SCADA-система Trace Mode

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное  учреждение

Высшего профессионального  образования

Камская Инженерно-Экономическая  Академия

 

 

Кафедра: Автоматизация и информационные технологии (АиИТ)

 

 

Контрольная работа по дисциплине «Интегрированные системы проектирования и управления»

На тему «SCADA-система Trace Mode»

8 Вариант

 

 

Выполнил:                                                                 студент группы 4242-с             

                                                                                    Сайфуллин Антон                            

                                                                                    Вадимович

                                                                          № зачетной книжки

                                                        4100810

 

 

Проверил:                                                                   доцент Зиятдинов

                                                                                     Рустем Раисович

 

 

 

 

г. Набережные Челны

2012 г.

Содержание

• Введение.........................................................................................................3
• I – Раздел: SCADA – система.......................................................................4
• Основные задачи, решаемые SCADA-системами......................................5
• Основные компоненты SCADA...................................................................6
• WebSCADA....................................................................................................8
• Основные функции SCADA-системам......................................................10
• I – Раздел: TRACE MODE..........................................................................11
• Архитектура Trace Mode.............................................................................13
• Интегрированная среда разработки TRACE MODE................................14
• Поддерживаемое оборудование.................................................................19
• История версий............................................................................................20
• Заключение..................................................................................................21
• Список использованной литературы.........................................................23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В этой контрольной работе рассказывается о SCADA системах получивших наибольшее распространение при разработке автоматизации процессов. SCADA системы сейчас, являются неотъемлемой частью современных автоматизированных систем управления процессами или как ее еще называют средой визуализации. Получив широкое распространение в начале 20-го века, сегодня уже трудно себе представить объект автоматизации, на который бы не была установлена SCADA система. Уже практически ушли в историю огромные шкафы с панелями вторичных приборов, на смену им пришли автоматизированные рабочие места (АРМ). Внедрение SCADA систем приводит к существенному удешевлению эксплуатации вторичного оборудования на крупных объектах, путем переноса индикации и накопления технологической информации на пульт диспетчера АРМ.

TRACE MODE - это одна из  самых покупаемых в России SCADA-система,  предназначенная для разработки  крупных распределенных АСУТП  широкого назначения. Система TRACE MODE создана в 1992 году и к  настоящему времени имеет свыше  6500 инсталляций. Проекты, разработанные  на базе TRACE MODE, работают в энергетике, металлургии, атомной, нефтяной, газовой, химической, космической  и других отраслях промышленности, в коммунальном и сельском  хозяйстве России. По числу внедрений в России, TRACE MODE значительно опережает зарубежные пакеты подобного класса. Имеются также внедрения в странах СНГ, а также в Балтии, Анголе, Ирландии, Италии, Ираке, Китае, США.

 

 

 

 

 

I – Раздел: SCADA – система

SCADA (от англ. Supervisory Control And Data Acquisition, Диспетчерское управление и сбор данных) — программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления. SCADA может являться частью АСУ ТП, АСКУЭ, системы экологического мониторинга, научного эксперимента, автоматизации здания и т. д. SCADA-системы используются во всех отраслях хозяйства, где требуется обеспечивать операторский контроль за технологическими процессами в реальном времени. Данное программное обеспечение устанавливается на компьютеры и, для связи с объектом, использует драйверы ввода-вывода или OPC/DDE серверы. Программный код может быть как написан на языке программирования (например на C++), так и сгенерирован в среде проектирования. Иногда SCADA-системы комплектуются дополнительным ПО для программирования промышленных контроллеров. Такие SCADA-системы называются интегрированными и к ним добавляют термин SoftLogic.

