
- •Кафедра автоматизации технологических процессов и производств
- •Введение
- •Раздел 1. Основы построения интегрированных систем проектирования и управления (исПиУ)
- •1. Понятие исПиУ. Ее место в системе автоматизации предприятия.
- •2. Структура и функции исПиУ.
- •Классы микропроцессорных комплексов
- •Операционные системы контроллеров
- •Средства технологического программирования контроллеров
- •3. Концепция комплексной автоматизации производства.
- •Современные направления развития микропроцессорных средств управления
- •4. Этапы создания асутп.
- •4.1. Общие положения.
- •4.2. Стадии и этапы создания ас.
- •4.3. Содержание работ.
- •5. Обеспечение исПиУ.
- •6. Понятие открытой системы. Применение открытых систем в промышленной автоматизации.
- •7. Принципы и технологии создания открытых программных систем.
- •Описание межпрограммного протокола – dde
- •Описание типового интерфейса общения программ – ole
- •Приложения типа «клиент-сервер»
- •Описание технологии – com/dcom
- •Описание компонентной объектной архитектуры - corba
- •Описание взаимодействия на базе архитектуры ActiveX
- •Описание языка запросов к реляционным субд - sql
- •Описание обмена программ с субд на базе драйвера odbc
- •Раздел 2. Системы диспетчерского управления и сбора данных (scada-системы)
- •8. Scada-системы. Основные понятия, история возникновения scada-систем.
- •9. Характеристики scada-программ.
- •9.1. Общие сведения о scada-программах:
- •9.2. Структурные особенности scada-программ.
- •9.3. Функциональные характеристики scada-систем.
- •9.4 Технические характеристики scada-систем.
- •9.5. Характеристики полноты открытости scada-систем.
- •9.6. Эксплуатационные характеристики scada-систем.
- •9.7. Стоимостные характеристики scada-систем.
- •10. Рабочее место диспетчера (оператора). Графический интерфейс пользователя.
- •Требования эргономики при разработке арм
- •11. Механизм ole for Process Control (opc) как основной способ взаимодействия scada-системы с внешним миром.
- •12. Ведение архивов данных в scada-системе. Тренды. Алармы.
- •12.1. Тренды.
- •12.2. Алармы.
- •13. Встроенные языки программирования.
- •14. Базы данных в scada. Основные понятия бд. Краткая история развития бд.
- •15. Базы данных в scada. Особенности промышленных баз данных. Microsoft sql-сервер. Основные характеристики.
- •16. Industrial sql Server – развитие Microsoft sql Server. Продукт Plant2sql.
- •Функциональные возможности и характеристики Industrial sql Server
- •Области применения Industrial sql Server
- •18. Вопросы надежности scada-систем.
- •Основные понятия теории надежности
- •Резервирование в scada-системах
- •19. Выбор scada-системы.
- •19.1. Общий поход.
- •19.2. Выбор scada-системы.
- •20. Тенденции развития scada-систем.
- •Раздел 3. Примеры существующих scada-систем
- •21. Система InTouch.
- •1. Общие сведения
- •2. Структура
- •3. Функциональные возможности
- •4. Аппаратно-программная платформа
- •5. Коммуникационные возможности
- •6. Распространение системы в снг
- •7. Стоимость
- •22. Ситема Citect.
- •1. Общие сведения
- •2. Структура
- •3. Функциональные возможности
- •4. Аппаратно-программная платформа
- •5. Коммуникационные возможности
- •6. Распространение системы в снг
- •7. Стоимость
- •23. Система genesis32.
- •1. Общие сведения
- •2. Структура
- •3. Функциональные возможности
- •4. Аппаратно-программная платформа
- •5. Коммуникационные возможности
- •6. Распространение системы в снг
- •7. Стоимость
- •24. Система trace mode.
- •1. Общие сведения
- •2. Структура
- •3. Функциональные возможности
- •4. Аппаратно-программная платформа
- •5. Коммуникационные возможности
- •6. Распространение системы в снг
- •7. Стоимость
- •Словарь использованных терминов
- •Список литературы
- •Internet-сайты, посвященные промышленной автоматизации и scada-системам:
9.7. Стоимостные характеристики scada-систем.
При оценке стоимости SCADA-систем нужно учитывать следующие факторы:
- стоимость программно-аппаратной платформы;
- стоимость системы;
- стоимость освоения системы;
- стоимость сопровождения.
Стоимость программно-аппаратной платформы.
В стоимость программно-аппаратной платформы входит стоимость используемых ЭВМ (при этом, если, например, в качестве аппаратной платформы используются ЭВМ фирмы Sun Microsystems, их стоимость может быть весьма высокой) и стоимость устанавливаемых операционных систем. При этом стоимость всей программно-аппаратной платформы зависит от числа серверов и рабочих мест.
Стоимость контроллеров, промышленных шин и датчиков рассчитывается отдельно, как стоимость автоматизации объекта управления.
Стоимость системы.
Стоимость системы на первый взгляд кажется достаточно высокой. При этом механизм определения цены у различных фирм-разработчиков различен. В основном, цена системы зависит от ее комплектации. Стоимость SCADA InTouch, например, зависит от числа переменных, используемых в разрабатываемой прикладной программе. Стоимость системы Simplicity зависит от числа каналов ввода/вывода, которые должна поддерживать система, а пакет FactoryLink при высокой базовой стоимости не имеет ограничений на число переменных и каналов ввода/вывода. При оценке стоимости SCADA-системы нужно также учитывать минимальные и рекомендуемые ресурсы используемых ЭВМ, необходимые для ее установки. При этом в некоторых системах число допустимых переменных напрямую зависит от объема ОЗУ.
Стоимость освоения системы.
