Category Archives: Ликбез (SCADA)

Scada-системы

SCADA – аббревиатура от английского (supervisory control and data acquisition), переводится как диспетчерское управление и сбор данных. Этот термин используется для обозначения программного продукта, обеспечивающего целый комплекс операций по сбору, анализу и записи данных в реальном времени. Иногда термин SCADA используют в понимании программно-аппаратного комплекса.

Программный пакет SCADA предназначен для обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, визуализации и хранения данных о контролируемом объекте. Такие системы применяются во многих отраслях науки и хозяйства, где необходимо обеспечить операторский контроль за технологическим процессом в реальном времени, даже если это будут гостиницы пушкино. Эти программные продукты устанавливают на компьютеры и используют драйверы ввода-вывода для связи и контроля объекта.

SCADA позволяют решать ряд задач таких как:

  • Обмен данными с объектом (его контроллером или платой ввода-вывода) через драйверы в реальном времени;
  • Обработка поступившей информации;
  • Управление контролируемой системой;
  • Удобное отображение информации на экране компьютера;
  • Хранение базы данных контролируемых параметров со всей технической информацией;
  • Возможность аварийной сигнализации и остановки системы;
  • Генерирование удобных отчетов о технологическом процессе;
  • Возможность легкого обеспечения связи со сторонними внешними приложениями (БД, электронными таблицами и текстовыми процессорами).

Главные компоненты систем SCADA предназначены для работы в любом месте, к примеру, отели карелии тоже из используюют:

  • Драйверы ввода-вывода (для обеспечения связи с контролируемым объектом) – это могут быть счетчики, контроллеры, драйверы, АЦП и другие устройства.
  • Система реального времени – собственно программа, осуществляющая обработку данных в пределах времени с учетом заданных ей приоритетов.
  • HMI – человеко-машинный интерфейс, позволяющий предоставлять данные о ходе событий человеку-оператору.
  • Редактор – программа для разработки человеко-машинного интерфейса.
  • Система логического управления – программа для исполнения скриптов и редактор для их разработки.
  • БД реального времени – сохраняет историю контролируемых параметров процесса.
  • Система управления тревогами.
  • Генератор отчетов данных.
  • Внешние интерфейсы.

Применение таких современных технологий не только позволяет ускорить производственные процессы, но и значительно сэкономить финансовые средства.

Мой блог находят по следующим фразам

Использование OPC-драйверов «ОВЕН»

OPC-драйверы, разработанные компанией ОВЕН, предназначены для подключения приборов фирмы ОВЕН к системам SCADA.

Драйверы реализованы в виде двух модулей: OWEN-RS232 и OWEN-RS485.

Они применяются для приборов фирмы ОВЕН, поддерживающих сетевой интерфейс «токовая петля» (для преобразования в сеть RS-232 используется адаптер АС2) и поддерживающих сетевой интерфейс RS-485.

Для преобразования в сеть RS232 или USB можно использовать адаптеры фирмы ОВЕН – АС3, АС3-М, АС4,– или других производителей.

При работе могут быть использованы протоколы OWEN, ModBus-RTU или ModBus-ASCII.

Перед началом работы пользователь должен задать конфигурацию своих приборов и режим работы порта. К адаптеру AC-2 можно подключить до 8 приборов. К одной сети RS485 подключается до тридцати двух приборов (шлейфом, без применения репитера). Список приборов, которые можно подключить к серверам:

1) OWEN-RS232:

− Задатчик-регулятор МПР51

− Измеритель ТРМ0 PiC

− Измеритель УКТ38-В

− Измеритель УКТ38-Щ4

− Измеритель регулятор ТРМ1 PiC

− Измеритель регулятор ТРМ10 PiC

− Измеритель регулятор ТРМ12 PiC

− Измеритель регулятор ТРМ5 PiC

− Многоканальный регулятор ТРМ32

− Многоканальный регулятор ТРМ33

− Многоканальный регулятор ТРМ34

− Многоканальный регулятор ТРМ38

2) OWEN-RS485:

− Многоканальный регулятор ТРМ138

− Универсальный двухканальный программный ПИД-регулятор ОВЕН ТРМ151

− Счетчик импульсов СИ8

− Прибор контроля положения ПКП1

− Модуль ввода аналоговый ОВЕН МВА8

− Модуль вывода управляющий ОВЕН МВУ8

− ПИД регулятор с универсальным входом ТРМ101

− Измеритель двухканальный с универсальными входами ОВЕН ТРМ200

− Измеритель-регулятор одноканальный с универсальным входом ОВЕН ТРМ201

− Измеритель-регулятор двухканальный с универсальными входами ОВЕН ТРМ202

− Контроллер приточной вентиляции ОВЕН ТРМ133

Для установки модулей OWEN-RS232 и OWEN-RS485 требуется запустить программу-инсталлятор (файл OwenOPC-setup.exe), содержащуюся на дистрибутивном диске.

Начиная с версии 1.0.0.5, OPC-сервера OWEN-RS232 добавлен тег, управляющий обменом на внешней шине (флаг активности OPC-сервера).

Имя тега «Status/active», тип BOOL. Запись в этот тег 1 (единицы) разрешает обмен по внешней шине, запись 0 (нуля) запрещает обмен.

Установка OPC-драйверов фирмы ОВЕН

Для установки модулей OWEN-RS232 и OWEN-RS485 требуется:

1) Запустить программу-инсталлятор (файл OwenOPC-setup.exe).

2) В открывшемся окне программы-инсталлятора – нажать кнопку «Далее». В последовательно открывающихся окнах мастера установки –выполнять инструкции, отображаемые в окне.

