§ 5.1. Системы диспетчерского управления (Scada-системы)
Развитие информационных технологий, повышение степени автоматизации и перераспределение функций между человеком и аппаратурой обострила проблему взаимодействия человека-оператора с СУ. Расследование и анализ больших аварий и происшествий в различных сферах человеческой деятельности показал, что если в 60-х годах ошибка человека являлась первоначальной причиной лишь 20 % инцидентов, то в 90-х годах доля человеческого фактора возросла до 80 %.
Рис. 5.1.1. Тенденции причин аварий в АСОИУ
Основной причиной таких тенденций является старый традиционных подход к построению сложных АСУ ТП, т.е. ориентация, в первую очередь, на применение новейших технических и технологических достижений, стремление повысить степень автоматизации и функциональные возможности системы и в тоже время недооценка необходимости построения эффективного человеко-машинного интерфейса.
Все современные Scada-системы, которые являются СРВ, включают 3 основных структурных компонента.
Рис. 5.1.2. Основные структурные компоненты Scada-системы
RTU – удаленный терминал, осуществляющий обработку задачи (управление) в режиме РВ. Спектр его воплощений весьма широк: от примитивных датчиков до специализированных многопроцессорных отказоустойчивых вычислительных комплексов (ВК), осуществляющих обработку информации и управление в режиме «жесткого» РВ.
Конкретная реализация RTU определяется конкретным его применением.
MTU – по сути, диспетчерский пункт управления или главный терминал, осуществляющий обработку данных и управление высокого уровня, как правило, в режиме «мягкого» РВ.
Важнейшей функцией MTU является обеспечение эффективного интерфейса между человеком-оператором и Scada-системой.
В зависимости от конкретной системы MTU может быть реализована по различным вариантам: от одиночного компьютера до больших вычислительных систем, включая мейфреймы и/или объединенных в локальную сеть рабочих станций и серверов.
CS (Communication System) – коммуникационная система, т.е. каналы связи, необходимые для передачи данных с удаленных точек RTU на диспетчерский пункт MTU и передача сигналов управления через RTU на ОУ (объект управления).
Функциональная структура Scada
Выделяют 4 основных функциональных компонента Scada-системы:
Управление и сбор данных;
Взаимодействие с человеком;
Взаимодействие с ОУ;
Задача по управлению объектом.
Кроме того, определены 5 функций человека-оператора:
Планирует, какие действия необходимо выполнить.
Обучает (программирует) компьютерную систему на последующих действиях.
Отслеживает (контролирует) результаты работы системы.
Вмешивается в процесс управления в случае критических событий, когда автоматика не может справится, либо при необходимости подстройки параметров процесса.
Обучается в процессе работы, т.е. (накапливает) получает опыт.
Особенности Scada как процесса управления
Процесс Scada применяются в системах, в которых обязательно наличие человека.
Процесс Scada будет разработан для систем, в которых любое неправильное воздействие может привести к отказу или даже потере ОУ, т.е. к серьезным катастрофических последствиям.
Оператор несет, как правило, общую ответственность за управление системой, которая при нормальных условиях только изредка требует подстройки параметров для достижения максимальной производительности.
Активное участие оператора в процессе управления происходит нечасто и спорадически (по необходимости), обычно в случае наступления критического события (нештатной ситуации).
Действия оператора в критических ситуациях, как правило, жестко ограничено по времени, иногда несколькими секундами.