SCADA жүйелері негізінде автоматтандырылған процестерді басқару жүйелерін құрудың заманауи тұжырымдамалары. Газ өнеркәсібінде кейбір SCADA жүйелерін қолдану

Мақалада кең таралған SCADA жүйелері қарастырылады, олардың сипаттамалары сипатталады және кейбір көрсеткіштер салыстырылады..

«ИНЕКО-А» ЖШС, Мәскеу

«ГИПРОГАЗцентр» ААҚ, Нижний Новгород

Газ өнеркәсібі техникалық және функционалдық сипаттамалары бойынша ерекшеленетін көптеген технологиялық қондырғыларды қамтиды. Олар үшін басқару жүйелерін әртүрлі SCADA жүйелерін пайдаланатын көптеген компаниялар жасауда.

GIPROGAZcenter (Нижний Новгород) орталық жобалау институтының деректерін және автордың әртүрлі басқару жүйелерін әзірлеу мен енгізудегі 36 жылдан астам тәжірибесін (оның ішінде 16 жыл бас мердігер болып табылатын «ИНЕКО-А» ЖШС директоры ретіндегі) пайдалану басқару жүйесін дамыту, технологиялық жабдықты және бақылау-өлшеу құралдарын қайта құру, есептеуіш кешенін орнату, объектіні коммерциялық пайдалануға беру) үшін кейбір SCADA жүйелерін және олардың сипаттамаларын қарастырамыз.

Еске салайық, оператор мен басқару жүйесі арасындағы адам-машина интерфейсін қамтамасыз ету үшін компьютерлерде SCADA типті қолданбалы бағдарламалық қамтамасыз ету орнатылған.

Қазіргі заманғы SCADA жүйелері - бұл функциялар мен интерфейстер тұрғысынан жақсы үйлестірілген бағдарламалық өнімдер. Желілік жүйелерде SCADA құралдары әртүрлі функционалдық мақсаттағы станцияларды жүзеге асырады: серверлер, клиенттік станциялар, бақылау (бақылау) станциялары, негізінен басшылар, деректерді мұрағаттау станциялары және т.б.

SCADA жүйелерінің функционалдық базалық профилі бірінші басқару компьютерлері кезінде қалыптасты. Уақыт өте келе дамумен Информатика, функционалдықжүйелер кеңейе бастады (түрлі-түсті дисплейлер, анимация құралдары, дауыстық дабылдар және т.б. пайда болды). Тұжырымдаманың пайда болуымен ашық жүйелерОператор станцияларына арналған SCADA жүйелерінің бағдарламалық жасақтамасы әртүрлі өндірушілердің бағдарламалық және аппараттық құралдарымен еркін әрекеттесетін тәуелсіз өнімге айналады. Бағдарламалық өнімді өндірушілердің бұл мамандануы SCADA жүйелерінің функцияларының кеңеюіне де ықпал етті. Желіні қолдау функциясы пайда болды және әртүрлі өндірушілердің контроллері бар SCADA жүйелері үшін байланыс құралдарын әзірлеу басталды. Әртүрлі бағдарламалық және аппараттық платформалары бар контроллерлердің үлкен саны әзірлеушілерді SCADA жүйелерінде жаңа драйверлерді әзірлеуге арналған көптеген дайын драйверлер мен құралдарды қосуға мәжбүр етті.

SCADA жүйелеріне қойылатын талаптарға байланысты олардың функционалдық тізімі барлық дерлік пакеттерде анықталған және енгізілген (айырмашылықтар мүмкін техникалық ерекшеліктерісату және бағасы):

Төменгі деңгейдегі құрылғылардан (құрылғылардан және т.б.) бастапқы ақпаратты жинау;

Бастапқы ақпаратты өңдеу;

Мнемоникалық диаграммаларды, графиктерді, кестелерді және т.б. пайдалана отырып, технологиялық параметрлер мен жабдықтарды визуализациялау. Дисплей экранында қажетті мәліметтерді немесе технологиялық желілердің бөлімдерін шақыру;

Технологиялық процестер мен объектілерді қашықтықтан басқару;

Төтенше жағдайға дейінгі және төтенше жағдайлар туралы персоналға хабарлама (жарық және дыбыс сигналдары). Төтенше жағдайларды тіркеу және мұрағаттық мәліметтерді жинақтау (кез келген кезеңге, тіпті бір жылға дейін мүмкін);

Ағымдағы және жинақталған (мұрағаттық) мәліметтерді графиктер (тенденциялар) түрінде беру;

Ақпаратты оны кейінгі өңдеу мүмкіндігімен сақтау (әдетте ең басым деректер қорларына интерфейстер арқылы жүзеге асырылады);

Жасалуға мүмкіндік беретін автоматтандырылған әзірлеу бағдарламалық қамтамасыз етунақты бағдарламалаусыз автоматтандыру жүйелері;

Орындау қолданбалы бағдарламалар, басқарудың жаңа алгоритмдерін құру;

SCADA жүйесінің барлық функцияларын өзгерту (датчиктерді, жетектерді қосу немесе жою және олардың сипаттамаларын өзгерту, технологиялық айнымалылар үшін параметрлерді өзгерту, контроллерлерге немесе жаңа контроллерлерге жаңа модульдерді қосу, кез келген мнемоникалық диаграммаларды, трендтерді, құжаттамаларды реттеу және құру);

Жоғары деңгейдегі жүйеге қажетті деректерді беру (және қабылдау);

Диагностикалық процедураларды және оларды тіркеуді қамтамасыз ету және автоматты хабарламаолар туралы операторға;

Технологиялық процестердің және бүкіл жүйенің сенімділігін қамтамасыз ету ( толық қолдауыстық күту режимі, автоматты ауыстыру және қалпына келтіру, резервтеу қосымша бағдарламалаусыз орнатылуы керек, автоматты синхрондаунегізгі сервер қалпына келтірілгеннен кейінгі тренд деректері);

Рұқсат етілмеген қол жеткізуден қорғау (миллионнан астам комбинацияларды қамтамасыз ететін белгілі бір аумақты құпия сөзбен қорғау; олардың басымдылығын ескере отырып, әрбір пайдаланушы үшін аймақтар мен деңгейлерді анықтау).

Компьютерлердің қуаты өскен сайын SCADA жүйелері масштабталады, яғни. бірнеше жүзден жүздеген мыңға дейінгі кіріс/шығыстарды қолдай алады, сондай-ақ тұтастай алғанда күрделі салаларды басқара алады. Өндірісті басқару деңгейі үшін арнайы бағдарламалық өнімдер пайда бола бастады. Оларда маңызды рөлді материалдық ағындарды қайта бөлуге дейінгі шешімдерді қолдау функциясы (ірі өнеркәсіптерде, мысалы, мұнай-химия немесе Астрахань немесе Орынбор газ өңдеу зауытында күкірт алудың Клаус процесі) құралдар арқылы нәтижелерді бағалау арқылы ойнайды. модельдеу.

Технологиялық процестерді тікелей басқару функциялары (автоматты басқару және логикалық басқару) ДК-үйлесімді контроллерлерге арналған қолданбалы пакеттерде және тікелей басқару функцияларын компьютерде жүзеге асыру үшін жүзеге асырылады.

Процесті басқарудың автоматтандырылған жүйесін құру кезінде SCADA жүйесін пайдалану мүмкіндігін бағалау кезінде келесі негізгі сәттерді ескеру қажет:

Деректер көлемі (өнімділік, стандартты желілік протоколдар мен деректер пішімдерін қолдау);

Пайдаланудың қарапайымдылығы (пайдаланушы интерфейсін стандарттау, деректер мен процестерді сипаттау тілінің қолжетімділігі және ыңғайлылығы);

Орыс тілінде қаптаманың сипаттамасы және пайдалану жөніндегі нұсқаулық;

Техникалық қамтамасыз ету деңгейі (қолжетімділігін ескере отырып);

Шетелдегі және Ресейдегі қондырғылар саны (әсіресе өнеркәсіптік автоматтандырылған басқару жүйелерінде қолдану мүмкіндігі);

Бағдарламалық өнімнің бағасы.

Бүгінгі таңда Ресей нарығында келесі SCADA жүйелері кең таралған:

1_In Touch (Wonderware, АҚШ);

2_FIX (Intellution, АҚШ);

3_Genesis (Iconics Co, АҚШ);

4_Citect (CI Technology, Австралия);

5_Factory Link (United States Data Co, АҚШ);

6_ReaIFlex (BJ Software Systems, АҚШ);

7_Sitex (Jade Software, Ұлыбритания);

8_WinCC (Siemens, Германия);

9_ Trace Mode (AdAstrA, Ресей);

10_RTWin (SWD Real Time Systems, Ресей);

11_Cimplicity (GE Fanuc, АҚШ);

12_RSView (Rockwell Automation, АҚШ);

13_SARGON (NVT - Avtomatika, Ресей);

14_MIK$Sys (MEPhI, Ресей).

Сонымен қатар, GIPROGAZcenter (Нижний Новгород) жобалау институтының мәліметтері бойынша, сіз негізгі басқару бөлмесі деңгейінде газ өнеркәсібінде қолданылатын жүйелерді қосуға болады:

15_Monitor Pro (Schneider – Electric, Германия);

16_Operate IT (ABB Automation Systems GmbH, Германия);

17_GAMOS (PS/AG, Германия).

Біздің нарықта SCADA жүйелерінің әртүрлілігі болғандықтан, олардың біреуін таңдау мәселесі туындайды. Бұл таңдау көп критериалды ортада шешім қабылдау мәселесіне ұқсас біршама күрделі міндет болып табылады. Біржақты шешім қабылдау үшін тым көп көрсеткіштер, критерийлер және сандық бағалаулар аз.

Пайдаланушы тұрғысынан SCADA жүйелерін бағалау критерийлерінің шамамен тізімін қарастырайық, оны көрсеткіштердің үш тобына бөлуге болады: техникалық, пайдалану және экономикалық сипаттамалар.

SCADA жүйесі енгізілген негізгі бағдарламалық және аппараттық платформаларды қарастырыңыз.

Компьютерді таңдау үшін оның платформасын (бір операциялық ортада жасалған қолданба таңдалған SCADA бумасы қолдайтын кез келген басқа нұсқада орындалуы мүмкін), операциялық жүйені, процессор жиілігін, жедел жадының қажетті көлемін және дискілік жадыны білу қажет. Сонымен қатар, сіз жеке станцияның ақпараттық сыйымдылығын білуіңіз керек - кірістердің / шығыстардың максималды саны, кіріс / шығыс жылдамдығы, жүйенің масштабталуы және т.б.

