SCADA-системы: общая структура и критерии выбора.

 Работа SCADA – это непрерывный процесс сбора информации в реальном времени с удаленных точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления.Требование обработки реального времени обусловлено необходимостью оперативной доставки (выдачи) всех сообщений и данных на монитор SCADA-системы (оператора, диспетчера).Как правило, SCADA состоит из двух частей:

1. Среды разработки, где проектировщик рисует и программирует технологические мнемосхемы;2. Среды исполнения, необходимой для выполнения сконфигурированных мнемосхем в режиме runtime. Фактически это режим повседневной эксплуатации Критерии выбора. При оценке возможности использования SCADA-системы необходимо учитывать:

1. Общие характеристики:• объем обрабатываемых данных (производительность, поддержка стандартных сетевых протоколов и форматов данных);• взаимодействие с верхними уровнями управления;

• число инсталляций за рубежом и в СНГ (особенно применимость в промышленных АСУ);• цена.2. Освоение и поддержка:• качество документации: полнота и ясность описания; 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.;• модификация системы при ее эксплуатации: коррекции мнемосхем и возможность внесения изменений в базу данных без остановки системы, полнота средств диагностики системы при сбоях и отказах, возможность наращивания функций системы,трудоемкость при инсталляции системы и т. д.;• наличие и качество поддержки: услуги организации разработчика в области обслуживания (в т. ч. консультации, которые необходимо проводить не только с программистами разработчиками по месту создания системы, но иногда по месту внедрения на объекте), освоение (обучение пользователей) и сопровождения (консультации, смены версий продукта, прочие услуги) системы.

39 Человеко-машинный интерфейс SCADA-систем на базе операторских станций.
Аппаратно станция оператора(диспетчера) SCADA-системы представляет собой персональный компьютер c адаптерами для подключения к сетям управления верхнего уровня (например, Industrial Ethernet). Она отличается от офисных компьютеров своим промышленным исполнением, а также ценой– в 3-5 раз выше.Системный блок может быть как настольного исполнения, так и для монтажа в стойку. Чаще применяется второй вариант для лучшей защищенности и предотвращения от несанкционированного доступа. На станции оператора устанавливаются программные пакеты визуализации технологического процесса, большинство из которых работают под управлением операционных систем семейства Windows.Существует две схемы подключения операторских станций к системе управления, а точнее, уровню управления. В рамках первой схемы каждая операторская станция подключается к контроллерам локальных САУ напрямую или с помощью промежуточного коммутатора. Подключенная таким образом операторская станция работает независимо от других станций сети, и поэтому часто называется одиночной.

40 Человеко-машинный интерфейс SCADA-систем на базе панелей оператора.
Однако часто операторские станции подключают к серверу или резервированной паре серверов, а серверы в свою очередь подключаются к промышленным контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, постоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по запросу операторским (клиентским) SCADA-станциям Как происходит информационный обмен? Для сопряжения операторской станции с промышленным контроллером на первой устанавливается специальное ПО, называемое драйвером ввода/вывода. Драйвер ввода/вывода поддерживает совместимый с контроллером коммуникационный протокол и позволяет прикладным программам считывать с контроллера параметры или наоборот записывать в него. SCADA-система обращается к драйверу ввода/вывода каждый раз, когда требуется обновление отображаемой информации или запись измененных оператором данных. Для взаимодействия пакета визуализации и драйвера ввода/вывода используется основной протокол OPC(OLE for Process Control) – протокол информационного обмена между различными приложениями, которые могут выполняться как на одном, так и на разных компьютерах. Современным решением, пришедшим на смену устаревшим кнопочным пультам управления, является использование панелей оператора локального мониторинга и управления (operator panels).Панель оператора представляет собой компактную вычислительную машину со встроенным жидкокристаллическим дисплеем. Для реализации функций управления панели снабжаются блоками кнопочного управления и/или сенсорными экранами.

Основные внешние механизмы обработки информации в SCADA-системах:

Визуализация функционирования ОУ на основе мнемосхем (назначение и графи-

ческие элементы).
Назначение. Мнемосхема (экранная форма) – наглядное графическое изображение технологического процесса, интегрированное со средствами контроля и управления. Она является важнейшим источником информации о характере и структуре связей, текущем состоянии переменных (в том числе связанных с нарушением технологических режимов, авариями и т. п.) и позволяет оператору-технологу:• облегчить запоминание хода технологического процесса, поиска и опознания нужной информации, назначения устройств и органов управления для оперативного принятия правильных решений;• реализовывать адекватные способы действия (управления) приразличных режимах работы объекта управления. Графические элементы. Все SCADA-системы имеют в своем составе средства, позволяющие создавать как статические элементы мнемосхем (контурные изображения технологических аппаратов, трубопроводы и т. д.), так и оживлять (анимировать) эти элементы (создавать динамические объекты). В состав этих средств входят:• готовые библиотеки типовых графических элементов: технологических объектов (аппараты, механизмы, машины, трубопроводы и т. д.) и средств контроля и управления, служащие для отображения и управления процессом (данные библиотеки могут быть расширены пользователем);• наборы графических примитивов рисования (линия, прямоугольник, эллипс, кривые, текст) и средства их компоновки для создания собственных элементов).

Основные внешние механизмы обработки информации в SCADA-системах: