SCADA-системы: принципы, концепция, примеры

Определение и общая структура SCADA, принципы и концепция данной системы, функциональная структура и принципы взаимосвязи отдельных элементов. Типы SCADA систем на рынке, их отличительные черты и свойства. Программный комплекс OpenSCADA, "РеалГаз".

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 04.12.2012
Размер файла 741,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

SCADA_системы: принципы, концепция, примеры

Введение

Диспетчерское управление и сбор данных SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами) в жизненно важных и критичных с точки зрения безопасности и надежности областях. Именно на принципах диспетчерского управления строятся крупные автоматизированные системы в промышленности и энергетике, на транспорте, в космической и военной областях, в различных государственных структурах.

За последние 10 - 15 лет за рубежом резко возрос интерес к проблемам построения высокоэффективных и высоконадежных систем диспетчерского управления и сбора данных. С одной стороны, это связано со значительным прогрессом в области вычислительной техники, программного обеспечения и телекоммуникаций, что увеличивает возможности и расширяет сферу применения автоматизированных систем. С другой стороны, развитие информационных технологий, повышение степени автоматизации и перераспределение функций между человеком и аппаратурой обострило проблему взаимодействия человека-оператора с системой управления. Расследование и анализ большинства аварий и происшествий в авиации, наземном и водном транспорте, промышленности и энергетике, часть из которых привела к катастрофическим последствиям, показали, что, если в 60_х годах ошибка человека являлась первоначальной причиной лишь 20% инцидентов (80%, соответственно, за технологическими неисправностями и отказами), то в 90_х годах доля человеческого фактора возросла до 80%, причем, в связи с постоянным совершенствованием технологий и повышением надежности электронного оборудования и машин, доля эта может еще возрасти (рисунок 1) [1].

Рисунок 1 - Тенденции причин аварий в сложных автоматизированных системах

программный scada комплекс

Основной причиной таких тенденций является старый традиционный подход к построению сложных автоматизированных систем управления, который применяется часто и в настоящее время: ориентация в первую очередь на применение новейших технических (технологических) достижений, стремление повысить степень автоматизации и функциональные возможности системы и, в то же время, недооценка необходимости построения эффективного человеко-машинного интерфейса (HMI Human-Machine Interface), т.е. интерфейса, ориентированного на пользователя (оператора). Не случайно именно на последние 15 лет, т.е. период появления мощных, компактных и недорогих вычислительных средств, пришелся пик исследований в США по проблемам человеческого фактора в системах управления, в том числе по оптимизации архитектуры и HMI_интерфейса систем диспетчерского управления и сбора данных [2].

Изучение материалов по проблемам построения эффективных и надежных систем диспетчерского управления показало необходимость применения нового подхода при разработке таких систем: human-centered design (или top-down, сверху-вниз), т.е. ориентация в первую очередь на человека-оператора (диспетчера) и его задачи, вместо традиционного и повсеместно применявшегося hardware-centered (или bottom-up, снизу-вверх), в котором при построении системы основное внимание уделялось выбору и разработке технических средств (оборудования и программного обеспечения). Применение нового подхода в реальных космических и авиационных разработках и сравнительные испытания систем в Национальном управлении по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), США, подтвердили его эффективность, позволив увеличить производительность операторов, на порядок уменьшить процедурные ошибки и свести к нулю критические (некорректируемые) ошибки операторов [1], [2].

1 SCADA_системы: общая структура, принципы, концепция

1.1 Определение и общая структура SCADA

SCADA процесс сбора информации реального времени с удаленных точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления удаленными объектами. Требование обработки реального времени обусловлено необходимостью доставки (выдачи) всех необходимых событий (сообщений) и данных на центральный интерфейс оператора (диспетчера). В то же время понятие реального времени отличается для различных SCADA_систем [2].

датчиков, осуществляющих съем информации с объекта, до специализированных многопроцессорных отказоустойчивых вычислительных комплексов, осуществляющих обработку информации и управление в режиме жесткого реального времени. Прообразом современных систем SCADA на ранних стадиях развития автоматизированных систем управления являлись системы телеметрии и сигнализации.