Бұрын программалық платформаның негізі QNX нақты уақыттағы операциялық жүйесі болды. Қазір SCADA жүйелерінің көпшілігі MS Windows платформаларында жүзеге асырылады. Мұндай жүйелер адам мен машина интерфейсінің ең толық және оңай масштабталатын құралдарын ұсынады. Microsoft корпорациясының нарықтағы позициясын одан әрі нығайтуды ескере отырып операциялық жүйелер, айта кету керек, тіпті көп платформалы SCADA жүйелерін әзірлеушілер өздерінің SCADA жүйелерін Windows платформасында одан әрі дамытуды басымдық ретінде қарастыра бастады. Нақты уақыттағы операциялық жүйелерге негізделген SCADA жүйелерін әлі де қолдайтын кейбір фирмалар Windows платформасы бар жүйелерге назар аудара бастады.

SCADA жүйелерінен компьютерге қойылатын талаптарды қарастырыңыз. Олар, мысалы, келесілер болуы мүмкін: жиілігі 300 - 800 МГц Pentium 2/3, жедел жады 64/128 МБ. және бос дискілік кеңістік 150 - 300 МБ. iFIX қосымша дыбыс деңгейін талап етеді жедел жады- мин 96 мб., жақсырақ 128 мб. арналған жүйелер үшін үлкен мөлшерЕнгізу/шығару нүктелері, неғұрлым «байыпты» конфигурация қажет болуы мүмкін.

Желіні қолдау құралдары

Заманауи автоматтандыру жүйелері интеграцияның жоғары деңгейімен ерекшеленеді (мен мұны әсіресе газ өнеркәсібінде басқару жүйелерін әзірлеу және енгізу бойынша 30 жыл жұмыс істегенім үшін білемін. Ал газ өнеркәсібінің объектілерінде бұл жүйелер кез келген уақытта ең озық болды - дегенмен, олар алдымен импорт арқылы сатып алынды): олар жетектерді, ақпаратты тіркейтін және өңдейтін жабдықты, оператордың жұмыс орындарын, дерекқор серверлерін және тіпті тәуелсіз басқару объектілерін қамтуы мүмкін. Осы гетерогенді ортада тиімді жұмыс істеу үшін SCADA жүйесі жоғары деңгейді қамтамасыз етуі керек желі қызметі. Оның стандартты желілік орталарда (ArcNet, Ethernet және т.б.) стандартты протоколдарды (NetBIOS, TCP / IP және т.б.) пайдалана отырып жұмыс істеуін қолдағаны жөн, сонымен қатар ең танымалды қолдауды қамтамасыз етеді. желілік стандарттарөнеркәсіптік интерфейстер класынан (Profibus, CANbus, LON, Modbus және т.б.). Қарастырылып отырған барлық дерлік SCADA жүйелері бұл талаптарды бір дәрежеде қанағаттандырады, бірақ қолдау көрсетілетін желі интерфейстерінің жиынтығы әртүрлі.

Қолдау көрсетілетін дерекқорлар

Мәліметтер қорының жұмыс істеуі үшін (жинау, онлайн талдау, сақтау, қысу, қайта жіберу және т.б.) деректер қорының түріне тәуелсіз ANSI SQL синтаксисін пайдаланыңыз. Осылайша, қолданбалар іс жүзінде оқшауланған, бұл қолданбаның өзінде үлкен өзгерістерсіз мәліметтер базасын өзгертуге, ақпаратты талдау үшін тәуелсіз бағдарламаларды жасауға және әзірленген деректерге бағытталған бағдарламалық қамтамасыз етуді пайдалануға мүмкіндік береді.

Кірістірілген пәрмен тілдері

SCADA жүйелерінің көпшілігінде күрделі қосымшаларды әзірлеуге мүмкіндік беретін кіріктірілген бағдарламалау тілдері (жоғары деңгейлі тілдер) бар: айнымалы мәннің өзгеруіне байланысты оқиғаларға барабар жауап беру; кейбір логикалық шарттың орындалуымен; пернелер тіркесімін басу арқылы, сондай-ақ бүкіл қолданбаға немесе бөлек терезеге қатысты берілген жиілікпен белгілі бір фрагменттің орындалуымен.

SCADA жүйелерінің алғашқы нұсқаларында мұндай тілдер болған жоқ немесе бұл тілдерде функциялардың нашар жиынтығы орындалды. SCADA жүйелерінің заманауи нұсқаларында функционалдылықты екі бағытқа бөлуге болады:

Технологтар (немесе операторлар) үшін;

Жүйе интеграторы үшін. Бұл жағдайда VBasic тәрізді тілдер жиі қолданылады.

Кірістірілген тіл мүмкіндіктерін толық пайдалану әзірлеушінің тиісті біліктілік деңгейін талап етеді.

Графикалық мүмкіндіктер

SCADA-да визуализация үшін әртүрлі графика қолданылады. пайдаланушы интерфейстері, олардың әрқайсысында анимация функцияларының белгілі бір жиынтығы бар графикалық объектіге бағытталған редакторы бар. Қолданылатын векторлық графика таңдалған қарапайым (стандартты графикалық белгілердің кітапханалары: сызықтар, тіктөртбұрыштар, мәтін көлемі және т.б.) және күрделі объектілермен (күрделі графикалық объектілердің кітапханасы) кең ауқымды операцияларды орындауға, сонымен қатар жылдам жаңартуға мүмкіндік береді. анимация құралдарының көмегімен экрандағы кескіндерді (динамикалық редактор).

Жүйенің ашықтығы

Бағдарламалық жүйе ашық болып табылады, егер ол үшін пайдаланылатын деректер пішімдері мен процедуралық интерфейс анықталса және сипатталса, бұл оған «сыртқы», дербес әзірленген компоненттерді қосуға, пакетті нақты қажеттіліктерге ең аз шығынмен бейімдеуге мүмкіндік береді.

Кейбір басқару жүйесін әзірлеушілер өздерінің (таңдалған SCADA жүйесімен қамтамасыз етілмеген) бағдарламалық модульдерін жасайды және оларды құрылатын басқару жүйесіне қосады. Демек, егер жүйе ашық болса, онда бұл белгілі бір жүйелік қызметті жүзеге асыратын (графикалық функцияларға, мәліметтер базасының функцияларына және т.

Бүгінгі таңда SCADA жүйелері төменгі деңгейдегі аппараттық құралдарды таңдауды шектемейді, өйткені драйверлердің немесе енгізу/шығару серверлерінің үлкен жиынтығы бар және өздерінің бағдарламалық модульдерін немесе жаңа төменгі деңгейдегі құрылғылардың драйверлерін (стандартты бағдарламалау тілдерін қолдану арқылы әзірленген) жасаудың жақсы дамыған құралдары бар. Бірақ бұл жеткіліксіз.

SCADA жүйелерінде байланыс үшін негізгі механизм қолданылады сыртқы әлем, стандартты DDE (Динамикалық деректер алмасу) механизмі және ішкі хаттаманың көмегімен алмасу (тек әзірлеуші ​​компанияға белгілі) қалды. Бірақ өнімділік пен сенімділіктегі шектеулерге байланысты ол нақты уақытта ақпарат алмаса алмады. Сондықтан, DDE механизмінің орнына Microsoft корпорациясы деректерді процестер арасында тасымалдаудың неғұрлым тиімді және ең маңыздысы сенімді құралын – OLE механизмін (Object Linking and Embedding – объектілерді қосу және ендіру) ұсынды. OLE механизміне RS View, iFix, In Touch, Factory Link және т.б. қолдау көрсетіледі. OLE негізінде өнеркәсіптік басқару жүйелері нарығына бағытталған жаңа OPC стандарты (OLE Process OLE) пайда болды.

Көптеген компаниялар (мысалы, автоматтандырылған процестерді басқару жүйелерінің құрылымына сенімді компания) SCADA жүйелері үшін драйверлерді, ActiveX нысандарын және басқа бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеуде. Мұны SCADA жүйесін таңдау кезінде де ескеру қажет, өйткені ол кәсіпқой емес бағдарламашылар үшін жүйенің ауқымын кеңейтеді.

Жоғарыда аталған технологияларды жүзеге асыру үшін OC Windows жүйесіне арналған арнайы кітапханалар мен құралдар жүйелері әзірленді. Бұл үшін тек арнайы стандарттарды пайдалану өте еңбекқорлық қана емес, сонымен қатар бағдарламашылардың жоғары кәсібилігін талап етеді және Windows емес платформалар үшін қиын.

RTOS платформаларына негізделген SCADA жүйелерімен салыстырғанда Windows 3.xx/95 негізіндегі SCADA жүйелерінің маңызды кемшіліктерінің бірі нақты уақыттағы қиын қолдаудың болмауы болып табылады. Жағдай одан өзгерді Windows-тың пайда болуыН.Т. Бірқатар компаниялар Windows NT жүйесін Ventur Com (RTX ішкі жүйесі - Real Time Extension) сияқты нақты уақыттағы қиын операциялық жүйеге айналдыруға тырысты. Оның iFix жүйесіндегі RTX-4.1 API (Ventur Com) жиынтығы сізге мыналарды жасауға мүмкіндік береді:

Нақты уақыттағы тапсырмаларды толық бақылауды жүзеге асыру;

Қолдану стандартты құралдартапсырмалар арасында мәліметтер алмасу;

RTX тапсырмаларын басқару үшін 128 басымдықтың бекітілген жүйесін пайдаланыңыз;

Win 32 API интерфейсінен стандартты функцияларға қол жеткізіңіз.

SCADA жүйелерінің өнімділік сипаттамалары

Өнімді меңгеру және қолданбалы жүйелерді әзірлеу жылдамдығы SCADA жүйесінің операциялық сипаттамаларына байланысты және сайып келгенде, бүкіл басқару жүйесінің құрамдас бөліктерінің құнына үлкен әсер етеді.

Кейбір сипаттамаларға қысқаша тоқталайық. Біріншіден, басқару жүйесін әзірлеуші ​​SCADA жүйесінің құжаттамасының сапасын қарастырады: бастапқы құжаттардың сипаттамасының толықтығы, анықтығы және көрнекілігі; орыстандыру және оның деңгейі (экрандар, кеңестер, анықтама жүйесі, таңбалардың барлық түрлері және т.б.).

Содан кейін жүйенің ұсынылған сатылымға дейінгі нұсқасымен танысып, жұмыс істей отырып, ол диалогтың қолжетімділігіне назар аударады: экранда қажетті ақпаратты көрсетудің көрінуіне, анықтамалық жүйені пайдаланудың қарапайымдылығына, жедел шақырулардың ақпараттылығы және т.б.

Келесі көрсеткіш оның жұмысы кезінде жүйеге техникалық қызмет көрсету деңгейі болады: деректер базасына өзгерістер енгізу мүмкіндігі, жүйені тоқтатпай экрандарды түзету, ақаулар мен ақаулар кезінде жүйелік диагностиканың толықтығы, әртүрлі жүйе функцияларын арттыру мүмкіндігі, жүйені орнатудың күрделілігі, операциялық құжаттаманың анықтығы мен толықтығы және т.б. Бұл сонымен қатар басқарудың жоғарғы деңгейіне қажетті ақпаратты жеткізуді қамтиды (мысалы, жедел өндірістік қызмет пен «Северо-Ставрополь ЖЖҚ» нысанындағы диспетчерлік орталық) және кері.