Рисунок 1 – Окно 1 программы – инсталлятора ОРС-сервера для приборов ОВЕН

Информация об OPC DA серверах

ОРС сервер — программа, которую MasterSCADA использует в качестве «посредника» для доступа к данным, поступающим от аппаратных средств. Это можно представить следующим образом:

Есть различие между понятиями ОРС-сервер контроллера (программа) и ОРС — сервер- элемент дерева системы

Первое — это самостоятельная программа, смысл которой описан выше. Второе — объект, предназначенный для удобства использования этой программы в дереве Системы.

Хотя для обоих понятий используются одинаковые термины, о какой конкретно сущности идет речь всегда будет ясно из контекста.

Для того, чтобы использовать ОРС сервер контроллера необходимо реализовать следующие действия:

  1. Выполнить команду «поиск ОРС серверов» (из контекстное меню Компьютера, или меню «Добавить»), если она не была выполнена раньше.
  2. Вставить необходимые ОРС серверы (функциональные блоки) в Компьютер. Это можно сделать одним из трех способов: 1)через контекстное меню Компьютера; 2) из списка «ОРС серверы» в меню «Добавить»; 3) из библиотеки ОРС серверы в палитре элементов.
  3. Вставить ОРС переменные (см. раздел ОРС переменные)

ОРС HDA сервер — программа, которую MasterSCADA использует в качестве «посредника» для доступа к архивным данным, которые предоставляет контроллер или счетчик коммерческого учета. Контроллер (счетчик) накапливает эти данные путем опроса аппаратных средств.

OPC HDА 1.2 (OPC Historical Data Access – интерфейс OPC для доступа к архивным данным).

Все полученные данные от ОРС HDA сервера MasterSCADA сохраняет в своем архиве. Дальнейшая работа с этими данными осуществляется при помощи стандартных функций MasterSCADA. Возможно просматривать эти данные при помощи трендов.

При переходе в режим исполнения MasterSCADA получает все накопленные данные с момента выхода из режима исполнения, а также продолжает получать новые данные по мере их поступления.

Поиск ОРС DA серверов

Диалоговое окно браузера OPC DA серверов вызывается по команде главного меню Сервис-> Органайзер -> OPC Серверов…, или  через контекстное меню Компьютера. В результате на экране появится органайзер приблизительно такого вида:

В окне органайзера отображено дерево ОРС серверов, обнаруженных на данном компьютере и в ближайшем сетевом окружении. Отметьте флажками ОРС серверы, которые вы собираетесь использовать в проекте и впоследствии они будут отображены в контекстном меню Компьютера , раскрывающейся команде «ОРС серверы» в меню «Добавить» , а также в категории «ОРС серверы» в палитре элементов.

Поиск OPC HDA серверов

Диалоговое окно браузера OPC HDA серверов вызывается по команде главного меню Сервис-> Органайзер -> OPC HDA Серверов…, или  через контекстное меню Компьютера.

В результате на экране появится органайзер приблизительно такого вида:

В окне органайзера отображено дерево ОРС серверов, обнаруженных на данном компьютере и в ближайшем сетевом окружении. Отметьте флажками ОРС серверы, которые вы собираетесь использовать в проекте и впоследствии они будут отображены в контекстном меню Компьютера.

SCADA-системы на российском рынке автоматизации

Большинство промышленных предприятий страны нуждается в модернизации автоматизированных систем управления технологическими процессами. Действующие АСУ ТП, созданные 30 лет назад, базировались на мини-ЭВМ, которые сегодня физически и морально устарели. Впрочем, интерес к построению высокоэффективных и надежных систем диспетчерского управления и сбора данных ощутим во всем мире. К этому подталкивает, с одной стороны,  прогресс в области вычислительной техники, программного обеспечения, телекоммуникаций, а с другой, непомерно возросшая роль «человеческого фактора» в возникновении аварий и иных ЧП на транспорте, в энергетике, различных отраслях промышленности.
Отечественная и международная практика предлагает для построения эффективного человеко-машинного интерфейса новейшие системы диспетчерского управления и сбора данных – SCADA-системы (Supervisory Control And Data Acquisition).
На отечественном рынке получили признание два десятка SCADA-программ, среди них такие, как In Touch (Wonderware, США), FIX (Intellution, США), Factory Link (фирма-изготовитель United States DATA Co, США), Genesis (Iconics, США), WinCC (Siemens, Германия), RealFlex (RealFlex  Systems, США), Sitex (Jade Software, США), Trace Mode (AdAstra, Россия), Simplicity (GE Fanuc Automation, США), RSView (Rockwell Software Inc., США), Wizcon (Emation, Израиль) и другие.
Для их разработчиков характерно стремление создать открытые  SCADA-программы для систем управления производством, расширить сервисные возможности для тех, кто занят его комплексным обновлением.
Общее для SCADA-систем – автоматизированная разработка, позволяющая создать специализированное прикладное программное обеспечение (ППО) пультов операторов и диcпетчеров без реального программирования, средства регистрации сигналов об аварийных ситуациях, хранения информации  и ее постобработки, визуализации информации в виде графиков, гистограмм и т.д.
Для нынешнего рынка SCADA-систем показателен поворот в сторону использования  в качестве платформы операционной системы MS Windows NT.
Высокая степень интеграции систем автоматизации в свою очередь диктует необходимость продуманного уровня сетевого сервиса, качества технической поддержки SCADA-систем, а значит, инжиниринга и менеджмента проектов.
Немаловажное значение приобретает «открытость» новых систем,  возможность адаптировать пакет с минимальными затратами под конкретные нужды производства.
В качестве примера расскажем подробнее о двух  компаниях, предлагающих интересные решения в этой области.

«НАУЦИЛУС» – СИСТЕМНЫЙ ИНТЕГРАТОР
Научный центр информационно-логических управляющих систем («НАУЦИЛУС») ведет свой отсчет с апреля 1990 года. Он стал одной из первых фирм, рискнувших выйти в море частного бизнеса. Команду составили сотрудники одного из оборонных НИИ – разработчики высокопроизводительных, высоконадежных систем реального времени. Набиравшая темпы конверсия подтолкнула их к мысли – использовать найденные решения для промышленных систем крупных гражданских предприятий. Те остро нуждались в совершенствовании  своих АСУ ТП, базировавшихся на устаревшей вычислительной технике. На рынке к тому времени начинался бум персональных компьютеров и в офисном, и в промышленном исполнении. Этим было грех не воспользоваться.
Первой заявкой фирмы явилась качественно обновленная в 1993 году система управления плавильного цеха медного завода комбината «Норильский никель». Плавка меди – сложнейший процесс, где конечный результат зависит от множества факторов, управлять которыми вручную  практически невозможно. К тому же температура, загазованность, вся атмосфера в цехе была такова, что техника через полгода  выходила из строя. Система, предложенная фирмой, вобрала в себя компьютеры со специальной защитой, обеспечивающей их многолетнюю надежность, и SCADA пакет– систему обработки и управления информацией.
Пользователи систем контроля и управления нуждаются в мощных и в то же время недорогих решениях, отвечающих требованиям прикладных задач. Им соответствует RealFlex 4, многозадачный, многопользовательский, базирующийся на РС компьютерах пакет программного обеспечения реального времени. Он разработан фирмой RealFlex Software Inc. (RSI, США).
Возможности SCADA-системы во многом зависят от того, на базе какой операционной системы (ОС) они работают. В данном случае в качестве базовой ОС служит канадская QNX (QNX Software Systems Ltd.). О своем выборе специалисты не жалеют: многозадачная, многопользовательская сетевая операционная система реального времени хорошо зарекомендовала себя в работе многочисленных систем АСУ ТП, как верхнего уровня управления (АСУ ТП предприятия), так и нижнего (ОС встроенных систем и интеллектуальных контроллеров, в том числе работающих в сети АСУ ТП предприятия).
32-битовая операционная система обеспечивает RealFlex 4 встроенным сетевым взаимодействием «точка-точка», режимом работы с защищенной памятью и целостной файловой системой.
Опираясь на возможности ОС QNX, пакет RealFlex обеспечивает синхронную работу нескольких десятков рабочих мест операторов в рамках единой системы, связанных между собой по локальной сети. Система располагает всеми необходимыми средствами для построения АСУ ТП, что обеспечивает ее быструю настройку на конкретный объект пользователя, сбор и обработку данных, тревог по многотысячным точкам, поддержку работы драйверов различных устройств ввода/вывода, хранение и графическое отображение данных предыстории, вычисления в оперативном режиме и т.д. Если кабель или сетевая плата выходит из строя, то система будет автоматически перенаправлять данные через другую сеть.
Поскольку QNX – многозадачная система, пользователь RealFlex имеет многочисленные открытые окна, в каждом из которых одновременно выполняется самостоятельная задача и происходит обновление данных. Сканеры ввода/вывода могут запускаться постоянно в фоновом режиме без прерывания человеко-машинного интерфейса.
Благодаря партнерству московских специалистов и американской фирмы RSI — RealFlex Systems Inc. в странах СНГ успешно функционируют десятки систем управления производством, использующих интегрированный пакет RealFlex и операционную систему QNX.
Появление этого инструментального пакета означало, что теперь специалистам предприятия нет нужды самим заниматься написанием подобных программ. Несмотря на то, что SCADA-пакет – достаточно дорогой продукт, он быстро окупается. Если проводить аналогию со строительством, то появилась возможность создавать конкретные системы управления из готовых блоков. Это обусловило широкое внедрение новых инструментальных программных технологий в самых различных отраслях. Естественно, они развивались, умножали свои функции.
В 1995 году фирма Jade Software Ltd. (Великобритания) предложила новый универсальный интегрированный SCADA-пакет — Sitex, работающий под управлением OC QNX. Пакет Sitex рассчитан на  требовательные запросы в области систем  управления. К тому же он более доступен по цене.
Существующие информационные системы позволяют менеджеру, находясь в любом городе и имея доступ в Интернет, вызвать на экране «картинку» плавильного цеха Норильского горно-металлургического комбината и посмотреть, что там происходит. Удаленный мониторинг – это принципиально новый этап в развитии АСУ ТП. Такой способностью – управлять через Интернет обладает, к примеру, появившаяся в 1998 году на российском рынке система Wizcon фирмы Еmation (Израиль).
Назначение SСADA-пакетов – сократить сроки создания конкретных систем управления. Все они обладают, в общем-то, одинаковым набором элементов для построения подобных систем. Программистам предприятия не надо писать свою программу – есть возможность просто настроить существующую инструментальную систему под конкретные задачи. Более того, со SCADA-пакетом может работать уже не программист, а непосредственно специалист по управлению предприятия.
…Не так давно в фирму «НАУЦИЛУС» обратились специалисты ТЭЦ-25 Мосэнерго с просьбой помочь автоматизировать котлотурбины трех блоков, системы химводоочистки и экологического контроля.            Сложность технологических процессов такова, что без средств автоматизации их уже невозможно реализовать. Внимательно изучив «фронт» будущих работ, проведя системный анализ, представители фирмы занялись подбором необходимых компьютеров, контроллеров и иной техники как российской, так и западной. Возможности, заложенные в SCADA-пакете RealFleх, позволили  в короткие сроки качественно обновить АСУ ТП энергопредприятия, обеспечив, что немаловажно, взаимодействие новых решений с ранее введенными компонентами автоматизации. Сдав систему, «НАУЦИЛУС» продолжает опекать свое детище, помогая  поэтапно наращивать, развивать ее. Открытость систем, возможность модернизации – существенное их достоинство.
В активе фирмы, помимо автоматизации системы управления на «Норильском никеле», внедрение АСУ ТП в АО «Северные магистральные нефтепроводы» (гор. Ухта), на Оренбургском газоперерабатывающем заводе, «Салаватнефтеоргсинтезе», водоканале гор. Миасс, Череповецком городском узле электросвязи, на важных народнохозяйствен-ных  объектах гор. Северска, Ангарска, Братска, Альметьевска, Набережных Челнов и других. Заказчиками  выступают главным образом предприятия, представляющие естественные монополии – энергетику, нефте- и газодобычу, металлургию. «К сожалению, машиностроители, легкая промышленность пока в тени. Все ссылаются на нехватку средств», – как отметил директор «НАУЦИЛУСА», к.т.н. А.Н. Иванов.
«НАУЦИЛУС» приступает к комплексной автоматизации зданий, используя SCADA-системы. Закладывая их в проект при строительстве, фирма многократно снижает общие расходы, по сравнению с  созданием пожарной сигнализации, охранной системы, домофонной связи и т.д. по отдельности. То есть речь идет о создании единой структурированной информационной сети. Используя кабельную систему, которая не намного сложнее, чем обычная телефонная разводка, разработчики обеспечивают проводку через нее всевозможных сигналов тревоги, управления и информации. Это дает возможность дистанционно регулировать вентиляцию, температуру, освещение, кондиционирование воздуха в помещениях.

РОССИЙСКАЯ МАРКА AdAstra
Российская фирма AdAstra Research Group, Ltd образована в 1992 году. Начав с нуля, она постепенно превратилась в крупнейшего отечественного производителя программного обеспечения для промышленной автоматизации. По данным за 1999 год SCADA-система этой компании TRACE MODE занимала примерно 48 процентов российского рынка, став ведущей системой программного обеспечения в стране.
За минувшее десятилетие AdAstra, подчеркивает президент Л.В.Анзимиров, не только сохранила потенциал разработчиков, но и вывела свою продукцию на международный уровень, став конкурентом ведущих зарубежных систем по качеству и объему функций, по экономическим показателям.
Привлекательность TRACE  MODE в самой фирме объясняют несколькими основными факторами. Прежде всего, это высокая функциональная насыщенность SCADA-системы, постоянное ее совершенствование, ориентация на новые технологии. Свои результаты дает политика бесплатного написания и предоставления пользователям драйверов УСО, качественная техническая поддержка разработчиков АСУ на местах. Естественно, сказывается разумная ценовая политика фирмы: TRACE MODE примерно вдвое дешевле зарубежных аналогов, не уступая им по качеству.
Предложенная московскими специалистами система предназначена для сбора, обработки, графического показа и управления технологическими процессами в реальном времени. На ее основе можно создавать автоматизированные рабочие места операторов-технологов, диспетчеров, сменных инженеров и т.д., а также вести разработки полнофункциональных распределенных АСУ ТП масштаба предприятия. Практика многократно подтвердила все эти возможности.
SCADA-система TRACE  MODE в настоящее время имеет свыше 4000 инсталляций — работает в энергетике, металлургии, нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности, в коммунальном хозяйстве, по числу внедрений в России значительно опережая зарубежные пакеты подобного класса.
Она несет, в частности, службу на центральном пульте диспетчерского управления Красноярской ГЭС, на Харанорской и Гусино-озерской ГРЭС, в региональной системе управления энергопотоками Татарстана. Недавно запущена на первых двух энергоблоках по 210 Мвт ГРЭС «Нассирия» (Ирак). Широко используется в атомной промышленности (НПО «Маяк», ПО «Радон»). Систему оценили на Старо-Оскольском электрометаллургическом комбинате, где  автоматизировали линию непрерывной разливки стали, а затем, печь металлизации, используя последнюю модификацию пакета, и на Братском алюминиевом заводе. Еще в середине 90-х годов TRACE  MODE «прописалась» на АвтоВАЗе, в Центральном банке РФ, Центре подготовки космонавтов.
Фирма все активнее выходит на международный рынок, участвуя в крупнейших зарубежных выставках Европы и Азии. Год назад были осуществлены первые продажи за рубеж. Российская система вызвала большой интерес специалистов на крупнейшей в Европе выставке по промышленной автоматике –  BIAS-1998 (Милан, Италия). AdAstra имеет дистрибьюторское соглашение с итальянской компанией Applidea Srl. Аналогичные договоренности о распространении TRACE MODE заключены с компаниями Японии, Малайзии, Таиланда и Южной Кореи.
В эти дни реализуется проект по созданию АСУ на крупнейшем нефтеперерабатывающем предприятии Европы «Сарос» (Италия) с применением TRACE MODE.
Детище российской школы разработки, эта SCADA-система служит наглядным примером того, как надо отлаживать технологию производства коммерческих продуктов.
Жесткая конкуренция способствовала тому, что TRACE MODE оптимально адаптирована к современным российским условиям. Она, к примеру, обеспечивает поэтапное обновление аппаратных средств АСУ ТП предприятия. Вместо того чтобы выбрасывать жизнеспособное, но дряхлеющее оборудование, здесь могут с ее помощью заменять лишь вышедшие из строя устройства. TRACE MODE ориентирована на стандартные и легкодоступные, а потому и недорогие программные средства.
В 1988 году фирма перешла на пятую версию TRACE MODE. Она основана на DCOM – базовой 32-разрядной технологии корпорации Microsoft. Благодаря современной архитектуре система реального времени обладает очень высокой производительностью, содержит ряд новых технологий проектирования. Среди них разработка распределенной АСУ ТП как единого проекта, автопостроение, оригинальные алгоритмы обработки сигналов и управления, объемная векторная графика мнемосхем, единое сетевое время, уникальная технология графического просмотра архивов на рабочих местах руководителей.
Отдельные модули системы теперь легче сопрягаются между собой, а это означает, что АСУ ТП на базе TRACE MODE нетрудно поддерживать, развивать и интегрировать в корпоративные информационные системы.
Новое поколение средств проектирования TRACE MODE 5 ориентировано на создание распределенных АСУ единым проектом – от контроллеров до операторских станций, серверов архива и рабочих мест руководителей. Это позволяет в 1,5-2 раза сократить количество разработчиков, занятых в проекте. При разработке распределенной АСУ объемом в 1000 I/O выигрыш может достигать $5000 на проект (в России) и $50.000 на Западе, для АСУ в 10.000 I/O — соответственно $12.500 и $125.000.
Единый проект дает возможность формировать распределенную базу каналов, лучше проектировать информационные структуры, а также использовать технологии автоматического построения и поддержания проекта. Он позволяет инженеру службы эксплуатации быстро проследить информационные связи в рабочей среде. В итоге систему удается обслуживать меньшими силами.
Технология автопостроения означает автоматическое генерирование, поддержание и обновление информационных структур проекта АСУ ТП по основным данным.
Использованное в системе автопостроение освобождает разработчика от рутинных операций по «набивке« баз каналов. Он может уделить главное внимание решению важнейших проблем разработки. Наряду со значительным выигрышем в производительности труда удается сэкономить 7-10% от общей стоимости проекта АСУ ТП. Процедура авто-построения открывает дорогу для автоматического обновления  информационных связей на всех узлах системы, оптимизации  структуры проекта в ходе его реализации и эксплуатации.
TRACE MODE пятой версии – это новая степень свободы. Разработчики АСУ ТП могут  свободно конфигурировать задачи математической обработки, создавать собственные формы графического отображения информации. И, конечно, очень важно, что система ориентирована на работу в Интернете.
В TRACE MODE 5 входят около 50 различных модулей, различающихся набором функций или мощностью. Иными словами, пользователь имеет большой выбор. К тому же AdAstra предоставляет бесплатно диск с инструментальной системой на час работы: заказчик, таким образом, заблаговременно может протестировать предлагаемую ему систему, проверить правильность своего выбора.
Глобальное информационное хранилище обеспечивает надежное сохранение истории технологического процесса на удаленных дублированных серверах: запись 64000 параметров с дискретностью до 0.001 с. Информацию о ходе технологического процесса можно просматривать из любой точки планеты при помощи сети Интернет. Горячее резервирование и восстановление после сбоя является встроенной функцией системы. Причем работа резервированных систем полностью автоматизирована.
Помимо разработки программного обеспечения, специалисты AdAstra предлагают комплекс услуг, связанных с сопровождением проектов. Внимательно отслеживая их судьбу, профессионалы оказывают техническую поддержку (бесплатную – в течение года). Пользователь имеет доступ ко всем данным проекта с любого компьютера.

