XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Введение

В нашем веке в области вычислительной техники и программного обеспечения автоматизированные системы стали крайне актуальны.

Для этого используются SCADA (SupervisoryControlAndDataAcquisition)-системы – программно-аппаратный комплекс, предназначенный для контроля со стороны диспетчера и сбора данных [1]. Из-за резкого прогресса за последние десятилетия в области вычислительной техники и программного обеспечения автоматизированные системы стали крайне актуальны. Хотя автоматизация производства имеет огромные перспективы, сейчас она широко применяется в разных областях. Промышленные, космические, государственные, военные и многие другие области автоматизированные системы строятся на принципах диспетчерского управления и сбора данных scada.

Благодаря автоматизации с помощью scada – систем получается избавиться от простоя оборудования, добиться уменьшения производственных издержек, сокращения стоимости товаров и продукции и увеличения их качества, а также разгружает человека от лишней работы, позволяя сосредоточиться на чём-то более важном. А из-за того, что весь процесс полностью контролируется, удаётся сразу выявить поломку, или даже предотвратить её появление.

Разработкой scada-систем занимается множество компаний. Для выявления достоинств каждой из них, в статье приведено подробное изучение самых популярных отечественных и зарубежных scada-систем известных по всему миру.

Задачи scada-систем

Основной задачей scada-систем является контролирование и мониторинг множества удалённых объектов: нужно давать диспетчеру, который управляет технологическим процессом, необходимую информацию о нём и все средства для воздействия на этот процесс. Диспетчер взаимодействует с программным обеспечением, установленным на ПК, а реализация связи с объектами, нуждающимися в контроле, осуществима через драйвер ввода-вывода или сопряженные с ними серверы.

Задачи, которые выполняет scada-система:

Сбор данных;

Обработка данных;

Предоставление данных оператору управления;

Дистанционное управление механизмами;

Предоставление отчёта о работе системы;

Распознавание аварийных ситуаций [2].

Достоинства scada-систем

Scada-системы бывают разные, но для компаний каждая из них может принести много пользы:

Отказ от ручного сбора данных в пользу автоматизированного;

Повышенная надёжность благодаря автоматизированному управлению;

Быстрое выявление проблем и их автоматическое устранение за счёт постоянного мониторинга системы;

Анализ и диагностика системы увеличивает эффективность технического обслуживания;

Сохранение данных о функционировании системы за всё время её работы помогает находить информацию, анализировать её и применять для повышения эффективности[1].

Классификация scada-систем

В настоящий момент времени на всемирном рынке имеется большое множество программных пакетов scada. Они могут различаться по функциональному составу, по области применения и информационной мощности и по многим другим факторам.

Созданием scada-систем занимаются как зарубежные компании, так и отечественные.

Наиболее популярные зарубежные scada-системы в России:

InTouch (Wonderware);

Vijeo Citect (Shneider Electric);

WinCC (Siemens);

RSView32 (Rockwell Automation);

Genesis64 (Iconics).

Наиболее популярные российские scada-системы:

Trace mode (AdAstra);

Master-SCADA (НПФ “ИнСАТ”);

КРУГ-2000 (НПФ “КРУГ”);

САРГОН (“НВТ-Автоматика”).

Отечественные scada-системы, в отличии, от большинства западных, имеют встроенные средства программирования контроллеров с использованием стандартных языков, например, с использованием языка функциональных блоков. Также если российская scada работает в среде Windows на ПК-совместимых компьютерах, то система исполнения для контроллеров может работать и на других платформах, например, Linux [2].

Отечественная Sсada – система TraceMode

Sсada – системаTrace Mode, созданная компанией AdAstra Recearch Group – довольно лёгкая в освоении, высокотехнологичная программная scada-система для автоматизации технологических процессов, диспетчеризации, автоматизации, учёта ресурсов и телемеханики. На (Рис. 1) показан её удобный интерфейс. Она управляет промышленным производством благодаря интегрированной информационной системе и объединяет в единое продукты класса softlogic-scada [3].

Trace Mode состоит из инструментальной системы – интегрированной среды разработки, осуществляющих создание проектов АСУ, и из набора исполнительных модулей, которые обеспечивают функционирование системы в реальном времени.

