Инструментальное обеспечение АСУ

Один из основных факторов успешного развития и внедрения автоматизированного управления — рациональное использование инструментальной базы, включающей технические, программные и телекоммуникационные средства. Определяющим моментом является унификация и стандартизация всех компонентов, в том числе и инструментальной базы. Проведенный анализ всех составляющих инструментальной базы автоматизированного управления показывает сложившиеся тенденции их развития, позволяет ориентироваться на сложившемся рынке вычислительных и сетевых видов продукции

Включают в себя:

Технические средства АСУ

Это компьютеры и контроллеры с разными архитектурами, работающие по следующим принципам:

1) работа в режиме реального времени, т.е. обеспечение высокой реактивности на запросы обслуживания со стороны объекта управления;

2) повышенные требования к надежности функционирования;

3) автоматический перезапуск в случае «зависания» программы;

4) конструкция, приспособленная для работы в цеховых («полевых») условиях (повышенные вибрации, электромагнитные помехи, запыленность, перепады температуры, иногда взрывоопасность);

5) возможность встраивания дополнительных блоков управляющей, регистрирующей, сопрягающей аппаратуры, что помимо специальных конструкторских решений обеспечивается использованием стандартных шин и увеличением числа плат расширения;

6) минимальное потребление энергии и рассеяние тепла в условиях ограниченной мощности источника питания и отсутствия элементов принудительной вентиляции и охлаждения

Телекоммуникационные средства АСУ

Строится на основе эталонной модель взаимодействия открытых систем (OSI - модель), которая базируется на следующих уровнях реализации:

1 Физический Физическое (механическое и электрическое) соединение среды передачи данных

2 Канальный Передача по физическому адресу в сети, доступ к среде передачи данных

3 Сетевой Логическая адресация и маршрутизация

4 Транспортный Прозрачная передача пакетов данных по сети

5 Сеансовый Управление диалогом между устройствами сети

6 Представительный Преобразование данных при передаче информации между устройствами с различными форматами данных

7 Прикладной Предоставление сетевого сервиса для программ пользователя

Основные топологии связи:

1 кольцо,2 шина, звезда

Информационное обеспечение автоматизированного управления

Строится на объектно-ориентированных СУБД

В настоящее время насчитывается свыше 300 объектно-ориентированных СУБД (ООСУБД).

В технологии разработки ООБД конкурируют два направления:

1) Distributed Object Linking and Embedding (OLE) фирмы Microsoft.

2) Common Object Request Broker Architecture (CORBA) группы OBDMG, поддерживаемое фирмами IBM, Novell, DEC, с ориентацией на все платформы. В рамках этого направления выделены и сформированы указанные ранее язык определения объектов Object Definition Language (ODL); объектный язык запроса Object Query Language (OQL); язык определения интерфейсов Interface Definition Language (IDL).

Строятся на основе распределенных баз данных

До сих пор рассматривались централизованные, локальные базы данных. В то же время распределенные базы данных (РБД) находят все более широкое применение в связи с массовым распространением «сетевых» технологий.

Теория создания, использования и функционирования РБД имеет свои особенности по сравнению с централизованными БД. Базы данных явились в значительной мере следствием развития АСУ. Первоначально АСУ строились по централизованному принципу: данные из источников передавались в центральный вычислительный центр с суперЭВМ и там обрабатывались. В силу этого базы данных первоначально назывались банками данных.

 

Критерии выбора SCADA-системы.

Общие подходы

При оценке возможности использования SCADA-системы необходимо учитывать:

‑объем данных (производительность, поддержка стандартных сетевых протоколов и форматов данных);

‑ удобство в работе (стандартизация пользовательского интерфейса, наличие и удобство языка описания данных и процессов);

‑описание пакета и эксплуатационных инструкций на русском языке;

‑уровень технической поддержки (с учетом доступности);

‑надежность (отсутствие рекламаций);

·‑число инсталляций за рубежом и в СНГ (особенно применимость в промышленных АСУ);

‑цена программного продукта.

Эксплуатационные показатели

Характеризуют скорость освоения продукта и разработки прикладных систем (что в конечном итоге, очень отражается на стоимости составляющих системы управления):

‑ качество документации SCADA-системы: полнота, ясность и наглядность описания первичных документов; русификация и ее качество (экраны, подсказки, справочная система, всевозможные обозначения и т. д.).

‑ доступность диалога: наглядность представления необходимой информации на экране, удобство использования справочной системы, информативность оперативных подсказок и т. д.;

‑ уровень сопровождения системы при ее эксплуатации: возможность внесения изменений в базу данных, коррекции мнемосхем без остановки системы, полнота средств диагностики системы при сбоях и отказах, возможность наращивания разнообразных функций системы, трудоемкость при инсталляции системы и т. д. Сюда можно отнести и доставку необходимой информации на верхний уровень управления;

‑ наличие и качество поддержки SCADA-системы: услуги организации-разработчика, обслуживание (в т. ч. консультации, которые необходимо проводить не только с программистами-разработчиками по месту создания системы, но иногда по месту внедрения на объекте), обучение специалистов, условия обновления версий.

Экономические показатели

Выражаются в стоимости следующих составляющих:

‑аппаратной платформы;

‑системы (средства разработки и среда исполнения);

‑разработки системы;

‑освоения системы (обучение пользователей);

‑сопровождения (консультации, смены версий продукта, прочиеуслуги);

‑окупаемости.

