SCADA системы в современном производстве

 

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

КАФЕДРА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОРГОВЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

 

 

 

Реферат

по курсу «Система управления технологическими процессами и информационные технологиями»

Тема: «SCADA системы в современном производстве»

 

 

 

 

 

Выполнила:

Студентка 4 курса 441 гр.

Калимова Ю.М.

Проверил:

 Дрокин С.Н.

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2013г

 

Оглавление

Введение. 3

Первые SCADA-подобные системы 4

Традиционные рынки и движущие силы 5

Современные SCADA системы 6

Основные возможности и средства 6

Основные функции 7

Принципы разработки 7

Заключение. 9

Список литературы 10

 

 

Введение.

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 АСУ ТП, АСКУЭ, 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.

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 человеко-машинного интерфейса АСУ ТП.

 

Первые SCADA-подобные системы

 

Ранние управляющие решения, предварившие наступление эры SCADA, назывались «телеметрическими» системами и  представляли собой попытки организовать дистанционный мониторинг небольшого числа параметров (обычно одного-двух). Все основные требования, которым  должны удовлетворять современные  решения типа SCADA, равно как и  большинство обеспечиваемых такими решениями преимуществ, присутствовали уже в телеметрических системах начала 70-ых годов прошлого века хотя бы в зачаточном виде. Для отображения  текущего состояния системы тогда  использовались «имитационные стены» (mimic wall) (рис. 1). Оперативность вывода информации на такие стены можно  охарактеризовать как «приближающуюся  к реальному времени»: показания  индикаторов и лампочек изменялись вручную по мере того, как перемещающиеся по удалённым локациям операторы  получали новые данные.

 

Рисунок 1. Имитационные стены (mimic wall)

 

     Аббревиатура SCADA расшифровывается как Supervisory Control and Data Acquisition - диспетчерский контроль и сбор данных. В ранних SCADA-подобных системах вроде тех, что применялись в задачах водоснабжения и водоочистки в 60-70-ых годах XX века, связь между диспетчерской (головной станцией SCADA) и удалёнными станциями была столь призрачной, что организовать полноценный оперативный контроль не представлялось возможным. Первые управляющие системы типа SCADA разрабатывались для налаживания сбора данных с удалённых локаций. Например, традиционно в задачах добычи и транспортировки нефти, а также водоснабжения и водоочистки критическое значение имеет информация о давлении и расходе. Для контроля критических показателей в ранних SCADA-подобных системах обычно использовались один-два аларма, которые обеспечивали, например, контроль входа в здание либо подавали сигналы типа «ёмкость пуста», «ёмкость заполнена» или «отказ насоса». Малое число параметров было обусловлено тогдашним уровнем развития управляющих систем. Организация надёжного мониторинга четырёх-пяти показателей для каждой удалённой станции расценивалась в те времена как крупный успех. Серьёзную проблему представляло даже налаживание дистанционного контроля времени работы насосов.

Традиционные  рынки и движущие силы

 

Управляющие системы типа SCADA возникли в тех отраслях, где  в отличие от обрабатывающей промышленности «производственные мощности» в  принципе нельзя объединить под крышей одного или нескольких близко расположенных  зданий. Основными пользователями SCADA-решений  во все времена были распределённые компании и предприятия, занимающиеся:

· водоснабжением и водоочисткой,

· сбором производственных и ливневых сточных вод,

· регулированием паводков и дренажем,

· ирригацией,

· энергоснабжением,

· добычей и транспортировкой нефти,

· транспортировкой природного газа,

· крупные промышленные предприятия, имеющие удалённые станции.

Основными стимулами развития SCADA-систем и роста их популярности на протяжении последних пятидесяти лет служили два тесно связанных  друг с другом фактора. Первый - это  желание операторов иметь более  полный и качественный контроль над  распределёнными процессами. Второй фактор - это стремление руководства  сокращать и регулировать расходы. scada диспетчерский контроль данные

Одна из причин роста расходов - это рабочая сила. До наступления  эпохи современных SCADA-решений, типичная распределённая система управления, будь то управление водоснабжением, водоочисткой, ирригацией или транспортировкой углеводородов, требовала наличия штата «операторов на колёсах», периодически посещающих удалённые станции с целью сбора данных, внесения изменений, контроля над соблюдением требований к техническому обслуживанию и проведения инспекций. Причём эта деятельность должна была осуществляться непрерывно и круглосуточно - 24 часа в день 7 дней в неделю. В 70 годах прошлого века типичная сеть водоснабжения в США обслуживалась в среднем шестью-восемью «операторами на колёсах».