Соңғы негізгі сипаттама SCADA жүйесін қолдаудың қолжетімділігі мен сапасы болады: әзірлеуші-компанияның қызметтері, техникалық қызмет көрсету (соның ішінде жүйені құру орнында тек бағдарламашы-әзірлеушілермен жүргізілетін кеңестер, сонымен қатар кейде, нысанда іске асыру орнында ), мамандарды оқыту, нұсқаларды жаңарту шарттары.

Экономикалық сипаттамалар

Бұл сипаттамалар келесі компоненттердің құнында көрсетіледі:

аппараттық платформа;

Жүйелер (әзірлеу құралдары және орындау ортасы);

Жүйені дамыту;

Жүйені меңгеру (пайдаланушыны оқыту);

Техникалық қызмет көрсету (кеңес беру, ашықтық дәрежесі, бейімделу және өнім нұсқаларын өзгерту, басқа қызметтер);

Фирмалардың прейскуранттарында берілген SCADA жүйесінің бастапқы бағасына сүйене отырып, біз кейбір факторларды пайдалана отырып, олардың төмендеуін талқылай аламыз:

Фирманы таңдау ең алдымен жүйенің бағасына байланысты. Бұл ретте бағаны анықтау механизмі әртүрлі: In Touch-та ол әзірленген қолданбалы бағдарламада қолданылатын айнымалылар санына байланысты; Қарапайымдылықта ол жүйе қолдауы тиіс енгізу/шығару арналарының санымен анықталады, ал Factory Link параметрінде оның негізгі құны жоғары, бірақ арналар санында шектеу жоқ. Шығындар сметасы оны орнату үшін қажетті ең аз және ұсынылған компьютерлік ресурстарды ескереді. Дегенмен, WinCC сияқты кейбір жүйелерде рұқсат етілген айнымалылар саны пропорционалды түрде қол жетімді ЖЖҚ көлеміне байланысты.

Бастапқы бағаны сатушы фирмасының басшылығымен келіссөздер жүргізгеннен кейін бірден төмендетуге болады. Автор бір кездері Орынбор және Астрахань кешендері бойынша (басқару жүйесі бойынша) сатып алу комиссияларының (газ өнеркәсібі министрлері бекіткен, алдымен Оруджев С.Н., содан кейін Черномырдин В.С.) мүшесі болды және жинақталған тәжірибе оны жасады. ресейлік компанияларға қарағанда, шетелдік компаниялардың басшыларымен өзара түсіністікке тезірек жетуге болады. Біз ресейлік дилерлік компаниядан бірден екі SCADA пакетін сатып алғымыз келгенде (бір жылда бір пакет қажет болуы мүмкін) және, әрине, жеңілдік аламыз деп үміттенген кезде бізде баға болды. Біз оны алмадық, біз компанияның қызметтерінен бас тарттық және басқа компанияны таптық (тіпті төмен бағамен). Фирманың өтімділігін білу (сонымен қатар оның өнімінің сапасын, оның персоналын, қызметкерлерінің біліктілігін және т.б.) сатып алу «тәуекелінің» құнын төмендетуге болады;

SCADA жүйесін пайдалана отырып қолданбалы бағдарламаларды әзірлеу құны дәстүрлі бағдарламалауды қолданумен салыстырғанда айтарлықтай төмендейді. Жұмыс уақыты жүйелерінің құны әдетте әзірлеу жүйесінің құнының 40 - 60% құрайды;

SCADA жүйесін меңгеру құны салыстырмалы түрде төмен (жеткілікті білікті бағдарламашыларға төленеді);

SCADA жүйесінің өтелу құны осы жүйеге негізделген жобалардың санына, бүкіл жобаның жалпы құнына және т.б. Алдын ала 2 - 3 жобаны іске асыру SCADA жүйесін сатып алуды төлеуге мүмкіндік береді.

Кейбір SCADA жүйелерінің көрсеткіштері

iFix SCADA жүйесі

iFix SCADA жүйесі (Intellution, АҚШ) операциялық режимде жұмыс істейді Windows жүйелері NT 4.0/2000 газ өнеркәсібіне қолдануда - CC / гидравликалық жару деңгейінен сызықтық өндірісті басқару деңгейіне дейін (LPU). Осы SCADA жүйесін Газпром ООО-да енгізу де бұл ақпаратты растайды (www.intellution.com сайтының материалдары негізінде).

iFix үшін процесс параметрлерінің саны бойынша лицензиялардың градациясы келесідей: 75, 150, 300, 900, шектеусіз.

Жүйе барлық заманауи мамандықтарды қолдайды ақпараттық технологиялар, технологиялық процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерін құруда қолданылады (ORS - контроллерлермен және үшінші тарап жүйелерімен байланыс үшін, ODBC - мәліметтер базасымен байланысу үшін). негізделген iFix біріктірілген пакеті болып табылатын iHistorian бағдарламалық құралы Microsoft SQLсервер. iFix жүйесі графикалық элементтердің кең кітапханасын қамтиды. Дегенмен, прототиптік кітапхана жоқ. Осылайша, басқару командалары және диалогтық терезелеролар қолмен конфигурациялануы керек. Ішкі бағдарламалау тілі ретінде қолданылады Visual Basicқолдану үшін.

Жүйелік құралдар интернет-браузер негізінде жұмыс орындарын ұйымдастыру үшін Web-технологияларды пайдалануға мүмкіндік береді.

DCS деңгейінде iFix SCADA-жүйесін пайдалану мүмкіндігін ескере отырып, Intellution компаниясы Windows NT Embedded (Windows NT ендірілген ОЖ), Windows CE және DOS негізінде ғана контроллерлерді бағдарламалау үшін iFix интеграцияланған бағдарламалық қамтамасыз етуді жеткізетінін атап өткен жөн. . Бұл тәсіл контроллер ауқымын енгізілген ДК желісімен шектейді (мысалы, сегізбұрыш, Fast Well және т.б.).

Trace Mode SCADA жүйесі

Trace Mode SCADA жүйесі (Adastra, Ресей) Windows 98/NT 4.0/2000 операциялық жүйесімен жұмыс істейді. Жүйе ең алдымен контроллерлермен жұмыс істеуге бағытталған, яғни. гидравликалық жару сияқты шағын технологиялық нысандар үшін технологиялық процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерін құру үшін, бұл бізге белгілі Trace Mode қолданбаларымен расталады.

Бақылау режимі үшін процесс параметрлерінің санына сәйкес лицензиялардың градациясы келесідей: 75, 150, 300, 800, шектеусіз. Жүйе барлық заманауи ақпараттық технологияларды қолдайды. OPC технологиясын үшінші тарап контроллерлері мен жүйелерін қосу үшін пайдалануға болады. ODBC мәліметтер базасына қол жеткізу үшін қолданылады. Біздің жеке дизайндағы драйверлер Lemikon, Emikon және т.б. сияқты контроллерлерді қосуды қамтамасыз етеді (негізінен ресейлік өндіріс, бұл, өкінішке орай, сенімділікті төмендетеді). Өз Web-серверіңіз негізінде автоматтандырылған жұмыс станцияларын құру үшін Web-технологиясын пайдалануға болады.

Trace Mode қолданбалы бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеу идеологиясы контроллерлер мен жұмыс станцияларын түпкілікті бағдарламалау үшін оңтайландырылған, бұл контроллерлердің белгілі бір түріне қатаң байланыстыру қажет емес жоғары деңгейдегі технологиялық басқару жүйелерін дамытуды қиындатады. Бұл тәсіл әртүрлі көздерден алынған деректерді біріктіру қажет болғанда қосымша қиындықтар тудырады.

SCADA жүйесі WinCC

WinCC SCADA жүйесі (Siemens GmbH, Германия) Windows NT 4.0/2000 операциялық жүйесімен жұмыс істейді. Жүйе CC/KS деңгейінде және денсаулық сақтау объектілерінің деңгейінде автоматтандырылған басқару жүйесін дамытуға бағытталған (аналог ретінде компанияның Blue Stream жобасы бойынша ұсыныстары алынды).

WinCC үшін процесс параметрлерінің санына сәйкес лицензиялардың градациясы келесідей: 75, 300, 900, 1500, шектеусіз. Жүйе барлық заманауи негізгі ақпараттық технологияларды қолдайды. Компания ұсынатын нұсқалардың үлкен саны DP LPU деңгейінде процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерінің кез келген мәселелерін шешуге мүмкіндік береді, соның ішінде деректерді ертерек сақтау және есептеу мәселелерін шешу үшін арнайы мұрағаттау серверін ұйымдастыру. Ішкі бағдарламалау тілі ретінде ANSI C-үйлесімді тіл пайдаланылады.Жүйелік құралдар интернет-браузер негізінде жұмыс орындарын ұйымдастыру үшін Web-технологияларды пайдалануға мүмкіндік береді.

Жүйе SIMATIC өнім желісінің өкілі болып табылады, ол S5 және S7 серияларының SIMATIC контроллерлерін бағдарламалауға арналған бағдарламалық қамтамасыз етумен интеграцияның жоғары деңгейін қамтамасыз етеді. Бұл ДКС үшін технологиялық процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйесін құрудағы сөзсіз артықшылық.

Pro SCADA жүйесін монитор

Monitor Pro SCADA жүйесі (Schnaider-Electric, Германия) Windows NT 4.0/2000 операциялық жүйесімен жұмыс істейді. Жүйе басқарудың бөлінген құрылымы бар орта кәсіпорындар үшін автоматтандырылған басқару жүйелерін дамытуға бағытталған.

Процесс параметрлерінің саны бойынша лицензиялардың градациясы келесідей: 64, 256, 1024, 4096, шектеусіз. Жүйе барлық негізгі заманауи ақпараттық технологияларды қолдайды. ODBC технологиясын қолдаудан басқа, жүйе ORALCE, SYBASE және Microsoft SQL Server дерекқорларымен жұмыс істеуге арналған арнайы драйверлерді қамтиды, бұл сізге деректер пішімі мен пәрмендерінің барлық мүмкіндіктерін пайдалануға мүмкіндік береді. Жеткізу сонымен қатар статистикалық деректерді өңдеу және есеп беру функцияларының кең ауқымын қамтиды. Жүйе құралдары Pocked PC қолдауын қоса алғанда, интернет-браузер негізінде жұмыс орындарын ұйымдастыру үшін Web-технологияларды пайдалануға мүмкіндік береді. Visual Basic for Application ішкі бағдарламалау тілі ретінде пайдаланылады.

Компания MODICON желісінің контроллерлерін бағдарламалау үшін бағдарламалық қамтамасыз етуді жеткізеді. Контроллерлердің алгоритмдік бағдарламалық жасақтама пішімі IEC 61131-3 стандартына сәйкес сертификатталған, ол контроллердің 5 бағдарламалау тілін сипаттайды. Жүйе барлық 5 тілді қолдайды. Бағдарламалық қамтамасыз ету Monitor Pro SCADA жүйесімен күңгірт біріктірілген. Контроллер дерекқорын SCADA серверінің дерекқорына автоматты түрде экспорттауға қолдау көрсетіледі.