Технические показатели

‑Программно-аппаратные платформы, на которых реализуется SCADA-система

‑Средства сетевой поддержки.

‑Поддерживаемые базы данных

‑Встроенные командные языки.

‑Открытость систем.

‑Реальное время

‑OPC. Используемым для связи с внешним миром

 

АРМ диспетчера энергоблока теплоэлектростанции: назначение, функции и состав

АРМ диспетчера энергоблока теплоэлектростанции предназначено для запуска технологических задач, ведения нормативно-справочной информации и отображения результатов работы в табличном и графическом виде. Оно реализует следующие функции:

— запуск технологических задач в заданное время с определенной цикличностью;

— ведение нормативно-справочной информации;

— отображение результатов работы технологических задач в табличном и графическом виде реальном времени;

— запуск технологических задач по архивным данным;

— отображение результатов работы технологических задач в табличном виде по архивным данным;

— хранение выходных форм в виде файлов в формате Excel.

Пользователь может:

— просмотреть и распечатать выходные формы и графики (за оперативный интервал и накопленные) на АРМ;

— откорректировать (имея права доступа и пароль) нормативно-справочную и вручную вводимую информацию;

— просмотреть и скопировать с АРМ файлы с выходными формами в формате EXCEL;

— запустить ряд задач на архивных данных и получить результаты в виде выходных форм на АРМ и форм в формате Excel;

— просмотреть и распечатать графики изменения расчетных параметров на архивной станции;

— просмотреть ряд выходных форм на операторской станции.

Технические средства АСУ

Основу технического обеспечения автоматизированных систем составляют компьютеры, являющиеся ядром любой информационной системы.

В настоящее время существует следующая классификация архитектур компьютеров:

— архитектура с одиночным потоком команд и одиночным потоком данных (SISD) центральный процессор работает с парами «атрибут-значение». Атрибут (метка) используется для локализации соответствующего значения в памяти, а одиночная команда, обрабатывающая содержимое накопителя (регистра) и значение, выдает результат. В каждой итерации из входного потока данных используется только одно значение;

— архитектура с одиночным потоком команд и множественным потоком данных (SIMD)состоит из одного контроллера, управляющего комплексом одинаковых процессоров (типы процессоров матричные, ассоциативные процессоры, процессорные ансамбли, конвейерные процессоры).

— архитектура с множественным потоком команд и одиночным потоком данных (MISD); отнесена единственная архитектура ‑‑ конвейер, но при условии, что каждый этап выполнения запроса является отдельной командой.

— архитектура с множественным потоком команд и множественным потоком данных (MIMD) относят следующие конфигурации: мультипроцессорные системы; системы с мультиобработкой; вычислительные системы из многих машин; вычислительные сети. Общим для данного класса является наличие ряда процессоров и мультиобработки. В отличие от параллельных матричных систем число процессоров невелико, а термин «мультиобработка» понимается в широком смысле для обозначения функционально распределенной обработки Базовым аппаратным средством уровня непосредственного цифрового управления является автономное программируемое устройство сбора и обработки информации — промышленный контроллер.

В отличие от персонального компьютера он рассчитан на решение ограниченного круга задач и должен обладать следующими основными свойствами:

1) работа в режиме реального времени, т.е. обеспечение высокой реактивности на запросы обслуживания со стороны объекта управления;

2) повышенные требования к надежности функционирования;

3) автоматический перезапуск в случае «зависания» программы;

4) конструкция, приспособленная для работы в цеховых («полевых») условиях (повышенные вибрации, электромагнитные помехи, запыленность, перепады температуры, иногда взрывоопасность);

5) возможность встраивания дополнительных блоков управляющей, регистрирующей, сопрягающей аппаратуры, что помимо специальных конструкторских решений обеспечивается использованием стандартных шин и увеличением числа плат расширения;

6) минимальное потребление энергии и рассеяние тепла в условиях ограниченной мощности источника питания и отсутствия элементов принудительной вентиляции и охлаждения

Основные требования к программному обеспечению для PLC:

— автономность;

— поддержка процессов сбора, анализа информации и управления, а также локальных баз данных в реальном времени;

— возможность дистанционного управления со стороны центрального диспетчерского пункта (станции);

— сетевая поддержка.

Программное обеспечение распределенной системы (компьютер-PLC) включает следующие основные компоненты:

— тестовое программное обеспечение;

— базовое программное обеспечение;

— прикладное технологическое программное обеспечение.

Тестовое программное обеспечение выполняет тестирование (отладку) отдельных PLC и системы в целом (включая тестирование и диагностику различных конфигураций) и содержит следующие компоненты:

— программы инициализации и конфигурирования, а также начальные тесты для PLC и сетевых адаптеров (внутреннее программное обеспечение, расположенное в ПЗУ);

— программы для тестирования PLC через линию связи с компьютером высшего уровня или специализированной наладочной аппаратурой;

— программы для тестирования, наладки и сбора статистики локальной сети распределенной системы;

— комплексное тестирование распределенной системы в целом;

— специализированное тестовое программное обеспечение для наладочных пультов, стендов, эмуляторов и т.д.

Отладка PLC выполняется с помощью компьютеров или специальных пультов, обеспечивающих доступ к памяти и портам PLC с целью отладки и оперативного ввода данных, уставок, управляющей информации. Отладчик позволяет перевести работу PLC в режим пошагового исполнения внутренних программ, эмулировать подачу внешних сигналов, отслеживать изменения состояний регистров и т.п.