Использование SCADA-технологий в современных автоматизированных системах управления | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Спецвыпуск

Опубликовано в Молодой учёный №22 (102) ноябрь-2 2015 г.

Дата публикации: 15.12.2015

Статья просмотрена: 655 раз

Библиографическое описание:

Максимова Е. А., Грицюк С. Н. Использование SCADA-технологий в современных автоматизированных системах управления // Молодой ученый. — 2015. — №22.5. — С. 45-48. — URL https://moluch.ru/archive/102/23624/ (дата обращения: 22.10.2018).

 

Диспетчерское управление и сбор данных (SCADA Supervisory Control And Data Acquisition) является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами) в жизненно важных и критичных с точки зрения безопасности и надежности областях. Именно на принципах диспетчерского управления строятся крупные автоматизированные системы в промышленности, энергетике, на транспорте, в космической и военной областях, в различных государственных структурах.

SCADA — это 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, 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. Программный код может быть как написан на языке программирования (например на C++), так и сгенерирован в среде проектирования.

Основными характеристиками SCADA-систем являются:

          программно-аппаратные платформы, на которых реализована система;

          имеющиеся средства сетевой поддержки. Предпочтительно, чтобы SCADA-система поддерживала работу в стандартных сетевых средах с использованием стандартных протоколов, а также обеспечивала поддержку наиболее популярных сетевых стандартов из класса промышленных интерфейсов;

          встроенные командные языки. Большинство SCADA-систем имеют встроенные языки высокого уровня, VBasic-подобные языки.

          графические возможности. Для специалиста-разработчика системы автоматизации, так же как и для специалиста-технолога, чье рабочее место создается, очень важен графический пользовательский интерфейс.

В силу требований, предъявляемых к системам SCADA, спектр их функциональных возможностей определен и реализован практически во всех пакетах. Основные возможности и средства, присущие всем системам и различающиеся техническими особенностями реализации:

          автоматизированная разработка, дающая возможность создания программного обеспечения (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 пост-обработки (как правило, реализуется через интерфейсы к наиболее популярным базам данных);

          средства обработки первичной информации;

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

          возможность работы прикладной системы с наборами параметров, рассматриваемых как единое целое.

К основным задачам, решаемым SCADA-системами относятся:

          обмен данными с устройствами связи с объектом, то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода в реальном времени через драйверы;

          отображение информации на экране монитора в 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 и ПК;

          обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.).

На рис. 1 представлена обобщенная структура SCADA-системы.

Система включает в себя:

          Remote Terminal Unit (RTU) — удаленный терминал, осуществляющий управление в режиме реального времени. Спектр его воплощений широк от примитивных датчиков, осуществляющих съем информации с объекта, до специализированных многопроцессорных отказоустойчивых вычислительных комплексов, осуществляющих обработку информации и управление в режиме жесткого реального времени;

          Master Terminal Unit (MTU) — диспетчерский пункт управления (главный терминал); осуществляющий обработку данных и управление высокого уровня, как правило, в режиме квазиреального времени; одна из основных функций — обеспечение интерфейса между человеком-оператором и системой (HMI, MMI);

          Communication System (CS) — коммуникационная система (каналы связи), необходима для передачи данных с удаленных точек (объектов, терминалов) на центральный интерфейс оператора-диспетчера и передачи сигналов управления на RTU (или удаленный объект в зависимости от конкретного исполнения системы).

41524_14.gif

Рис. 1. Обобщенная структура SCADA-системы

 

SCADA-системы, как правило, двухуровневые системы, на этих уровнях реализуется непосредственное управление технологическими процессами. Специфика каждой конкретной системы управления определяется используемой на каждом уровне программно-аппаратной платформой. На рис. 2 представлена уровневая структура SCADA-системы.

Без имени-2.jpg

Рис. 2. Уровневая структура SCADA-системы

Нижний уровень — уровень объекта (контроллерный) — включает датчики для сбора информации о ходе технологического процесса, электроприводы и исполнительные механизмы для реализации регулирующих и управляющих воздействий. Датчики поставляют информацию локальным программируемым логическим контроллерам (PLC — Programming Logical Controoller), которые выполняют следующие функции:

          сбор и обработка информации о параметрах технологического процесса;

          управление электроприводами и другими исполнительными механизмами;

          решение задач автоматического логического управления и др.

К аппаратно-программным средствам контроллерного уровня управления предъявляются жесткие требования по надежности, времени реакции на исполнительные устройства, датчики и т. д. Разработка, отладка и исполнение программ управления локальными контроллерами осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения.

Информация с локальных контроллеров может направляться в сеть диспетчерского пункта непосредственно, а также через контроллеры верхнего уровня.

Верхний уровень — диспетчерский пункт (ДП) — включает, прежде всего, одну или несколько станций управления, представляющих собой автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера/оператора. Здесь же может быть размещен сервер базы данных, рабочие места (компьютеры) для специалистов и т. д.

SCADA TRACE MODE — первая отечественная интегрированная информационная система управления промышленным производством, предназначена для автоматизации технологических процессов, телемеханики, диспетчеризации, учета ресурсов.

TRACE MODE работает под Windows и Linux, используется более чем в 30 странах мира, в 40 отраслях промышленности, в том числе в энергетике.

В состав комплекса TRACE MODE входят два вида интегрированной среды разработки — локальная (ИС) и клиентская (КС). Единая программная оболочка содержит необходимые инструменты для разработки проекта. Разработанные файлы после отладки размещаются на аппаратных средствах. Система содержит информацию о конструктивном исполнении контроллеров, плат расширения, внешних модулях. Предусмотрены средства математической обработки данных, архивирование, генерация сообщений и документов. Система объединяет в единой оболочке навигатор и набор редакторов.