SCADA жүйесі және MODICON контроллерлері Ресейдің мұнай өнеркәсібінде кеңінен қолданылады (3000-нан астам даналар).

OperateIT SCADA жүйесі

OperateIT SCADA жүйесі (ABB Automation Systems GmbH, Германия) Windows NT 4.0/2000/XP операциялық жүйесімен жұмыс істейді. Жүйе DP таратылған APCS қосымшаларын әзірлеуге бағытталған.

Процесс параметрлерінің саны бойынша лицензия градациясы келесідей: 75, 150, 300, 900, 1500, 5000, шектеусіз. Жүйе барлық заманауи негізгі ақпараттық технологияларды қолдайды. Сонымен қатар, технологиялық жабдық (жабдық түрі, сенсор, қызмет ету мерзімі, соңғы жөндеуден кейінгі кезең және т.б.) туралы деректерді сақтауға және автоматты түрде жаңартуға мүмкіндік беретін бірегей Aspect Object технологиясы енгізілді. Жүйе құруға мүмкіндік береді бөлінген жүйелерклиент-сервер технологиясына негізделген басқару. Web-технологияларды қолдануға болады. Visual Basic ішкі бағдарламалау тілі ретінде пайдаланылады, ол VBA (Visual Basic for Application) пайдаланудан айырмашылығы, құруға мүмкіндік береді. қосымша функциялартабиғи код түрінде. Бұл мүмкіндік жылдамырақ қосымшаларды әзірлеуге мүмкіндік береді, бұл нақты уақыт режимінде тапсырмалар, соның ішінде есептеулер үшін өте маңызды. Жүйе графикалық прототиптердің кең кітапханасын қамтиды, оның ішінде басқару және құлыптау диалогтары бар. HistoryIT бағдарламалық құралы кәсіпорын көлеміндегі мұрағат серверін ұйымдастыру және статистикалық деректерді өңдеу функцияларының кеңейтілген жинағын пайдалану үшін пайдаланылады.

OPC технологиясы контроллерлермен және жүйелермен байланысу үшін қолданылады. Сонымен қатар, Advant, Freelance 2000, RTU сияқты контроллер желілеріне тікелей қолдау көрсетіледі. Фирма OperateIT жүйесімен тығыз біріктірілген контроллерді бағдарламалауға арналған ControlIT бағдарламалық құралын жеткізеді. OperateIT жүйесі мыналарды қамтиды ең жақсы қасиеттер Maestro NT жүйесі (оның негізінде жасалған). Maestro NT жүйесінде «Газпром» ААҚ тау-кен кәсіпорындарында қолданбалар бар.

Осылайша, әртүрлі нұсқалар (және сәйкесінше, SCADA жүйесінің функционалдық мазмұны) осы бағдарламалық жасақтаманы пайдалану DP SGPU деңгейінде де, DP DKS деңгейінде де автоматтандырылған процестерді басқару жүйесін құруға мүмкіндік береді.

SCADA жүйесі GAMOS

GAMOS SCADA жүйесі (PS/AG, АҚШ) операциялық режимде Альфа платформасында жұмыс істейді ашық жүйелер VMS. Бұл Unix тәрізді жүйе, бұл, бір жағынан, жүйенің сенімділігін арттырады, екінші жағынан, жүйенің өзіндік құнын және техникалық қызмет көрсету құнын айтарлықтай арттырады (құрамдас бөліктер, тиісті мамандардың болуы).

Debis-ті сатып алған T-Systems компаниясы өзінің SCADA жүйесін KS/LPU/CDP деңгейіндегі автоматтандырылған басқару жүйесінде пайдалану үшін орналастырады (көгілдір ағын жобасының материалдары аналог ретінде алынды).

Open VMS операциялық жүйесін пайдалану белгілі бір шектеулер қояды. Мысалы, есеп беру және бухгалтерлік құжаттаманы қалыптастыру және өңдеу үшін «стандартты» кеңсе қосымшаларын (MS Word, MS Excel) пайдалану қиын. Графикалық интерфейсте сонымен қатар Windows отбасының операциялық жүйесі бар үйлесімді компьютерлер - IBM пайдаланушылары үшін таныс емес кейбір мүмкіндіктер болады.

Жоғарыда аталған SCADA жүйелерінен (платформа мен операциялық жүйеден басқа) негізгі айырмашылығы газ құбырының жұмысын имитациялауға арналған блоктарды жеткізуде болуы. Алайда, «Северо-Ставрополь» жерасты газ қоймасы жағдайында газ құбыры жүйесінің сызықты емес құрылымы бар екенін ескере отырып, осы нысан үшін модельдеу жүйесін пайдалану мүмкіндігі негізделмейді (немесе қосымша растауды қажет етеді). . Талдау кезінде SSPHG жұмыс жағдайларына үлгіні бейімдеу құнын да ескеру қажет.

SCADA жүйелерінің көрсеткіштері бойынша қорытындылар

1) Функционалдық принциптері бойынша барлық қарастырылатын жүйелер жалпы алғанда ұқсас.

2) Бағдарламалау технологиясы автоматтандырылған процесті интуитивті қабылдауға жақын. Қуатты нысанға бағытталған бағдарламалау бұл пакеттерді үйренуді жеңілдетеді және пайдаланушылардың кең ауқымына қол жетімді етеді.

3) Барлық жүйелерді белгілі бір дәрежеде ашық деп санауға болады, бұл өз дизайнының функцияларын қосу мүмкіндігін, өз драйверлерін әзірлеуге арналған ашық хаттаманың болуын, кеңейтілген желілік қолдауды, ActiveX объектілерін қосу мүмкіндігін және стандартты деректер қорларына қол жеткізуді қамтамасыз етеді.

4) Ғимарат қолданбалы жүйе SCADA жүйелеріне негізделген жиынтықты күрт азайтады қажетті білімклассикалық бағдарламалау саласында бағдарламашыларға өз күштерін қолданбалы бағдарламаларды әзірлеуге шоғырландыруға мүмкіндік береді.

5) SCADA жүйелері әртүрлі компаниялардың ондаған және жүздеген драйверлеріне қызмет көрсетуде көшбасшы болып табылады.

6) Жүйелердің сенімділік көрсеткіштері шамамен бірдей, әсіресе барлық дерлік SCADA жүйелері Windows NT немесе Windows 2000 астында жұмыс істейтінін ескерсек. Ерекшелік OpenVMS операциялық жүйесі бар Alpha платформасында жұмыс істейтін GAMOS жүйесі болып табылады. Windows NT платформасындағы SCADA жүйелерін әзірлеушілер енді жүйелік тапсырмаларда нақты уақыттағы кеңейтімді (RTH) пайдалану мүмкіндігіне ие болды.

7) Өндірісті кешенді автоматтандыру жүйелеріне және оның әрбір деңгейіне SCADA пакеттерін қосудың өсуін атап өткен жөн.

Егер өңделген параметрлер саны 20-25 мыңнан аспайтын SSPHG сияқты көп деңгейлі нысанды толық автоматтандыру үшін SCADA жүйесін пайдалануды қарастыратын болсақ, онда бұл өте шынайы (жүйелер кем дегенде жұмыс істей алады) 64 мың параметр). Сондықтан, SSGS үшін SCADA жүйесін таңдау көбінесе тікелей байланысты емес критерийлерге байланысты. техникалық талаптар. GIPROGAZcenter және «Кавказтрансгаз» жауапкершілігі шектеулі серіктестігінің KIP АБЖ департаменті мамандарының пікірінше, SCADA жүйелерінің мүмкіндігінше аз түрін қолданған жөн, яғни. газ тарату пункттерінде немесе диспетчерлік пункттердегі күшейткіш компрессорлық станцияларда қолданылатын жүйені қолданған жөн. Осылайша, басқару бөлмесі үшін iFix жүйесін (Хадум көкжиегінде INEKO-A LLC пайдаланады) пайдалануға болады. iFix бағдарламасы қазірдің өзінде «Газпром» ААҚ бірнеше нысандарында жұмыс істейді (атап айтқанда, Волготрансгаз ООО Иваново ЛПУ).

В.В. Радкевич,

«ИНЕКО-А» ЖШС, Мәскеу,

А.В. Реунов,

«ГИПРОГАЗцентр» ААҚ, Нижний Новгород,

Соңғы уақытқа дейін кәсіпорындарда басқаратын барлық автоматтандыру технологиялық жабдықтар, ұқсас құрылғылар негізінде салынған. Бірақ уақыт өте келе өндіріс кеңейді, шикізаттың, энергияның, электр энергиясының және өндірілген өнімнің нақты есебін жүргізу қажет болды. Басқарылатын және реттелетін параметрлердің саны үнемі өсіп келеді. Бұл факторлар SCADA-жүйелері класының бағдарламалық және технологиялық құралдарының пайда болуына ықпал етті.

Белгілі бір объектінің автоматтандырылған процесін басқару жүйесінің бөлігі ретінде жұмыс істейтін SCADA бағдарламалық қамтамасыз ету мен құралдар жиынтығын ажырату қажет. бағдарламалық құралдарсәйкесінше осындай бағдарламалық жасақтаманы әзірлеуге арналған және SCADA жүйелерін әзірлеу құралдарын бағалау критерийлері және олардың белгілі бір қолданбалы тапсырманы орындау үшін жарамдылығы жоғары деңгейдегі қолданбалы бағдарламалық қамтамасыз етуге қойылатын талаптардан біршама өзгеше жазықтықта орналасуы керек. APCS. Дегенмен, бағдарламалық қамтамасыз етудің екі түрі де бір-бірімен өте тығыз байланысты (мысалы, аспаптық жүйенің жұмыс уақытының құрамдастары тікелей объектілік бағдарламалық құралда қолданылады), сондықтан контекстен әрқайсысының не болатыны түсінікті деп үміттеніп, оларды SCADA жүйелері деп атаймыз. нақты бір әңгіме.

Алдымен, белгілі компанияның кеңінен қайталанатын өнімі немесе кәсіпорынның APCS бөлімінің мамандары олардың нақты қажеттіліктері үшін жасағанына қарамастан, кез келген SCADA жүйесіне тағайындалған негізгі функцияларға тоқталайық.

«SCADA-жүйесі» (Supervisory Control And Data Acquisition System) түсінігі орыс тіліне деректерді жинау және жедел диспетчерлік басқару жүйесі ретінде аударылған. Тақырыпта SCADA жүйесі басқаратын екі негізгі функция бар екенін атап өткім келеді:

1) бақыланатын технологиялық процесс туралы мәліметтерді жинау;

2) іске асырылуы процестің барынша тиімділігі мен қауіпсіздігін қамтамасыз ететін жиналған деректер мен ережелер (критерийлер) негізінде жауапты тұлғалар жүзеге асыратын процесті бақылау.

