Диагностика проблемы.

Результаты регулярно предпринимаемых попыток независимого (часто лишь внешне) и всеобъемлющего сравнения различных систем имеют очень ограниченную практическую ценность. Профессионалы знают, что детально ознакомиться со SCADA-системой, узнать все ее тонкости, ограничения, сильные стороны и недостатки можно лишь после многих месяцев ее интенсивного использования и нескольких реализованных в ней проектов. При этом компании-разработчики непрерывно усовершенствуют свои продукты, повышая производительность и эффективность, добавляя новые функциональные возможности и устраняя выявленные недостатки. Таким образом, пользователю приходится воспринимать отсутствие возможности полного и объективного сопоставления всех представленных на рынке программных HMI-систем как объективную реальность. Это, однако, не мешает производить сравнительный анализ отдельных аспектов таких систем: функциональных возможностей, ресурсных требований, удобства использования, возможности работы в реальном времени и т.п.

К сожалению, отсутствуют методики определения надежности SCADA–систем, хотя важность этого критерия составляет, по оценкам специалистов, около 70 %. Косвенными показателями надежности пока считается количество инсталляций.

Рисунок 2 – Алгоритм определения наилучшей SCADA–системы

Немаловажной стороны SCADA-систем является их открытость. Открытость программных комплексов уже расценивается не как их преимущество, а как априорное требование. Открытость SCADA-систем не является самоцелью или данью модной тенденции. Основной причиной, по которой открытая система всегда является более предпочтительной, чем закрытая — это неизбежная функциональная ограниченность любого, даже очень большого и универсального программного продукта. Ни один программный комплекс в принципе не может удовлетворить всех потребностей пользователей, т.к. всегда найдется экзотичный контроллер, для которого не подходит ни один из сотен предлагаемых разработчиком драйверов ввода-вывода, и всегда найдется уникальная программа, с которой абсолютно необходимо наладить взаимодействие, но которая не имеет ни одного из общепринятых интерфейсов. В качестве конкретного примера можно привести часто возникающую задачу связи SCADA-системы с интеллектуальными источниками бесперебойного питания Smart-UPS. Каждый производитель UPS предоставляет свою уникальную программу, получить от которой данные из SCADA-системы иногда очень непросто, если вообще возможно.

Не менее важно и то обстоятельство, что концепция открытости делает SCADA-систему независимой от производителя аппаратного обеспечения, что стимулирует конкуренцию в этой области рынка. К примеру, пользователь, имеющий контроллеры SIMATIC вовсе не обязан приобретать "родную" SCADA-систему Siemens — WinCC, он вправе предпочесть широкоизвестный InTouch, хотя на практике большинство заказчиков не желает рисковать и по-прежнему часто покупает "все в одном флаконе".

Значимость SCADA-систем обусловлена необходимостью их интеграции с программными системами как нижнего, так и верхнего уровней иерархии.

Сбор данных и передача управляющих воздействий являются неотъемлемыми функциями SCADA, поэтому разработчики прилагают максимум усилий для того, чтобы в состав их систем было включено достаточное количество драйверов для легкого подключения большинства известных контроллеров и устройств интеллектуальной периферии. Это расширяет круг потенциальных пользователей системы и дает большую свободу действий системным интеграторам. Некоторые производители SCADA-систем пытаются ее облегчить, например, Siemens предлагает специальный пакет для создания пользовательских канальных драйверов — CDK (Channel Development Kit). Во-вторых, возможно имеет смысл написать интерфейсную программу, самостоятельно общающуюся с устройством и записывающую необходимую информацию напрямую в SCADA-систему. В-третьих, можно попытаться найти или купить ПО, которое берет на себя ответственность за взаимодействие с данной конкретной аппаратурой, представляя SCADA-системе какой-либо стандартный интерфейс для доступа к данным. Многие производители аппаратного обеспечения в комплекте со своими изделиями поставляют серверы DDE (Dynamic Data Exchange) или OPC (OLE for Process Control).

Даже у открытости ПО есть своя оборотная сторона. Во-первых, наличие большого числа интерфейсов данных и API автоматически делает систему более уязвимой. Во-вторых, в проблемах при использовании абсолютно закрытой системы может быть виноват либо пользователь, либо разработчик. Поиск же причин ненормального поведения системы, включающей программные компоненты десятка независимых производителей, может оказаться долгим и утомительным занятием.