На рис. 3 представлен вариант отображения сигналов в программе TRACE MODE.

Рис. 3. Отображение сигналов в программе TRACE MODE

 

Существует опыт применения автоматизированных систем контроля технологического процесса на базе SCADA TRACE MODE, например, в доменном цехе ОАО «СЕВЕРСТАЛЬ» — система контроля охлаждения доменной печи и блока воздухонагревателей.

Таким образом, применение SCADA-систем позволяет обеспечивать высокую отказоустойчивость АСУ ТП, гибкое распределение вычислительных ресурсов, безопасность данных.

 

Литература:

 

  1. Андреев Е. Б. SCADA-системы: взгляд изнутри / Е. Б. Андреев, Н. А. Куцевич (www.scada.ru).
  2. Матвейкин В. Г., Фролов С. В., Шехтман М. Б. Применение SCADA-систем при автоматизации технологических процессов / В. Г. Матвейкин, С. В. Фролов, М. Б. Шехтман М. Б. — М: Машиностроение, 2000.
Основные термины (генерируются автоматически): SCADA, MODE, TRACE, система, реальное время, технологический процесс, RTU, диспетчерский пункт, верхний уровень, высокий уровень.


Похожие статьи

Разработка системы диспетчерского управления...

Верхний уровеньSCADAсистема.

В настоящее время SCADA-системы применяются практически во всех отраслях промышленности, требующих операторского контроля над технологическим процессом в реальном времени.

Разработка алгоритма получения вибрационных характеристик...

Supervisory Control And Data Acquisitionдиспетчерское управление и сбор данных). Основные задачи, решаемые SCADA-системами: - обмен данными с устройствами связи с объектом, т. е

- ведение базы данных реального времени с технологической информацией.

Использование SCADA СИСТЕМЫ WinCC для создания...

Ключевые слова:тренажер, диспетчер, компрессорная станция,SCADA система.

На нижнем уровне данные с датчиков поступают в ячейку памяти ПЛК для сохранения данных MD (memory data).

Проведя динамизацию кадров технологического процесса, можно создать реальное...

Перспективы применения АСУ ТП в гидроэлектрических станциях...

Модернизация систем управления как технологическими процессами, так и производством

Сегодня технический уровень систем контроля и учета, установленных на

Верхний уровень включает следующие программно-технические комплексы оперативно-диспетчерского...

Автоматизация и диспетчеризация инженерных систем

Посредством диспетчеризации инженерных систем осуществляется удаленный контроль и управление различными процессами, изменение рабочих параметров тех

Интеграция систем видеонаблюдения и охранной сигнализации повышает уровень безопасности здания. [7,8,9].

Разработка рекомендаций по формированию автоматизированной...

реальную транспортную ситуацию на данный момент.

автоматизированная система управления дорожным движением, единая диспетчерская служба, центральный управляющий пункт.

Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом...

Системы автоматизации зданий, диспетчеризация инженерных...

Во-вторых, с увеличением сложности процесса работы инженерных систем требуется высоко

Одна из возможных причин низкого уровня интеграции инженерных систем — это

Однако несмотря на указанные выше тенденции, в настоящее время все больше и больше...

Разработка информационной системы учета материальных...

Мукомольное предприятие — как массовое производство характеризуется высоким уровнем концентрации и узкой специализацией

Юсупов Ф. Система диспетчерского управления дискретно-непрерывными технологическими процессами промышленной переработки зерна...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Разработка системы диспетчерского управления...

Верхний уровеньSCADAсистема.

В настоящее время SCADA-системы применяются практически во всех отраслях промышленности, требующих операторского контроля над технологическим процессом в реальном времени.

Разработка алгоритма получения вибрационных характеристик...

Supervisory Control And Data Acquisitionдиспетчерское управление и сбор данных). Основные задачи, решаемые SCADA-системами: - обмен данными с устройствами связи с объектом, т. е

- ведение базы данных реального времени с технологической информацией.

Использование SCADA СИСТЕМЫ WinCC для создания...

Ключевые слова:тренажер, диспетчер, компрессорная станция,SCADA система.

На нижнем уровне данные с датчиков поступают в ячейку памяти ПЛК для сохранения данных MD (memory data).

Проведя динамизацию кадров технологического процесса, можно создать реальное...

Перспективы применения АСУ ТП в гидроэлектрических станциях...

Модернизация систем управления как технологическими процессами, так и производством

Сегодня технический уровень систем контроля и учета, установленных на

Верхний уровень включает следующие программно-технические комплексы оперативно-диспетчерского...

Автоматизация и диспетчеризация инженерных систем

Посредством диспетчеризации инженерных систем осуществляется удаленный контроль и управление различными процессами, изменение рабочих параметров тех

Интеграция систем видеонаблюдения и охранной сигнализации повышает уровень безопасности здания. [7,8,9].

Разработка рекомендаций по формированию автоматизированной...

реальную транспортную ситуацию на данный момент.

автоматизированная система управления дорожным движением, единая диспетчерская служба, центральный управляющий пункт.

Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом...

Системы автоматизации зданий, диспетчеризация инженерных...

Во-вторых, с увеличением сложности процесса работы инженерных систем требуется высоко

Одна из возможных причин низкого уровня интеграции инженерных систем — это

Однако несмотря на указанные выше тенденции, в настоящее время все больше и больше...

Разработка информационной системы учета материальных...

Мукомольное предприятие — как массовое производство характеризуется высоким уровнем концентрации и узкой специализацией

Юсупов Ф. Система диспетчерского управления дискретно-непрерывными технологическими процессами промышленной переработки зерна...

Задать вопрос