45452

Средства создания операторского интерфейса автоматизированных систем (SCADA-приложения). Применение. Особенности. Возможности и средства, присущие SCADA-пакетам. Состав SCADA. Виды SCADA. TraceMode. Citect. InTouch. iFix. Wizcon GeniDAQ. WinCC. MasterSCA

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Под SCADA – приложением подразумевается любое ПО, которое получает данные с внешних устройств, формирует управляющие команды, сохраняет информацию на внешних носителях и формирует графическое приложение системы. Любое SCADA – приложение должно иметь набор инструментальных средств, позволяющих создавать уже в разработанных интерфейсах типовые модули подключения новых объектов и создание однотипных интерфейсов оператора для типовых автоматизированных систем.

Русский

2013-11-17

103 KB

12 чел.

Средства создания операторского интерфейса автоматизированных систем (SCADA-приложения). Применение. Особенности. Возможности и средства, присущие SCADA-пакетам. Состав SCADA. Виды SCADA.  TraceMode. Citect. InTouch. iFix. Wizcon GeniDAQ. WinCC. MasterSCADA

Средства создания операторского интерфейса автоматизированных систем.

SCADA – центральное управление и сбор данных.

Основное назначение: сбор информации автоматизированного процесса, вывод ее пользователю в удобном виде, сохранение сообщений в БД и дистанционное управление любым элементом автоматизированного комплекса.

Архитектура SCADA:

Централизованное управление связано с тем, что SCADA может контролировать любой элемент АС.

Процесс взаимодействия можно разделить на две части:

  1.  Система получения данных
  2.  Система отображения данных и система управления АСУ на программном уровне

1. Система получения данных

Для получения данных из промышленной сети используются следующие действия:

1.1. Использование специализированного устройства и драйвера (устройство подключается непосредственно на вычислительном узле и в SCADA – приложении обеспечивается доступ через реализацию драйвера устройства.

1.2. Использование специализированного устройства и стандартных средств передачи данных (взаимодействие осуществляется через стандартизированный промышленный протокол или через OPC – сервер)

1.3. Использование промышленной сети с драйвером промышленной сети. В этом случае адаптер доступа является вынесенным адаптером, установленном на объекте, обеспечивающим два интерфейса: интерфейс промышленной сети и интерфейс вычислительной сети. Для обеспечения работы с промышленной сетью ЭВМ со SCADA должна содержать либо драйвер, либо OPC-сервер.

2.Система обработки данных и управления реализуется с помощью графических элементов, каждый из которых связывается с аппаратурой с применением элементов, называемых тегами. Количество тегов определяется протоколом взаимодействия с промышленной сетью.

Технология связывания графических объектов и тегов для каждого приложения является различной, но основной принцип коммуникации соответствует рисунку.

Под SCADA – приложением подразумевается любое ПО, которое получает данные с внешних устройств, формирует управляющие команды, сохраняет информацию на внешних носителях и формирует графическое приложение системы. Любое SCADA – приложение должно иметь набор инструментальных средств, позволяющих создавать уже в разработанных интерфейсах типовые модули подключения новых объектов и создание однотипных интерфейсов оператора для типовых автоматизированных систем. SCADA – приложение – прикладное ПО, позволяющее создавать систему отображения по технологии быстрой разработки. Точки ввода / вывода – это внешние по отношению к SCADA параметры, либо передаваемые во внешнее оборудование / приложение, либо получаемые.

Возможности и средства, присущие SCADA – приложению

1. Обеспечивается автоматизированная разработка, позволяющая создать ПО системы без программирования, либо с небольшим объемом программирования для реализации функций и условий

2. SCADA – средство сбора первичной информации от устройств нижнего уровня. SCADA включает драйверы доступа к оборудованию, либо поддержку OPC – серверов. Если драйвер отсутствует, то разработчик обеспечивает его разработку.

3. В SCADA реализованы средства управления и регистрации сигнала об аварии (alarm) включает систему отображения, сохранение на внешнем носителе с учетом времени возникновения и систему квитирования (механизм, обеспечивающий сохранение времени определения аварии оператором)

4. Средство хранения информации с возможностью ее постобработки. Используется 2 метода:

4.1. взаимодействие с СУБД, включено в состав SCADA-приложения

4.2. использование интерфейса ODBC к популярным БД – Oracle, MySQL, MsMySQL.

5. Средство визуализации информации включает построение графиков, гистограмм, изменение свойств графических элементов и т.д. Отображение осуществляется в режиме реального времени и в режиме тестообработки.

