Административный уровень

На этом уровне реализуется сбор данных от датчиков. Для создания этого уровня предусмотрены мониторы: Микро МРВ, Микро МРВ Модем+, Микро МРВ GSM+. Первый из них предназначен для запуска в контроллерах, связанных с верхним уровнем по локальной сети или последовательному интерфейсу, второй – при связи по коммутируемым линиям, а третий – по GSM-сети. При использовании выделенных телефонных линий или радиоканалов следует применять первый монитор.

Эти мониторы не имеют графического интерфейса. Однако по математическим функциям они идентичны мониторам верхнего уровня, а также имеют ряд функций, необходимых для работы в контроллерах (например, поддержка сторожевого таймера).

Для верхнего уровня АСУТП предусмотрены такие мониторы, как МРВ, NetLink МРВ, NetLink Light. Они позволяют создавать рабочие станции оперативного управляющего персонала.

МРВ может обмениваться данными с другими мониторами TRACE MODE, а также с любыми контроллерами через встроенные протоколы или драйвер. Он запрашивает данные у нижнего уровня и передает ему команды управления. Полученные данные могут отображаться, архивироваться и передаваться другим приложениям WINDOWS по протоколам ODBC, OPC и DDE.

NetLink МРВ – это сетевая рабочая станция. Этот монитор может обмениваться данными по последовательному интерфейсу и локальной сети с Микро МРВ, работающими в контроллерах нижнего уровня, и операторскими станциями. По функциям визуализации, архивирования, связи с базами данных и документирования NetLink МРВ аналогичен МРВ. Этот монитор не поддерживает обмен с внешним драйвером, а также обмен по встроенным протоколам.

NetLink Light – это сетевой графический терминал. Он не имеет своего сервера математической обработки, а связывается с сервером МРВ или NetLink МРВ, запущенным на другом компьютере. NetLink Light позволяет создавать дополнительные рабочие места оператора.

Задачей данного уровня управления является контроль текущего состояния производственных процессов и анализ функционирования производства по архивным данным.

Для решения задач данного уровня предусмотрен монитор SUPERVISOR. Он является специализированной графической консолью, которая может подключаться к серверу математической обработки МРВ, NetLink МРВ. В первых двух случаях просматривается локальный СПАД-архив, а в последнем – глобальный архив. Кроме того, SUPЕRVISOR можно переключить в режим реального времени. В этом случае он работает как консоль NetLink Light и может использоваться для управления процессом.

При работе с архивами SUPЕRVISOR реализует следующие функции:

– отображение последних изменений значений каналов;

– просмотр на заданное архивное время с пошаговым переходом по времени.

В Редакторе базы каналов создается математическая основа системы управления: описываются конфигурации рабочих станций, контроллеров и УСО, а также настраиваются информационные потоки между ними. Здесь же описываются входные и выходные сигналы и их связь с устройствами сбора данных и управления. В этом редакторе задаются периоды опроса или формирования сигналов, настраиваются законы первичной обработки и управления, технологические границы, программы обработки данных и управления. Здесь настраивается архивирование технологических параметров, сетевой обмен, а также решаются некоторые другие задачи.

Вид окна редактора базы каналов показан на рис. 2.6.

Результатом работы в этом редакторе является математическая и информационная структуры проекта АСУТП. Эти структуры включают в себя набор баз каналов и файлов конфигурации для всех контроллеров и операторских станций (узлов) проекта, а также файл конфигурации всего проекта.

Файл конфигурации проекта имеет расширение ctm и сохраняется в рабочей директории системы разработки. Для хранения всех остальных файлов проекта в рабочей директории создается каталог, имя которого совпадает с именем файла конфигурации. При этом базы каналов сохраняются в файлы с расширениями dbb.

Создание и редактирование графической составляющей проекта осуществляется в редакторе представления данных. Структура проекта представлена здесь в виде дерева, корневыми элементами которого являются имена узлов, а вложенными – имена групп и экранов. Она выводится в Навигаторе проекта в бланке Экраны. После выбора нужного экрана он выводится в рабочее поле для редактирования.

На рис. 2.7 демонстрируется общий вид окна редактора представления данных.

Здесь разрабатывается графическая часть проекта системы управления. При этом создается статичный рисунок технологического объекта, а затем поверх него размещаются динамические формы отображения и управления. Среди них поля вывода численных значений, графики, гистограммы, кнопки, области ввода значений и перехода к другим графическим фрагментам и т. д.

Кроме стандартных форм отображения, TRACE MODE позволяет вставлять в проекты графические формы представления данных или управления, разработанные пользователями. Для этого можно использовать стандартный механизм Active-X.

