4. 4. SCADA СИСТЕМЫ
.pdf
ПРОМЫШЛЕННЫЕ SCADA СИСТЕМЫ
Определение и назначение SCADA
Программируемые средства автоматизации должны, конечно, в первую очередь выполнять свои основные задачи по управлению технологическим процессом. Однако, их успешное применение совсем не исключает из процессов управления и контроля человека. Более того, часто эффективность работы системы напрямую зависит от того насколько своевременно, наглядно, удобно технические средства предоставляют оператору нужную информацию и обеспечивают доступ к элементам управления.
Для решения этих проблем появились программные пакеты для создания интерфейса человек-машина (Man Machine Interface, MMI) и программного обеспечения операторских станций АСУ ТП (Supervisor Control And Data Acquisition,
SCADA).
Применение SCADA-системы
Дает полное и понятное отображение хода технологического процесса для диспетчера.
Аварийные ситуации отображаются специальными средствами (мерцание экрана, элемента, звуковые сигналы).
Протоколируются действия самого диспетчера.
Все события в режиме реального времени выводятся на событийный принтер.
Что, как правило, нужно реализовать программисту при создании программы визуализации для рабочего места оператора АСУ ТП? Это типичный набор функций, которые повторяются во всех проектах автоматизации:
органы управления различных типов, например кнопки, рубильники, ползунковые или поворотные регуляторы;
экранные формы отображения параметров процесса типа стрелочных, полосковых или цифровых
индикаторов, а также сигнализирующие табло различной формы и содержания;
возможность создания архивов аварий, событий и поведения переменных процесса во времени (так называемые тренды), а также полное или выборочное сохранение параметров процесса через заданные промежутки времени постоянно или по условию;
упрощенный язык для реализации алгоритмов управления, математических и логических вычислений;
средства документирования как самого алгоритма, так и технологического процесса;
ядро или монитор реального времени, который обеспечивает детерминизм поведения системы или, иными словами, предсказуемое время отклика на внешние события; .
драйверы к оборудованию нижнего уровня АСУ ТП;
сетевые функции;
средства защиты от несанкционированного доступа в систему;
многооконный графический интерфейс и другие очевидные функции, такие как импорт изображений и создание собственных библиотек алгоритмов, динамических объектов, элементов мнемосхем и т. п.
Программные пакеты создания интерфейсов включают в себя средства для выполнения этих функций
GENESIS 32
Пакет Genesis разработан фирмой Iconics (США). Позволяет осуществлять автоматизацию объектов различной сложности, от лаборатории до завода, в зависимости от варианта поставки.
Включает в себя несколько модулей. Основой GENESIS служит ядро реального
времени RTS (Real Time Server),
реализующее вытесняющую приоритетную многозадачность. RTS обеспечивает опрос каналов ввода-вывода с гарантированным временем реакции до 50 мс.
RTS состоит из исполнительной и инструментальной частей. Исполнительная часть отвечает за опрос каналов вводавывода, выполнение алгоритмов сбора информации и управления, а также обрабатывает запросы всех остальных приложений GENESIS . В состав инструментальной части входит средство конфигурирования RTS при помощи графического языка функциональных блоков. Библиотека предлагаемых функциональных блоков включает в себя блоки ввода-вывода аналоговых и цифровых сигналов, математических и логических операций, блоки реализации алгоритмов управления типа PID-регуляторов, интеграторов и еще множество самых разнообразных элементарных «кирпичиков» для построения алгоритмов.
Модули Genesis
Модуль GraphWorХ реализуюет интерфейс человек - машина (MMI), иными словами, то, что оператор видит на экране компьютера. Эта часть GENESIS позволяет создавать при помощи специализированного графического редактора экраны отображения поведения процесса и выводить их на дисплей оператора от текстов
имнемосхем процесса до кадров с анимацией в реальном времени.
Модуль AlarmWorX отвечает за отображение и ведение архива аварийных ситуаций. Форма генерируемых отчетов и сообщений может произвольно настраиваться. Предусмотрена возможность автономного использования этого модуля без остальных частей пакета GENESIS .
Модуль TrendWorX предназначен для отображения поведения переменных процесса в виде графиков в реальном времени и хранения данных предыстории процесса.
Модуль DataWorX реализует функции интерфейса DDE с другими приложениями Windows для вторичной обработки данных и резервирования.