Программные компоненты Scada.

Программные компоненты

Основные программные компоненты SCADA-приложений – это средства, обеспечивающие поддержку процесса мониторинга и управления с целью оптимизации времени.

К совокупным программным компонентам относятся:

1. БД реального времени (обеспечивают работу с информацией в виде реального физического значения, представляемого в тех единицах, которые являются основными для измеряемого параметра)

2. Подсистема ввода / вывода реализуется с применением специальных компонентов, которые называются тегами и каналами

3. Система трендов (обеспечивает представление сохраняемых величин в табличном или графическом виде с возможностью сохранения истории)

4. Регистрация аварийных ситуаций (аварийные ситуации регистрируются автоматически в специализированном журнале, при помощи тревожных тегов и обладают тремя видами времени:

а) время возникновения

б) время квитирования

в) время устранения

Время возникновения – время появления аварийного бита в контролируемом параметре

Время квитирования – время, в которое оператор определил наличие аварийной ситуации

Время устранения – время, в которое значение аварийного бита списывается любое значение, получаемое с внешнего оборудования, а также значения являющиеся виртуальными каналами, являются для SCADA объектом с установленным перечнем свойств и функций. Данный набор свойств и функций позволяет применять созданный тег, для трендов, alarm и графических элементов.

Утилиты администрирования.

Утилиты администрирования

1. Управление доступом (позволяет создавать пользователей, группы пользователей, а также позволяет устанавливать флаг доступа для каждого элемента операторского интерфейса). Система управления доступом реализована на двух уровнях:

I. Защита разрабатываемого проекта

II. Защита среды исполнения

Для этого предусматривается различная система паролей и классификация пользователей. Система доступа ориентирована на флаги: выполнение, запись, чтение.

2. Управление сообщениями – это подсистема, позволяющая создавать на базе SCADA распределенную систему управления. Данные получаемые на различных вычислительных узлах разделяются на две группы: общие данные и данные, принятые с вычислительного узла. Перечень параметров определяется системой управления событиями.

3. Управление устройствами. Реализуется для определения класса доступа физическому модулю с узла контроля. Определяется перечень параметров управления и т.п.


Классификация
Scada приложений.

Классификация SCADA-приложений возможна по нескольким категориям:

1. По используемой ОС

- под Windows

- под Linux (Unix)

- под ОС РВ (Realflex, Sitex)

- под встроенные и встраиваемые ОС (UMS, AIX, HP-UX)

2. По типу разработки

- универсальная (ориентирована на большое количество приложений, элементом взаимодействия является OPC-сервер)

- специальная (SCADA строго ориентирована на определенный вид контроллеров, а не на протокол)

3. По сетевой поддержке

- поддержка стандартных сетевых средств (Ethernet, RS 232)

- поддержка сетевых стандартов класса fieldbus (Profibus, Lon, EIB, Bacnet)

- поддержка специальных протоколов, которые ориентированы строго на определенный вид контроллеров.

4. Поддержка встроенных SCADA языков

- поддержка Visual Basic

- поддержка собственных языков

- безъязыковая поддержка

5. Поддержка СУБД

- поддержка ANSISQL через ODBC

- поддержка СУБД РВ

- без поддержки связи с СУБД

6. Графические возможности

- поддержка GUI (graphic user interface) с возможностью применения внешних редакторов и внешних изображений

- без поддержки GUI, но наличие собственного редактора

- наличие векторной графики

7. Эксплуатационные характеристики

- скорость освоения продукта

- скорость разработки типовых систем

- скорость обработки каждого тега и скорость сохранения информации

8. Удобство в применении или в использовании

- наличие специальных сервисов, обеспечивающих процесс разработки

- наличие помощников при создании элементов

- создание любого компонента прямым указанием

9. Наличие поддержки SCADA и наличие поддержки процесса разработки

- наличие документации на русском языке

- наличие горячей линии для ответов на вопросы

- наличие сертифицированных и обученных специалистов

- количество установленных копий

Виды Scada приложений.

WizconSCADA-приложение, разработано американской компанией eMation. Входит в состав комплекта комплексной автоматизации WizFactory.

Основные характеристики:

1. Архитектура реализует многозадачный режим функционирования

2. Сетевое деление объектов на станции сервера

3. Вся информация эмулируется на сервере, станции используют лишь часть


4. Встроенная технология на базе
Web, для работы с БД используется модуль WizSQL

5. Векторная графика

6. Одновременная регистрация 10 тыс. сообщений

7. Существует в трех видах: Wizcon Runtime, Wizcon Development Runtime, Wizcon WizSQL.