В силу особенностей SCADA, ее ориентированности на слабо подготовленного пользователя, стоимость ее освоения техническим персоналом является относительно низкой.
Стоимость сопровождения.
Стоимость сопровождения, или «стоимость владения», обычно наиболее скрыта от глаз покупателя и зависит от множества факторов. Перечислим некоторые из них:
- стоимость риска покупки, который определяется такими параметрами, как рыночная надежность фирмы-дистрибьютора (поставщика) и рыночная стабильность фирмы-производителя продукта;
- стоимость коммуникаций с фирмой-поставщиком;
- «время реакции» поставщика на проблемы покупателя;
- наличие реального прикладного опыта и хорошего знания поставляемого программного продукта специалистами фирмы-дистрибьютора, наличие специализированного персонала поддержки;
- степень открытости, адаптируемости и модернизируемости продукта.
В настоящее время наиболее низкой «стоимостью владения» обладают системы, работающие под управлением ОС Windows NT.
10. Рабочее место диспетчера (оператора). Графический интерфейс пользователя.
Важнейшей функцией любой SCADA-системы является обеспечение работы автоматизированного рабочего места диспетчера-оператора.
Автоматизированное рабочее место (АРМ) – это автономный диалоговый (интерактивный) комплекс, система или устройство на базе ЭВМ, предназначенный для автоматизации работ, производимых на рабочих местах. В качестве ядра АРМ могут использоваться универсальные ЭВМ (персональные ЭВМ и микро-ЭВМ общего назначения), специализированные вычислительные машины (персональные и микро-ЭВМ, контроллеры); АРМ могут быть выполнены также в виде специализированной системы с ядром в виде встроенного микропроцессора. Наибольшее распространение получили АРМ для проектировщиков, конструкторов, технологов, исследователей, управленческого персонала (администраторов, бухгалтеров), для контрольно-измерительных работ (тестеры различного назначения), для разработчиков средств вычислительной техники и т. д.
АРМ могут работать либо автономно, либо могут входить в состав коллектива вычислителей (в составе локальных сетей, систем проектирования, конструкторских бюро и т.д.), подключаться к более мощным ЭВМ (в децентрализованных системах).
В системах промышленной автоматизации АРМ зачастую реализуются в виде мнемосхем.
Мнемосхема - совокупность сигнальных устройств, изображений оборудования и внутренних связей контролируемого объекта, размещаемых на диспетчерских пультах, специальных панелях или выполненных на персональном компьютере. Облегчает запоминание структуры объекта, контроль режимов его действия и управление им.
Средства визуализации - одно из базовых свойств SCADA-систем. В каждой из таких систем существует графический объектно-ориентированный редактор с определенным набором анимационных функций. Используемая векторная графика дает возможность осуществлять широкий круг операций над выбранным объектом. Объекты могут быть простыми (линии, прямоугольники, текстовые объекты и т. д.) и сложные. Возможности агрегирования сложных объектов в разных SCADA-системах различны. Все SCADA-системы включают библиотеки стандартных графических символов, библиотеки сложных графических объектов, обладают целым рядом других стандартных возможностей.
Но, тем не менее, каждая SCADA-система по-своему уникальна и, несмотря на поддержку стандартных функций, обладает присущими только ей особенностями. При рассмотрении графических возможностей SCADA-систем необходимо обращать внимание не только на возможности инструментария по созданию графических объектов, но и на другие предоставляемые пользователю услуги, облегчающие и ускоряющие процесс разработки приложений (проектов).
Графический редактор позволяет создавать статическую часть технологических мнемосхем, их фрагменты и элементы, не изменяющиеся в процессе работы системы, и далее выполнять динамизацию мнемосхем, т.е. связывать элементы мнемосхемы с такими атрибутами ТП, как текущие значения технологических параметров, аварийная и предупредительная сигнализация, состояния исполнительных механизмов и т.д. Динамически изменяемая информация на экране дисплея, в соответствии с ее особенностями, может представляться в одной из следующих форм:
- в виде текстовых сообщений;
- в виде числовых значений параметров;
- в виде столбцов диаграмм, вторичных показывающих приборов (изображения вольтметров, амперметров, и др.).
Состояние оборудования может быть изображено:
- в виде текстовых сообщений;
- в виде изменяющих свой цвет и внешний вид объектов (например, открывающаяся и закрывающаяся заслонка).
Состояние технологического процесса может быть отражено:
- в виде текстовых подсказок;
- в виде изменяющих свою форму и цвет частей технологического оборудования.
На рисунке 16 в качестве примера показан АРМ участка выделения возвратного изобутилена и изопрена цех 1307 завода БК ОАО «Нижнекамскнефтехим». Данный АРМ оператора реализован в системе InTouch.
Рис. 16. АРМ участка выделения возвратного изобутилена и изопрена цех 1307 завода БК ОАО «Нижнекамскнефтехим».
Для специалиста-разработчика системы автоматизации, так же как и для специалиста-технолога, чье рабочее место создается, очень важен графический пользовательский интерфейс. Функционально графические интерфейсы всех SCADA-систем весьма похожи. В каждой из систем существует графический объектно-ориентированный редактор с определенным набором анимационных функций. Используемая векторная графика дает возможность осуществлять широкий набор операций над выбранным объектом (масштабирование, вращение, изменение цвета и положения отдельных частей объекта), а также быстро обновлять изображение на экране, используя средства анимации.
Крайне важен вопрос о поддержке в SCADA-системе стандартных функций графического интерфейса пользователя. К таким функциям относятся удаление, копирование, вставка объектов и т.п. Поскольку большинство существующих SCADA-систем работает под управлением ОС Windows, это и определяет тип графического интерфейса. Системы, которые работают под управлением других операционных систем, часто имеют Windows-подобный интерфейс.