С помощью данной системы можно:

Программировать промышленный контроллер на стандартных языках;

Создавать систему управления тревожными и предупредительными сообщениями;

Создавать АСУ ТП в различных архитектурах;

Генерировать качественные отчёты;

Создавать резервированные системы;

Пользоваться мощными средствами отладки и удалённой диагностикой АСУ;

Разрабатывать системы в условиях плохой связи [4].

Для создания прикладных программ пользователя поддерживаются пять языков – Techno ST, Techno IL, Techno FBD, Techno LD и Techno SFC.

Из достоинств программной системы Trace Mode можно отметить большую библиотеку встроенных драйверов, поддержку большого числа отечественного и зарубежного оборудования и возможность разработки высоконадёжных распределённых АСУ ТП. Удобным инструментом создания проекта является технология автопостроения. Она помогает быстро созавать связи между узлами источниками данных scada и каналами и создавать источники данных по известной конфигурации контроллера [3].

Рисунок 1 – scada-система Trace Mode[4]

Sсada – система WinCC

Sсada – системаWinCC – открытая scada-система визуализации процессов, находящая применение во многих отраслях. WinCC состоит из модулей, может гибко расширяться и делает возможными как простые однопользовательские применения в машиностроении, так и сложные многопользовательские решения и даже распределённые системы с несколькими серверами и мультиклиентами в сложных промышленных системах.

С помощью этой scada-системы есть возможность проектировать визуализацию нейтрально не только по отношению к технологии, но и по отношению к отрасли, иными словами она объединяет в одной системе автоматизацию производства и процессов [5].

Главные качества WinCC:

Встроены все функции мощной системы визуализации;

Использование новаторских программных технологий;

Масштабирование от простых до сложных задач;

Расширяемость через специфические для отраслей и технологий опции и дополнения;

Высокопроизводительные стандартные интерфейсы

Возможность использования по всему миру благодаря переключению языков в режиме онлайн;

Каналы связи с контроллерами всех известных производителей;

Поддержка для любых случаев применения;

Простое проектирование, поддерживаемое модулями оперативной помощи [5].

WinCC поддерживает большое количество способов проектирования и при этом так открыт, что ничто не препятствует самостоятельной разработке проектов и изображений. Благодаря этому проекты и изображения, разработанные на основе WinCC, очень разнообразны и могут быть использованы для непосредственного изображения машин путем визуализации установки и вплоть до очень сложных технологических процессов с соответствующими изображениями. На (Рис. 2) изображён интерфейс scada – системы WinCC.

Рисунок 2 – scada-система WinCC[5]

Scada - система InTouch

Scada - система InTouch – пакет для разработки HMI компании Wonderware интерфейса и АСУ ТП, входящий в программный набор Factory Suite. Factory Suite – это программное обеспечение для разработки персонального компьютера АСУ ТП, включающее в себя различные пакеты для решения различных задач автоматизации промышленности [3].

Scada-система InTouch одна из самых популярных систем в мире среди человеко-машинных интерфейсов, которая существует на рынке более 25 лет. Она поддерживает интеграцию со всеми крупными производителями систем и решений автоматизации [6]. Интерфейс scada – системы InTouch показан на (Рис. 3).

Данная scada - система состоит из двух частей: среды разработки (WindowMaker) и среды исполнения (WindowViewer). В WindowMaker разрабатываются мнемосхемы и описываются сценарии, которые после загружают в WindowViewer.

Ключевые задачи InTouch:

Простота проектирования;

Операционная гибкость;

Повышение гибкости;

Управление производительностью в режиме онлайн для обеспечения большей рентабельности;

Снижение затрат и рисков;

Повышение безопасности.

Главнымы особенностями InTouch является:

Увеличенный контроль процессов;

Высокая производительность;

Контентоориентированный редактор скриптов;

Поддержка инновационных технологий;

Большое число серверов ввода и вывода;

Автоматический контроль качества сигналов с датчиков и контроллеров;

Возможность создания своих библиотек алгоритмов.

Подход компании к представлению информации позволяет снизить время обработки проблемы и уделить больше внимания анализу ситуации в целом и данным, обеспечивает наличие удобных информационных дисплеев и усовершенствованной системы аварийных тревог [6].

