Принципы построения асу тп scada системы. Scada-системы

Инженерных систем зданий применяется программное обеспечение SCADA.

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных) - программный пакет для проектирования и разработки систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления.

Наша организация осуществляет разработку проектов SCADA для наиболее востребованных в России SCADA систем. Уточнить цены программных комплексов SCADA и стоимость проектирования вы можете у наших специалистов.

Masterscada - мощный и удобный инструмент для быстрой и качественной разработки систем распределенной диспетчеризации, во всех отраслях промышленности и ЖКХ.

SIMPLE-SCADA – простая, современная SCADA-система. Клиент-серверная архитектура, Web-клиент, Система отчетов, Работа с OPC DA, OPC UA серверами, Компилятор скриптов, Работа с СУБД MySQL, SQL Server, Многомониторный режим, Звонки, SMS, AT-команды, Отправка E-mail, Telegram, Резервирование серверов).

CitectSCADA – программный продукт, представляющий собой полнофункциональную систему мониторинга, управления и сбора данных позволяет обеспечить: Визуализацию процесса в графическом режиме, управление алармами, отслеживание трендов в реальном времени и доступ к архивным трендам, подготовку детализированных отчетов, статический контроль процесса.

Rapid SCADA - это бесплатная, полнофункциональная SCADA-система с открытым исходным кодом. С помощью Rapid SCADA можно создать автоматизированные системы следующих типов: Системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), Системы «умный дом», Системы учёта энергоресурсов ( , АСТУЭ, АИИС КУЭ). (ОПС), Системы контроля доступа (СКУД),

Simatic WinCC - Система HMI, программное обеспечение для создания , составная часть семейства систем автоматизации Simatic, производимых компанией Siemens AG. Работает под управлением операционных систем семейства Microsoft Windows и использует базу данных Microsoft SQL Server.

DataRate - простое и эффективное программное обеспечение для построения систем диспетчеризации, мониторинга, контроля и управления технологическими процессами .

TRACE MODE - программный комплекс, предназначенный для разработки программного обеспечения автоматизированных систем, систем телемеханики, автоматизации зданий, систем учёта энергоресурсов (электроэнергии, тепловой энергии, газа, воды).

Программный комплекс GENESIS64 компании ICONICS является новым поколением 64-битного программного обеспечения для систем промышленной визуализации. С решениями для всех отраслей промышленности, GENESIS64 объединяет подключаемые данные, агрегирует их, чтобы предоставить визуализацию в максимально гибком и комплексном режиме программного пакета для задач HMI/SCADA в реальном времени и в будущем

SCADA-система ОВЕН Телемеханика ЛАЙТ – полноценный инструмент для проведения полного цикла работ по настройке сбора данных и управлению, заданию алгоритмов обработки, формированию сигналов тревог, настройке баз данных истории, формированию технологических и оперативных схем отображения информации.

Прайс лист на разработку SCADA- проектов город Москва 2019 - 2020 г.

Термин “SCADA” имеет двоякое толкование. Наиболее широко распространено понимание SCADA как приложения , то есть программного комплекса, обеспечивающего выполнение указанных функций, а также инструментальных средств для разработки этого программного обеспечения.

Однако, часто под SCADA-системой подразумевают программно-аппаратный комплекс . Подобное понимание термина SCADA более характерно для раздела телеметрия.

История развития SCADA

Значение термина SCADA претерпело изменения вместе с развитием технологий автоматизации и управления технологическими процессами.

В 80-е годы под SCADA-системами чаще понимали программно-аппаратные комплексы сбора данных реального времени.

С 90-х годов в связи с тем, что всё большая часть функций автоматического управления решается не аппаратными, а программными средствами, термин SCADA больше используется для обозначения только программной части человеко-машинного интерфейса АСУ ТП.

Основные задачи, решаемые SCADA-системами

• Обмен данными с “устройствами связи с объектом”, (то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы.
• Обработка информации в реальном времени.
• Логическое управление.
• Отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме.
• Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.
• Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями.
• Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.
• Осуществление сетевого взаимодействия между SCADA-станциями (компьютерами).
• Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.).

SCADA-системы позволяют разрабатывать АСУ ТП в клиент-серверной или в распределённой архитектуре.