Существуют и другие факторы, способствующие развитию рынка управляющих  систем типа SCADA. Это демографические  изменения, рост эксплуатационных расходов и неэффективность альтернативных методов.

Современные SCADA системы

1 Основные возможности и средства

 

· автоматизированная разработка, дающая возможность создания ПО системы автоматизации без реального программирования;

· средства сбора первичной информации от устройств нижнего уровня;

· средства управления и регистрации сигналов об аварийных ситуациях;

· средства хранения информации с возможностью ее постобработки (как правило, реализуется через интерфейсы к наиболее популярным базам данных);

· средства обработки первичной информации;

· средства визуализации информации в виде графиков, гистограмм и т.п.;

· возможность работы прикладной системы с наборами параметров, рассматриваемых как «единое целое» («recipe» или «установки»).

2 Основные функции

 

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 функционированием программно-аппаратных средств АСУ ТП 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.

3 Принципы разработки

 

Технология проектирования систем автоматизации на основе различных SCADA-систем включает следующие этапы:

Разработка архитектуры  системы автоматизации в целом. На этом этапе определяется функциональное назначение каждого узла системы  автоматизации. Решение вопросов, связанных  с возможной поддержкой распределенной архитектуры, необходимостью введения узлов с горячим резервированием  и т.п.

Создание прикладной системы  управления для каждого узла. На этом этапе специалист в области  автоматизируемых процессов наполняет  узлы архитектуры алгоритмами, совокупность которых позволяет решать задачи автоматизации.

Приведение параметров прикладной системы в соответствие с информацией, которой обмениваются устройства нижнего  уровня (например, программируемые логические контроллеры ПЛК) с внешним миром (датчики температуры, давления и др.).

Отладка созданной прикладной программы в режиме эмуляции (в  некоторых системах, например IGSS, режим  отладки практически отсутствует) и в реальном режиме.

Разработка современной SCADA-системы требует больших вложений и выполняется в длительные сроки. И именно поэтому в большинстве  случаев разработчикам управляющего прикладного программного обеспечения (ППО), в частности ППО для АСУ  ТП, представляется целесообразным идти по пути, приобретая, осваивая и адаптируя  какой-либо готовый, уже испытанный универсальный инструментарий.

Тогда возникает вопрос выбора уже существующей SCADA-системы. Ниже перечислены только некоторые из популярных на западном и российском рынках SCADA-систем, имеющих некоторую  поддержку в России:

 

Таблица 1. Популярные SCADA-системы, имеющие  поддержку в России

SCADA-система	Фирма-изготовитель	Страна
Factory Link	United States DATA Co	США
InTouch	Wonderware	США
Genesis	Iconics	США
RealFlex	BJ Software Systems	США
Sitex	Jade Software	Англия
FIX	Intellution	США
TraceMode	AdAstra	Россия
IGSS	Seven Technologies	Дания
Image	Технолинк	Россия
RSView	Rockwell Software Inc	США
WinCC	Siemens	Германия

 

Выбор SCADA-системы представляет собой достаточно трудную задачу, аналогичную принятию решений в  условиях многокритериальности, усложненную  невозможностью количественной оценки ряда критериев из-за недостатка информации.

 

 

Заключение.

Построение прикладной системы  на основе любой из рассмотренных SCADA-систем резко сокращает набор необходимых  знаний в области классического  программирования, позволяя концентрировать  усилия по освоению знаний в самой  прикладной области.

Применение в SCADA-системах новых  технологий, разработка инструментальных средств комплексной автоматизации  предприятия свидетельствуют о  стремлении и возможности фирм-разработчиков  постоянно совершенствовать свои продукты, что является немаловажным фактором при выборе инструментального средства, даже если не все его технологические  решения в ближайшее время  будут использованы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы

 

1. Scada . ru - Публикации - SCADA - системы:  взгляд изнутри 

// URL: http://www.scada.ru/publication/book/preface.html

2. Кабаев С.В. Пакет программного  обеспечения Intouch - система мониторинга  и управления в объектах промышленной  автоматизации

// URL: http://www.mka.ru/go/?id=40463&url=www.rtsoft.ru