Заманауи SCADA-ның тән ерекшелігі MMI (Man Machine Interface) немесе HMI (Human Machine Interface) деп аталатын визуализация құралдары арқылы оператордың өзара әрекеттесу интерфейсінің болуы болып табылады ( GUI) төмен деңгейлі автоматтандырумен.

SCADA жүйелеріне келесі негізгі талаптарды бөліп көрсетуге болады:

1) Сенімділік

2) Икемділік

3) Кеңейту мүмкіндігі

4) ашықтық

5) Жоғары өнімділік

6) Отандық және импорттық сенсорлармен үйлесімді

7) Отандық және импорттық контроллерлермен үйлесімді

8) Ықшамдылық

9) Қашықтан басқару мүмкіндігі

10) Орыс тілді пайдаланушы интерфейсінің болуы

11) циклдік технологиялық процестер кезінде, сондай-ақ өндірілетін өнімнің маркасын өзгертумен байланысты технологиялық процестерде бір брендтен екіншісіне "икемді" көшу

12) Нақты уақыттағы деректер қорының болуы

13) Артықшылық (қайталану) мүмкіндігі

14) Мұрағаттау

15) Жергілікті және ғаламдық салалық стандартпен интеграция компьютерлік желілер(LAN және WAN)

16) Үшінші тарап қолданбаларымен деректерді қауіпсіз интеграциялау

17) Қолайлы баға

Күріш. дәстүрлі құрылым техникалық құралдар APCS

Суретте көрсетілген дәстүрлі APCS аппараттық құрылымына сәйкес өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелерінің бағдарламалық иерархиясындағы SCADA жүйелері 1-3 деңгейлерде және келесі негізгі функцияларды қамтамасыз етеді:

1) Төменгі деңгейдегі контроллерлерден және сенсорлардан басқарылатын технологиялық параметрлер туралы ақпаратты қабылдау

2) Алынған ақпаратты мұрағатқа сақтау

3) Екіншілік өңдеу

4) Технологиялық процесс барысын графикалық бейнелеу, сондай-ақ қабылданған және мұрағатталған ақпаратты түсінуге оңай формада көрсету.

5) Оператор командаларын қабылдау және оларды төменгі деңгейдегі контроллерлер мен жетектерге беру

6) Бақыланатын технологиялық процеске байланысты оқиғаларды және жүйені пайдалануға және техникалық қызмет көрсетуге жауапты персоналдың әрекеттерін тіркеу

7) Төтенше жағдайлардағы персоналдың іс-әрекетін тіркей отырып, басқарылатын технологиялық процеске және APCS бағдарламалық-техникалық құралдарының жұмысына байланысты анықталған авариялық жағдайлар туралы пайдаланушы және қызмет көрсетуші персоналға хабарлау

8) Мұрағаттық мәліметтер негізінде түйіндемелерді және басқа есеп құжаттарын қалыптастыру

9) кәсіпорынды басқарудың автоматтандырылған жүйесімен ақпарат алмасу (немесе, қазір әдетте, біріктірілген ақпараттық жүйе – ТМД)

10) Көрсетілген алгоритмдерге сәйкес технологиялық процесті тікелей автоматты басқару.

Егер біз негізгі функцияларды қысқаша сипаттауға тырысатын болсақ, SCADA жүйесі технологиялық процесс туралы ақпаратты жинайды, оператормен интерфейсті қамтамасыз етеді, процесс тарихын сақтайды және қажетті көлемде процесті автоматты басқаруды жүзеге асырады деп айта аламыз.

Мұнда келтірілген SCADA-жүйелерінің функцияларының тізімі, әрине, абсолютті толықтықты талап етпейді.

SCADA таңдаған кезде әлемдік бағдарламалық қамтамасыз ету нарығындағы үрдістерді, сондай-ақ SCADA жүйесі жұмыс істейтін операциялық жүйелерді елемеуге болмайды.

Әдетте, «орташа» SCADA жүйелері операциялық жүйеге салынған WINDOWS платформасыБірқатар оң қасиеттері мен белгілі бір кемшіліктері бар НТ.

TO оң қасиеттер WINDOWS NT платформасына негізделген SCADA жүйелеріне мыналар жатады:

ашықтық;

Бағдарламаны пайдалану оңай;

Жылдам оқу;

Төмен техникалық қызмет көрсету шығындары;

Қазіргі заманғы объектілік көзқарас.

Жағымсыз аспектілері:

Тексерілмеген үшінші тарап бағдарламаларын оператор станциясына жүктеп алуға және бағдарламалық құралдың негізгі компоненттерін қайта жазуға болады.

WINDOWS операциялық жүйесімен таныс адамдар DLL (динамикалық байланысқан кітапханалар) және OCX компоненттерін (ActiveX) қайта жазудың нақты қауіп екенін біледі. Дұрыс жұмыс істемейтін үшінші тарап (өндіруші) қолданбасын жүктеп алу жұмыс станциясының істен шығуына әкелуі мүмкін.

Өнеркәсіптегі технологияны және оны SCADA жүйесінде енгізуді жалпы бағалауда ТП объектілерінің жұмысының уақытша сипаттамаларын ескеру қажет және оператордың белгілі бір оқиғаға реакция уақытын, сондай-ақ кезеңді бағалауға тырысу керек. нәтижені беру арқылы жүйенің сұрау датчиктері мен жетектері үшін (оқиғаларға жүйенің жауап беру уақыты ). Инерциялық (уақыт бойынша ұзартылған) ТП жағдайында оператор мен жүйенің жауап беру уақыты маңызды емес, ал ТП жағдайында оператордың немесе жүйенің оқиғаларға дереу және жылдам әрекет етуі қажет болса, бұл факторлар SCADA-жабдықтауыш жүйелеріне қосымша талаптар түрінде жүйені жобалау кезінде ескерілуі тиіс.

Кез келген SCADA жүйесі белгілі бір ТП (үшін) жүйені конфигурациялау және конфигурациялау мүмкіндігін қамтамасыз ететін қолданбалы модульдерді (бағдарламаларды) қамтиды. әртүрлі өндірушілержүйелерде бұл модульдерді басқаша атауға болады, айтарлықтай айырмашылықтары бар, толықтығы бар, бірақ жалпы оларды келесідей белгілеуге болады):

Мнемоникалық диаграммаларды құру және оларды анимациялау үшін дайын пішіндер кітапханасы бар графикалық модуль;

Контроллерді конфигурациялауға арналған модуль;

Функционалдық блоктарды құруға арналған басқару модулі, төменгі деңгейлі автоматтандыру арасындағы өзара әрекеттестіктің логикалық тізбектері;

Есептерді, есептерді және трендтерді ұйымдастыру модулі;

Exchange модулі деп аталады. рецепттер;

Басқа әзірлеушілердің (компаниялардың) қосымшаларымен деректер алмасуға арналған модуль.

Тұтастай алғанда, қазіргі заманғы SCADA жетілдірілген желілік шешімдерге негізделуі керек және негізгі өндірісті (TP) автоматтандырудан басқа, автоматтандыру қажет болатын салалар үшін қашықтағы оператор станциясынан, станциядан немесе қашықтан басқару құралынан басқару мүмкіндігін қамтамасыз етуі керек. негізгі өндірістің шалғай бөлімдері (мысалы: шикізат қоймасы, дайын өнім қоймасы, қосымша өндіріс).

ТП-ның нәзіктіктері мен құпияларын бағдарламалау дағдылары жоқ технолог жақсы біледі, сондықтан SCADA жүйесі максималды ашықтықпен сипатталуы керек.

Әдетте, өндірілетін өнімнің сапасы технологиялық жабдықтың жұмыс режиміне қатты байланысты, ал технологиялық жабдықты бақылау, мысалы, колонналардағы тұрақтандыру қысымына, дефлегматорлардағы температураға, реакторларды, қазандықтарды біркелкі қыздыруға дейін төмендейді. уақыт бойынша және реактордағы немесе қазандықтағы температураны ұстап тұру, шикізаттың бірнеше түрін араластыру кезінде араластырғыштың жиілігін реттеу айналуы, аппаратты біркелкі қыздыру үшін жылу тасымалдағыш пен салқындатқыштың берілуін реттеу.

Бұл ретте контроллер термиялық кедергілерден, термопарлардан, пневмоэлектрлік түрлендіргіштерден сигналдарды қабылдайды, дискретті және ұқсас датчиктердің күйін сұрайды және клапандардың жұмысын басқаратын сигналдарды жасайды. Клапанды басқару алгоритмін жүйені конфигурациялау кезінде SCADA жүйелік алгоритмдер кітапханасынан таңдауға болады.

Ерекше қауіпті өндірістерде басқару үшін қайталанатын жүйелерді қажет ететін бірқатар нысандар бар. Мұндай талаптар қолданыстағы нормативтік құжаттармен де, нысандағы апаттың ықтимал салдарымен де байланысты.

Төтенше жағдайлардан қорғау жүйелері үшін бұл талаптар да өзекті болып табылады.

Сондай-ақ төтенше жағдай кезінде қолмен басқаруға «соқтығы жоқ» ауысу және апаттың себебі жойылғаннан кейін автоматты басқаруға оралу мүмкіндігі де өзекті болып табылады.

Қорытындылай келе, SCADA жүйесі сериялық және үздіксіз бақылауда қолдануға бейімделуі керек, сонымен қатар өнеркәсіптік процестерді басқаруда өнімділікті арттыру мәселелерін шешуге мүмкіндік беретін интеграцияланған, ашық, үнемді жүйе болуы керек деп айта аламыз.

Бөлім бойынша библиография

SCADA жүйесі не істей алуы керек

Процесті басқарудың автоматтандырылған жүйелері көп жағдайда ұйымдық-техникалық жүйелер болып табылатыны сөзсіз, бұл адам (оператор) орындайтын функциялардың болуын білдіреді.

Бірнеше онжылдықтар бұрын бұл функциялар негізінен бақылау-өлшеу құралдары мен процесті тікелей қолмен басқарудан тұрды.

Компьютерлендіру толқындары өндірістік секторға жеткеннен кейін, операторлардың жұмыс үстелінде компьютерлер пайда бола бастады, мұнда оператор мен технологиялық процесс арасындағы өзара әрекеттестік SCADA деп аталатын бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы жүзеге асырылады.

Сұраққа әлі де біржақты жауап жоқ: SCADA класындағы мамандандырылған бағдарламалық қамтамасыз етуді пайдалану қажет пе? Айта кету керек, мұндай бағдарламалық жасақтаманы өз жобаларында қолданатындардың өзінде «идеалды» SCADA жүйесі қандай болуы керек және қандай талаптарға сай болуы керектігі туралы ортақ пікір жоқ. Өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелерін жобалауда біртұтас дұрыс көзқарас болмаған сияқты, бұл сұрақтарға біржақты жауап жоқ.