Стоимость зависит от количества точек вывода.

IFix. Разработана в 1996г. компанией Intollution. Основная особенность: объектно-ориентированная архитектура. Программирование с применением объектно-ориентированной графики. Web – поддержка конфигурирование в режиме On-line. Отсутствие поддержки русского языка.

GenieDQ предназначена для локальных систем сбора и анализа полученной информации. Реализована компанией Advantech, обеспечивается масштабирование системы в простой человеко-машинный интерфейс, генерация отчетов, наличие документации на русском языке выпускается в трех видах: Genie Development Edition, Runtime Edition, Upgrate Edition. Максимальное количество каналов 200.

Другие SCADA-приложения

1. Genesis 32. Производитель Iconics. Основная особенность: часть контроллеров на уровне микроядра обеспечивает связь с Genesis. Основной элемент: микроядро.

2. Simplicity – разработана Российской компанией GE Fanus Automation для автоматизации зданий.

(В КРАТЦЕ О СИСТЕМАХ)

 Citect

Для создания интерфейса оператора необходимо использовать виртуальное внешнее устройство (Generic, либо OPC).

Для создания проекта в Citect используются три программных компоненты:

Citect Explorer – создание страниц проекта, выбор компонент системы (устройства, переменные, (теги), сервера, платы ввода вывода). Основное средство управления проектом.

Citect Builder – для просмотра и создания всех элементов системы, а также ошибок компиляции.

Citect Runtime – система запуска приложения, разработанного в SCADA и ее проверки функционирования в режиме реального времени и режиме эмуляции.

При использовании не тривиальных функций управления, осуществляется программирование проекта. Программирование функций выполняется на встроенном языке – Cicode, вызов редактора осуществляется из Citect Explorer.

Алгоритм создания проекта:

  1.  Создание проекта, либо создания ссылки на проект. При создании в окне Citect Explorer для заданного проекта формируется шаблон, включающий средство создания страниц, а также всех компонент системы. Компоненты системы – теги переменных, устройства, сервера ввода вывода, системные компоненты.
  2.  Создается сервер ввода вывода. При выборе данной функции необходимо указать имя.
  3.  Создается устройство ввода вывода, с которым будет взаимодействовать ПК. Для устройства необходимо указать уникальный идентификатор, адрес (от 1 и выше), тип устройства (Generic), тип памяти, из которой будут приниматься данные (MEMORY).
  4.  Для всех датчиков (устройства передающие сигналы и управляемые пользователем) создаются теги (переменные). При создании Variable Tag важно указать его имя и тип формируемых данных. Имя – уникальный в системе идентификатор, тип – INT, DECEMAL и пр. Также необходимо для всех элементов указать адрес устройства. При указании адреса следует именовать их начиная с буквы, именующий тип. При типе DECEMAL адрес должен быть D1…D100, при INTI1…I100 и так далее. Адрес состоит из двух частей – буквенное обозначение (первая буква типа данных), число обозначающее адрес.
  5.  Для исполнительных устройств также могут быть созданы теги, если вывод информации осуществляется на внешние устройства, либо производится опрос. Если используется виртуальный объект теги указать необязательно.
  6.  В проекте создаются страницы интерфейса оператора. В проекте может быть одна стартовая страница и несколько вызываемых страниц в процессе функционирования. (Требуется создать 1 – 3 страницы). Создание осуществляется через Citect Explorer.
  7.  Переключение между страницами реализуется через кнопки управления, выбираемых в панели управления. Необходимо реализовать кнопку «Выход».
  8.  Для интерфейса оператора на страницах необходимо разместить все датчики и исполнительные элементы. Добавление осуществляется через панель инструментов.
  9.  Для всех датчиков (управляются пользователем) в окне свойств необходимо перейти к вкладке Access или Input и указать в окне ввода текста реакцию на действие датчика (например установить значении тега в заданное значение).
  10.  Для исполнительных элементов реакция указывается на одном из окон (Appearance, Movement, Scaling, Fill, Slider). Реакцией может быть изменение масштаба объекта, изменение цвета заливки, изменение кадра, движение по заданным величинам, задается степень видимости объекта. В окне ввода текста указывается условие, при котором заданное действие наступает.
  11.  Каждый элемент также может иметь  текстовое описание при выводе на экран.

Примечание:

  1.  При необходимости в проект могут быть включены элементы из внешних графических редакторов.
  2.  Для каждого тега необходимо указывать устройство ввода вывода.