Рисунок 3 – scada-система InTouch[7]

Vijeo Citect

Vijeo Citect была создана крупной французской машиностроительной компанией Schneider Electric более 30 лет назад, которая обеспечивает разработку и производство решений в области управления электроэнергии и комплексных энергоэффективных решений для энергетики и инфраструктуры [8].

Vijeo Citect представляет собой полнофункциональную систему мониторинга, сбора данных и управления.

Эта scada-система может применяться для автоматизации систем с десятками параметров и для больших систем с сотнями тысяч параметров. Развернутая сеть scada-системы определяется модульной клиент-серверной архитектурой, в которой каждый функциональный модуль может исполняться на отдельном компьютере.

Scada-система Vijeo Citect обеспечивает:

Графическая визуализация процесса;

Управление тревогами;

Подготовка отчётов;

Доступ к архивным трендам;

Отслеживание трендов в режиме онлайн;

Многопотоковое выполнение подпрограмм пользователя [3].

Vijeo Citect построена на базе мультизадачного ядра реального времени, обеспечивающего высокую производительность работы с большими объёмами данных, то есть увеличение количества параметров незначительно изменяет время отклика системы.

В Vijeo Citect может выводиться на экран и регистрироваться любой производственный параметр. В трендах системы отражаются несколько переменных, которые на экране дают графическое представление о ходе процесса во времени. Для создания этих трендов в системе могут использоваться готовы шаблоны.

Отчёт формируется в виде документа, отражающего заданные производственные показатели и выдаваемого по запросу. Он генерируется в любом удобном для пользователя формате и способен выводится на экран, распечатываться и сохраняться на диске [3]. На (Рис. 4) изображена scada – система Vijeo Citect.

Рисунок 4 – scada-система Vijeo Citect [9]

Заключение

В данной работе проведен аналитический обзор современных систем, показана их технологичность, удобство интерфейса, лёгкость освоения. Принцип мультизадачности позволяет выполнять различные функции в автоматизированных системах управления в промышленности. В статье приведены примеры отечественных и зарубежных scada – систем имеющие широкое распространение, как в России, так и за рубежом. Развернутая сеть scada-системы определяется модульной клиент-серверной архитектурой, что позволяет применять для автоматизации технологических процессов с десятками параметров и для больших систем с сотнями тысяч параметров.

Список литературы

Что такое Скада система и что собой представляет. [электронный ресурс.] URL: https://future2day.ru/chto-takoe-skada-sistema-i-chto-soboj-predstavlyaet/ (дата обращения: 28.10.2021)

Автоматизированные системы диспетчерского и технологического управления. Всё о SCADA-системах. [электронный ресурс.] URL: https://en-res.ru/stati/scada.html#:~:text=SCADA-система%20–%20это%20инструментальная%20программа%2C,средства%20для%20воздействия%20на%20него (дата обращения: 27.10.2021)

Обзор SCADA-систем, представленных на рынке. [электронный ресурс.] URL: https://ozlib.com/936119/tehnika/obzor_scada_sistem_predstavlennyh_rynke (дата обращения: 27.10.2021)

Обзор SCADA TRACE MODE 6. [электронный ресурс.] URL: http://www.adastra.ru/products/overview/ (дата обращения: 29.10.2021)

SIEMENS. WinCC. Оптимальная визуализация процессов. Описание системы. Версия 5. Руководство. [электронный ресурс.] URL: https://support.industry.siemens.com/dl/files/807/19551807/att_76063/v1/System_Description_ru.pdf (дата обращения: 29.10. 2021)

AVEVA InTouch HMI (Wonderware InTouch HMI). [электронныйресурс.] URL: https://wonderware.ru/hmi-scada/intouch/ (дата обращения: 29.10.2021)

Wonderware intouch. 2009г. [электронный ресурс.] URL: http://www.elec-intro.com/cms/plus/view.php?aid=9294 (дата обращения: 30.10.2021)

Анна Головченко. Обзор SCADA системы Schneider Electric Vijeo Citect. 2016г. [электронный ресурс.] URL: https://energosys.com.ua/blog/2016/03/28/review-scada-schneider-electric-vijeo-citect/ (дата обращения: 30.10.2021)

Schneider electric Vijeo Citect SCADA. [электронный ресурс] URL: https://threadbaresupply.com/schneider-electric-vijeo-citect-scada.html (дата обращения 30.10.2021)

Код для цитирования: Скопировать