Выбор SCADA-системы

Большое значение при внедрении современных систем диспетчерского управления имеет решение следующих задач:

· выбор SCADA- системы (исходя из требований и особенностей технологического процесса);

· кадровое сопровождение.

При этом SCADA -система должна быть доступной не только для разработчика, но и для конечного пользователя создаваемой АСУ ТП, поскольку облик системы определяется и может подвергаться изменениям как разработчиком, так и пользователем.

Помимо доступности, SCADA -системе должна быть присуща максимальная открытость, для чего SCADA -система имеет встроенную поддержку устройств ввода-вывода. Это, с одной стороны, ограничивает разработчика/пользователя в выборе технических средств, на базе которых строится система, а с другой стороны, весьма затрудняет реализацию поддержки как имеющихся на объекте контроллеров и устройств связи с объектом, так и вновь появляющихся серий и моделей контроллеров и устройств.

Умеренная цена и эффективное использование вложенных средств – стоимость системы, затраты на освоение и стоимость работ по созданию, сопровождению и развитию АСУ ТП – должны быть минимальными, что является решающим при выборе SCADA -системы.

Выбор SCADA -системы представляет собой достаточно трудную задачу, аналогичную принятию решений в условиях многокритериальности, усложненную невозможностью количественной оценки ряда критериев из-за недостатка информации. При этом можно выделить три большие группы критериев их оценки:

· технические характеристики;

· стоимостные характеристики;

· эксплуатационные характеристики.

Операционная система	Компьютерная платформа
DOS/MS Windows	IBM PC
OS /2	IBM PC
SCO UNIX	IBM PC
VMS	VAX
AIX	RS 6000
HP-UX	HP 9000
MS Windows / NT	Системы с реализованным Windows / NT, в основном на РС -платформе.

Технические характеристики:

1. Программно-аппаратные платформы для SCADA-систем. Анализ перечня платформ необходим, поскольку от него зависит реализация той или иной SCADA -системы на имеющихся вычислительных средствах, а также оценка стоимости эксплуатации системы. Так, FactoryLink имеет весьма широкий список поддерживаемых программно-аппаратных платформ:

В то же время в таких SCADA -системах, как RealFlex и Sitex основу программной платформы принципиально составляет единственная операционная система реального времени QNX.

Подавляющее большинство SCADA -систем реализовано на MS Windows платформах. Именно такие системы предлагают наиболее полные и легко наращиваемые HMI - средства. Учитывая позиции Microsoft на рынке операционных систем (ОС), следует отметить, что даже разработчики многоплатформных SCADA -систем, такие как United States DATA Co (разработчик FactoryLink), приоритетным считают дальнейшее развитие своих SCADA -систем на платформе Windows NT.

Необходимо различать программное обеспечение SCADA, функционирующее в составе АСУ ТП конкретного объекта, и набор инструментальных программных средств, предназначенный для разработки такого программного обеспечения; соответственно и критерии оценки средств разработки SCADA - систем и их пригодности для реализации той или иной прикладной задачи должны лежать в плоскости, несколько отличной от требований к прикладному программному обеспечению верхнего уровня АСУ ТП. Тем не менее обе разновидности ПО весьма тесно связаны (например, run time компоненты инструментальной системы непосредственно используются в объектовом ПО), поэтому их называют системами SCADA.

2. Имеющиеся средства сетевой поддержки. Одной из основных черт современного мира систем автоматизации является их высокая степень интеграции. В любой из них могут быть задействованы объекты управления, исполнительные механизмы, аппаратура, регистрирующая и обрабатывающая информацию, рабочие места операторов, серверы баз данных и т.д. Очевидно, что для эффективного функционирования в этой разнородной среде SCADA -система должна обеспечивать высокий уровень сетевого сервиса. Желательно, чтобы она поддерживала работу в стандартных сетевых средах (ARCNET, ETHERNET и т.д.) с использованием стандартных протоколов (NETBIOS, TCP / IP и др.), а также обеспечивала поддержку наиболее популярных сетевых стандартов из класса промышленных интерфейсов (PROFIBUS, CANBUS, LON, MODBUS и т.д.) Этим требованиям в той или иной степени удовлетворяют практически все SCADA -системы, с тем только различием, что набор поддерживаемых сетевых интерфейсов, конечно же, разный.

3. Встроенные командные языки. Большинство SCADA -систем имеют встроенные языки высокого уровня, VBasic -подобные языки, позволяющие генерировать адекватную реакцию на события, связанные с изменением значения переменной, с выполнением некоторого логического условия, с нажатием комбинации клавиш, а также с выполнением некоторого фрагмента с заданной частотой относительно всего приложения или отдельного окна.

4. Поддерживаемые базы данных. Одной из основных задач систем диспетчерского контроля и управления является обработка информации: сбор, оперативный анализ, хранение, сжатие, пересылка и т. д. Таким образом, в рамках создаваемой системы должна функционировать база данных.