Термин SCADA имеет двоякое  толкование. Наиболее широко распространено понимание SCADA как приложения, то есть программного комплекса, обеспечивающего  выполнение указанных функций, а  также инструментальных средств для разработки этого программного обеспечения. Однако, часто под SCADA-системой подразумевают программно-аппаратный комплекс. Подобное понимание термина SCADA более характерно для раздела телеметрия. Значение термина SCADA претерпело изменения вместе с развитием технологий автоматизации и управления технологическими процессами. В 80-е годы под SCADA-системами чаще понимали программно-аппаратные комплексы сбора данных реального времени. С 90-х годов термин SCADA больше используется для обозначения только программной части человеко-машинного интерфейса АСУ ТП.

Основные задачи, решаемые SCADA-системами

Рисунок 1 - Операторский интерфейс, разработанный в SCADA

 

SCADA-системы решают следующие  задачи:

• Обмен данными с УСО (устройства связи с объектом, то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы.[1]
• Обработка информации в реальном времени.
• Логическое управление.
• Отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме.
• Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.
• Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями.
• Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.
• Осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК.
• Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.). В системе управления предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню MES.

SCADA-системы позволяют  разрабатывать АСУ ТП в клиент-серверной или в распределенной архитектуре.

Основные компоненты SCADA

SCADA—система обычно содержит  следующие подсистемы:

• Драйверы или серверы ввода-вывода — программы, обеспечивающие связь SCADA с промышленными контроллерами, счетчиками, АЦП и другими устройствами ввода-вывода информации.
• Система реального времени — программа, обеспечивающая обработку данных в пределах заданного временного цикла с учетом приоритетов.
• Человеко-машинный интерфейс (HMI, англ. Human Machine Interface) — инструмент, который представляет данные о ходе процесса человеку оператору, что позволяет оператору контролировать процесс и управлять им. Программа-редактор для разработки человеко-машинного интерфейса.
• Система логического управления — программа, обеспечивающая исполнение пользовательских программ (скриптов) логического управления в SCADA-системе. Набор редакторов для их разработки.
• База данных реального времени — программа, обеспечивающая сохранение истории процесса в режиме реального времени.
• Система управления тревогами — программа, обеспечивающая автоматический контроль технологических событий, отнесение их к категории нормальных, предупреждающих или аварийных, а также обработку событий оператором или компьютером.
• Генератор отчетов — программа, обеспечивающая создание пользовательских отчетов о технологических событиях. Набор редакторов для их разработки.
• Внешние интерфейсы — стандартные интерфейсы обмена данными между SCADA и другими приложениями. Обычно OPC, DDE, ODBC, DLL и т. д.[4]

 

 

Термин SCADA обычно относится  к централизованным системам контроля и управления всей системой, или  комплексами систем, осуществляемого  с участием человека. Большинство  управляющих воздействий выполняется  автоматически RTU или ПЛК. Непосредственное управление процессом обычно обеспечивается RTU или PLC, а SCADA управляет режимами работы. Например, PLC может управлять потоком охлаждающей воды внутри части производственного процесса, а SCADA система может позволить операторам изменять уставку для потока, менять маршруты движения жидкости, заполнять те или иные емкости, а так же следить за тревожными сообщениями (алармами), такими как — потеря потока и высокая температура, которые должны быть отображены, записаны, и на которые оператор должен своевременно реагировать. Цикл управления с обратной связью проходит через RTU или ПЛК, в то время как SCADA система контролирует полное выполнение цикла.[5]

Сбор данных начинается в RTU или на уровне PLC и включает — показания измерительного прибора. Далее данные собираются и форматируются таким способом, чтобы оператор диспетчерской, используя HMI мог принять контролирующие решения — корректировать или прервать стандартное управление средствами RTU/ПЛК. Данные могут также быть записаны в архив для построения трендов и другой аналитической обработки накопленных данных.

 

 

 

 

 

 

 

 

WebSCADA

Под термином WebSCADA, как правило, понимается реализация человеко-машинного интерфейса (HMI) SCADA-систем на основе web-технологий.

Это позволяет осуществлять контроль и управление SCADA-системой через стандартный браузер, выступающего в этом случае в роли тонкого клиента.