Белгілі бір объекті үшін процесті басқару жүйесінің бөлігі ретінде жұмыс істейтін SCADA бағдарламалық қамтамасыз етуді және сәйкесінше осындай бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеуге арналған бағдарламалық құралдар жиынтығын және SCADA жүйесін әзірлеу құралдарын бағалау критерийлерін және олардың енгізуге жарамдылығын ажырату қажет. нақты қолданбалы тапсырма процесті басқару жүйесінің жоғарғы деңгейінің қолданбалы бағдарламалық қамтамасыз етуіне қойылатын талаптардан біршама ерекшеленетін жазықтықта орналасуы керек. Соған қарамастан бағдарламалық қамтамасыз етудің екі түрі де бір-бірімен өте тығыз байланысты (мысалы, құралдар жүйесінің жұмыс уақытының құрамдастары тікелей объектілік бағдарламалық құралда қолданылады), сондықтан біз оларды SCADA жүйелері деп атаймыз.

Алдымен, белгілі компанияның кеңінен репликацияланған өнімі немесе олардың нақты қажеттіліктері үшін кәсіпорынның процестерді басқару бөлімінің мамандары жасағанына қарамастан, кез келген SCADA жүйесіне тағайындалған негізгі функцияларға тоқталайық.

Банальды болудан қорықпай, біз тағы да «SCADA-система» (Supervisory Control And Data Acquisition System) – деректерді жинау және жедел диспетчерлік басқару жүйесі ұғымын орыс тіліне аударамыз. Атаудың SCADA жүйесіне тағайындалған екі негізгі функциясы бар екенін атап өткім келеді:

бақыланатын технологиялық процесс туралы мәліметтерді жинау,

Жиналған деректер мен ережелер (критерийлер) негізінде жауапты тұлғалар жүзеге асыратын процесті бақылау, олардың орындалуы процестің ең жоғары тиімділігі мен қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

АБЖ «I» P дәстүрлі аппараттық құрылымына сәйкес өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелерінің бағдарламалық иерархиясындағы SCADA жүйелері келесі негізгі функцияларды қамтамасыз етеді.

• 1. Төменгі деңгейдегі контроллерлерден және сенсорлардан басқарылатын технологиялық параметрлер туралы ақпаратты қабылдау.
• 2. Алынған ақпаратты мұрағатқа сақтау.
• 3. Алынған ақпаратты екінші реттік өңдеу.
• 4. Технологиялық процестің жүру барысын графикалық бейнелеу, сонымен қатар қабылданған және мұрағатталған ақпаратты түсінуге оңай формада көрсету.
• 5. Оператор командаларын қабылдау және оларды төменгі деңгейдегі контроллер мен жетектердің мекенжайына жіберу.
• 6. Басқарылатын технологиялық процеске байланысты оқиғаларды және жүйені пайдалану мен техникалық қызмет көрсетуге жауапты персоналдың әрекеттерін тіркеу.
• 7. Төтенше жағдайлардағы персоналдың іс-әрекетін тіркей отырып, басқарылатын технологиялық процеске және APCS бағдарламалық-техникалық құралдарының жұмысына байланысты анықталған авариялық жағдайлар туралы пайдаланушы және қызмет көрсетуші персоналға хабарлау.
• 8. Мұрағаттық мәліметтер негізінде түйіндемелерді және басқа есеп құжаттарын қалыптастыру.
• 9. Кәсіпорынды басқарудың автоматтандырылған жүйесімен ақпарат алмасу (немесе, қазір әдетте, біріктірілген ақпараттық жүйе).
• 10. Берілген алгоритмдерге сәйкес технологиялық процесті тікелей автоматты басқару.

Егер біз негізгі функцияларды қысқаша сипаттауға тырысатын болсақ, SCADA жүйесі технологиялық процесс туралы ақпаратты жинайды, оператормен интерфейсті қамтамасыз етеді, процесс тарихын сақтайды және қажетті көлемде процесті автоматты басқаруды жүзеге асырады деп айта аламыз.

Мұнда берілген SCADA жүйелері орындайтын функциялар тізімі абсолютті толықтықты талап етпейді.

Сонымен қатар, кейбір функциялардың болуының өзі және оларды жүзеге асыру ауқымы жүйеден жүйеге айтарлықтай өзгереді. Көбінесе оператордың өзара әрекеттесу функцияларына (визуализация және т.б.) ерекше назар аударылатын бағдарламалық қамтамасыз ету MMI (Man Machine Interface) немесе HMI (Human Machine Interface) пакеттері деп аталады.

Автоматты басқару сияқты функцияға назар аударған жөн. Барлық дерлік белгілі аспаптық SCADA жүйелері технологиялық процесті тікелей автоматты басқару мүмкіндігін қамтамасыз еткенімен, технологиялық процесті басқару жүйесін жасаушы жобалау кезеңінде автоматты басқару функцияларын және оператор интерфейсін бір компьютерде біріктірудің орындылығын мұқият қарастыруы керек. Бұл комбинация аппараттық құралдарды үнемдеуге мүмкіндік берсе де, оның бірқатар жағымсыз салдары да болуы мүмкін.

Біріншіден, оператор станциясының операциялық жүйесі (қазіргі уақытта Windows ең танымал) белгілі бір технологиялық процесс үшін қажетті SCADA жүйесінің реакциясының жылдамдығын және/немесе детерминизмін қамтамасыз етпеуі мүмкін.

Екіншіден, оператордың ұқыпсыз әрекеттері немесе оның рұқсат етілмеген бағдарламалық жасақтамасын іске қосуы оператор станциясының толық «апатылуына» және «қатып қалуына» әкелуі мүмкін. Кейбір Windows NT нақты уақыттағы кеңейтімдері мұндай ақауларға иммунитетті деп мәлімдегенімен, бұл жадты басқару жүйесіне «апаттық» әсер етпеген кезде ғана дұрыс. Бірақ тіпті «жұмсақ мұздату» жағдайында да, компьютердің қайталанатын «ыстық» қайта іске қосылуы өте қиын, ал оператордың қолы « көк экран«Windows инстинктивті түрде «Қалпына келтіру» түймесіне қолын созады, оған қарсы кез келген нақты уақыттағы кеңейтімдер жұмыс істемейді.

Әрине, инерциялық жүйелердің жеткілікті үлкен класы бар (мысалы, жылыжайдағы ауа температурасын басқару жүйесі), онда басқару компьютерін қайта іске қосуға жұмсалған бірнеше минут ешқандай жағымсыз салдарға әкелмейді. Жүйенің мұндай түрі үшін бақылаушыларды дұрыс сақтандыруы бар барлығы бір шешім өте қолайлы болуы мүмкін.

Әлбетте, жоғарыда аталған функцияларды кез келген жалпы мақсаттағы жоғары деңгейлі тілде жасалған қолданбалы бағдарлама (қолданбалы бағдарламалар жиынтығы) орындай алады. Сонымен қатар, жылдамдық, ресурс қарқындылығы және бағдарламалық қамтамасыз ету тиімділігінің басқа көрсеткіштері бойынша мұндай бағдарлама SCADA арнайы құралдарының көмегімен жасалған ұқсас бағдарламалық қамтамасыз етуден де асып түседі.

Бағдарламалық құралды өз бетіңізше жазу немесе ол үшін SCADA құралдар жүйесін пайдалану туралы шешім қабылдағанда. алдымен келесі сұрақтарға жауап беру керек.

Жоба қаншалықты үлкен?

Мерзімдері қандай?

Бағдарламалық қамтамасыз ету бөлігін құруға қанша адам тартылады, бағдарламалық жасақтаманы жасаушылардың біліктілігі қандай және олардың осы салада тәжірибесі бар ма?

Жүйені одан әрі дамытудың келешегі қандай (атап айтқанда, ақпараттық әлеует, оператордың бар жұмыс орындарын жаңғырту және жаңаларын қосу бойынша)?

Жүйені пайдалану кезінде, оның ішінде оның жұмыс істеу алгоритмдеріне өзгерістер енгізу кезінде қызмет көрсететін персоналдың саны мен біліктілігі қандай?

Негізінде, осы сұрақтарға жауаптар және 3,4,5-баптар бойынша шығындар сметасы көп жағдайда процесті басқару жүйесінің жоғарғы деңгейі үшін математиканы не жазу керектігін айтуға мүмкіндік береді. SCADA жүйелері, ең алдымен, өнеркәсіптік басқару жүйелерінің жоғары деңгейі үшін бағдарламалық қамтамасыз етуді тиімді әзірлеу құралы болып табылатынын атап өткім келеді. Сондықтан өз өнімін сатып алғаннан кейін пайдаланушыға білікті бағдарламалау мамандарын мүлде тартудың қажеті жоқ деп мәлімдейтін SCADA пакетін жеткізушілерге сенбеңіз.

Сонымен қатар, көп жағдайда, SCADA жүйелері шын мәнінде әзірлеушіден қазіргі заманғы жалпы мақсаттағы процедуралық бағдарламалау тілдерін білуін талап етпей, жоғары деңгейлі APCS бағдарламалық жасақтамасын жасау процесін айтарлықтай жылдамдатуға мүмкіндік береді. Автоматтандырылған технологиялық процестің қыр-сырын әдетте бағдарламалау дағдысы жоқ технолог немесе технологиялық персоналдың басқа өкілі ғана түсінетіні ешкімге құпия емес. SCADA жүйесі тек әзірлеушіге ғана емес, сонымен қатар жасалып жатқан APCS соңғы пайдаланушысына да қолжетімді болуы керек, өйткені жүйенің сыртқы түрі анықталады және оны әзірлеуші ​​де, пайдаланушы да өзгерте алады.

Қолжетімділіктен басқа, SCADA жүйесі барынша ашықтықпен сипатталуы керек. Көбінесе SCADA жүйелерінде енгізу-шығару жабдықтарымен деректер алмасудың өте нақты механизмдері бар. Сонымен қатар, бірқатар SCADA жүйелерінде енгізу-шығару құрылғылары үшін бекітілген қолдау бар, бұл бір жағынан әзірлеушіге/пайдаланушыға жүйе құрастырылатын техникалық құралдарды таңдауда шектейді, ал екінші жағынан. Қолдауды сайтта қол жетімді контроллерлер және объектімен байланыс құрылғылары, сондай-ақ контроллерлер мен құрылғылардың жаңадан пайда болған сериялары мен үлгілері ретінде жүзеге асыруды өте қиындатады.

SCADA жүйесіне аппараттық қолдау енгізілгенде тағы бір жағымсыз сәт бар. Мәселе мынада, драйверлерді жазуға тура келетін SCADA жүйесінің өндірушілері әртүрлі түрлеріЖабдық өте сирек қызмет көрсетілетін жабдықтың барлық функционалдығын қолдайтын сапалы драйверді жасай алады. Сонымен қатар, мұндай драйверлерде тереңдетілген тестілеудің болмауына байланысты жобаны әзірлеу кезеңінде немесе одан да жаманы, тапсырыс беруші жүйені пайдалану кезінде анықталатын тітіркендіргіш қателер бар. Нәтижесінде қателерді түзетуге және жаңа драйверлерді әзірлеуге көп күш жұмсалады, ал шын мәнінде тиімді және іс жүзінде қатесіз драйверді тек аппараттық құрал өндірушісі ғана жаза алады. Әлбетте, SCADA пакетін өндіруші, ең алдымен, қателерді дер кезінде түзетіп, SCADA пакетінің өзінің функционалдығын жақсартуы керек.

