возможность задания 255 уровней приоритетов;
Интеграция с диалоговой средой контроля и управления;
Модуль просмотра архива событий
Модуль просмотра архива событий используется для просмотра и настройки событий, генерируемых различными приложениями SCADA-системы «КАСКАД»: открытие/закрытие проекта, запуск сервера доступа к данным, запуск клиентских приложений, изменение настроек, управление технологическим процессом и т.п.
Основные характеристики:
Создание и редактирование базы регистрации событий;
Простота и наглядность сообщений о произошедших событиях;
Удобная настройка различных типов событий, разбиение на группы и категории;
Возможность назначения цвета, шрифта, пиктограммы для группы событий;
“Следящий” режим для оперативного контроля возникновения событий;
Механизм аутентификации пользователей.