Уделив 10 минут при выборе SCADA-системы оценке открытости рассматриваемых продуктов, Вы сможете сэкономить человеко-месяцы труда инженеров, программистов и пуско-наладчиков.

Применение SCADA-системы при создании ППО обеспечивает:

1) возможность мнемосхемного отображения ТП в форме, удобной для восприятия не только операторами и диспетчерами, но и специалистами технологических служб предприятия. Разработка мнемосхемных отображений осуществляется с использованием выразительных технологических «образов» и мультипликантов органов управления различных типов (рисунок 3). Например: органы управления в виде кнопок управления, рубильников, ползунковых или поворотных задатчиков уставок регуляторам; экранные формы отображения параметров процесса типа цифровых табло, стрелочных, полосковых или цифровых многопозиционных индикаторов; графики изменения измеряемых величин; сигнализирующие табло различной формы и тематического содержания;

2) взаимодействие АРМ с различными типами внешних устройств, осуществляющих связь с объектом, с использованием необходимых драйверов, поддерживающих работу этих устройств;

3) поддержку функционирования ППО в реальном времени, то есть с нормированным временем отклика системы на внешние события;

4) прием от устройств, взаимодействующих с ТП, информации об измеряемых и контролируемых технологических параметрах, с фиксированием этих событий в координатах текущего времени (дата, час., мин, сек);

Рисунок 3 - Мнемосхемное представление объекта

5) обработку измерительной информации, представляемой результатами измерений  требуемой размерности. Результаты измерений при этом контролируются относительно граничных значений допустимого диапазона или скорости измерения измеряемых величин, а также представляются в различных графических формах;

6) оповещение (световое, звуковое) эксплуатационного и обслуживающего персонала об аварийных событиях, о недопустимых условиях  функционирования  технологического оборудования или оборудования автоматики; обязательная архивная регистрация как аварийных сообщений, так и действий эксплуатационного персонала в аварийных ситуациях;

7) ведение архивов событий, происходящих при управлении ТП: формируются архивы временных состояний системы (полное или выборочное сохранение параметров  процесса через заданные промежутки времени постоянно или по условию), а также архивы аварий, событий и поведения переменных процесса во времени (так называемые тренды);

8) возможность диспетчерского или операторского  управления ТП или ТхО путем формирования  команд управления с передачей их в адрес соответствующих УСО; фиксирование управляющих действий лица, принимающего управленческие решения,  в архивах событий;

9) формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной информации и в требуемой форме представления;

10) непосредственное автоматическое управление ТхО по заданным алгоритмами, выполнение математических и логических вычислений при  реализация алгоритмов формирования управляющих воздействий в зависимости от характеристик объекта в том числе в режимах «советчика», супервизорного управления, прямого цифрового управления, а также выбор необходимых алгоритмов из специальной библиотеки;

11) возможность защиты от несанкционированного доступа к управлению объектом;

12) возможности многооконного графического интерфейса и других очевидных функций, таких как импорт изображений, создание собственных библиотек  динамических объектов, элементов мнемосхем и т. п.

Таким образом использование SCADA-технологии обеспечивает практически неограниченные возможности в реализации функций: сбора информации о ТП; автоматического управления отдельными ТхО и разных методов автоматизированного управления  ТП в целом; индивидуального решения в каждом АРМ интерфейса интерактивного взаимодействия типа «человек-система» с использованием мнемонических интуитивно понятных изобразительных образов;  сохранения истории изменения управляемого процесса и истории формирования управляющих воздействий; активного взаимодействия с другими средствами, позволяющими создавать изображения, которые могут быть заимствованы для решения задач визуализации в рамках конкретного проекта. Еще раз обратим внимание на то, что SCADA-технология только «обеспечивает возможности» разработчикам ППО, позволяя: сократить сроки и существенно снизить трудоемкость разработки ППО; обеспечить «прозрачность» программных решений и принцип их последовательного развития; повысить надежность принятых в  ППО решений и т. д. Как эти возможности будут реализованы в рамках конкретного проекта – это уже будет зависеть от проектного решения, от способностей разработчика ППО, от возможностей выбранной SCADA-системы.  

Рисунок 4 - Популярные SCADA-системы