Реферат
|
Скачать 0.86 Mb.
|
|
Сравнение стоимости реализации дополнительных опций тестовой АСУ ТП в SCADA-системах
Создание современных систем управления базируется на разработке и применении адаптивных интеллектуальных систем,функционирование которых невозможно без использования развитой вычислительной сети, включающей персональные компьютеры (ПК), микроконтроллеры и широкий набор модулей ввода/вывода. Усложнение технологических процессов и производств ставит задачи создания распределенных иерархических систем (АСУТП) и их сквозного программирования, что объясняет появление новых компьютерных технологий для интегрированных систем, объединяющих все уровни производства. В качестве примера может быть названа SCADA-система (Supervisory Control And Data Acquisition), предназначенная для проектирования и эксплуатации распределенных автоматизированных систем управления. Судя по названию, SCADA-система предназначена для диспетчерского управления и сбора данных. Однако в последних версиях её предназначение значительно расширилось.В частности, отечественная фирма-изготовитель AdAstra Research Group, LTD выпустила 6-ю версию SCADA-системы TRACE MODE (ТРЕЙС МОУД), которая имеет мощные средства для создания распределенных иерархических АСУТП, включающих в себя до трех уровней иерархии: уровень контроллеров – нижний уровень; уровень операторских станций – верхний уровень; административный уровень. На рынке программных продуктов существует много версий SCADA-систем в основном зарубежных производителей, например Genesis фирмы Iconics, Factory Link фирмы United States DATD Co. (США), WinCC фирмы Siemens (Германия) и др. Настоящее учебное пособие посвящено более подробному изучению SCADA-системы TRACE MODE. Во-первых, потому что производителем является отечественная фирма, следовательно, упрощаются вопросы установки и обслуживания. Во-вторых, разработчики постоянно совершенствуют свой продукт, расширяя режим автопостроения.
SCADA-система TRACE MODE разработана и продолжает совершенствоваться отечественной фирмой-изготовителем AdAstra Research Group, LTD. Последний на данный момент продукт – это 5-й релиз 6-й версии TRACE MODE, который содержит полный набор программных средств для создания АСУТП и АСУП. SCADA-система TRACE MODE содержит средства разработки операторского интерфейса (SCADA/HMI), программирования контроллеров (Softlogic), управления основными фондами (EAM), персоналом (HRM) и производственными процессами (MES). Для изучения базовых понятий системы TRACE MODE, таких как проект, узел, база каналов, шаблоны экранов, FBD-программы, архивы и отчеты тревог удобнее воспользоваться более ранней версией, а затем перейти к версии, у которой большинство процедур реализуется в режиме автопостроения. Все программы, входящие в TRACE MODE, подразделяются на две группы (рис. 8): инструментальную систему разработки и исполнительные модули (runtime). Как видно из рисунка, инструментальная система разработки содержит три редактора [1]: редактор базы каналов, редактор представления данных, редактор шаблонов. В редакторе базы каналов создается математическая основа системы управления: описываются конфигурации всех 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; задаются периоды опроса или формирования сигналов, настраиваются законы первичной обработки и управления,технологические границы, программы обработки данных и управления, осуществляется архивирование технологических параметров, сетевой обмен, а также решаются некоторые другие задачи.  Рис. 8 Результатами работы в этом редакторе являются математическая и информационная структуры проекта АСУТП, которые включают в себя набор баз каналов и файлов конфигурации для всех контроллеров и операторских станций (узлов) проекта, а также файл конфигурации всего проекта c расширением cmt (для версии 6 расширение - prj). Все остальные файлы проекта хранятся в рабочей директории в каталоге, имя которого совпадает с именем файла конфигурации. В редакторе представления данных разрабатывается графическая часть проекта системы управления. Сначала создается статичный рисунок технологического объекта, а затем поверх него размещаются динамические формы отображения и управления. Среди этих форм присутствуют такие, как поля вывода числовых 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. Все формы отображения информации, управления и анимационные эффекты связываются с информационной структурой, разработанной в редакторе базы каналов. Для разработки шаблонов документов в состав инструментальной системы включен редактор шаблонов. Исполнительная система TRACE MODE включает в себя исполнительные модули (мониторы, МРВ) – программные модули различного назначения, под управлением которых в реальном времени выполняются составные части проекта, размещаемые на отдельных компьютерах или в контроллерах, предназначенные для работы на всех уровнях систем управления, о которых говорилось выше. Существует ряд программных модулей, назначение которых четко не привязано к функциям одного из перечисленных уровней систем управления. К таким модулям относятся (рис. 1.1): - глобальный регистратор; - сервер документирования; - Web-активатор; - GSM-активатор. Они могут использоваться для создания как оперативного, так и административного уровней систем управления. Глобальный регистратор служит для обеспечения надежного хранения архивов ТП. Он архивирует данные, посылаемые ему по сети мониторами реального времени (64 000 параметров с дис- кретностью 0,001 с), обеспечивает автоматическое восстановление данных после сбоя, а также может передавать архивные данные для просмотра мониторам SUPERVISOR. Глобальный регист- ратор может также выступать как ОРС-сервер и DDE-сервер и поддерживает обмен с базами данных через ODBC. Для документирования технологической информации в TRACE MODE предусмотрен специальный модуль - сервер документирования. Документирование осуществляется по шаблонам, которые создаются в редакторе шаблонов. Время или условие генерирования документа, имя файла шаблона, а также направле-ние вывода документа описываются в программах документирова- ния - сценариях. Подготовка отчетов (документов) чаще всего привязывается к астрономическому времени. Например, они могут генерироваться один раз в час, один раз в сутки, один раз в месяц или один раз в десять минут. Кроме того, можно установить режим подготовки документа один раз в смену и затем описать разбивку суток на смены. Сервер документирования NetLink Light используется для решения задачи документирования технологической информации. Он по команде МРВ, собственному сценарию или по команде опе- ратора интерпретирует созданные заранее шаблоны, запрашивает у МРВ необходимые данные и формирует по ним документы. Утилита консоль тревог позволяет просматривать отчет тревог разных МРВ одного проекта. Для каждого просматриваемого отчета тревог создается отдельное окно. В него можно выводить информацию из файла отчета тревог или сообщения, формируемые МРВ. Любая рабочая станция системы TRACE MODE может выступать в качестве Web-сервера, что позволяет управлять технологическим процессом через Интернет (Internet) [1]. На удаленном компьютере необходимо иметь только доступ к сети Интернет и Web-браузер. Для реализации данного режима предназначен модуль Web-активатор, который используется в качестве www- шлюза для локальных систем АСУ ТП на базе TRACE MODE или для придания функций Web-сервера мониторам реального времени. Использование Web-активатора позволяет быстро превратить существующие АСУТП и АСУП в Internet/Intranet-системы без переделки баз данных реального времени (баз каналов). Доступ к данным реального времени через Web-активатор осуществляется при помощи обыкновенного браузера, работающего под любой операционной системой, позволяющей запуск виртуальной Java-машины. Информация о технологическом процессе представляется пользователю в виде анимированных мнемосхем, трендов и таблиц. Связь с серверами реального времени TRACE MODE может осуществляться практически любыми доступными средствами, например через сотовую сеть стандарта GSM, инфракрасный порт, сеть на основе интерфейса RS-232/485 или модем с использованием высоконадежного протокола TCP/IP. Можно осуществлять подключение и непосредственно через Internet. Для этого достаточно войти в Internet и набрать IP-адрес сервера TRACE MODE – подключение произойдет автоматически. Для доступа к данным пользователю достаточно набрать Web-адрес активатора и ввести пароль, тогда весь проект загружается в удаленный компьютер в виде Java-аппрета. Использование стан- дартного языка Java при написании аппретов позволяет реализовать на удаленных компьютерах не только Windows, но и другие операционные системы, например Unix, Linux, Mac OS и т. д., а так- же ОС, использующиеся в карманных PC. Проект TRACE MODE поступает к пользователю в виде Java-аппрета, объем которого не превышает 300 Кбайт, что дает возможность использовать Web- активатор в сетях с низким качеством связи. Достоинством технологии Java является также повышенная безопасность. При использовании Web-активатора не требуется установка Web-серверов других производителей (например, MS IE), что выгодно отличает эту программу от решений, примененных в других SCADA. Для обеспечения мобильных пользователей