Все современные SCADA_системы включают три основных структурных компонента (см. риунок 2):

Рисунок 2 - Основные структурные компоненты SCADA_системы

Remote Terminal Unit (RTU) удаленный терминал, осуществляющий обработку задачи (управление) в режиме реального времени. Спектр его воплощений широк от примитивных Конкретная его реализация определяется конкретным применением. Использование устройств низкоуровневой обработки информации позволяет снизить требования к пропускной способности каналов связи с центральным диспетчерским пунктом.

Master Terminal Unit (MTU), Master Station (MS) диспетчерский пункт управления (главный терминал); осуществляет обработку данных и управление высокого уровня, как правило, в режиме мягкого (квази-) реального времени; одна из основных функций обеспечение интерфейса между человеком-оператором и системой (HMI, MMI). В зависимости от конкретной системы MTU может быть реализован в самом разнообразном виде от одиночного компьютера с дополнительными устройствами подключения к каналам связи до больших вычислительных систем (мэйнфреймов) и / или объединенных в локальную сеть рабочих станций и серверов. Как правило, и при построении MTU используются различные методы повышения надежности и безопасности работы системы.

Communication System (CS) коммуникационная система (каналы связи), необходима для передачи данных с удаленных точек (объектов, терминалов) на центральный интерфейс оператора-диспетчера и передачи сигналов управления на RTU (или удаленный объект в зависимости от конкретного исполнения системы) [3].

программный scada комплекс

1.2 Принципы и концепция

SCADA системы построены по принципам модульности, многоплатформенности и масштабируемости.

В основе любой SCADA системы лежат следущие общие принципы построения измерительно-диагностических систем машин и оборудования:

1 Принцип достаточности регламентирует выбор минимального числа датчиков вторичных процессов, сопровождающих работу машин, оборудования и технологической системы в целом, обеспечивающих наблюдаемость технического состояния.

2 Принцип информационной полноты отражает ограниченность наших знаний об окружающем мире и в общем виде может быть сформулирован та, что помимо известных нам диагностических признаков, описывающих техническое состояние объекта известным образом, из спектра сигнала после удаления из него известных признаков выделяется остаточный «шум», который также используется для диагностики.

3 Принцип инвариантности регламентирует выбор и селекцию таких диагностических признаков, которые инвариантны к конструкции машины и форме связи с параметрами ее технического состояния, что обеспечивает применение быстрых самообучающихся ранговых процедур безэталонной диагностики и прогнозирования ресурса машин и, соответственно, быстрые темпы разработки и внедрения ИДС.

4 Принцип самодиагностики всех измерительных и управляющих каналов ИДС обеспечивает легкий пуск систем в эксплуатацию, простоту обслуживания и ремонта отдельных каналов, высокую метрологическую и функциональную надежность системы, ее выживаемость и приспособляемость к постоянно меняющимся условиям реального производства. Принцип реализуется подачей специальных стимулирующих сигналов в цепь датчика и компьютерного анализа этого сигнала на выходе системы после АЦП. Таким образом проверяется функционирование всего тракта от датчика, через выносные модули и разветвители до компьютерной программы и монитора.

5 Принцип структурной гибкости и программируемости обеспечивает реализацию оптимальной параллельно-последовательной структуры ИДС, исходя из критериев необходимого быстродействия при минимальной стоимости.

6 Принцип дружественности интерфейса при максимальной информационной емкости обеспечивает восприятие оператором состояния технологической системы в целом при одном взгляде на монитор и получение целеуказающего предписания на ближайшие неотложные действия.

7 Принцип многоуровневой организации обеспечивает работу с системой специалистам разных уровней квалификации и ответственности, а также позволяет удовлетворять любознательность персонала по мере повышения его квалификации[4].

Концепция SCАDA предопределена всем ходом развития систем управления и результатами научно-технического прогресса. Применение SCADA_технологий позволяет достичь высокого уровня автоматизации в решении задач разработки систем управления, сбора, обработки, передачи, хранения и отображения информации.

Дружественность человеко-машинного интерфейса (HMI/MMI), предоставляемого SCADA - системами, полнота и наглядность представляемой на экране информации, доступность «рычагов» управления, удобство пользования подсказками и справочной системой и т.д. - повышает эффективность взаимодействия диспетчера с системой и сводит к нулю его критические ошибки при управлении.