Модуль I/O Server (ОРС ToolWorX) отвечает за связь пакета с конкретным оборудованием АСУ ТП. Каждый I/O Server обслуживает определенный тип внешних устройств ввода-вывода. Принимаемые и выдаваемые данные представляются в стандарту ОРС – открытом промышленном стандарте взаимодействия аппаратных и программных средств разных производителей, основанного на модели распределенного компонентного объекта Microsoft DCOM, что делает их доступными для приложений
Windows.
Всоставе пакета имеется более 500 драйверов к оборудованию ведущих европейских и американских производителей средств автоматизации. Несмотря на огромный список оборудования, для которого соответствующие драйверы уже написаны, фирма Iconics поставляет инструментарий (I/O Server Tool Kit) для создания собственных вариантов I/O Server.
Пакет ТРЕЙС МОУД
Пакет ТРЕЙС МОУД разработан московской фирмой
AdAstra
Достоинства пакета:
-простота освоения, определяемая руссифицированностью продукта и доступностью консультаций производителя
-имеет драйверы к оборудованию, распространенному в России (контроллеров MODICON, OMRON, Ломиконт, Ш711,
МicroPC, ADAM 4000).
-относительно низкая стоимость пакета
Программирование происходит в несколько приемов: в специализированных графических редакторах создаются последовательно база каналов ввода-вывода, статический рисунок мнемосхем процесса и динамические формы отображения технологических параметров. Затем полученные файлы стратегии поведения системы запускаются под управлением соответствующего МРВ (монитора реального времени) для DOS или Windows.
Пакет Genie
Производитель Genie - американское отделение фирмы Advanteсh, известной как производитель компьютеров и электроники для промышленной автоматизации.
Пакет Genie предназначен для программной поддержки аппаратуры фирмы Advantech и в первую очередь содержит драйверы именно для нее. Возможно использовать его и с оборудованием других изготовителей: значительная часть «Руководства пользователя» посвящена процедуре написания собственных DLL, обслуживающих «нестандартные» устройства ввода-вывода. По своим функциональным возможностям пакет занимает промежуточное положение между версией Genesis Light и Genesis Basics, причем ближе ко второму. Одна из главных отличительных черт этого пакета - прекрасно продуманный интерфейс пользователя. Намеренно сократив число «степеней свободы» в инструментальной части пакета и написав прекрасный Help, авторы создали уникальный по простоте освоения программный продукт. Прекрасно выполненная демоверсия пакета одновременно служит и хорошим учебным пособием.
Сравнительные характеристики некоторых SCADA
Программы пакета автоматизации CX-Automation фирмы ОМРОН
Программы визуализации пакета CX-Automation Suite компании Omron содержат ряд инструментов для визуализации работы оборудования, технологических процессов или продукции.
Программа CX-Server lite обеспечивает связь систем управления Omron с программами из пакета Microsoft Office; использование стандартных шаблонов, входящих в состав программы CX-Server lite, позволяет считывать и просматривать производственные данные в программе Microsoft Excel без дополнительного программирования.
В программе CX-Server OPC используется стандартный промышленный интерфейс обмена данными OPC (Связь и встраивание объектов для управления процессами), обеспечивающий удобство обмена данными с системами управления Omron.
Программа CX-Supervisor сочетает в себе простоту эксплуатации с мощным набором функций и возможностей по визуализации процессов.
Функциональные возможности компонентов CX-Automation
Функциональные возможности CX-Server lite:
Повышение наглядности представления производственной информации через стандартное офисное программное обеспечение
Удобный доступ ко всем переменным программируемого логического контроллера и, как следствие, ко всей информации об оборудовании, технологическом процессе или производстве
Для программирования требуется только опыт работы с программами Microsoft, что снижает стоимость обучения и исключает необходимость привлечения специалистов
Автоматизация трудоемкой подготовки производственных и технологических отчетов
Создание единой программы визуализации HMI с помощью стандартного программного обеспечения Microsoft и использование интерфейса OPC для подключения к системе управления.
Функциональные возможности CX-Server OPC:
Диспетчерское управление и доступ к данным
Работа с технологическими программам.
Отображение и протоколирование аварийных сигналов и ошибок.
Язык программирования сценариев на основе программ Microsoft.
Простая связь с базами данных уровня предприятия.
Простота в эксплуатации.
Разработка и использование многоязычных приложений