Инвестицияланған қаражатты қалыпты бағалайтын және тиімді пайдалану – жүйенің құны, әзірлеу құны және технологиялық процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерін құру, техникалық қызмет көрсету және дамыту бойынша жұмыстардың құны минималды болуы керек. Ceteris paribus, бұл талап SCADA жүйесін таңдау кезінде ең маңызды және, мүмкін, шешуші болып табылады. SCADA жүйесін әзірлеушілер әрқашан өз өнімдерін іске қосу жүйелерін және көптеген әр түрлі функционалды аяқталған компоненттерді, ақылы оқытуды сатуға құрып, өз өнімдерін сатудан максималды пайда алуға тырысады (бұл түсінікті). ақылы жаңартулар және ақылы техникалық қызмет көрсету. Бұл ретте бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеуге арналған әдіс пен құралдарды таңдауға жауапты жүйелік интегратор компаниясының немесе кәсіпорынның TTI автоматтандырылған басқару жүйесі тобының менеджерінің міндеті - әзірлеуге, техникалық қызмет көрсетуге және техникалық қызмет көрсетуге арналған болжамды уақыт пен қаржылық шығындарды бағалау. әр түрлі әзірлеу құралдарын пайдалана отырып құрылған автоматтандырылған технологиялық басқару жүйесін кейіннен дамыту.

Тағы бір айта кететін жайт. Жоғарыдағы талқылауларда деректерді жинау және бақылау бағдарламалық құралын іске қоса алатын операциялық жүйелер туралы айтылмайды. Бірнеше жыл бойы өнеркәсіптік автоматтандыруға арналған әртүрлі басылымдарда әртүрлі SCADA жүйелерін талқылау DOS операциялық жүйесі қаншалықты нашар, Windows қаншалықты сенімсіз, QNX немесе OS-9 қаншалықты жақсы екендігі туралы аргументтерге дейін қысқарды. Операциялық жүйенің параметрлеріне қойылатын талаптар қолданбалы тапсырма арқылы анықталуы керек екенін атап өткім келеді. APCS-тің жоғары деңгейлі бағдарламалық жасақтамасы жағдайында бұл жерде жүйенің ажырамас бөлігі оқиғаларға реакция уақыты детерминирленген емес және көбінесе айтарлықтай ұзақ болатын адам екенін де ескеру қажет. Сонымен қатар, әлемдік бағдарламалық қамтамасыз ету нарығының даму тенденцияларын ескермеу мүмкін емес.

SCADA жүйелері қашықтағы көптеген объектілерді (1-ден 10 000-ға дейін, кейде бір-бірінен мыңдаған километр қашықтықта) немесе географиялық таралған бір объектіні бақылауға және бақылауға арналған. Мұндай объектілерге мұнай құбырлары, газ құбырлары, су құбырлары, электр тарату қосалқы станциялары, су қабылдағыштар, дизель-генератор пункттері және т.б.

SCADA жүйелерінің негізгі міндеті - басқару нүктелерінен келетін әртүрлі қашықтағы объектілер туралы ақпаратты жинау және бұл ақпаратты бір диспетчерлік орталықта көрсету. Сондай-ақ, SCADA жүйесі алынған мәліметтерді ұзақ мерзімді мұрағаттауды қамтамасыз етуі керек. Диспетчер көбінесе объектіні пассивті бақылап қана қоймай, сонымен қатар әртүрлі жағдайларға әрекет ете отырып, оны басқару мүмкіндігіне ие.

SCADA жүйелерінің міндеттері:

• драйверлер арқылы нақты уақыт режимінде USO-мен (объектімен, яғни өнеркәсіптік контроллерлермен және енгізу/шығару тақталарымен байланысқа арналған құрылғылар) деректер алмасу;
• нақты уақыт режимінде ақпаратты өңдеу;
• монитор экранында ақпаратты адамға түсінікті түрде көрсету;
• нақты уақыт режимінде технологиялық ақпаратпен деректер қорын жүргізу;
• авариялық сигнал беру және дабыл хабарламаларын басқару;
• технологиялық процестің барысы туралы есептерді дайындау және қалыптастыру;
• -мен байланыс сыртқы қолданбалар(ДҚБЖ, электрондық кестелер, мәтіндік процессорлар және т.б.).

SCADA жүйелерінің құрылымы

Кез келген SCADA жүйесі үш компонентті қамтиды: қашықтағы терминал (RTU - Remote Terminal Unit), диспетчерлік басқару орталығы (MTU - Master Terminal Unit) және байланыс жүйесі (CS - Communication System).

Қашықтағы терминал тікелей басқарылатын нысанға қосылып, нақты уақыт режимінде басқаруды жүзеге асырады. Мұндай терминал объектіден ақпаратты алатын қарапайым сенсор немесе нақты уақыт режимінде ақпаратты және басқару элементтерін өңдейтін мамандандырылған көппроцессорлық ақауларға төзімді компьютерлік жүйе болуы мүмкін.

Диспетчерлік басқару бөлмесі, әдетте, квази-нақты уақыт режимінде деректерді өңдеуді және жоғары деңгейлі бақылауды жүзеге асырады. Ол адам мен машина интерфейсін қамтамасыз етеді. MTU байланыс арналарына қосылуға арналған қосымша құрылғылары бар жалғыз компьютер немесе үлкен болуы мүмкін есептеу жүйесінемесе жұмыс станциялары мен серверлердің жергілікті желісі.

Байланыс жүйесі деректерді RTU-дан MTU-ға және керісінше тасымалдау үшін қажет. Байланыс жүйесі ретінде деректерді берудің келесі арналарын қолдануға болады: жалға алынған желілер, радиожелілер, аналогтық телефон желілері, ISDN желілері, ұялы желілер GSM (GPRS). Көбінесе құрылғылар сенімді деректерді беруді қамтамасыз ету үшін бірнеше желіге қосылады.

SCADA жүйелеріндегі басқару процесінің ерекшеліктері

• SCADA жүйелерінде адамның (оператор, диспетчер) болуы міндетті болып табылады.
• Кез келген қате әрекет басқару объектісінің істен шығуына немесе тіпті апатты салдарға әкелуі мүмкін.
• Контроллер әдетте жүйені басқару үшін жалпы жауапкершілікке ие, ол қалыпты жағдайларда оңтайлы өнімділікке жету үшін кейде ғана параметрлерді реттеуді талап етеді.
• Көбінесе диспетчер көрсетілген ақпаратты пассивті түрде бақылайды. Басқару процесіне диспетчердің белсенді қатысуы сирек кездеседі, әдетте маңызды оқиғалардың - сәтсіздіктердің, төтенше және төтенше жағдайлардың және т.б.
• Қиын жағдайларда оператордың әрекеттері уақыт бойынша қатаң шектелуі мүмкін (бірнеше минут немесе тіпті секунд).

SCADA жүйелерін қорғау

Кейбір SCADA жүйелерін пайдаланушылар арасында жүйе интернетке қосылмаған болса, ол кибершабуылдардан сақтандырылған деген пікір бар. Сарапшылар келіспейді.

Физикалық оқшаулау SCADA жүйелеріне шабуылдарға қарсы пайдасыз дейді қауіпсіздік сарапшысы Файзел Лахани ақпараттық ресурстар. Оның пікірінше, жүйелерді физикалық оқшаулау жел диірмендерімен күресумен бірдей.

APCS және SCADA жүйелерінің қауіпсіздігіне қатысты ресейлік сарапшылардың пікірлері үйлеседі. ICS қауіпсіздігі назарға түскендіктен, кейбір өндірушілер қорғаныс шешімдеріөнеркәсіптік ақпараттық жүйелерге қауіп төндіруге бағытталған өнімдерді әзірлеуді бастады (мұндай өнімдер, атап айтқанда, қауіпсіз операциялық жүйені қамтуы мүмкін - тек сенімді қолданбалардың жұмыс істеу ортасы).

Жеке компаниялар өндірістік бақылау жүйесінің жағдайын қауіпсіздік тұрғысынан бағалауға талпыныс жасай отырып, осы мәселелер бойынша аналитикалық материалдар дайындауға кірісті. Өнеркәсіптік жүйелермен жұмыс істейтін мамандардың бұл бастамаларына реакциясы екіұшты және әрқашан қолайлы емес. Сырттан бақылаушы мынадай қорытынды жасай алады: операторлар арасында

Кез келген автоматтандырылған жүйенің ең жоғарғы деңгейі, әрине, адам. Дегенмен, қазіргі техникалық әдебиеттерде жоғарғы деңгей деп өзегі ДК немесе одан да қуатты компьютер болып табылатын технологиялық басқару жүйесінің жартылай автоматты диспетчерлік түйіні қызметін атқаратын аппараттық және бағдарламалық құралдар кешені түсініледі. Адам операторы жүйеге жоғарғы басқару деңгейінің функционалдық буындарының бірі ретінде кіреді. Бұл тәсілдің оң және теріс жақтары бар. Оң жағы, бұл жағдайда оператордың міндеттерінің ауқымы алдын ала анықталған және одан процесті егжей-тегжейлі білу талап етілмейді. Басқаша айтқанда, процесті тек білікті технолог басқара алмайды. Теріс жағы – процеске әсер етуді азайту арқылы басқарудың икемділігінің төмендеуінің салдары.

Осыған байланысты процесті басқару жүйелерін әзірлеушілер назарға алуы керек Қосымша талаптар. Процестің аппараттық құрамдас бөлігін ескеріп қана қоймай, жабдықтың жұмыс режимдерін таңдап қана қоймай, сонымен қатар сенімді және дұрыс жұмыс істейтін бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеу қажет. Әрине, ең жақсы нұсқа жұмысты осындай ұйымдастыру болып табылады, сол бір топ әзірлеушілер процестің схемасына, жабдықты таңдауға және жөндеуге және бағдарламалық жасақтаманы әзірлеуге жауап береді. Бұл жағдайда әзірлеушілер белгілі бір процестің технологиясында және арнайы жабдықты пайдалануда және күрделі басқару, сервистік және байланыс бағдарламаларын жазуда бірдей күшті болуы керек. Алайда мұндай команданы табу қиын болуы мүмкін.

Процесті басқару жүйесінің бағдарламалық құрамдас бөлігін әзірлеуді жеңілдету үшін қазір MMI (Адам-машина интерфейсі) және SCADA (қадағалауды басқару және деректерді жинау) бағдарламалары қолданылады. Бұл пакеттерді пайдалану PCS бағдарламалық қамтамасыз етуді автоматтандырылған әзірлеуге мүмкіндік береді; нақты уақыт режимінде технологиялық процесті бақылау және басқару; процесс туралы ақпаратты ыңғайлы жолмен алу және өңдеу.

