
- •Автоматизированные информационно-управляющие системы Учебное пособие
- •Оглавление
- •Часть I. Автоматизированные информационно-управляющие системы Основные понятия
- •Глава 1. Информационно-управляющие системы реального времени §1.1. Особенности информационно-управляющих систем реального времени
- •1.1.1. Определение и основные характеристики информационно-управляющих систем реального времени
- •1.1.2. Операционные системы реального времени
- •1.1.3. Обзор систем реального времени
- •§1.2. Построение информационно-управляющих систем реального времени на базе операционной системы qnx
- •§1.3. Scada – системы
- •§1.4. Scada – система trace mode
- •1.4.1. Обзор системы trace mode
- •1.4.2. Функциональная структура пакета
- •1.4.3. Обзор внедрения системы trace mode
- •§1.5. Программно-технический комплекс DeltaV
- •1.5.1. Обзор системы DeltaV
- •1.5.2. Концепции системы DeltaV
- •1.5.3. Программные приложения DeltaV
- •§1.6. Программно-технический комплекс Квинт
- •1.6.1. Описание
- •1.6.2. Структура программно-технического комплекса Квинт
- •1.6.3. Архитектура
- •1.6.4. Контроллеры
- •1.6.5. Рабочие станции
- •1.6.6. Сети
- •1.6.7. Система автоматизированного проектирования асу тп
- •1.6.8. Примеры внедрения
- •§1.7. Системы автоматизации фирмы Siemens8
- •1.7.1. Состав программно-технического комплекса Totally Integrated Automation
- •1.7.2. Примеры автоматизации технологических процессов9
- •§1.8. Системы автоматизации фирмы авв10
- •1.8.1. Основные направления деятельности
- •1.8.2. Системы управления, предлагаемые авв Автоматизация в России
- •Глава 2. Обеспечивающие подсистемы информационно-управляющих систем и их характеристики §2.1. Программное обеспечение управления процессами
- •2.1.1. Реализация языков программирования стандарта мэк 6-1131/3 в системе trace mode
- •2.1.2. Описание языков программирования
- •2.1.3. Реализация регуляторов и объектов управления в scada-системе TraceMode
- •§2.2. Программное обеспечение секвенциально-логического управления
- •2.2.1. Программируемые логические контроллеры
- •2.2.2. Языки программирования логических контроллеров
- •2.2.3. Пример реализации секвенциально-логических алгоритмов в trace mode
- •§2.3. Средства идентификации и оптимизации
- •2.3.1. Идентификация характеристик технологических объектов
- •2.3.2. Идентификация характеристик технологических объектов с использованием стандартных методов Excel
- •2.3.3. Решение задачи оптимизация технологических объектов
- •§2.4. Средства интеллектуального анализа данных
- •2.4.1. Общие представления о Data Mining13
- •2.4.2. Задачи Data Mining
- •2.4.3. Классы систем Data Mining
- •2.4.4. Основные этапы Data Mining
- •Глава 3. Проектирование информационно-управляющих систем §3.1. Основные проблемы, системный подход и последовательность разработки
- •§3.2. Адаптация информационно-управляющих систем к области применения
- •§3.3. Информационные технологии проектирования иус
- •§3.4. Концепции информационного моделирования
- •Часть II. Примеры автоматизированных информационно-управляющих систем в управлении энергетической эффективностью технологических процессов
- •1. Оперативное управление технологическими процессами с прогнозом показателей энергетической эффективности16
- •2. Оперативное управление потоками энергетических ресурсов в производственных сетях с учетом динамики их аккумулирования19
- •3. Автоматизированная система диспетчерского управления теплоснабжением зданий на основе полевых технологий20
- •4. Паспортизация промышленных потребителей топливно-энергетических ресурсов с использованием средств автоматизации21
- •5. Оперативное управление экономичностью водяных тепловых сетей на основе макромоделирования22
- •Подсистема автоматизированного анализа режимов теплоснабжения
- •Методика анализа режимов тепловых сетей на основе макромоделирования
- •Программное обеспечение анализа режимов тепловых сетей на основе макромоделирования
- •6. Оперативное регулирование экономичности горения в энергетических котлах24
- •7. Автоматизированный мониторинг тепловой экономичности оборудования электрических станций 27
- •Резервы тепловой экономичности котлов
- •Показатели энергетических ресурсов турбоагрегатов
- •Резервы тепловой экономичности турбоагрегатов
- •Оптимальное использование пара
- •8. Оптимизация нагрузки параллельно работающих турбоагрегатов по данным эксплуатации при неполных исходных данных28
- •Постановка задачи оптимизации
- •Решение задачи оптимизации
- •Программа «тг-пар»
- •Пример работы программы
- •9. Автоматизированная информационная система мониторинга остаточного ресурса энергетического оборудования30
- •Методика оценки обобщенного остаточного ресурса энергетического оборудования
- •Алгоритм оперативной оценки обобщенного остаточного ресурса энергооборудования с учетом состояния металла
- •Программное обеспечение аис «Ресурс»
- •10. Автоматизированное управление процессами в охладительных установках электрических станций35
- •Факторы, влияющие на охлаждение
- •Устройство и основные характеристики градирен
- •Оптимизация работы башенных градирен
- •11. Автоматизированная компрессорная установка41
- •Математическое описание объекта управления
- •Анализ вариантов установки пароструйного компрессора для подачи пара в деаэраторы энергокорпуса
- •Автоматизированная система управления пароструйным компрессором
- •12. Лингвистический подход к оптимизации управления вельц-процессом45
- •Алгоритм выделения области Парето-оптимальных режимов в информационной базе данных
- •Нечеткие зависимости (лингвистические правила) в управлении процессом вельцевания
- •13. Энергетический менеджмент производства огнеупоров48
- •Приложение. Обзор промышленных сетей
- •1. Протокол передачи данных modbus50
- •2. Протокол передачи данных bitbus
- •3. Протокол передачи данных anbus
- •4. Протокол передачи данных hart
- •5. Протокол передачи данных profibus52
- •5.1. Независимые от поставщика взаимодействия между промышленными объектами (Fieldbus Communication).
