Лекция 10 - scada системы
Промышленные контролеры
Промышленный контроллер — управляющее устройство, контроллер, применяемое в промышленности, на транспорте и других отраслях по условию применения и задачам, близким к промышленным. Применяется для автоматизации технологических процессов, управления климатом и др. Широкий термин, охватывающий множество возможных реализаций:
устройство управления на основе механических, электрических и электронных схем, созданные до внедрения в системы автоматизации вычислительной техники, сохраняются оптимально решая некоторые частные задачи в конкретных устройствах, например контроллер электрического двигателя
промышленный контроллер на базе промышленного компьютера, по архитектуре близкого к персональному компьютеру, но имеющему специальное исполнение для применения в промышленных условиях и снабженного специальными устройствами, например, для подключения к промышленной сети
программируемые логические контроллеры и близко примыкающие к ним программируемые интеллектуальные реле
встроенные контроллеры, в том числе микроконтроллеры
Системы scada
АСУ ТП являются системами организационно-техническими, что означает наличие функций, выполняемых человеком (оператором). До недавнего времени эти функции заключались в основном в наблюдении за контрольно-измерительными приборами и непосредственном ручном управлении технологическим процессом. После начала компьютеризации производственного сектора взаимодействие между оператором и технологическим процессом стало осуществляться с помощью программного обеспечения, получившего общее название SCADA. В переводе на русский язык понятие «SCADA-система» (Supervisory Control And Data Acquisition System) – это система сбора данных и оперативного диспетчерского управления. Из названия определяются две основные функции, возлагаемые на SCADA-систему:
сбор данных о контролируемом технологическом процессе;
управление технологическим процессом, реализуемое ответственными лицами на основе собранных данных и правил (критериев), выполнение которых обеспечивает наибольшую эффективность и безопасность технологического процесса.
Согласно традиционной структуре аппаратных средств АСУ ТП SCADA-системы в иерархии программного обеспечения систем промышленной автоматизации находятся на уровнях 2 и 3. SCADA обеспечивают выполнение следующих основных функций:
Прием информации о контролируемых технологических параметрах от контроллеров нижних уровней и датчиков.
Сохранение принятой информации в архивах.
Вторичная обработка принятой информации.
Графическое представление хода технологического процесса, а также принятой и архивной информации в удобной для восприятия форме.
Прием команд оператора и передача их в адрес контроллеров нижних уровней и исполнительных механизмов.
Регистрация событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и действиями персонала, ответственного за эксплуатацию и обслуживание системы.
Оповещение эксплуатационного и обслуживающего персонала об обнаруженных аварийных событиях, связанных с контролируемым технологическим процессом и функционировании ем программно-аппаратных средств АСУТП с регистрацией действий персонала в аварийных ситуациях.
Формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной информации.
Обмен информацией с автоматизированной системой управления предприятием (или, как ее принято называть сейчас, комплексной информационной системой).
Непосредственное автоматическое управление технологическим процессом в соответствии с заданными алгоритмами.
Наличие некоторых функций и объем их реализации сильно варьируются в различных системах. Программное обеспечение с выраженным упором на функции взаимодействия с оператором (визуализация и т. п.) называют пакетами MMI (Man Machine Interface), или HMI (Human Machine Interface). Совмещение функций автоматического управления и операторского интерфейса на одном компьютере позволяет экономить на аппаратных средствах, но может иметь и ряд негативных последствий.
может оказаться, что операционная система операторской станции (в настоящее время наиболее популярна Windows) не обеспечивает необходимую для конкретного технологического процесса скорость и/или детерминированность реакции SCADA-системы.
неумелые действия оператора или запуск им несанкционированного программного обеспечения может вызвать полный выход из строя или «зависание» операторской станции.
SCADA-системы являются инструментом для эффективной разработки программного обеспечения верхнего уровня АСУ ТП. В большинстве случаев SCADA-системы позволяют значительно ускорить процесс создания ПО верхнего уровня АСУ ТП, не требуя при этом от разработчика знаний современных процедурных языков программирования. Т.е. в создании ПО могут принимать участие и технологи, которые досконально знают автоматизируемый технологический процесс. SCADA-системы также имеют встроенные механизмы обмена данными с определенной аппаратурой ввода-вывода.