Следует отметить, что концепция SCADA, основу которой составляет автоматизированная разработка систем управления, позволяет решить еще ряд задач, долгое время считавшихся неразрешимыми: сократить сроки разработки проектов по автоматизации и прямые финансовые затраты на их разработку.

Термин SCADA обычно относится к централизованным системам контроля и управления всей системой, или комплексами систем, расположенных на больших областях (между промышленной установкой и потребителем). Большинство управляющих воздействий выполняется автоматически RTU или ПЛК. Первостепенные функции управления обычно ограничиваются по уровням отмены или контролирующему вмешательству. Например (рисунок 3), PLC может управлять потоком охлаждающей воды внутри части производственного процесса, а SCADA система может позволить операторам изменять ставку для потока, и установить условия сигнализации, такие как - потеря потока и высокая температура, которые должны быть отображены и записаны. Цикл управления с обратной связью проходит через RTU или ПЛК, в то время как SCADA система контролирует полное выполнение цикла.

Сбор данных начинается в RTU или на уровне PLC и включает - показания измерительного прибора и отчеты об отказе оборудования (алармы или тревоги), соединенного со SCADA, по мере надобности. 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 помешены в Историю, часто основанную на СУБД, для построения трендов и другой аналитической обработки накопленных данных.

Рисунок 3 - Пример SCADA_системы [5]

Системы SCADA обычно оснащаются распределенной базой данных, часто называемой базой данной тэгов. Эта база содержит элементы данных, названные тэгами или точками. Точка представляет собой единичный ввод или вывод, значения которого контролируют или регулируют в системе. Точки могут быть или аппаратной (hard) или программной (soft). Аппаратная («hard») точка представляет собой фактический ввод или вывод в пределах системы, в то время как точка «soft» - результат математических и логических операций с другими точками. (Большинство реализаций систем снимает концептуальное различие между «soft» и «hard» точками, делая каждое свойство в выражении точкой «soft», которая может, в самом простом случае, равняться единичной аппаратной точке). Точки обычно сохраняются как пары значения-штамп_времени: значение, и штамп времени-то время, когда событие было зарегистрировано или вычислено. Серия пар значение-штамп_времени представляет собой хронологию данной точки. Также распространено сохранение дополнительных метаданных с тэгами, такими как путь до полевого устройства или регистра ПЛК, комментарии во время разработки, и сигнальная информация.

1.3 Функциональная структура SCADA

Существует два типа управления удаленными объектами в SCADA: автоматическое и инициируемое оператором системы.

Шеридан (Sheridan) (рисунок 4) выделил четыре основных функциональных компонента систем диспетчерского управления и сбора данных человек-оператор, компьютер взаимодействия с человеком, компьютер взаимодействия с задачей (объектом), задача (объект управления), а также определил пять функций человека-оператора в системе диспетчерского управления и охарактеризовал их как набор вложенных циклов, в которых оператор

· планирует, какие следующие действия необходимо выполнить;

· обучает (программирует) компьютерную систему на последующие действия;

· отслеживает результаты (полу) автоматической работы системы;

· вмешивается в процесс в случае критических событий, когда автоматика не может справиться, либо при необходимости подстройки (регулировки) параметров процесса;

· обучается в процессе работы (получает опыт).

· Данное представление SCADA явилось основой для разработки современных методологий построения эффективных диспетчерских систем) [5].

Особенности процесса управления в современных диспетчерских системах:

· процесс SCADA применяется системах, в которых обязательно наличие человека (оператора, диспетчера);

· процесс SCADA был разработан для систем, в которых любое неправильное воздействие может привести к отказу (потере) объекта управления или даже катастрофическим последствиям;

· оператор несет, как правило, общую ответственность за управление системой, которая, при нормальных условиях, только изредка требует подстройки параметров для достижения оптимальной производительности;

· активное участие оператора в процессе управления происходит нечасто и в непредсказуемые моменты времени, обычно в случае наступления критических событий (отказы, нештатные ситуации и пр.);

· действия оператора в критических ситуациях могут быть жестко ограничены по времени (несколькими минутами или даже секундами).

Рисунок 4 - Основные структурные компоненты SCADA_систем[1]

К SCADA_системам предъявляются следующие основные требования:

· надежность системы (технологическая и функциональная);

· безопасность управления;

· точность обработки и представления данных;

· простота расширения системы.