Все SCADA -системы, в частности, Genesis, InTouch, Citect, используют ANSI SQL синтаксис, который является независимым от типа базы данных. Это позволяет менять базу данных без серьезного изменения самой прикладной задачи, создавать независимые программы для анализа информации, использовать уже наработанное программное обеспечение, ориентированное на обработку данных.

5. Графические возможности. Для специалиста-разработчика системы автоматизации, так же как и для специалиста - "технолога", чье рабочее место создается, очень важен графический пользовательский интерфейс. Функционально графические интерфейсы SCADA -систем весьма похожи. В каждой из них существует графический объектно-ориентированный редактор с определенным набором анимационных функций. Используемая векторная графика дает возможность осуществлять широкий набор операций над выбранным объектом, а также быстро обновлять изображение на экране, используя средства анимации.

6. Разработка собственных программных модулей. Перед фирмами-разработчиками систем автоматизации часто встает вопрос о создании собственных (не предусмотренных в рамках систем SCADA) программных модулей и включение их в создаваемую систему автоматизации. Поэтому вопрос об открытости системы[2] является важной характеристикой SCADA -систем. Фактически открытость системы означает доступность спецификаций системных (в смысле SCADA) вызовов, реализующих тот или иной системный сервис. Это может быть и доступ к графическим функциям, функциям работы с базами данных и т.д.

7. Драйверы ввода-вывода. Современные SCADA -системы не ограничивают выбора аппаратуры нижнего уровня, так как предоставляют большой набор драйверов или серверов ввода-вывода и имеют хорошо развитые средства создания собственных программных модулей или драйверов новых устройств нижнего уровня. Сами драйверы разрабатываются с использованием стандартных языков программирования. Вопрос, однако, в том, достаточно ли только спецификаций доступа к ядру системы, поставляемых фирмой-разработчиком в штатном комплекте (система Trace Mode), или для создания драйверов необходимы специальные пакеты (системы FactoryLink, InTouch), или же, вообще, разработку драйвера нужно заказывать у фирмы-разработчика.

8. Разработки третьих фирм. Многие компании занимаются разработкой драйверов, ActiveX -объектов и другого программного обеспечения для SCADA -систем, что важно оценивать при выборе SCADA -пакета, поскольку это расширяет область применения системы непрофессиональными программистами (нет необходимости разрабатывать программы с использованием языков С или Basic).

Стоимостные характеристики. При оценке стоимости SCADA -систем нужно учитывать следующие факторы:

· стоимость программно-аппаратной платформы;

· стоимость системы;

· стоимость освоения системы;

· стоимость сопровождения.

На стоимость работ существенное влияние оказывают:

– сложность объекта (измеряется количеством экранных форм);

– необходима ли покупка комплектующих для сбора и передачи данных;

– какие каналы связи (кабель, телефон, радиомодем, GSM и т.д.) предполагается использовать;

– необходима ли функция управления объектом;

– количество планируемых рабочих мест;

– срочность.

Эксплуатационные характеристики. Показатели этой группы критериев наиболее субъективны. К этой группе можно отнести:

· удобство интерфейса среды разработки - " Windows – подобный интерфейс", полнота инструментария и функций системы;

· качество документации – ее полнота, уровень русификации;

· поддержка со стороны создателей – количество инсталляций, дилерская сеть, обучение, условия обновления версий и т. д.

Далее начинается разработка системы контроля и управления, которая включает следующие этапы:

· разработка архитектуры системы автоматизации в целом. На этом этапе определяется функциональное назначение каждого узла системы автоматизации;

· решение вопросов, связанных с возможной поддержкой распределенной архитектуры, необходимостью введения узлов с "горячим резервированием" и т.п.;

· создание прикладной системы управления для каждого узла. На этом этапе специалист в области автоматизируемых процессов наполняет узлы архитектуры алгоритмами, совокупность которых позволяет решать задачи автоматизации;

· приведение в соответствие параметров прикладной системы с информацией, которой обмениваются устройства нижнего уровня с внешним миром (датчики технологических параметров, исполнительные устройства и др.);

· отладка созданной прикладной программы в режиме эмуляции.

Практически все известные инструментальные SCADA -системы обеспечивают возможность непосредственного автоматического управления технологическим процессом. Поэтому разработчику АСУ ТП следует на этапе проектирования тщательно продумать целесообразность совмещения функций автоматического управления и операторского интерфейса на одном компьютере, что экономит аппаратные средства, но это имеет ряд негативных последствий:

1. Операционная система операторской станции (в настоящее время наиболее популярна Windows) может не обеспечивать необходимую для конкретного технологического процесса скорость и/или детерминированность реакции SCADA -системы.

2. Неумелые действия оператора или запуск им несанкционированного программного обеспечения может вызвать «зависание» операторской станции. Хотя некоторые расширения реального времени для Windows NT декларируют защиту от подобного рода неприятностей, это справедливо только до тех пор, пока не задета система управления памятью. Но даже при «мягком зависании» повторный «горячий» рестарт компьютера весьма проблематичен, а рука оператора при виде «голубого экрана» Windows инстинктивно тянется к кнопке Reset, против которой любые расширения реального времени бессильны

Дата добавления: 2014-12-16