InTouch

SCADA-система InTouch насчитывает свыше 100 000 применений в мире в совершенно различных отраслях промышленности. В России, например, этот пакет имеет применения в металлургии (на разных стадиях от добычи руды, до вторичной переработки), машиностроении, пищевой промышленности и многих других. Входит в состав комплекса FactorySuite. Программный комплекс FactorySuite компании Wonderware предназначен для разработки систем автоматизации промышленных предприятий, охватывающих все уровни производства - от управления технологическими процессами до управления производством. Система FactorySuite состоит из следующих основных, тесно интегрирующихся друг с другом компонентов:

  InTouch - SCADA-система для визуализации и управления технологическими процессами.

  IndustrialSQL Server - реляционная СУБД реального времени для внутризаводского применения.

  InControl - пакет для управления контроллерным оборудованием.

  Scout - средство мониторинга через Internet/Intranet-сети.

  InTrack - система управления производством.

  InBatch - система управления процессами дозирования и смешивания. InTouch - широко известная и распространенная SCADA-система. Одной из многих причин широкой популярности данной системы является удачная реализация человеко-машинного интерфейса (HMI - human machine interface) и его эффективность в отношении функциональность/цена. HMI позволяет контролировать и управлять всеми объектами и системами, используя графические объекты.

TraceMode

ТРЕЙС МОУД - это распространенная в России SCADA-система, предназначенная для разработки АСУТП широкого назначения. ТРЕЙС МОУД создана в 1992 году фирмой AdAstrA Research Group, Ltd (Россия) и к настоящему времени имеет свыше 4000 инсталляций. Системы, разработанные на базе ТРЕЙС МОУД, работают в энергетике, металлургии, нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности и в коммунальном хозяйстве России. ТРЕЙС МОУД достаточна универсальная SCADA-система, она может применяться как при автоматизации зданий, так и промышленных объектов.

Wizcon

Wizcon forWindows and Internet - это SCADA для задач АСУТП и автоматизации зданий, разработанная фирмой eMation (США). Wizcon входит в состав комплекта WizFactory, предоставляющего комплексное решение задач автоматизации. Wizcon forWindows and Internet является 32-битовой программой и тем самым использует все преимущества этих современных операционных систем. Внутренняя архитектура Wizcon реализует многозадачный режим и многонитевые механизмы.

iFix

iFIX-это SCADA-система, которая позволяет осуществлять эффективный контроль и управление технологическим процессом, а также использовать производственную информацию на любом уровне управления в масштабе всего предприятия. Система iFIX разрабатывается инженерами фирмы Intellution (США) с 1996 г. Сегодня iFIX применяется практически во всех областях промышленности по всему земному шару. В начале 2000 года количество инсталляций этого программного обеспечения превысило отметку 130000. В феврале 2001 года компания Intellution выпустила новую версию SCADA системы iFIX 2.5. Благодаря своей объектно-ориентированной структуре, iFIX позволяет реализовать более производительные решения для автоматизации, которые при этом будет намного легче расширять, обслуживать и обновлять как в настоящее время, так и в будущем. iFIX выполняет мониторинг и диспетчерское управление производственными процессами, оборудованием и ресурсами, а также осуществляет сбор и обработку данных технологических процессов. Собранная информация может сохраняться в историческом архиве iFIX и впоследствии использоваться для просмотра, анализа или генерации отчетов на всех уровнях предприятия.

