Введение

Расшифровка датчиков

Оборудование резервуаров

С начала 90-х годов в развитых зарубежных странах наблюдался настоящий бум по внедрению автоматизированных систем управления в различных отраслях экономики. И в большинстве случаев эти системы строились на принципах диспетчерского управления и сбора данных.

Основными областями применения систем диспетчерского управления являются:

- производство и управление передачей и распределением электроэнергии;

- водозабор, водоочистка и водораспределение;

- промышленное производство;

- добыча, транспорт и распределение нефти и газа;

- управление на транспорте;

- телекоммуникации;

- управление космическими объектами и военная область.

Такой большой интерес к системам диспетчерского управления и сбора данных, с одной стороны, связан со значительным прогрессом в области вычислительной техники, программного обеспечения и телекоммуникаций.

С другой стороны, развитие информационных технологий, повышение степени автоматизации и перераспределение функций между человеком и аппаратурой обострило проблему взаимодействия человека-оператора с системой управления. Стала создаваться ситуация, когда доля "человеческого фактора" в крупных мировых авариях стремительно росла вместе с повышением надежности электронной аппаратуры.

Одной из причин такой тенденции является старый традиционный подход к построению сложных систем управления: ориентация на применение новейших технических (технологических) решений и недооценка необходимости построения эффективного человеко-машинного интерфейса ( HMI - Human-Machine Interface ), ориентированного на пользователя (оператора/диспетчера)и его задачи.

В последние годы в России резко возрос интерес к проблемам построения высокоэффективных и высоконадежных систем диспетчерского управления и сбора данных. Нефтегазовая отрасль не осталась в стороне от этого процесса.

SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское/супервизорное управление и сбор данных ) представляет собой процесс сбора информации реального времени с удаленных объектов с целью ее обработки и анализа, а также управления удаленными объектами.

Прообразом современных систем SCADA на ранних стадиях развития автоматизированных систем управления являлись системы телемеханики.

Структурное построение SCADA-системы предполагает наличие трех основных компонентов:

- RTU - ( Remote Terminal Unit ) - удаленное терминальное устройство ( нижний уровень АСУТП );

- диспетчерский пункт управления ( верхний уровень АСУТП );

- коммуникационная система.

Спектр реализации RTU достаточно широк. Конкретная реализация RTU зависит от области применения. Это могут быть промышленные компьютеры ( РС - совместимые контроллеры) или программируемые логические контроллеры ( PLC/ПЛК ).

Современные PLC объединяются в сеть ( RS - 485, различные промышленные сети, Ethernet ), а программные средства позволяют в удобной для пользователя форме программировать их и управлять ими через компьютер верхнего уровня. Существует широкий круг фирм-производителей контроллеров, а количество типов контроллеров измеряется уже многими сотнями.

В диспетчерском пункте управления осуществляется обработка данных и управление в режиме мягкого реального времени. Процесс сбора данных и управления с помощью человеко-машинного интерфейса, установленного на рабочей станции ( компьютере ). В зависимости от конкретной системы диспетчерский пункт может быть реализован на базе одиночной рабочей станции или нескольких рабочих станций, серверов, АРМ специалистов и руководителей, объединенных в локальную ( информационную ) сеть. Человеко-машинный интерфейс разрабатывается и поддерживается с помощью специализированного программного обеспечения, называемого пакетом SCADA или просто SCADA. В последние годы на российском рынке появилось большое количество программных продуктов класса SCADA/HMI, позволяющих строить системы автоматизации как для дискретных, так и для непрерывных процессов и производств.

Одним из основных структурных компонентов SCADA-систем являются каналы связи. Выбор конкретных каналов связи зависит от архитектуры системы управления, расстояний между удаленными контроллерами и диспетчерским пунктом, числа контролируемых параметров, требований по пропускной способности и надежности канала и т.п.

В настоящее время существует большое количество специализированных промышленных шин, корпоративных компьютерных сетей и выделенных каналов связи. Но наличие физического канала еще не гарантирует обмена информацией между компонентами системы управления. Необходимо специализированное коммуникационное программное обеспечение, зависящее как от применяемых в проекте контроллеров, так и от программного обеспечения SCADA. Программные приложения системы управления взаимодействуют с аппаратурой нижнего уровня - контроллерами - для обеспечения функций сбора данных и диспетчерского управления. Это взаимодействие часто реализуется как с помощью стандартных протоколов ( DDE, OPC ), так и протоколами собственной разработки.

Станции операторов/диспетчеров, серверы ввода/вывода, серверы данных, различные АРМы взаимодействуют между собой в клиент-серверной архитектуре. Механизмы интеграции, как правило, встроены в SCADA-систему. Здесь можно перечислить многие стандартные протоколы, например, TCP/IP, DDE/NetDDE, OPC и т.п.

Для обмена информацией с внешними приложениями, в том числе с реляционными базами данных (РБД) уровня АСУП ( автоматизированная система управления предприятием ), SCADA-системы поддерживают различные интерфейсы. Среди них SQL и ODBC - средства для организации, управления и поиска информации в РБД типа Oracle, Access, Sybase и т.п. Нельзя не сказать и об Интернет-технологиях, поддерживаемых большинством SCADA-систем и позволяющих создавать распределенные системы мониторинга и управления не только в пределах предприятия, но и в масштабах региона и страны.

Многие понятия, определяющие SCADA как типовое программное обеспечение для построения современных многоуровневых систем управления, становятся для специалистов по автоматизации такими же классическими, как теория автоматического управления, моделирование, проектирование и т.п.

Примечаний нет.