 

P.S. Деньги быстрее, чем за час! Срочная потребность в денежных средствах – частая ситуация в современных условиях как для бизнеса так и для личных нужд. Автоломбард Москва — быстрое и оперативное решение подобных вопросов.

 

    Обзор технологии OPC

    Назначение OPC

    Технология связывания и внедрения объектов для систем промышленной автоматизации OPC (OLE for Process Control) предназначена для обеспечения универсального механизма обмена данными между датчиками, исполнительными механизмами, контроллерами, устройствами связи с объектом и системами представления технологической информации, оперативного диспетчерского управления, а также системами управления базами данных. Производители аппартных средств, пользуясь спецификацией OPC, имеют возможность разрабатывать OPC-сервер для обеспечения единственного и наиболее общего способа организации доступа к данным и передачи в адрес приложений-клиентов различных производителей программного обеспечения для промышленной автоматизации.

    OPC основана на модели распределенных компонентных объектов Microsoft DCOM и устанавливает требования к классам объектов доступа к данным и их специализированным (custom) интерфейсам для использования разработчиками клиентских и серверных приложений. Для обмена данными с приложениями-клиентами, разработка которых ведется на языках типа MS Visual Basic, а также с популярными приложениями типа Excel, спецификация OPC содержит дополнительные (но необязательные для реализации) требования к интерфейсу OLE-автоматизации (OLE-Automation).

    Структура взаимодействия между приложениями-клиентами и серверами OPC различных производителей показана на рисунке:.

    Взаимодействия между приложениями-клиентами и OPC-серверами

    Взаимодействия между приложениями-клиентами и OPC-серверами

    Опираясь на объектную технологию COM/DCOM, стандарт OPC фиксирует определенную модель взаимодействия между клиентом и сервером.

    Базовым понятием этой модели является элемент данных (Item). Каждый элемент данных имееет значение, время последнего обновления (timestamp) и признак качества, определяющий степень достоверности значения. Значение может быть практически любого скалярного типа — булево, целое, плавающее с точкой и т.п. — или строкой (так называемый OLEVARIANT). Время представляется со 100-наносекундной точностью (FILETIME Win32 API). Реальная точность измерения времени обычно бывает хуже и, в общем случае, зависит от реализации сервера и аппаратуры. Качество — это код содержащий в себе грубую оценку — UNCERTAIN, GOOD и BAD (не определено, хорошее и плохое), а на случай плохой — еще и расшифровку, например QUAL_SENSOR_FAILURE — неисправность датчика.