Требования безопасности и надежности управления в SCADA включают следующие:

· никакой единичный отказ оборудования не должен вызвать выдачу ложного выходного воздействия (команды) на объект управления;

· никакая единичная ошибка оператора не должна вызвать выдачу ложного выходного воздействия (команды) на объект управления;

· все операции по управлению должны быть интуитивно-понятными и удобными для оператора (диспетчера).

предъявляются следующие основные требования:

· надежность системы (технологическая и функциональная);

· безопасность управления;

· точность обработки и представления данных;

· простота расширения системы.

Требования безопасности и надежности управления в SCADA включают следующие:

· никакой единичный отказ оборудования не должен вызвать выдачу ложного выходного воздействия (команды) на объект управления;

· никакая единичная ошибка оператора не должна вызвать выдачу ложного выходного воздействия (команды) на объект управления;

· все операции по управлению должны быть интуитивно-понятными и удобными для оператора (диспетчера).

Основными областями применения систем диспетчерского управления (по данным зарубежных источников), являются:

· управление передачей и распределением электроэнергии;

· промышленное производство;

· производство электроэнергии;

· водозабор, водоочистка и водораспределение;

· добыча, транспортировка и распределение нефти и газа;

· управление космическими объектами;

· управление на транспорте (все виды транспорта: авиа, метро, железнодорожный, автомобильный, водный);

· телекоммуникации;

· военная область.

В настоящее время в развитых зарубежных странах наблюдается настоящий подъем по внедрению новых и модернизации существующих автоматизированных систем управления в различных отраслях экономики; в подавляющем большинстве случаев эти системы строятся по принципу диспетчерского управления и сбора данных. Характерно, что в индустриальной сфере (в обрабатывающей и добывающей промышленности, энергетике и др.) наиболее часто упоминаются именно модернизация существующих производств SCADA_системами нового поколения. Эффект от внедрения новой системы управления исчисляется, в зависимости от типа предприятия, от сотен тысяч до миллионов долларов в год; например, для одной средней тепловой станции он составляет, по подсчетам специалистов, от 200000 до 400000 долларов. Большое внимание уделяется модернизации производств, представляющих собой экологическую опасность для окружающей среды (химические и ядерные предприятия), а также играющих ключевую роль в жизнеобеспечении населенных пунктов (водопровод, канализация и пр.). С начала 90_х годов в США начались интенсивные исследования и разработки в области создания автоматизированных систем управления наземным (автомобильным) транспортом ATMS (Advanced Traffic Management System) [1].

2. Примеры SCADA_систем

2.1 Типы SCADAистем на рынке

программный scada комплекс

Современный бизнес в области разработки ПО всё более и более сегментируется и специализируется. Разработчики операционных систем, разработчики инструментальных средств, разработчики прикладного ПО и т.п., по существу, говорят на разных языках. Таким образом, сама логика развития современного бизнеса в части разработки ППО для конечных систем управления требует использования всё более развитых инструментальных средств типа SCADA_систем (от Supervisory Control And Data Acquisition). Разработка современной SCADA_системы требует больших вложений и выполняется в длительные сроки. И именно поэтому в большинстве случаев разработчикам управляющего ППО, в частности ППО для АСУ ТП, представляется целесообразным идти по второму пути, приобретая, осваивая и адаптируя какой-либо готовый, уже испытанный универсальный инструментарий.

Ниже перечислены только некоторые из популярных на западном и российском рынках SCADA_систем, имеющих некоторую поддержку в России:

Таблица 1 - Популярные SCADA_системы, имеющие поддержку в России[2]

Анализ программно-аппаратных платформ, необходим, поскольку от него зависит ответ на вопросы распространения SCADA_системы на имеющиеся вычислительные средства, а также оценка стоимости эксплуатации системы (прикладная программа, разработанная в одной операционной среде, может выполняться в любой другой, которую поддерживает выбранный SCADA_пакет). В различных SCADA_системах этот вопрос решен по разному. 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, хотя и удовлетворяющая многим требованиям, операционная система реального времени QNX.

