Компоненты систем контроля и управления (верхний уровень) и их назначение.

Многие проекты автоматизированных систем контроля и управления позволяют выделить обобщенную схему реализации верхнего уровня, представленную на рис. 1.

Рис. 2.1. Обобщенная схема систем контроля и управления (вехний уровень).

Контроллерный уровень – включает различные логические контроллеры (PLC - Programming Logical Controoller), которые могут выполнять следующие функции:

o сбор и обработка информации о параметрах технологического процесса;

o управление электроприводами и другими исполнительными механизмами;

o 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.

Для критичных с этой точки зрения объектов рекомендуется использовать контроллеры с операционными системами реального времени (ОСРВ). Контроллеры под управлением ОСРВ функционируют в режиме жесткого реального времени. Разработка, отладка и исполнение программ управления локальными контроллерами осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения, широко представленного на рынке.

Диспетчерский уровень – 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. Станции управления предназначены для отображения хода технологического процесса и оперативного управления. Эти задачи и призваны решать SCADA - системы. SCADА - это специализированное программное обеспечение, ориентированное на обеспечение интерфейса между диспетчером и системой управления, а также коммуникацию с внешним миром.

Примеры SCАDA-систем.

Программные продукты класса SCADA широко представлены на мировом рынке. Это несколько десятков SCADA - систем, многие из которых нашли свое применение и в России. Некоторые из них приведены ниже:

SCADA	Фирма-изготовитель	Страна
InTouch	Wonderware	США
RSView	Rockwell Software Inc.	США
Genesis	Iconics	США
SIMATIC WinCC	Siemens AG	Германия
КРУГ-2000	НПФ «КРУГ»	Россия
TraceMode	AdAstra	Россия
Citect	CI Technology	Австралия

При таком многообразии SCADA - продуктов на российском рынке естественно возникает вопрос о выборе. Ниже приводится примерный перечень критериев оценки SCADA - систем:

Технические характеристики

1) требовательность к программно-аппаратной платформе;

2) имеющиеся средства сетевой поддержки;

3) встроенные языки программирования;

4) графические возможности.

Стоимостные характеристики

При оценке стоимости SCADA-систем нужно учитывать следующие факторы:

· стоимость программно-аппаратной платформы;

· стоимость системы;

· стоимость освоения системы;

· стоимость сопровождения.

Эксплуатационные характеристики

К этой группе можно отнести:

· удобство интерфейса среды разработки, полнота инструментария и функций системы;

· качество документации - ее полнота, уровень русификации;

· поддержка со стороны создателей - количество инсталляций, дилерская сеть, обучение, условия обновления версий и т. д.

Требования к системам верхнего уровня

· они должны работать только с технологической информацией, отражающей основной технологический процесс;

· обеспечение открытости, как с точки зрения подключения различного контроллерного оборудования, так и коммуникации с другими программами;

· иметь гибкие средства, обеспечивающие пользователю эффективное создание экранных форм с минимальными затратами труда и времени;

· обеспечение простоты разработки приложений и доступной не только для разработчика, но и для конечного пользователя создаваемой АСУТП, поскольку облик системы определяется и может подвергаться изменениям, как разработчиком, так и пользователем;

· надежной (технологическая и функциональная) – быть устойчивой к ошибкам во внешних компонентах и к некорректным действиям обслуживающего персонала, т.е.:

- никакой единичный отказ оборудо­вания не должен вызнать выдачу лож­ного выходного воздействия (коман­ды) на объект управления:

- никакая единичная ошибка операто­ра не должна вызвать выдачу ложного выходного воздействия (команды) на объект управления;

- все операции по управлению долж­ны быть интуитивно-понятными и удобными для оператора (диспетчера).

· эффективной – обеспечивать необходимую функциональность и быстродействие при ограниченных требованиях к компьютеру;

· иметь умеренную цену на основное ПО и на лицензии исполнительных модулей пакета.

· иметь средства компьютерной защиты информации, разграничение ответственности пользователей

· должна предоставлять обслуживающему персоналу гибкий инструментарий для анализа поступающей информации.

SCADA-системы обеспечивают выполнение следующих основных функций:

1. Прием информации о контролируемых технологических параметрах от контроллеров нижних уровней и датчиков

2. Сохранение принятой информации в архивах.

3. Вторичная обработка принятой информации.

4. Графическое представление хода технологического процесса, а также принятой и архивной информации в удобной для восприятия форме.

5. Прием команд оператора и передача их в адрес контроллеров нижних уровней и исполнительных механизмов.

6. Регистрация событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и действиями персонала, ответственного за эксплуатацию и обслуживание системы

7. 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.

8. Формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной информации.

9. Обмен информацией с автоматизированной системой управления предприятием (или, как ее принято называть сейчас, комплексной информационной системой).

10. Непосредственное автоматическое управление технологическим процессом в соответствии с заданными алгоритмами.

Если попытаться коротко охарактеризовать основные функции, то можно сказать, что SCADA-система собирает информацию о технологическом процессе, обеспечивает интерфейс с оператором, сохраняет историю процесса и осуществляет автоматическое управление процессом в том объеме, и котором это необходимо.