АСУ оперативной информацией в режиме реального времени на базе TRACE MODE разработан программный продукт - GSM-активатор. Он предна- значен для дистанционного мониторинга и управления технологическими процессами, а также для получения оперативной технико-экономической информации при помощи сверхпортативных ком- пьютеров handheld PC. В реальном времени GSM-активатор может принимать информацию от 64 000 датчиков, осуществлять супервизорное управление, получать технико-экономическую информацию из баз данных через сервер, использующий стандартные интерфейсы SQL/ODBC. ОРС, DDE и т. д. Вся входящая информация отображается графически в виде анимированных мнемосхем и трендов. GSM-активатор, относящийся к новому классу систем оперативного управления, отражающих мировую тенденцию к миниатюризации и автономизации компьютерных систем, может быть использован в качестве персональной информационной системы руководителя. К GSM-активатору проявляют интерес нефтяные компании, электрические и тепловые сети РАО ЕЭС и РАО ГАЗПРОМ, коммунальные и другие службы, управляющие пространственно рас- пределенными объектами. GSM-активатор пригоден также к применению в охранных службах: получение в реальном времени информации о состоянии охраняемого объекта может стать основой успеха операции груп- пы быстрого реагирования, вызванной по тревоге.Нужно отметить, что в последней версии TRACE MODE 6 все редакторы системы вызываются из одной программы - Интегрированной среды разработки (ИС). ИС – единая программная оболочка, содержащая все необходимые средства для разработки проекта. Все переменные проекта, к чему бы они ни относились - к контроллеру, к операторской станции, к управлению техобслуживанием или производством хранятся в единой базе данных проекта. Единая база проекта устраняет лишнюю работу проектировщика по созданию, поддержке и взаимной увязке во многом одинаковых баз переменных контроллеров и ПК, характерную для систем предыдущего поколения. Логическая структура проекта полностью отделена от аппаратной части. Благодаря единому пространству распределенных переменных, переменные из разных узлов могут связываться между собой также легко, как и в пределах одного узла, любые изменения, вносимые в объект, автоматически применяются везде, где он был задействован. И всё же в целях пояснения особенностей и принципов работы SCADA-системы воспользуемся некоторыми справочными мате- риалами предыдущих версий.
2.3.1. Определения. ПРОЕКТ системы управления – это совокупность всех математических и графических элементов системы, функционирующих на различных операторских станциях и контроллерах одной АСУ ТП, объединенных информационными 10 связями и единой системой архивирования. Проект может быть масштабным (сотни узлов), а может включать в себя только один контроллер или одну операторскую станцию. Под проектом в TRACE MODE 6 понимается вся совокупность данных и алгоритмов функционирования распределенной АСУ (АСУТП и/или T-FACTORY), заданных средствами TRACE MODE. Итогом разработки проекта является создание файлов, содержащих необходимую информацию об алгоритмах работы АСУ. Эти файлы затем размещаются на аппаратных средствах (компьютерах и контроллерах) и выполняются под управлением исполнительных модулей TRACE MODE. Составная часть проекта, размещаемая на отдельном компьютере или в контроллере и выполняемая под управлением одного или нескольких исполнительных модулей TRACE MODE, называется узлом проекта. УЗЕЛ – любое устройство в рамках проекта, в котором запущено программное обеспечение TRACE MODE, реализующее серверные функции. Это может быть контроллер, операторская станция или архивная станция. В проекте не может быть более 128 узлов. В общем случае размещение узла на том же аппаратном средстве, на котором он должен исполняться под управлением монитора, не является обязательным – мониторы могут загружать узлы с удаленных аппаратных средств. БАЗА КАНАЛОВ – совокупность всех каналов, математических объектов, FBD-программ и IL-программ, созданных для каждого конкретного узла. ОБЪЕКТ БАЗЫ КАНАЛОВ – совокупность любых каналов, которой приписан определенный набор свойств и атрибутов. Среди последних можно назвать имя, графический идентификатор, флаг подчинения: родитель, потомок. Оформленные группы каналов могут быть подчинены друг другу и создавать таким образом иерархические структуры. ДРАЙВЕРЫ обмена – драйверы, используемые мониторами TRACE MODE для взаимодействия с устройствами, протоколы обмена с которыми не встроены в мониторы. 