Подавляющее большинство SCADA_систем реализовано на платформах MS Windows. Именно такие системы предлагают наиболее полные и легко наращиваемые человеко-машинные интерфейсные (Man Machine Interface MMI) средства. Учитывая продолжающееся усиление позиций Microsoft на рынке операционных систем (ОС) следует отметить, что даже разработчики многоплатформных SCADA_систем, такие как United States DATA Co, приоритетным считают дальнейшее развитие своих SCADA_систем на платформе Windows NT. Некоторые фирмы, до сих пор поддерживавшие SCADA_системы на базе ОС реального времени (РВ), начали менять ориентацию, выбирая системы на платформе Windows NT. Все более очевидным становится применение ОС реального времени, в основном, во встраиваемых системах. Таким образом, основным полем, где сегодня разворачиваются главные события глобального рынка SCADA_систем, стала ОС MS Windows NT на фоне всё ускоряющегося сворачивания активности в области MS DOS, MS Windows 3.xx/95.

Одна из основных особенностей современного мира систем автоматизации высокая степень интеграции этих систем. 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. Обобщенная схема подобной системы приведена на рисунке 5.

Этим требованиям в той или иной степени удовлетворяют практически все рассматриваемые SCADA_системы, с тем только различием, что набор поддерживаемых сетевых интерфейсов, конечно же, разный.

Большинство SCADA_систем имеют встроенные языки высокого уровня, VBasic_подобные языки, позволяющие сгенерировать 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.

Рисунок 5 - Схема интеграции SCADA_приложений в комплексные системы управления[7]

Практически все SCADA_системы, в частности, Genesis, InTouch используют синтаксис ANSI SQL, который не зависит от типа базы данных. Таким образом, приложения виртуально изолированы, что 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.

Для специалиста-разработчика системы автоматизации, также как и для специалиста-технолога, чье рабочее место создается, очень важен графический пользовательский интерфейс (Graphic Users Interface MMI). Функционально графические интерфейсы SCADA_систем очень 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) [7].

2.2 Система OpenSCADA

Система OpenSCADA предназначена для выполнения как обычных функций SCADA_систем, так и для использования в смежных областях информационных технологий.

Система OpenSCADA может использоваться:

· на промышленных объектах, в качестве полнофункциональной SCADA_системы;

· во встраиваемых системах, в качестве среды исполнения (в том числе и в ПЛК);

· для построения различных моделей (технологических, химических, физических, электрических процессов) с последующим моделированием;

· на персональных компьютерах, серверах и кластерах для сбора, обработки, представления и архивации информации о системе и её окружении.

Основой системы является модульное ядро. В зависимости от того, какие модули подключены, система может выполнять как функции различных серверов, так и функции клиентов клиент-серверной архитектуры. Собственно, архитектура системы позволяет реализовывать распределённые клиент-серверные системы любой сложности) [8].

Для достижения высокого быстродействия, за счёт сокращения времени коммуникаций, архитектура позволяет объединять функции распределённых систем в одной программе.

Архитектурно система OpenSCADA состоит из следующих подсистем.

· Подсистема безопасности. Содержит списки пользователей и групп пользователей, обеспечивает проверку прав на доступ к элементам системы и т.д.

· Подсистема баз данных. Обеспечивает доступ к базам данных.

· Подсистема транспортов. Обеспечивает коммуникацию с внешней средой посредством различных коммуникационных интерфейсов.

· Подсистема коммуникационных протоколов обмена. Тесно связана с подсистемой транспортов и обеспечивает поддержку различных протоколов обмена с внешними системами.

· Подсистема сбора данных (DAQ). Обеспечивает сбор данных от внешних источников: контроллеров, датчиков и т.д. Кроме этого, подсистема может предоставлять среду для написания генераторов данных (модели, регуляторы и т.д.).

· Подсистема архивов. Содержит архивы двух типов: архивы сообщений и архивы значений. Способ архивирования определяется алгоритмом, который заложен в модуле архивирования.

· Подсистема пользовательских интерфейсов. Содержит функции пользовательских интерфейсов.

· Подсистема управление модулями. Обеспечивает контроль над модулями.

· Подсистема специальных функций. Содержит функции, не вошедшие в остальные подсистемы. В настоящий момент к этим функциям относятся функции тестирования.

Исходя из принципа модульности, указанные выше подсистемы могут расширять свою функциональность путём подключения модулей соответствующего типа.

