Магистр Ижедерова Н.Г.
Магистр Карнаухов И.О.
Магистр Шипунов В.А.
к.т.н., доцент, заместитель кафедры АУТП СамГТУ
Сусарев С.В. Самарский
государственный технический университет, Россия
СИСТЕМА МОНИТОРИНГА (SCADA-система)
В настоящее время
для предприятий стала актуальной задача повышения эффективности производства и
качества выпускаемой продукции, а также обеспечения высокого качества
управляемости за счет создания единого информационного пространства предприятия.
Одним из способов повышения эффективности производства является применение системы мониторинга. Примером такой системы
является SCADA-система.
SCADA-системы предназначены для осуществления
мониторинга и диспетчерского контроля большого числа удаленных объектов (от 1
до10000, иногда на расстоянии в тысячи
километров друг от друга) или одного территориально распределенного объекта.
Главная задача SCADA-систем – это сбор информации
о множестве удаленных объектов, поступающей с пунктов контроля, и отображение
этой информации в едином диспетчерском центре. Также, SCADA-система должна
обеспечивать долгосрочное архивирование полученных данных. Диспетчер зачастую
обладает возможностью не только пассивно наблюдать за объектом, но и им
управлять им, реагируя на различные ситуации.
Задачи
SCADA-систем:
·
обмен данными с УСО (устройства связи с
объектом, то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в
реальном времени через драйверы;
·
обработка информации в реальном времени;
·
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;
·
обеспечение связи с внешними приложениями
(СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.).
Любая
SCADA-система включает три компонента: удалённый терминал (RTU – Remote Terminal
Unit), диспетчерский пункт управления (MTU – Master Terminal Unit) и
коммуникационную систему (CS – Communication System).
Удаленный
терминал подключается непосредственно к контролируемому объекту и осуществляет
управление в режиме реального времени. Таким терминалом может служить как
примитивный датчик, осуществляющий съем информации с объекта, так и
специализированный многопроцессорный отказоустойчивый вычислительный комплекс,
осуществляющий обработку информации и управление в режиме реального времени.
Диспетчерский
пункт управления осуществляет обработку данных и управление высокого уровня,
как правило, в режиме квазиреального времени. Он обеспечивает человеко-машинный
интерфейс. MTU может быть как одиночным компьютером с дополнительными
устройствами подключения к каналам связи, так и большой вычислительной системой
или локальной сетью рабочих станций и серверов.
Коммуникационная система необходима для
передачи данных с RTU на MTU и обратно. В качестве коммуникационной системы
могут использоваться следующие каналы передачи данных: выделенные линии, радиосети,
аналоговые телефонные линии, ISDN сети, сотовые сети GSM (GPRS). Зачастую устройства подключаются к нескольким сетям для
обеспечения надёжности передачи данных.
Особенности процесса управления в SCADA-системах:
В системах SCADA обязательно наличие человека
(оператора, диспетчера).
·
Любое неправильное воздействие может
привести к отказу объекта управления или даже катастрофическим последствиям.
·
Диспетчер несет, как правило, общую
ответственность за управление системой, которая, при нормальных условиях,
только изредка требует подстройки параметров для достижения оптимального
функционирования.
·
Большую часть времени диспетчер пассивно
наблюдает за отображаемой информацией. Активное участие диспетчера в процессе
управления происходит нечасто, обычно в случае наступления критических событий
- отказов, аварийных и нештатных ситуаций и пр.
·
Действия оператора в критических ситуациях
могут быть жестко ограничены по времени (несколькими минутами или даже
секундами).
SCADA как открытая система. Степень
открытости SCADA очень сильно влияет на экономическую эффективность системы,
однако это влияние носит случайный характер, поскольку зависит от степени
использования свойств открытости в конкретном проекте. Открытость для
программирования пользователем SCADA обеспечивается возможностью подключения
программных модулей, написанных пользователем или другими производителями. Это
обычно достигается тем, что SCADA разрабатывается как контейнер для
СОМ-объектов и ActiveX элементов. Совместимость с аппаратурой и базами данных
других производителей достигается с помощью стандарта ОРС, применением
интерфейса ODBC или OLE DB. Открытость системы программирования достигается
поддержкой языков МЭК 61131-3. Особенно интересно с точки зрения открытости
применение веб-интерфейса, поскольку он обеспечивает доступ к SCADA с любого
компьютера из любой точки мира, независимо от аппаратной платформы, типа канала
связи, операционной системы и используемого веб-навигатора.
Хорошо спланированная и разработанная SCADA система дает
возможность избежать критических ситуацией, заранее быть в курсе об аварийных
ситуациях, что обеспечит высокую безопасность всей системы в целом.
Библиографический список
1.
Харазов В.Г. Интегрированные системы управления технологическими процессами –
Спб.: Профессия, 2009.-592с. ил, табл., сх..
2. Красовский А.А.. Разработка методов и алгоритмов
автоматизированного комплекса мониторинга и управления магистральными
нефтепроводами/ диссертация кандидата технических наук: 05.13.06, Москва,
2011.- 193 с.: ил.
3.http://www.tadviser.ru/index.php/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D1%8F:SCADA_%D0%BD%D0%B0%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC#.D0.9D.D0.B0.D0.B7.D0.BD.D0.B0.D1.87.D0.B5.D0.BD.D0.B8.D0.B5_.D0.B8_.D0.B7.D0.B0.D0.B4.D0.B0.D1.87.D0.B8_SCADA-.D1.81.D0.B8.D1.81.D1.82.D0.B5.D0.BC