SCADA жүйелерін пайдаланудағы ең қызықты және бір қарағанда қарапайым қадам - ​​бұл монитор экранындағы процесті модельдеу. Жүйенің Windows тәрізді графикалық интерфейсі интуитивті және қарапайым. Жетектерді, электр қозғалтқыштарын, клапандарды, резервуарларды, құбырларды және процесте қолданылатын басқа жабдықты орнату бір рет шерту арқылы жүзеге асырылады. Жабдық параметрлерін процесс қажеттіліктерімен байланыстыру да қарапайым, тінтуірдің бірнеше рет басуымен орындалады. Жаһандық және «тактикалық» процестің параметрлері кестелерде немесе деректер базасында ұйымдастырылған пішіндерде жазылады. Стандартты технологиялық басқару элементтері орнатылған, басқару датчиктерін сұрау ұйымдастырылған. Осыдан кейін сіз «Бастау» түймесін басып, жұмыс процесін бастай аласыз. Бұл теорияда немесе белгілі бір SCADA жүйесінің мүмкіндіктерін көрсету кезінде орын алады. Бірақ іс жүзінде бәрі қиынырақ.

SCADA жүйелерін қолдана отырып, процесті басқару жүйелерін әзірлеу процеске және SCADA нақты пакетіне қарамастан келесі негізгі қадамдарды қамтиды:

• тұтастай жүйе архитектурасын дамыту. Процесті басқару жүйесі клиент-сервер архитектурасында құрастырылған. Автоматтандырудың жеке түйіндерінің функционалдық мақсаты және олардың өзара әрекеті анықталады;
• әрбір автоматтандыру түйіні үшін қолданбалы басқару жүйесін құру (дәлірек айтқанда, осы түйінді автоматтандырылған басқару алгоритмі);
• төтенше жағдайларды талдау және жою;
• процестерді басқару жүйелерінің деңгейлерінің өзара әрекеттесу мәселелерін шешу; байланыс желілерін, алмасу хаттамаларын таңдау; әртүрлі ішкі жүйелердің логикалық өзара әрекеттесуінің алгоритмдерін әзірлеу;
• жүйені ықтимал кеңейту немесе жаңғырту мәселелерін шешу;
• оператор интерфейстерін құру;
• жүйені бағдарламалық және аппараттық құралдармен жөндеу.

Бұл мәселелердің барлығы технологиялық процесті басқару жүйесінің жоғарғы деңгейін жобалау және құру сатысында шешілуі керек, әйтпесе технологиялық процестің әртүрлі функционалдық модульдерін идеологиялық және идеологиялық тұрғыдан бір басқару жүйесімен байланыстыру қиын болатын жағдайлар туындауы мүмкін. техникалық іске асыру. SCADA жүйесін пайдалану жоғарыда аталған жобалау мен жөндеудің барлық кезеңдерін сәтті орындауға мүмкіндік береді.

SCADA жүйелері қалай жұмыс істейді

SCADA пакеттері бірнеше бағдарламалық блоктардан тұрады: қол жеткізу және басқару модульдері, сигнал беру модульдері, нақты уақыттағы мәліметтер базасы, мәліметтер базасы, енгізу/шығару және апаттық модульдер.

SCADA жүйелеріне қойылатын негізгі талап - нақты уақыт режимінде дұрыс жұмыс істеу. Сонымен қатар, беру мен өңдеуде негізгі басымдық технологиялық процестен немесе оған келетін және оның жүруіне әсер ететін сигналдарға беріледі. Олар тінтуірді жылжыту немесе терезелерді кішірейту үшін дискіге қол жеткізуден немесе оператор әрекеттерінен жоғарырақ басымдыққа ие. Осы мақсаттар үшін көптеген пакеттер нақты уақыт режиміндегі ОЖ операциялық жүйелері арқылы жүзеге асырылады, бірақ соңғы уақытта көбірек әзірлеушілер SCADA өнімдерін Microsoft Windows NT платформасында жасайды, оған RTX (Real Time Extension) қатты нақты уақыттағы ішкі жүйелерді енгізеді. Бұл тәсіл арқылы Windows NT-ті көп деңгейлі жүйелерді құру кезінде бір операциялық жүйе ретінде пайдалануға болады, пайдаланыңыз стандартты функциялар Win32 API және біріктірілген құрастыру Ақпараттық жүйелер- ASUP.

SCADA жүйелеріндегі деректер көздері келесідей болуы мүмкін.

• Контроллерлермен байланысуға арналған драйверлер. Байланыс драйверлерінің сенімділігі өте маңызды. Жүргізушілер ақаулар кезінде деректерді қорғау және қалпына келтіру құралдары болуы керек, байланыс жоғалғаны туралы оператор мен жүйені автоматты түрде хабардар етіп, қажет болған жағдайда дабыл беруі керек.
• Реляциялық мәліметтер базасы. SCADA жүйелері деректер қорының түрінен тәуелсіз хаттамаларды қолдайды, осылайша ең танымал ДҚБЖ деректер көзі ретінде әрекет ете алады: Access, Oracle және т.б. Бұл тәсіл технологиялық процестің параметрлерін жылдам өзгертуге және оның нақтыдан тыс барысын талдауға мүмкіндік береді. -уақыт жүйелері, осы мақсат үшін арнайы жасалған әртүрлі бағдарламалар.
• Құрамында қолданбалар стандартты интерфейсОбъектілерді қосу және енгізу үшін DDE (Динамикалық деректер алмасу) немесе OLE (Объектілерді байланыстыру және енгізу) технологиясы. Бұл деректер көзі ретінде Microsoft Excel сияқты кейбір стандартты кеңсе қолданбаларын пайдалануға мүмкіндік береді.

Жіберілетін мәліметтерді енгізу және шығару арнайы функционалды блоктар жүйесі ретінде ұйымдастырылған. Ағымдағы процесс ақпараты арнайы енгізу-шығару деректер қорларында сақталады. Енгізу блоктары ақпаратты қабылдайды және оны одан әрі талдау және өңдеу үшін қолайлы пішінге келтіреді. Өңдеу блоктары PID басқару, кешіктіру, жинақтау, статистикалық өңдеу сияқты басқару және басқару алгоритмдерін жүзеге асырады; сандық деректерде логикалық алгебра операциялары және т.б. орындауға болады.Шығару блоктары жүйеден объектіге басқару сигналын береді. Объектілермен байланысу үшін кеңінен қолданылатын RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet интерфейстері қолданылады. Тасымалдау жылдамдығын арттыру үшін төмен жылдамдықты желілердің кептелуін болдырмайтын деректерді кэштеудің әртүрлі әдістері қолданылады. Басқаша айтқанда, егер екі түрлі клиент бір уақытта серверден бірдей деректерді сұраса, ол контроллерге екі емес, тек біреуін ғана жіберіп, кэштен екінші клиентке деректерді қайтарады.

Ең әрең маңызды нүктетехнологиялық процесті басқарудың автоматтандырылған жүйесін құру кезінде бұл басқару жүйесінің өзінде де, технологиялық процесте де төтенше жағдайлардың сенімділігі мен жедел дамуын қамтамасыз ететін басқару жүйесін ұйымдастыру. SCADA жүйелерінің көпшілігінде технологиялық процесте дабыл сигнализациясы және төтенше жағдайларды өңдеу басымдығы жоғары жеке модульге бөлінген. Басқару жүйесінің сенімділігіне ыстық резервтеу арқылы қол жеткізіледі. Сіз бәрін резервтей аласыз: сервер, оның жеке тапсырмалары, желілік қосылымдаржәне жабдықпен кейбір (немесе барлық) қосылымдар. Артық болу интеллектуалды алгоритм бойынша жүзеге асады: желіде қосарланған жүктемені жасамау үшін негізгі сервер жабдықпен әрекеттеседі және жүйенің ағымдағы күйін жадта сақтайтын резервтік серверге мерзімді түрде хабарламалар жібереді. Бастапқы сервер істен шықса, сақтық көшірме сервері өз орнын алады және негізгі сервер желіге қосылғанша жұмыс істейді. Осыдан кейін бірден бастапқы сервердің дерекқорлары сақтық көшірме серверінің деректерімен жаңартылады және басқару негізгі серверге қайтарылады.

Барлық SCADA жүйелері одан әрі кеңейту және жетілдіру үшін ашық және осы мақсаттарға арналған кірістірілген жоғары деңгейлі тілдерге ие, көбінесе Visual Basic немесе пайдаланушы өзі жазған бағдарлама кодтарын қосуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, басқа компаниялардың әзірлемелері жүйелерге қосылуы мүмкін, ActiveX нысандары, стандартты кітапханалар Windows DLL. Бұл технологияларды енгізу үшін арнайы құралдаржәне арнайы интерфейс.

SCADA жүйесін кең ауқымды желілермен біріктіруге болады: басқа SCADA жүйелері, кәсіпорынның кеңсе желілері, тіркеу және сигнализация желілері (мысалы, қауіпсіздік және өрт дабылдары) және т.б. Осы гетерогенді ортада тиімді жұмыс істеу үшін SCADA жүйелері стандартты NETBIOS және TCP/IP протоколдарын пайдаланады. TCP/IP протоколы туралы жай ғана еске түсіру SCADA жүйелерінің Интернетте де жұмыс істей алатындығын көрсетеді, әсіресе процесс туралы оперативті және статикалық ақпаратты веб-сайттарға беру барған сайын өзекті бола түсуде.

Қорытындылай келе, процесті басқару жүйесі түсінігі бастапқыда SCADA-ға қарағанда кеңірек екенін айтқым келеді. Әдебиеттерде кейде SCADA жүйелері, яғни процесті басқару жүйелері туралы айтатын болса, бұл мүлдем дұрыс емес. SCADA операторға қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін жүйе ретінде арнайы әзірленген Ақпараттық қызметтерпроцесті басқарудың жоғарғы деңгейінде. Бірақ олар жоғарыдан төменге дейін толық автоматтандырылған басқаруды қамтамасыз ете алмайды, тек қарапайым себеппен ғана бағдарламалық қамтамасыз етудербес компьютерде орнатылған. Және кез келген технологиялық процесс, сонымен қатар, әртүрлі нақты жабдықты қажет етеді және ол виртуалды ортада емес, нақты өмірде орын алады.

Дегенмен, құрылыс тәжірибесі қалыптасқан автоматтандырылған жүйелержеткілікті күрделілікті бақылау технологиялық басқару жүйелерін жобалауда SCADA жүйелерін қолдану әзірлеушілердің өмірін айтарлықтай жеңілдететінін және жүйелердің жұмысы кезінде сенімді және жоғары сапалы бақылауды ұйымдастыруға мүмкіндік беретінін көрсетеді.