Модульное ядро системы OpenSCADA выполняется в виде статической и совместно используемой библиотек. Это позволяет встраивать функции системы в существующие программы, а также создавать новые программы на основе модульного ядра системы OpenSCADA.

Однако модульное ядро является самодостаточным и может использоваться посредством простой запускающей программы.

Модули системы OpenSCADA хранятся в динамических библиотеках. Каждая динамическая библиотека может содержать множество модулей различного типа. Наполнение динамических библиотек модулями определяется функциональной связностью самих модулей. Динамические библиотеки допускают горячую замену, что позволяет производить обновление модулей в процессе работы. Метод хранения кода модулей в динамических библиотеках является основным для системы OpenSCADA, поскольку поддерживается практически всеми современными операционными системами [6].

2.3 Программный комплекс «РеалГаз»

Одним из путей создания отраслевой системы оперативно-диспетчерского управления такой системы АСУ в газовой промышленности является функциональное сопряжение АСДУ различных уровней на основе строгого распределения задач управления по уровням иерархии и создание автоматических систем сбора, обработки и отображения информации в газотранспортных предприятиях на базе SCADA - систем.

Ряд предприятий ОАО «Газпром» имеют большой опыт разработки и внедрения SCADA - систем верхнего уровня. Эти системы автоматизированного управления транспортом газа успешно эксплуатируются в «ГТ Москва», «ГТ Санкт-Петербург», «ГТ Нижний Новгород», «ГТ Саратов», «ГТ Кубань», «ГТ Пермь» и др. Среди них по количеству инсталляций и объему обрабатываемой информации можно выделить системы ГОФО/ЯМАЛ фирмы «Талес Информационные Системы», базирующиеся на технологиях базы данных реального времени RTAP и собственных разработках.

При разработке диспетчерских приложений наряду со стандартными требованиями наглядности и оперативности предъявляемыми к SCADA, большое внимание уделяется реализации требований обработки большого объема технологической информации и обеспечение доступа к сложно структурированной информации об объектах газотранспортной сети. Рабочие места диспетчера автоматизированных систем управления должны предоставлять наглядный доступ к информации объектов ГТП к компрессорным станциям, линейной части газопроводов к компрессорным цехам, агрегатам, крановым площадкам и другим объектам по всей иерархии управления. Количество контролируемых объектов, автоматизированной системы управления измеряется сотнями единиц, а количество обрабатываемых параметров десятками тысяч.

Учитывая размеры газотранспортной сети, даже в рамках одного газотранспортного предприятия, это свойство накладывает определенные требования, как к пользовательским интерфейсам системы, так и к обработке входных и выходных данных. Подход к реализации этих требований при построении программного комплекса «РеалГаз» мы и рассмотрим.

Разработки фирмы ООО «ИнформТрансГаз» обеспечивают развитие построения РСОДУ на основе опыта прежних внедрений ОАО «Газпром» в этой области, но с использованием всего спектра современных информационных технологий. В своих разработках мы придерживаемся принципа модульности системы, для того чтобы обеспечить гибкость и независимую эволюцию ее компонентов.

Одно из таких решений - программный комплекс «РеалГаз», являющийся средством мониторинга мнемосхем газопровода, оперативных, архивных и расчётных данных. Программный комплекс «РеалГаз» обеспечивает повышение эффективности работы диспетчеров, технологов и специалистов центрального диспетчерского службы и диспетчерских ЛПУ газотранспортного предприятия (рисунок 6).

Программный комплекс «РеалГаз» представляет собой набор клиентского и серверного ПО предназначенного для установки на автоматизированных рабочих местах(АРМ) пользователей системы и серверах данных. Компоненты взаимодействуют по сети, используя современные форматы запросов, данных и протоколов, такие как SQL, XML, SOAP, JDBC, JMS и другие средства использующие объектные технологии.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Одно из таких решений - программный комплекс «РеалГаз», являющийся средством мониторинга мнемосхем газопровода, оперативных, архивных и расчётных данных. Программный комплекс «РеалГаз» обеспечивает повышение эффективности работы диспетчеров, технологов и специалистов центрального диспетчерского службы и диспетчерских ЛПУ газотранспортного предприятия (рисунок 6).

