Материал: АТП_лекции

71

Оборудование для механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ выбирают на основании разработанного технологического процесса складирования и переработки грузов. При этом во всех случаях предпочтение необходимо отдавать серийно выпускаемому промышленностью оборудованию.

72

12. SCADA-системы

SCADA (аббр. от англ. Supervisory Control And Data Acquisition, Диспетчерское управление и сбор данных) — программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления. SCADA может являться частью АСУТП, АСКУЭ

(Автоматизированная Система Коммерческого Учёта Электроэнергии - в соответствие новому стандарту ОАО «АТС», автоматизированная информационно-измерительная система — АИИС, обеспечивает коммерческий учёт электроэнергии), системы экологического мониторинга, научного эксперимента, автоматизации здания и т.д.). SCADA-системы используются во всех отраслях хозяйства, где требуется обеспечивать операторский контроль за технологическими процессами в реальном времени. Данное программное обеспечение устанавливается на компьютеры и, для связи с объектом, использует драйверы ввода-вывода или OPC/DDE серверы. Программный код может быть как написан на языке программирования (например на C++), так и сгенерирован в среде проектирования.

Иногда SCADA-системы комплектуются дополнительным ПО для программирования промышленных контроллеров. Такие SCADA-системы называются интегрированными и к ним добавляют термин SoftLogic.

Термин SCADA имеет двоякое толкование. Наиболее широко распространено понимание SCADA как приложения, то есть программного комплекса, обеспечивающего выполнение указанных функций, а также инструментальных средств для разработки этого программного обеспечения. Однако, часто под SCADA-системой подразумевают программно-аппаратный комплекс. Подобное понимание термина SCADA более характерно для раздела телеметрия.

Рис. 33. Пример реализации проекта в SCADA-системе

Значение термина SCADA претерпело изменения вместе с развитием технологий автоматизации и управления технологическими процессами. В 80-е годы под SCADA-системами чаще понимали программно-аппаратные комплексы сбора данных реального времени. С 90-х годов термин SCADA больше используется для обозначения только программной части человекомашинного интерфейса АСУТП.

12.1. Основные задачи решаемые SCADA-системами

SCADA-системы решают следующие задачи:

Обмен данными с УСО (устройства связи с объектом, то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы.

Обработка информации в реальном времени.

Логическое управление.

Отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме.

Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.

Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями.

Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.

Осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК.

73

Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.). В системе управления предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню MES.

Рис. 34. Операторский интерфейс, разработанный в SCADA

SCADA-системы позволяют разрабатывать АСУТП в клиент-серверной или в распределенной архитектуре.

12.2. Основные компоненты SCADA

SCADA-система обычно содержит следующие подсистемы:

Драйверы или серверы ввода-вывода — программы, обеспечивающие связь SCADA с промышленными контроллерами, счетчиками, АЦП и другими устройствами ввода-вывода информации.

Система реального времени — программа, обеспечивающая обработку данных в пределах заданного временного цикла с учетом приоритетов.

Человеко-машинный интерфейс (HMI, англ. Human Machine Interface) — инструмент, который представляет данные о ходе процесса человеку оператору, что позволяет оператору контролировать процесс и управлять им. Программа-редактор для разработки человеко-машинного интерфейса.

Система логического управления — программа, обеспечивающая исполнение пользовательских программ (скриптов) логического управления в SCADA-системе. Набор редакторов для их разработки.

База данных реального времени — программа, обеспечивающая сохранение истории процесса в режиме реального времени.

Система управления тревогами — программа, обеспечивающая автоматический контроль технологических событий, отнесение их к категории нормальных, предупреждающих или аварийных, а также обработку событий оператором или компьютером.

Генератор отчетов — программа, обеспечивающая создание пользовательских отчетов о технологических событиях. Набор редакторов для их разработки.

Внешние интерфейсы — стандартные интерфейсы обмена данными между SCADA и другими приложениями. Обычно OPC, DDE, ODBC, DLL и т.д.