    Следующим вверх по иерархии является понятие группы элементов (OPC Group). Группа создается OPC-сервером по требованию клиента, который затем может добавлять в группу элементы (Item). Для группы клиентом задается частота обновления данных, и все данные в группе сервер старается обновлять и передавать клиенту с заданной частотой. Отдельно стоящих вне группы элементов быть не может. Клиент может создать для себя на сервере несколько групп, различающихся требуемой частотой обновления. Для каждого клиента всегда создается своя группа (кроме так называемых публичных групп), даже если состав элеметов и частота обновления совпадают. Отсоединение клиента приводит к уничтожению группы.

    Элементы в группе, таким образом, — это своего рода клиентские ссылки на некие реальные переменные (тэги), находящиеся на сервере или в физическом устройстве. Понятие тэга спецификацией OPC не определяется, но подразумевается неявно. Элементы в группу клиент добавляет по имени, и эти имена являются именами соответствующих тэгов. Клиент может либо знать нужные имена заранее, либо запросить список имен тэгов у сервера. Для запроса имен тэгов служит интерфейс IOPCBrowseServerAddressSpace, с помощью которого сервер описывает клиенту свое «пространство имен», организованное в общем случае иерархически. Пример полного имени тэга: Устройство1.Модуль5.АналоговыйВход3. При добавлении элемента в группу клиент всегда указывает это полное имя. Заметим, что группы, создаваемые клиентом, не обязаны совпадать (и, как правило, не совпадают) с подразделами пространства имен сервера, элементы в группу добавляются в «разнобой». Единственное, что их объединяет — это общая частота обновления и синхронность отправки клиенту.

    Наконец, на верхней ступеньке иерархии понятий находится сам OPC-сервер. Из всех перечисленных (OPC-группа, OPC-элемент) он единственный является COM-объектом, все остальные объекты доступны через его интерфейсы, которые он предоставляет клиенту.

    Установление соединения между клиентом и сервером на одном компьютере

    Установочная программа автоматически производит регистрацию сервера (запись соответствующей информации в системные реестр). Программы-клиенты, как правило, имеют соответсвующий пользовательский интерфейс, позволяющий выбрать из списка зарегестрированных серверов нужный (при этом, если сервер не активен, он автоматически запустится), пролистать его адресное пространство и подписаться на необходимые тэги. Таким образом, для обеспечения соединения на одной машине каких-либо специальных настроек (кроме установки сервера и клиентского программного обеспечения, например SCADA-системы) производить не нужно.

    Установление соединения между клиентом и удаленным сервером

    Для работы в сети (клиент и сервер на разных компьютерах) необходимо присутствие в сети хотя бы одной станции с установленной Windows NT (Server или Workstation). Станция с Windows NT используется в качестве сервера авторизации и аутентификации, при этом сам OPC-сервер может располагаться как на ней, так и на другой сетевой станции. Перед установлением соединения между приложением-клиентом и удаленным сервером следует произвести настройку системных компонентов DCOM.

    OPC – серверы фирмы OWEN

    Для работы оборудования c широким набором современных SCADA систем необходимы драйверы OPC. Что такое OPC? OLE(object linking and embedding) for Process Control, Объектное связывание и встраивание для контроля процессов – открытый для широкого использования набор спецификаций, разработанный организацией OPC Foundation на основе технологий Microsoft COM/DCOM. Когда упоминают термин  OPC-драйверы  для приборов, чаще всего имеют в виду OPC–сервер, реализующий спецификацию Data Access(DA). OPC DA — широко известная спецификация, которая сейчас уже имеет версию 3.0, другие спецификации доступны только в виде альфа и бета версий. Она позволяет читать и писать данные в прибор, организовывать подписку на данные и получать клиенту уведомление об обновлении данных.

    Для работы с OPC-драйверами требуется любая SCADA система, поддерживающая спецификацию OPC DA. Кроме того, прочитать и записать данные может пользовательская программа на языке, полноценно поддерживающем COM технологию Microsoft (Visual Basic, C++, Java, Delphi и т.д.). Получение данных возможно также и из приложений поддерживающих доступ к COM объектам (например, таких как Microsoft Office). Это позволит пользователю получить в таблице Excel набор технологических параметров изменяющихся в реальном масштабе времени.

    Протокол ОВЕН.

    Драйверы OPC реализованы в виде 2 модулей OWEN-RS232 и OWEN-RS485 – для приборов фирмы ОВЕН, поддерживающих сетевой интерфейс «токовая петля» (для преобразования в сеть RS232 используется адаптер АС2) и для приборов фирмы ОВЕН, поддерживающих сетевой интерфейс RS484 (для преобразования в сеть RS232 или USB можно использовать как сторонние адаптеры, так и фирмы ОВЕН: полуавтоматический преобразователь RS232/RS485 АС3, автоматические преобразователи RS232/RS485 АС3-М, USB/RS485 АС4), соответственно. Перед началом работы пользователь должен задать конфигурацию своих приборов и режим работы порта. К адаптеру AC-2 можно подключить до 8 приборов. К одной сети RS485 подключается до 32-х приборов шлейфом (без применения репитера).