Все формы отображения информации, управления и анимационные эффекты связываются с информационной структурой, разработанной в редакторе базы каналов.

Графические базы узлов проекта, созданные в редакторе представления данных, сохраняются в файлах с расширением dbg. Их сохранение осуществляется в соответствующие директории проектов.

Для разработки шаблонов отчетов о ходе технологического процесса в инструментальную систему входит специальный редактор – Редактор шаблонов.

Организация экрана редактора шаблонов представлена на рис. 2.8.

Исполнительные модули – это программы, под управлением которых запускается АСУ, созданная в инструментальной системе. В группу исполнительных модулей входят следующие программы:

1. Монитор реального времени, МРВ. Этот монитор предназначен для запуска на АРМ операторов, с его помощью осуществляющих супервизорный контроль и управление технологическими процессами. Под управлением МРВ выполняются такие задачи, как:

1) запрос данных о состоянии технологического процесса с контроллеров нижнего уровня по любому из встроенных протоколов или через драйвер;

2) передача на нижний уровень команд управления по любому из встроенных протоколов или через драйвер;

6) передача данных по сети на следующий уровень АСУ;

8) представление оператору графической информации о состоянии технологического процесса;

9) автоматическое и супервизорное управление технологическим процессом;

10) обмен данными с другими приложениями WINDOWS через DDE/NetDDE/OPC и другие функции.

2. NetLink МРВ. По своим функциям этот монитор аналогичен МРВ. Однако в нем блокированы обмен с драйвером, обмен по встроенным протоколам MODBUS и ADAM, а так же клиентские функции OPC и DDE. Таким образом, NetLink МРВ может применяться только в составе систем управления, где на нижнем уровне используются PC-контроллеры, программируемые с помощью TRACE MODE.

3. Adaptive Control МРВ. Функции этого монитора полностью совпадают с МРВ. Однако, в отличие от последнего, данный монитор поддерживает библиотеку алгоритмов адаптивного регулирования.

4. МРВ Модем +. Этот монитор отличается от МРВ поддержкой обмена данными по коммутируемым линиям.

5. Double Force МРВ. Double Force МРВ работает как обычный МРВ, но поддерживает дополнительно функции горячего резервирования.

6. Double Force NetLink МРВ. Double Force NetLink МРВ поддерживает функции горячего резервирования и отличается от Double Force МРВ тем же, чем NetLink МРВ от МРВ – позволяет создавать системы управления только при условии использования на нижнем уровне
PC-совместимых контроллеров, программируемых с помощью TRACE MODE.

7. Adaptive Control Double Force МРВ. Этот монитор в дополнение к функциям МРВ поддерживает горячее резервирование и адаптивное регулирование.

8. NetLink Light. Данный монитор не поддерживает функций обработки данных и автоматического управления. Он является дополнительной графической консолью, которая может подключаться с удаленного компьютера к запущенному МРВ. Таким образом, имея в сети один монитор реального времени, можно, используя NetLink Light, создать требуемое количество рабочих мест, равноправных с МРВ по функциям отображения и супервизорного управления.

9. SUPERVISOR. Этот монитор TRACE MODE предназначен для создания АРМ администратора. Он, так же как NetLink Light, является графической консолью и подключается по сети к МРВ или Глобальному регистратору. При этом SUPERVISOR можно использовать для оперативного управления (как NetLink Light), а также можно переключить в режим отображения данных из архивов. Архивные данные можно просмотривать по временным срезам либо с заданной скоростью в режиме playback.

10. Глобальный регистратор, ГР. Это специальный монитор TRACE MODE, предназначенный для ведения глобального архива по всему проекту. Он архивирует данные, посылаемые ему по сети мониторами реального времени. После сохранения данных в архив Глобальный регистратор может передавать их для просмотра мониторам SUPERVISOR. Для организации дублирования глобального архива следует запустить в сети еще один монитор Глобальный регистратор. При этом оба ГР будут принимать данные, посылаемые для архивирования, и сохранять в свои архивы. Дублированный глобальный регистратор поддерживает функции синхронизации архивов при работе в реальном времени и при запуске. Глобальный регистратор может также выступать как OPC и DDE сервер и поддерживает обмен с базами данных через ODBC.

11. Сервер документирования. Сервер документирования используется для решения задачи документирования технологической информации. Он по команде МРВ, собственному сценарию или команде оператора интерпретирует созданные заранее шаблоны, запрашивает у МРВ необходимые данные и формирует по ним готовые документы. Эти документы могут быть распечатаны на принтере, отправлены по E-mail или опубликованы на WEB-сервере.