Программный комплекс «РеалГаз» представляет собой набор клиентского и серверного ПО предназначенного для установки на автоматизированных рабочих местах(АРМ) пользователей системы и серверах данных. Компоненты взаимодействуют по сети, используя современные форматы запросов, данных и протоколов, такие как SQL, XML, SOAP, JDBC, JMS и другие средства использующие объектные технологии.

Программный комплекс создан кроссплатформенным для обеспечения гибкости интеграции с различными системами и сторонними решениями, а так же для обеспечения гибкости дальнейшего развития продукта.

Так, серверная часть функционирует под управлением операционных систем UNIX (Sun Solaris, HP-UX), Linux или MS Windows и служит для обеспечения связи приложения с источником данных. Источником данных в каждом конкретном случае может служить некая СУБД. Формат приложения таков, что мы можем обеспечить взаимодействие, как со стандартными базами данных, так и с достаточно специфическими хранилищами.

Необходимой особенностью является поддержка взаимодействия приложения с базой данных реального времени RTAP, использующейся в большинстве РСОДУ ГТП.

Клиентская часть программного обеспечения представляет собой приложение пользователя и так же поддерживается распространенными операционными системами. Особо стоит отметить реализацию под MS Windows, что расширяет возможности приложений в проектах ГОФО/ЯМАЛ и, не задевая общую архитектуру проекта обеспечить пользователя современным многооконным хорошо структурированным интерфейсом в рамках привычной среды.

Рисунок 7 - Структурная схема ПК «РеалГаз» [9]

Так, в ряде внедрений продукта в опытную эксплуатацию на реальных объектах при интеграции «РеалГаз» с системой типа ГОФО/ЯМАЛ обеспечивается взаимодействие с базой данных RTAP на стороне сервера под управлением ОС Sun Solaris. А на стороне клиента на АРМ Диспетчера, АРМ Технолога или Видео-стене обеспечивается многооконный интерфейс пользователя с использованием современных средств GUI под Windows. При этом мы оставляем возможность использовать схемы и экранные формы, существующие в системе. Таким образом пользователь системы получает обновленный диалоговый модуль с возможностью использования всех прежних наработок и постепенным переходом к новому облику приложения (рисунок 7).

Важной частью комплекса являются драйверы связи с базой данных системы. Это программные модули представляющие собой объектную реализацию API к СУБД даже в том случае, если стандартный API производителя БД не имеет объектной реализации. Такой подход обеспечивает гибкость модификации продукта и возможность его поддержки, а так же легкость наращивания и расширения.

Серверная часть «РеалГаз» реализована так же с использованием объектных принципов проектирования и программирования и обеспечивают регламент обработки, обмена и доставки сформированных объектов приложению пользователя. Модуль сервера реализует множество действий, которое должна обеспечивать современная SCADA_система и предоставляет возможность для их гибкого расширения.

Принципы реализации клиентской части «РеалГаз» заложены в использовании развитых современных интерфейсных библиотек GUI, что обеспечивает ее технологическое преимущество перед аналогичными решениями.

Программный комплекс «РеалГаз» представляет собой независимый комплекс программных решений применение, которого направленно на обеспечение современного пользовательского интерфейса РСОДУ вне зависимости от источников данных и структуры их реализации. Его можно рассматривать как средство поэтапной модернизации системы, способное обеспечить не только современный интерфейс, но и дальнейшую модульную модернизацию решения т.к. оно обеспечивает независимость данных от их представления, добавляя тем самым необходимую гибкость всей системе. Это особенно актуально для тех решений, которые внедрялись в эпоху других технологических подходов и тем самым модернизация которых затруднена[9].

Заключение

В России диспетчерское управление технологическими процессами опиралось, главным образом, на опыт оперативно-диспетчерского персонала. Поэтому переход к управлению на основе SCADA_систем стал осуществляться несколько позднее. К трудностям освоения в России новой информационной технологии, какой являются SCADA_системы, относится как отсутствие эксплуатационного опыта, так и недостаток информации о различных SCADA_системах. В мире насчитывается не один десяток компаний, активно занимающихся разработкой и внедрением SCADA_систем. Каждая SCADA_система - это «know-how» компании и поэтому данные о той или иной системе не столь обширны.