- •5.2. Семейство profibus
- •5.3. Основные характеристики profibus-fms и profibus-dp
- •5.3.1. Архитектура протокола profibus
- •5.3.2. Физический Уровень (1) протокола profibus
- •5.4.1. Прикладной Уровень (7)
- •5.4.2. Коммуникационная модель
- •5.4.3. Объекты коммуникации
- •5.4.4. Сервисные функции fms
- •6. Полевая шина foundation Fieldbus53
§1.4. Scada – система trace mode
Рассмотрим более подробно систему супервизорного управления и получения данных (Supervisory Control and Data Acquisition) – систему TRACE MODE.
Качество SCADA системы является важнейшим критерием ее выбора для использования в проектах АСУ ТП и АСКУЭ.
28 сентября 2005 года TRACE MODE 6 – интегрированная SCADA/HMI-SOFTLOGIC-MES-EAM-HRM-система для разработки АСУ ТП, АСКУЭ и систем управления производством получила сертификат соответствия ГОСТ Р, выданный ГОССТАНДАРТОМ России. По результатам испытаний в сертификационной лаборатории установлено соответствие интегрированной SCADA TRACE MODE требованиям нормативных документов российских и международных стандартов ГОСТ Р ИСО/МЭК, в т.ч. ГОСТ 12119-2000 (Пакеты программ. Требования к качеству и тестирование), ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93 (Оценка программной продукции. Характеристики качества и руководства по их применению), ГОСТ Р ИСО 9294-93 (Руководство по управлению документированием программного обеспечения), ГОСТ 28195-89 (Оценка качества программных средств) и т.д.
Первый сертификат соответствия был получен компанией АдАстра еще в 2000 году. В 2003 году система управления качеством была сертифицирована международным сертификационным органом TUV Cert (Германия).
Высокое качество SCADA системы TRACE MODE позволяет применять ее в крупномасштабных АСУ большой энергетики, атомной и химической промышленности.
1.4.1. Обзор системы trace mode
Дистанционное получение данных и мониторинг имеет всё возрастающее значение для промышленного производства, экономики и финансов, поскольку укрепляет позиции предприятий и организаций в конкурентной борьбе. В традиционном построении таких систем супервизорного управления и получения данных SCADA-системы выполняли всю работу по дистанционному сбору, обработке и передаче данных к централизованным средствам мониторинга. Дистанционный сбор данных вызван спецификой производимых измерений параметров процесса.
Некоторые технологии, используемые в TRACE MODE, являются инновационными для SCADA-систем. Таковы встроенные оригинальные алгоритмы обработки сигналов и управления, объемная векторная графика мнемосхем, единое сетевое время, система структурирования и тиражирования проектов, механизм playback, обеспечивающий графический просмотр архивов на рабочих местах руководителей. TRACE MODE – первая SCADA-система, в которой реализовано сквозное программирование, т.е. возможность решать задачи верхнего и нижнего уровней АСУ при помощи единого инструментария.
Система позволяет создавать сложные АСУТП без программирования – в специальных графических редакторах, использующих терминологию, привычную для инженера-технолога. Ряд сложных и трудоемких операций, которые обычно затрудняют разработку АСУТП, TRACE MODE выполняет автоматически.
В версию 4.20 встроена поддержка практически всех промышленных контроллеров, имеющихся на российском рынке. Это и традиционные отечественные «Ремиконты-110/120/130”, “Ломиконты”, “Ш/711”; и классические западные контроллеры Modicon, Allen Bradley, Siemens; и менее широко применяемые Micro PC, ADAM, Klokner-Moeller, PEP и многие другие устройства. Для работы с контроллерами пользователь TRACE MODE просто выбирает требуемый протокол контроллера из меню. Настройка на нестандартные протоколы осуществляется при помощи драйвера, формат которого открыт и документирован.
Все это позволяет создавать мощные современные распределительные АСУ ТП, работающие под управлением различных операционных сред и решающие весь комплекс задач приема и обработки данных, организации автоматического управления и регулирования, ведения архивов и генерирования отчетов о ходе технологического процесса.
TRACE MODE поддерживает и современные западные и российские, и старые советские контроллеры, а значит, позволяет производить поэтапное обновление аппаратных средств АСУТП предприятия.
Система ориентирована на стандартные и легкодоступные, а поэтому недорогие программные средства. Это означает резкое сокращение непрямых расходов и так называемой скрытой цены, характерной для экзотических систем, использующих в качестве операционной системы QNX, OS-9 и т.д.
TRACE MODE экономична сама по себе благодаря использованию труда только российских разработчиков и отсутствию накладных расходов, связанных с оформлением на таможне и доставкой. По соотношению цена/производительность она значительно превосходит зарубежные аналогии.
К настоящему времени в России и за рубежом установлено несколько тысяч копий TRACE MODE; система имеет сотни внедрений практически во всех отраслях промышленности. АСУ ТП на ее основе работают в энергетике, металлургии, нефтяной, газовой, химической промышленности, в коммунальном хозяйстве и в других отраслях. По числу внедрений в России TRACE MODE значительно опережает аналогичные зарубежные пакеты.
Рис. 1.5. Типовая распределенная АСУТП на базе TRACE MODE