2.3.2. Каналы. КАНАЛ (базовое понятие системы) – это структура, состоящая из набора переменных и процедур, имеющая настройки на внешние данные, идентификаторы и период пересчета ее переменных. Идентификаторами канала являются: имя, комментарий и кодировка. Например, имя канала, связанного с пятым каналом платы аналогового ввода, расположенной в первом посадочном месте контроллера, будет AI_-pе01-0005. Кроме того, каждый канал имеет числовой идентификатор, используемый внутри системы для ссылок на этот канал. Среди переменных канала выделяются четыре основных значения: входное (In),аппаратное (A), реальное (R) и выходное (Q). С помощью настроек входное значение канала связывается с источником дан- ных, а выходное – с приемником.В зависимости от направления движения информации, т.е. от внешних источников (данные с контроллеров, УСО или системные переменные) в канал или наоборот, каналы подразделяются на входные (тип INPUT) (рис. 9) и выходные (тип OUTPUT) (рис.1.3).  Рис. 9 Входной канал (рис. 1.2) запрашивает данные у внешнего источника (контроллер, другой МРВ и пр.) или значение системных переменных (счетчик ошибок, длина архива и пр.). Полученное значение поступает на вход канала и далее пересчитывается в аппаратное и реальное значения. Аппаратное значение у каналов типа INPUT формируется масштабированием (логической об- работкой для дискретных каналов) входных значений. Используемые процедуры обеспечивают первичную обработку данных (исправление ошибок датчиков, масштабирование, коррекция тем- пературы холодных спаев термопар и т. д.). Выходные значения в каналах типа INPUT не используются.Выходной канал (рис.10) передает данные приемнику. Прием ник может быть внешним (значение переменной в контроллере,  Рис. 10 в другом МРВ и пр.) или внутренним - одна из системных переменных (номер проигрываемого звукового файла, номер экрана,выводимого на монитор, и пр.). И внешние и внутренние приемни- ки данных связываются с выходными значениями каналов. У каналов типа OUTPUT их входное значение формируется одним из следующих способов: процедурой управление данного канала; процедурами управление или трансляция других каналов; метапрограммой на языке Техно IL; Каналом удаленного узла (например, по сети); оператором с помощью управляющих графиче- ских форм. У каналов типа OUTPUT аппаратное значение получается из реального процедурой трансляция. Аппаратные значения каналов имеют такое название, поскольку в них удобно получать величины унифицированных сигналов, с которыми работает аппаратура ввода/вывода (4-20 мА, 0-10 В и пр.). Реальные значения предназначены для хранения значений контролируемых параметров или сигналов управления в реальных единицах (например, кг/час, оС, % и пр.). Выходное значение определено только для каналов типа OUTPUT. Оно пересчитывается из аппаратного значения. Данные из внешних устройств записываются в каналы, данные из каналов посылаются на внешние устройства. В каналы оператор заносит управляющие сигналы. Значения из каналов записываются в архивы, операторские отчеты и т.п. В каналах осуществляется преобразование данных. Меняя значения на системных каналах, можно управлять выводимой на экран информацией, звуковыми сигналами и т.д., т.е. всей системой. |
Похожие:
 |
Задания-вопросы для заочного отделения по дисциплине «Технология конструкционных материалов» Подготовить в виде трех рефератов: реферат 1: из пяти вопросов, реферат 2: из пяти вопросов, реферат 3: из 6 вопросов. Рефераты и... |
|
Реферат по дисциплине "Правоохранительные органы" Реферат по дисциплине "Правоохранительные органы" выполнила студентка 5го курса заочного факультета по специальности "Юриспруденция"... |
|
Содержание реферат |
|
Реферат Дисципліна: англійська мова |
|
Реферат по пу ЭВМ. Тема: Принтеры |
 |
Реферат, краткий обзор, резюме; мн ч. тезисы |
|
Реферат по информатике на тему «Всё об internet» |
|
Реферат на тему Передача данных с помощью шины I2С |
|
Реферат по дисциплине: «Технология. Сельскохозяйственный труд (агротехнические технологии)» |
|
Реферат Приложение а (рекомендуемое) Форма задания на выпускную квалификационную работу |
|
Реферат Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования |
|
Реферат Отчет 2 Директор Департамента государственного регулирования в экономике Минэкономразвития России |
|
Реферат Обсессивно-компульсивное Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования |
|
Реферат по информатике программа для домашней видеостудии «Ulead Video Studio 8» Зарождение кино |
|
Реферат Тема: «Безопасность» Московский государственный институт радиотехники электроники и автоматики (технический университет) |
|
Реферат удк 625. 23. 004. 67 Курсовая работа содержит 45 страниц, 4 рисунка, 6 таблиц, 2 приложения, 5 источников |