    Список приборов, которые можно подключить к серверам:

    OWEN-RS232

    OWEN-RS485
    Задатчик-регулятор МПР51Измеритель ТРМ0 PiC

    Измеритель  УКТ38-В

    Измеритель  УКТ38-Щ4

    Измеритель регулятор ТРМ1 PiC

    Измеритель регулятор ТРМ10 PiC

    Измеритель регулятор ТРМ12 PiC

    Измеритель регулятор ТРМ5 PiC

    Многоканальный регулятор ТРМ32

    Многоканальный регулятор ТРМ33

    Многоканальный регулятор ТРМ34

    Многоканальный регулятор ТРМ38

    Многоканальный регулятор ТРМ138

    Универсальный двухканальный программный ПИД-регулятор ОВЕН ТРМ151

    Счетчик импульсов СИ8

    Прибор контроля положения ПКП1

    Модуль ввода аналоговый ОВЕН МВА8

    Модуль вывода управляющий ОВЕН МВУ8

    ПИД регулятор с универсальным входом ТРМ101

    Измеритель двухканальный с универсальными входами ОВЕН ТРМ200

    Измеритель-регулятор одноканальный с универсальным входом ОВЕН ТРМ201

    Измеритель-регулятор двухканальный с универсальными входами ОВЕН ТРМ202

    Контроллер приточной вентиляции ОВЕН ТРМ133

    С версии 1.0.0.5 OPC-сервера OWEN-RS232 добавлен тег, управляющий обменом на внешней шине, проще говоря, флаг активности opc-сервера.

    Имя тега “Status/active”, тип BOOL. Запись в этот тег 1 (единицы) разрешает обмен по внешней шине, запись 0 (нуля) запрещает обмен.

    Протокол ModBus.

    Драйвер OPC реализован в виде модуля OWEN-ModBus для приборов, поддерживающих протокол ModBus-RTU или ModBus-ASCII. Для подключения приборов к ПК могут использоваться как преобразователи интерфейса ОВЕН (полуавтоматический преобразователь RS232/RS485 АС3, автоматические преобразователи RS232/RS485 АС3-М, USB/RS485 АС4), так и преобразователи сторонних производителей. Перед началом работы пользователь должен задать конфигурацию своих приборов и режим работы порта.

    В конфигуратор OWEN-ModBus встроена возможность добавления как большинства приборов компании ОВЕН, так  приборов сторонних производителей с 4мя основными функциями чтения и 3мя основными функциями записи.

     

    Использование OPC-сервера для подключения контроллеров к ПК

    Технология подключения контроллеров системы CoDeSys к компьютеру следующая.

    1. При загрузке проекта в среду CoDeSys осуществляется проверка, не подключен ли контроллер, и, если подключен, вызывается команда Logout .

    2. Во вкладке ресурсов (Resources) Организатора объектов CoDeSys выбирается утилита Target Settings (рис. 1).

     Выбор утилиты Target Settings во вкладке ресурсов CoDeSys

    Выбор утилиты Target Settings во вкладке ресурсов CoDeSys

    3. В открывшейся экранной форме Target Settings (рис. 2), во вкладке General устанавливается опция Download Symbol File и подтверждается выбор нажатием клавиши ОК.

    4. В главном меню CoDeSys (рис. 3) выбирается пункт Project и, в появляющемся контекстном меню, команда Options.

    Выбор команды Project=> Options

    Выбор команды Project => Options

    5. В открывшейся экранной форме Options (рис. 4) в списке Category выбирается опция Symbol Configuration, а в поле параметров устанавливается флаг в поле Dump symbol entries, после чего нажимается кнопка Configure symbol file.

     Переход к списку параметров переменных проекта

    Переход к списку параметров переменных проекта

    6. В открывшемся списке параметров переменных проекта (рис. 5) выбираются нужные объекты проекта, из которых требуется экспортировать переменные, и устанавливаются для них флаги в полях опций. Для обеспечения экспорта переменных в пространство имен OPC_сервера необходимо установить флаг в поле опции Export variables of object . В случае, если требуется изменять значения переменных, необходимо установить флаг в поле опции Write access.

    Выбор параметров переменных проекта

    Выбор параметров переменных проекта

    7. Проект сохраняется.

    8. Выбирается команда меню Project Rebuild all…, и перекомпилируется проект.

    9. Вызывается команда Login, и загружается проект на контроллер.

    10. Запускается OPC Configurator последовательным выбором команд:

    Пуск => Программы => 3S Software => Communication => CoDeSys OPC Configurator

    11. В открывшейся экранной форме OPC Config (рис. 6) в иерархической структуре (в левом поле) выделяется пункт Server и, в поле параметров справа, устанавливается время обновления данных Update Rate,ms (ввод цифр).

    Экранная форма OPC Configurator

    Экранная форма OPC Configurator

    12. Правой кнопкой манипулятора «мышь» вызывается контекстное меню, и выбирается опция Append PLC (рис. 6). В открывшейся экранной форме (рис. 7) в иерархической структуре (в левом поле) для появившегося PLC1 выбирается пункт (папка) Connection и, в поле параметров справа, нажимается кнопку Edit, после чего устанавливаются параметры подключения ПЛК Communication Parameters.

    13. Пользователь подтверждает свой выбор нажатием клавиши ОК, после чего OPC_сервер сконфигурирован и готов к работе под управлением SCADA_системы.

    Подключение ПЛК

    Подключение ПЛК

     

    Возможности модернизации SCADA-систем: проблемы и решения

    Для COTS-оборудования длительные жизненные циклы нехарактерны, однако SCADA-системы обязаны иметь длительный жизненный цикл. На практике это означает, что аппаратные и программные средства управляющих систем должны быть легко обновляемыми, поскольку тогда в эти системы можно будет интегрировать различные технические новинки по мере их появления. Современные SCADA-системы способны выдерживать по меньшей мере четыре-пять полных модернизаций на протяжении жизненного цикла удалённых станций и подконтрольных производственных процессов.