12. Микромонитор реального времени, Микро МРВ. Микро МРВ предназначен для управления задачами сбора данных и управления в контроллерах нижнего уровня АСУТП. Он может быть использован в любых IBM-совместимых контроллерах. По возможностям математической обработки, управления, обмена данными с другими мониторами TRACE MODE Микро МРВ идентичен монитору реального времени. Однако для него не реализованы функции графического вывода информации и архивирования. Микро МРВ для ОЕМ-продуктов поддерживают архивы.

13. Микро МРВ Модем +. Функции этого монитора совпадают с Микро МРВ. Отличием является встроенная поддержка обмена данными с помощью модема по коммутируемым каналам, что позволяет использовать данный монитор для создания удаленных пунктов сбора информации, обменивающихся данными через телефонную сеть. Кроме того, у модуля отсутствует поддержка сетевого обмена и существует возможность ведения архива.

14. Микро МРВ GSM +. Этот монитор отличается от Микро МРВ поддержкой архивов, обмена по сети GSM (используя механизм SMS) и отсутствием поддержки сетевого обмена. Он имеет те же параметры запуска, что и обычный Микро МРВ за исключением связанных с сетевым обменом. К именам исполнительных модулей Микро МРВ GSM+ добавляются символы _G.

15. GSM-активатор. Обмен данными между мониторами TRACE MODE по GSM-сети реализуется в виде SMS-сообщений (Short Message Service). Для поддержки такого обмена на уровне операторских станций предназначен исполнительный модуль GSM-активатор, а на уровне контроллеров – специализированная модификация Микро МРВ – Микро МРВ GSM+.

16. Web-активатор. Любая рабочая станция TRACE MODE может выступать в качестве Web-сервера, что позволяет управлять технологическим процессом через Интернет. На удаленном компьютере необходимо иметь только доступ к Интернет и Web-браузеру. Для реализации данного режима предназначен модуль Web-активатор исполнительной системы TRACE MODE.

Первые двенадцать мониторов предназначены для организации работы верхнего и административного уровней АСУ.

Микро МРВ, Микро МРВ Модем+ и Микро МРВ GSM + предназначены для работы в контроллерах нижнего уровня систем управления, естественно, при условии наличия в них операционной системы MS DOS.

Основные применения SCADA системы TRACE MODE приведены ниже в таблице 2.2.

АСУ ТП второго энерго- блока	Псковская ГРЭС Филиал ОАО «ОГК-2»	Охватывает все основное и вспомогательное оборудование энергоблока, а также все теплофикационное оборудование станции. В рамках проекта автоматизирована работа следующих компонентов энергоблока Псковской ГРЭС: – котлоагрегат ТПЕ-208 с вспомогательным оборудованием; – паровая турбина К-215-130-1 с оборудованием систем регенерации низкого и высокого давления; – вспомогательное оборудование машинного зала (деаэрационная установка, питательные насосы, РОУ, БРОУ, шарикоочистка); – генератор (система водородного охлаждения, система водяного охлаждения статора, система температурного контроля, система рабочего и резервного возбуждения, система синхронизации, щеточно-контактный аппарат генератора); – система питания собственных нужд 6 кВ и 0,4 кВ
Система телемеханики нефтяного месторождения	ОАО «Татнефтепром-Зузевнефть» (Татарстан)	Объектами автоматизации являются 11 ГЗУ (групповых замерных установок типа «Спутник») нефтяного месторождения и диспетчерская ЦДНГ (цеха добычи нефти и газа). На каждой ГЗУ установлен контроллер М2000, выполняющий стандартные функции системы телемеханики ГЗУ: – управление переключателем скважин (ПСМ) в автоматическом, либо ручном дистанционном режиме; – учет расхода нефти и запоминание последнего замера по каждой нефтяной скважине; – контроль предельных значений давления; – контроль несанкционированного доступа в помещение ГЗУ; – самодиагностика, контроль температуры контроллера, автоматическое управление обогревом контроллера М2000 в зимнее время
Комплексная автоматизация Косогорского металлур-гического завода	ОАО «Косогорский металлургический завод»	Система автоматизации Косогорского металлургического завода охватывает не только само производство товарного чугуна, но и ряд вспомогательных технологических процессов. Она состоит из четырех основных подсистем: – АСУТП доменных печей; – АСУТП воздухонагревателей доменных печей; – АСУТП производства агломерата; – АСУТП газосмесительных станций и газоочистки
Система «Диспет-черский пульт контроля участка тепловодоснабжения»	Кондитерская фабрика «Алтай», г. Барнаул	Работы произведены на фабрике, входящей в группу Nestle, крупнейшего в мире производителя продуктов питания. Новая АСУ ТП разработана на базе SCADA TRACE MODE 6 собственными силами сотрудников кондитерской фабрики

ГЛАВА 3. ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ АСУ ТП