Архитектура таких систем включает в себя WebSCADA-сервер и клиентские терминалы — ПК, КПК или мобильные телефоны с Web-браузером. Подключение клиентов к WebSCADA-серверу через Internet/Intranet позволяет им взаимодействовать с прикладной задачей автоматизации как с простой web или WAP-страницей. Однако на данном этапе развития WebSCADA еще не достигло уровня широкого промышленного внедрения, так как существуют сложности с защитой передаваемой информации. Кроме этого, реализация функций управления через незащищенные каналы связи противоречит соображениям безопасности любого промышленного объекта. В связи с этим, в большинстве случаев Web-интерфейсы используются в качестве удаленных клиентов для контроля и сбора данных.[3]

Не смотря на большое разнообразие SCADA систем на рынке, большинство из них имеет примерно одинаковый набор  функциональных возможностей позволяющих  выполнять основные требования, предъявляемые  к верхнему уровню АСУ ТП. Набор  стандартных функций в SCADA системах обусловлен общим кругом задач при  разработке систем автоматизации. Определим  состав основных функций позволяющих  выполнить полноценный проект по автоматизации:

1. То без чего не обходится ни одна SCADA система – это графический интерфейс, который позволяет упростить задачу построения и отображения технологического процесса (ТП). К графической части можно отнести возможность упрощенного или детализированного отображения объектов ТП., средств измерения физических параметров технологических объектов (ТО). Кроме того позволяет отображать кнопки, индикаторы, панели стрелочных или цифровых индикаторов, регуляторов и других вторичных приборов которые раньше располагались на панели шкафа автоматизации. Поддержка библиотек изображений и видео позволяющая выводить графическую информацию сторонних разработчиков на графическую панель SCADA системы, такие как элементы мнемосхем, динамические объекты.
2. SCADA системы позволяют вести архив измерений, событий и аварийных ситуаций происходящих на ТО, с отображением изменений информации в окне временного тренда.
3. Упрощенный язык составления алгоритмов управления ТП, математических вычислений.
4. Драйвера устройств и оборудования согласованной работы со SCADA системой, находящихся на нижнем и среднем уровнях АСУ ТП, такие как датчики, вторичное оборудование контроллеры.
5. Поддержка других языков программирования высокого уровня (Visual C++, VBA, VB).
6. И одна из важнейших функций SCADA систем – средства защиты от несанкционированного доступа к файлам и компонентам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные функции SCADA - системы

• Модульная структура - от 128 до 64000х16 I/O. Количество тегов не ограничено;
• 0.001 с - минимальный цикл системы;
• Открытый формат драйвера для связи с любым УСО;
• Открытость для программирования (Visual Basic, Visual C++ и т.д.);
• Разработка распределенной АСУТП как единого проекта;
• Средства сквозного программирования АСУТП верхнего (АРМ) и нижнего (ПЛК) уровня;
• Встроенные библиотека из более чем 150 алгоритмов обработки данных и управления в т.ч. фильтрация, PID, PDD, нечеткое, адаптивное, позиционное регулирование, ШИМ, управление устройствами (клапан, задвижка, привод и т.д.), статистические функции и произвольные алгоритмы;
• Автоматическое горячее резервирование;
• Поддержка единого сетевого времени;
• Средства программирования контроллеров и АРМ на основе международного стандарта IEC 61131-3;
• Более 200 типов форм графического отображения информации в т.ч. тренды, мультипликация на основе растровых и векторных изображений, ActiveX;
• Сеть на основе Netbios, NetBEUI, IPX/SPX, TCP/IP;
• Обмен с независимыми приложениями с использованием OPC client/server, DDE/NetDDE client/server, SQL/ODBC, DCOM;
• Автоматическое резервирование архивов и автовосстановление после сбоя;
• Мониторинг и управление через Internet;
• Полностью русифицирована;
• Техническая поддержка на русском языке;