    Разработчики и интеграторы сегодняшних управляющих систем типа SCADA используют коммерчески готовое оборудование и открытые сетевые протоколы, по возможности избегая применения частнофирменных подсистем, аппаратных средств и программного обеспечения. Из этого немедленно следует, что для современных SCADA-систем готовность к модернизация можно назвать естественным состоянием.

    Поскольку управляющим системам свойственно расширяться, а использующим эти системы компаниям – меняться и развиваться, очень важно, чтобы SCADA-решения изначально имели масштабируемую архитектуру: тогда наращивание их возможностей будет означать всего лишь добавление новых компонентов в существующую структуру, а не переделку всего проекта с нуля.

    Несмотря на то, что управляющие системы типа SCADA зародились в индустрии распределительных сетей, а затем включили в зону своего влияния сегменты автоматизации технологических процессов и серийного производства, они успешно используются также и для автоматизации дискретных производств. В этой связи современные SCADA-решения обязаны быть очень надёжными и предусматривать резервирование как ввода-вывода, так и сети.

    От производственных данных к интеллектуальным ресурсам

    Исторически SCADA-системы имели дело только с данными, обеспечивая их поступление в оперативные центры управления или на головные станции распределительных сетей. В последние 10 лет глобализация и конкуренция, а также поиски новых, более эффективных способов оптимизации производства, совместной разработки месторождений, управления основными фондами и затратами привели к необходимости прямого подключения SCADA-решений к корпоративным системам организации производства (Manufacturing Execution System/MES). Программные продукты класса MES преобразуют SCADA-данные в удобную форму и обеспечивают их доставку всем тем людям, которым по долгу службы необходимо иметь представление о работе их системы SCADA. Эти продукты должны соответствовать стандартам ANSI/ISA88 и ANSI/ISA95 и выдержать испытания на совместимость с высокоуровневыми бизнес-системами (SAP и другими.).

    Возможности SCADA-систем

    Сегодня операторы могут видеть и анализировать данные, имеющие отношение к обслуживанию и оптимизации, управлять алармами и активами и изменять рабочие характеристики управляющей системы, не покидая диспетчерской.

    Современные управляющие решения типа SCADA являются открытыми и поддерживают подключение веб-клиентов, что придаёт им дополнительную гибкость. В то же время, современные SCADA-системы должны быть защищены как от внутренних, так и от внешних угроз, для чего в них предусмотрены пользовательские настройки безопасности.

    Сегодня концепция SCADA выходит на глобальный уровень: многие пользователи имеют по нескольку управляющих систем в разных уголках земного шара, где операторы говорят на иных языках, нежели создатели этих систем. Современные SCADA-системы должны представлять данные в как можно более простой и понятной форме с минимальными изменениями в версиях для разных языков.

    Архивное хранение данных в современных управляющих решениях типа SCADA – это не только функции БД со структурированными запросами. Подсистема хранения должна уметь оказывать помощь оператору в анализе тех данных, которые система собирает и отображает. В состав современных SCADA-пакетов включаются высокоуровневые графические средства работы с данными, поддерживающие анализ первопричин, сравнение процессов и групп, визуализацию алармов и последовательностей событий.

    Помимо поддержки визуальной работы с данными современные программные продукты класса SCADA должны содержать полностью интегрированные инструменты, позволяющие персоналу создавать подробные отчёты о том, что происходит на полевом уровне.

    Современные SCADA-системы не только помогают инженерам и операторам составлять отчёты, но и сами способны генерировать отчёты и направлять их при необходимости на корпоративный уровень вплоть до зала заседаний совета директоров.

    Наконец, современные управляющие решения типа SCADA должны иметь полный набор функций для управления алармами, используя которые, инженеры и операторы могут конфигурировать аварийные сообщения таким образом, чтобы эффективно изолировать и идентифицировать сбои в системе. Сегодня от SCADA-пакета ожидается поддержка работы с аналоговыми алармами, статусными алармами, алармами статистического контроля производственных процессов (Statistical Process Control/SPC), а также возможность адаптации алармов и определения пользовательских алармов.

    Тенденции рынка SCADA-систем

    Бизнес Citect и других компаний, предлагающих программные SCADA-пакеты, зависит от существования небольших инженерных фирм, выступающих в роли интеграторов управляющих систем.

    Наиболее дальновидные представители сообщества интеграторов образовали ассоциацию Control System Integrators Association, призванную помогать интеграторам обмениваться опытом, сравнивать эффективность их решений и решать вопросы сертификации.

    Интегратор управляющих систем – это новая профессия, имеющая особые черты, отличающие её от профессий инженера и конструктора. Доступность готового COTS-оборудования для оснащения удалённых станций и программного обеспечения типа SCADA для создания человеко-машинных интерфейсов и реализации другой высокоуровневой функциональности привела к тому, что компании-интеграторы всё реже работают «по старинке» с одним-двумя поставщиками. Сегодня интеграторы могут выбирать для своих клиентов лучшие продукты от разных поставщиков. В отсутствие широкого выбора программных человеко-машинных интерфейсов и SCADA-пакетов рынок интеграции управляющих систем в его нынешнем виде не мог бы существовать.

    Целостность данных

    Современные продукты класса SCADA позволяют создавать законченные интегрированные системы управления для работы со всеми данными, поступающими по каналам ввода-вывода. Такие системы должны поддерживать назначение глобальных временных меток для всех данных, ведение глобальной истории данных и анализ данных, а также импорт данных из разных БД и представление импортированных данных таким образом, как если бы все они хранились в одной БД. Целостность данных – это один из ключевых показателей качества функционирования современного SCADA-пакета.