126

К Г Э У

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра АТПП

КУРС ЛЕКЦИЙ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИТЕМЫ»

СОДЕРЖАНИЕ

Лк.	Тема лекционного занятия	Стр.
	Введение	3
1	Верхний уровень систем контроля и управления. SCАDA - информационно-управляющие системы.	9
2	Структура SCАDA-систем: основные блоки. Графическая среда разработки, HMI (часть 1).	17
3	Структура SCАDA-систем: основные блоки. Встроенные языки программирования, SOFTLOGIC (часть 2).	34
4	Структура SCАDA-систем: основные блоки. Тревоги и события. Архитектура системы архивирования (часть 3).	47
5	Программно-технические средства для построения интегрированных систем проектирования и управления. Контроллерный уровень (часть 1).	61
6	Программно-технические средства для построения интегрированных систем проектирования и управления. Организация взаимодействия с контроллерами (часть 2).	74
7	Пример применяемой в отрасли SCADА-системы: Trace Mode 6.	82
8	Проектирование АСУ ТП на базе SCADА-системы Trace Mode 6.	109

Введение. Основные понятия и определения интегрированных систем проектирования и управления.

Современная АСУ ТП (автоматизированная система управления технологическим процессом) представляет собой многоуровневую человеко-машинную систему управления.

Рис. 1.1. Пример структурной схемы АСУ ТП.

Создание АСУ сложными технологическими процессами осуществляется с использованием автоматических информационных систем сбора данных и вычислительных комплексов, которые постоянно совершенствуются по мере эволюции технических средств и программного обеспечения.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) и системы автоматизации производственных процессов (SCADA-системы) представляют собой наиболее важные разработки в области новых технологий по автоматизации.

САПР

Аббревиатуру САПР (Система Автоматизированного Проек­тирования) впервые использовал основоположник этого научного направления Айвен Сазерленд в своих лекциях, прочитанных в Массачусетском технологи­ческом институте в начале 60-х годов.

Фактически инженеры применяли компьютеры для решения сложных задач проектирования еще в эпоху ранних послевоенных моделей универсальных компьютеров. Однако широкое распространение САПР обус­ловлено появлением микропроцессорной техники, предоставившей возможнос­ти создавать, модифицировать и обрабатывать сложные графические изобра­жения на экране.

В настоящее время термином САПР обозначают процесс проектирования с использованием паке­тов программного обеспечения.

Примеры САПР: КОМПАС (распространённая российская САПР компании «АСКОН» с возможностями оформления проектной и конструкторской документации согласно стандартам серии ЕСКД и СПДС в вариантах для двухмерного и трехмерного проектирования).

«T-FLEX CAD» — российская САПР для машиностроения.

Electric VLSI Design System — САПР, используемая для разработки электрических схем и проектирования топологии печатных плат. Electric являлся open-source проектом.

Autodesk, Inc. — крупнейший в мире поставщик программного обеспечения (САПР) для промышленного и гражданского строительства, машиностроения, рынка средств информации и развлечений.

EPLAN —САПР для Электротехники и АСУТП

SCADA-системы

SCADA-система (Supervisory Control And Data Acquisition) – система диспетчерского управления и сбора данных. Специальное программное обеспечение, решающее задачи ввода-вывода информации в системе АСУ ТП, отслеживание аварийных и предаварийных ситуаций, обработки и представление на пульт оператора графической информации о процессе, поддержки отчетов о выполнении технологического процесса.

SCADA-система это программный комплекс, позволяющий визуализировать технологический процесс и управлять им в реальном времени с монитора компьютера.

SCADA-системы применяются везде, где требуется оперативный контроль параметров, хода производства с возможностью немедленно реагировать на события технологического процесса либо автоматически в соответствие с заданным алгоритмом, либо вручную действиями оператора.

Примеры SCADA-систем:

Trace mode 6

TRACE MODE® - это интегрированная информационная система для управления промышленным производством в реальном времени, объединяющая в едином целом продукты для автоматизации технологических процессов и бизнес-процессов.

«КРУГ – 2000» - российская разработка для управления производством в едином информационном пространстве.

SIMATIC WinCC предназначен для решения обширного комплекса задач человеко-машинного интерфейса: от разработки проекта отдельно взятой панели оператора до разработки мощных систем человеко-машинного интерфейса с архитектурой клиент/сервер.

InTouch – мощный человеко-машинный интерфейс (HMI) для промышленной автоматизации, управления технологическими процессами и диспетчерского контроля. В России SCADA активно применяется для создания DCS (распределенных систем управления) и других АСУ.

ПТК – программно-технический комплекс.

Примеры:

ПТК ТЕКРОН® разработан для построения автоматизированных систем управления технологическими процессами, систем телемеханики, коммерческого учёта газа, электрической и тепловой энергии. ПТК ТЕКРОН® является совместной разработкой ЗАО ПК «Промконтроллер» (торговая марка ТЕКОН) и Научно-производственная фирма «КРУГ».

Программно-Технические Комплексы (ПТК) серии "Tornado" предназначены для создания АСУ ТП на промышленных объектах энергетики, нефтяной, газовой, химической промышленности, перерабатывающих отраслей, транспорта, коммунального хозяйства и других объектах. ПТК "Tornado" является современной полнофункциональной системой созданной на базе микропроцессорной техники.

АРМ (автоматизированное рабочее место оператора) - специально оборудованное место для обслуживающего персонала, куда поступает вся информация о технологическом процессе. В ряде случаев оператор может вмешаться в ход процесса и перевести его на ручное управление.

Программный компонент:

1. «логика» (программа, согласно которой САУ реагирует на различные воздействия, как полевого КИП, так и оператора) – контроллер

Рис. 1.3. Пример логической программы на языке FBD.

2. человеко-машинный интерфейс, мнемосхема – интерактивная визуализация технологического процесса, позволяющая отслеживать состояние ТП и управлять им в реальном времени с монитора компьютера – ЭВМ, панель управления

Рис. 1.4. Примеры мнемосхем используемых на производствах.

Рис. 1.5. Примеры мнемосхем разработанных студентами.

3. базы данных реального времени и т. д.