По функциональным возможностям все наиболее распространенные коммерческие системы в целом сравнимы. Технология программирования близка к интуитивному восприятию автоматизируемого процесса. Плюс мощное объектно-ориентированное программирование, используемое в большинстве этих пакетов, делает эти продукты легкими в освоении и доступным для широкого круга пользователей. Все системы можно считать открытыми, обеспечивающими возможность дополнения функциями собственной разработки, имеющими открытый протокол для разработки собственных драйверов, развитую сетевую поддержку, возможность включения ActiveX_объектов и доступность к стандартным базам данных.

Создание прикладной системы на основе любой из распространенных коммерческих SCADA_систем резко сокращает набор необходимых знаний в области классического программирования, позволяя концентрировать усилия по освоению знаний в самой прикладной области.

Поскольку общее поле деятельности ведущих компаний-производителей инструментальных систем сегодня концентрируется в области MS Windows NT, поскольку общие технические возможности систем достаточно близки, то основной упор делается на качество технической поддержки, на качество обучения пользователей, на концентрацию и качество дополнительных комплексных услуг по освоению и внедрению конечной системы управления. Иными словами, упор делается на сокращение издержек системных интеграторов и конечных пользователей, на инжиниринг и менеджмент своих проектов, на уменьшение стоимости сопровождения конечной системы. Именно эти показатели сегодня, в основном, влияют на рейтинг и рыночный успех той или иной SCADA_системы.

В настоящее время SCADA является основным и наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами).

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Определение и общая структура Scada. Структура системы Trace mode. Административный уровень системы. Средство блокирования троянских программ. Способы защиты Scada-системы. Разработка средств обнаружения и выполнения автоматического карантина файлов.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 10.04.2017

  • Современные SCADA-системы и их безопасность. Диспетчерское управление и сбор данных. Основные компоненты SCADA-систем. Система логического управления. База данных реального времени. Автоматическая конвертация проектов для разных операционных систем.

    реферат [253,7 K], добавлен 25.11.2014

  • Реализация окна типа Replace в режиме ALMOBJ средствами SCADA-системы InTouch версии 10.5, функционирующей в демонстрационном режиме средствами SCADA-системы Wonderware InTouch. Принципы построения системы. Функциональность программного обеспечения.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 17.05.2016

  • SCADA — программный пакет, предназначенный для разработки систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга. RealFlex - интегрированный пакет для создания прикладных систем управления технологическими процессами.

    реферат [53,5 K], добавлен 11.07.2013

  • Выбор SCADA-системы как средства управления технологическими процессами. Языки программирования в TRACE MODE, эксплуатационные характеристики системы. Разработка мониторинга и управления процессом подготовки бумажной массы на базе данной системы.

    курсовая работа [5,1 M], добавлен 14.03.2012

  • Общие понятия о системах сбора данных и оперативного диспетчерского управления (SCADA), история их возникновения и развития. Устройства связи для сбора технологических параметров, создание человеко-машинного интерфейса. Аппаратные средства SCADA-систем.

    контрольная работа [2,4 M], добавлен 28.03.2013

  • Загальний опис автоматизованих систем управління технологічними процесами. SCADA – система, переваги та недоліки, а також умови та можливості її використання. Наявні засоби мережевої підтримки. Принципи побудови SCADA на базі ПК та контролера Twido.

    курсовая работа [4,1 M], добавлен 22.01.2015

  • Основные концепции автоматизированной системы управления технологическим процессом. Компоненты систем контроля и управления, их назначение. Программно-аппаратные платформы для SCADA-систем, их эксплуатационные характеристики. Графические средства InTouch.

    реферат [499,3 K], добавлен 15.03.2014

  • Характеристика современных зарубежных и отечественных SCADA-систем. Описания программного комплекса для визуализации и диспетчеризации технологических процессов. Обработка, отображение и архивирование информации об объекте мониторинга или управления.

    реферат [600,8 K], добавлен 26.10.2014

  • Развитие информационных технологий в области промышленной автоматизации. Применение SCADA-технологий. Алгоритм определения наилучшей SCADA–системы. Сбор данных и передача управляющих воздействий. Программный продукт, открытые программные интерфейсы WinCC.

    курсовая работа [511,0 K], добавлен 17.01.2009

Работа, которую точно примут
Сколько стоит?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.