12.3. Концепции систем

Термин SCADA обычно относится к централизованным системам контроля и управления всей системой, или комплексами систем, осуществляемого с участием человека. Большинство управляющих воздействий выполняется автоматически RTU или ПЛК (Программируемый́ логический́ контроллер́ ). Непосредственное управление процессом обычно обеспечивается RTU или PLC, а SCADA управляет режимами работы (рис. 35). Например, PLC может управлять потоком

74

охлаждающей воды внутри части производственного процесса, а SCADA система может позволить операторам изменять уставку для потока, менять маршруты движения жидкости, заполнять те или иные емкости, а так же следить за тревожными сообщениями (алармами), такими как — потеря потока и высокая температура, которые должны быть отображены, записаны, и на которые оператор должен своевременно реагировать. Цикл управления с обратной связью проходит через RTU или ПЛК, в то время как SCADA система контролирует полное выполнение цикла.

Рис. 35. Система в SCADA

Сбор данных начинается в RTU или на уровне PLC и включает — показания измерительного прибора. Далее данные собираются и форматируются таким способом, чтобы оператор диспетчерской, используя HMI мог принять контролирующие решения — корректировать или прервать стандартное управление средствами RTU/ПЛК. Данные могут также быть записаны в архив для построения трендов и другой аналитической обработки накопленных данных.

12.4. WebSCADA

Под термином WebSCADA, как правило, понимается реализация человеко-машинного интерфейса (HMI) SCADA-систем на основе web-технологий.

Это позволяет осуществлять контроль и управление SCADA-системой через стандартный браузер, выступающего в этом случае в роли тонкого клиента.

Архитектура таких систем включает в себя WebSCADA-сервер и клиентские терминалы — ПК, КПК или мобильные телефоны с Web-браузером. Подключение клиентов к WebSCADA-серверу через Internet/Intranet позволяет им взаимодействовать с прикладной задачей автоматизации как с простой web или WAP-страницей. Однако на данном этапе развития WebSCADA еще не достигло уровня широкого промышленного внедрения, т.к. существуют сложности с защитой передаваемой информации. Кроме этого, реализация функций управления через незащищенные каналы связи противоречит соображениям безопасности любого промышленного объекта. В связи с этим, в большинтсве случаев Web интерфейсы используются в качестве удаленных клиентов для контроля и сбора данных.

Системы SCADA уязвимы для хакерских атак.

12.5.Основные SCADA

General Electric — Cimplicity, IFix;

InSAT — MasterSCADA

Trace mode - AdAstrA Research Group, ltd

Tibbo Technology — AggreGate SCADA/HMI

ARC Informatique — PcVue;

Wonderware (англ.)русск. — InTouch;

Iconics (англ.)русск. — Genesis;

United States DATA Co. — Factory Link;

75

RealFlex Technologies, Ltd. — RealFlex;

Rockwell Automation — RSView;

Motorola Solutions — ACE3600, MOSCAD, MOSCAD-M;

Schneider Electric — CitectSCADA;

Schneider Electric — Vijeo Citect;

Schneider Electric — ClearSCADA;

Schneider Electric — PowerLogic SCADA;

Jade Software — Sitex;

Certec EDV GmbH — Atvise;

Siemens — WinCC;

PSI AG — PSIControl;

WEBfactory — WEBfactory 2010 (нем.);

Seven Technologies — IGSS;

ПрограмПарк — Вектор (АСДУ);

ЭлеСи — SCADAInfinity;

НПО_«Мир» — SCADA МИР;

Каскад-АСУ — КАСКАД;

ЭНТЕЛС — ЭНТЕК;

Энергосоюз — SCADA-НЕВА;

Роман Савоченко — OpenSCADA.

ВИКАН(г.Северодонецк) — СИДИКОН.

НТО Терси-КБ — Каскад-САУ.

НПФ Круг — Круг 2000.

ООО "Инфо-Сети+" — NetServer TM.

12.6. Состав и структура TRACE MODE

TRACE MODE (произносится «Трэйс́ моуд́» или «Трэйс́ мод́») — инструментальный программный комплекс класса SCADA HMI, разработана компанией AdAstra Research Group, Москва в 1992 году. Предназначена для разработки программного обеспечения АСУТП, систем телемеханики, автоматизации зданий, систем учета электроэнергии (АСКУЭ, АИИС КУЭ), воды, газа, тепла, а также для обеспечения их функционирования в реальном времени. Начиная с версии 4.20 (1995) TRACE MODE обладает функциями для программирования промышленных контроллеров.

Рис. 36. SCADA-система TRACE MODE

Система TRACE MODE состоит из инструментальной системы и из набора исполнительных модулей (рантаймов). В Инструментальной системе создается набор файлов, который называется