GeniDAQ

GeniDAQ - программное обеспечение для построения систем сбора, анализа, визуализации данных и управления, работающее под управлением операционных систем Windows 95/98/NT. Специальная оболочка для построения пользовательских приложений значительно сокращает время их разработки и максимально облегчает этот процесс. При этом нет необходимости написания программного кода, и весь процесс разработки сводится к "рисованию "системы на экране с последующей привязкой к физическим каналам ввода вывода. Для построения комплексных систем и организации сложных алгоритмов обработки данных имеется возможность использования программ на Visual Basic. GeniDAQ относится к классу систем "начального уровня", и многие функции в ней не реализованы. В частности, не предусмотрено никакое масштабирование системы, защита от несанкционированного доступа средствами GeniDAQ, подключение драйверов третьих производителей и пр. В какой-то мере это компенсируется стоимостью GeniDAQ и встроенной поддержкой всей номенклатуры Advantech. Использовать GeniDAQ в серьезных проектах, связанных с большим количеством каналов ввода-вывода (больше 100-150) и требованиями к надежности АСУ ТП в целом не рекомендуется. Она больше подходит к решению задач, не критичных ко времени опроса каналов, и с достаточно простой архитектурой системы. Открытая архитектура GeniDAQ позволяет легко интегрировать его с другими приложениями через механизмы OLE, DDE, ODBC.  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34167. Структура рынка труда. Безработица: виды и показатели измерения 31.1 KB
  Безработица: виды и показатели измерения. По выбранному нами критерию можно выделить следующие компоненты: 1 субъекты рынка труда; 2 экономические программы решения и юридические нормы принятые субъектами; 3 рыночный механизм спрос и предложение рабочей силы цена рабочей силы конкуренция; 4 безработица и социальные выплаты связанные с ней; 5 рыночная инфраструктура. Существовавшая ранее в нашей стране административно командная система управления при которой государство как собственник основных средств производства...
34168. Сущность и организация заработной платы 21.48 KB
  Важный элемент рынка труда заработная плата т. 2Сдельная форма оплаты труда имеет четыре системы. Прямая сдельная оплата труда производится по неизменным расценкам и независимо от степени выполнения нормы выработки. Аккордная оплата труда от лат.
34169. Земля как экономический ресурс. Рента и арендная плата 26.34 KB
  Поскольку предложение земли совершенно неэластично ее цена полностью определяется спросом на землю. В связи с ограниченностью земельных участков предложение земли совершенно неэластично. Земельная рента часть прибыли возникающей при использовании невоспроизводимого производственного фактора земли. Рента экономика регулярно получаемый доход с капитала облигаций имущества земли.
34170. Дифференциальная, абсолютная и монопольная рента 20.4 KB
  Дифференциальная абсолютная и монопольная рента. Рента это регулярно получаемый доход с капитала имущества или земли не требующий предпринимательской деятельности. Экономисты используют термин Рента в более узком значении: экономическая рента это цена уплачиваемая за использование земли и других природных ресурсов количество запасы которых строго ограничено. Земельная рента часть прибыли возникающей при использовании невоспроизводимого производственного фактора земли.
34171. Экономическая оценка земли. Земельное законодательство 14.98 KB
  Земельное законодательство ЗЕМЕЛЬНОЕ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВО земельное законодательство в соответствии с Конституцией Российской Федерации находится в совместном ведении Российской Федерации и субъектов Российской Федерации. Земельное законодательство состоит из Земельного кодекса Российской Федерации федеральных законов и принимаемых в соответствии с ними законов субъектов Российской Федерации. Нормы земельного права содержащиеся в других федеральных законах законах субъектов Российской Федерации должны соответствовать Земельному кодексу...
34172. Проблемы воспроизводства окружающей среды 13.47 KB
  Проблемы воспроизводства окружающей среды Воспроизводство окружающей среды тесно связано с процессом общественного воспроизводства и является его неотъемлемой частью. Поэтому требуется определить такой характер отношений который сможет в рамках экологоориентированного общественного воспроизводства обеспечить равные возможности воспроизводства социальной экологической и экономической составляющей.
34173. Агропромышленный комплекс: структура и функции 15.02 KB
  На основе такого взаимодействия сформировалась особая сфера экономики которая получила название агропромышленного комплекса АПК АПК это функциональная многоотраслевая подсистема выражающая взаимосвязь взаимодействие сельского хозяйства и сопряженных с ним отраслей экономики по производству сельскохозяйственной техники сельскохозяйственной продукции ее переработке и реализации. Формирование АПК связано с переходом сельского хозяйства к машинной стадии производства которая значительно углубила и расширила технологические и...
34174. Функции и формы торгово-посреднической деятельности 19.19 KB
  Торговопосреднические операции могут включать маркетинг проведение переговоров и заключение договоров кредитование оборотного капитала клиента предоставление гарантий и страхование транспортировку выполнение таможенных формальностей послепродажное обслуживание а также некоторые операции связанные с доработкой расфасовкой упаковкой и тому подобные Торговопосреднические операции могут осуществляться за свой счет и за счет клиента от своего или от его имени. Виды торговопосреднических операций В зависимости от характера...
34175. Товарная биржа. Механизм биржевой торговли 16.58 KB
  Механизм биржевой торговли Для понимания механизма биржевой торговли важно различать рыночные заказы на покупку или продажу ценных бумаг и лимитзаказы. Рыночный заказ означает что клиент поручил брокеру взять цену с рынка. Лимитзаказ так называется потому что клиент устанавливает ценовой лимит который брокер обязан соблюдать. Лимитзаказ на покупку содержит максимальную цену сделки а лимитзаказ на продажу минимальную.