Основные компоненты SCADA

SCADA-система обычно содержит следующие подсистемы:

• или серверы ввода-вывода - программы, обеспечивающие связь SCADA с промышленными контроллерами, счётчиками, АЦП и другими устройствами ввода-вывода информации.
• Система реального времени - программа, обеспечивающая обработку данных в пределах заданного временного цикла с учетом приоритетов.
• (HMI, англ. Human Machine Interface )- инструмент, который представляет данные о ходе процесса человеку оператору, что позволяет оператору контролировать процесс и управлять им.
• для разработки человеко-машинного интерфейса.
• Система логического управления - программа, обеспечивающая исполнение пользовательских программ (скриптов) логического управления в SCADA-системе. Набор редакторов для их разработки.
• База данных реального времени - программа, обеспечивающая в режиме реального времени.
• - программа или подсистема, обеспечивающая автоматический контроль технологических событий, отнесение их к категории нормальных, предупреждающих или аварийных, а также обработку событий оператором или компьютером.
• Генератор отчетов - программа, обеспечивающая создание пользовательских отчетов о технологических событиях. Набор редакторов для их разработки.
• Внешние интерфейсы - стандартные интерфейсы обмена данными между SCADA и другими приложениями. Обычно OPC.

Концепции систем

Термин SCADA обычно относится к централизованным системам контроля и управления всей системой, или комплексами систем, осуществляемого с участием человека. Большинство управляющих воздействий выполняется автоматически RTU или ПЛК.

Непосредственное управление процессом обычно обеспечивается RTU или PLC, а SCADA управляет режимами работы.

Например, PLC может управлять потоком охлаждающей воды внутри части производственного процесса, а SCADA система может позволить операторам изменять уставки для потока, менять маршруты движения жидкости, заполнять те или иные ёмкости, а также следить за тревожными сообщениями (алармами ), такими как - потеря потока и высокая температура, которые должны быть отображены, записаны, и на которые оператор должен своевременно реагировать.

Цикл управления с обратной связью проходит через RTU или ПЛК, в то время как SCADA система контролирует полное выполнение цикла.

Сбор данных начинается в контроллере и включает показания измерительного прибора. Далее данные собираются и форматируются наглядным способом в виде интерактивных мнемосхем, таблиц с понятными значениями, которые приняты в этой системе.

Если все сделано правильно, то оператор диспетчерской может принять контролирующие решения - корректировать или прервать стандартное управление средствами контроллера.

Данные могут также быть записаны в для построения трендов и другой аналитической обработки накопленных данных.

SCADA-системы предназначены для осуществления мониторинга и диспетчерского контроля большого числа удаленных объектов (от 1 до 10000 , иногда на расстоянии в тысячи километров друг от друга) или одного территориально распределенного объекта. К таким объектам относятся нефтепроводы, газопроводы, водопроводы, электрораспределительные подстанции, водозаборы, дизель-генераторные пункты и т.д.

Главная задача SCADA-систем – это сбор информации о множестве удаленных объектов, поступающей с пунктов контроля, и отображение этой информации в едином диспетчерском центре. Также, SCADA-система должна обеспечивать долгосрочное архивирование полученных данных. Диспетчер зачастую обладает возможностью не только пассивно наблюдать за объектом, но и им управлять им, реагируя на различные ситуации.

Задачи SCADA-систем:

• обмен данными с УСО (устройства связи с объектом, то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы;
• обработка информации в реальном времени;
• отображение информации на экране монитора в понятной для человека форме;
• ведение базы данных реального времени с технологической информацией;
• аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями;
• подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса;
• обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД , электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.).

Структура SCADA-систем

Любая SCADA-система включает три компонента: удалённый терминал (RTU – Remote Terminal Unit), диспетчерский пункт управления (MTU – Master Terminal Unit) и коммуникационную систему (CS – Communication System).

Удаленный терминал подключается непосредственно к контролируемому объекту и осуществляет управление в режиме реального времени. Таким терминалом может служить как примитивный датчик, осуществляющий съем информации с объекта, так и специализированный многопроцессорный отказоустойчивый вычислительный комплекс, осуществляющий обработку информации и управление в режиме реального времени.

Диспетчерский пункт управления осуществляет обработку данных и управление высокого уровня, как правило, в режиме квазиреального времени. Он обеспечивает человеко-машинный интерфейс. MTU может быть как одиночным компьютером с дополнительными устройствами подключения к каналам связи, так и большой вычислительной системой или локальной сетью рабочих станций и серверов.

Коммуникационная система необходима для передачи данных с RTU на MTU и обратно. В качестве коммуникационной системы могут использоваться следующие каналы передачи данных: выделенные линии, радиосети, аналоговые телефонные линии, ISDN сети, сотовые сети GSM (GPRS). Зачастую устройства подключаются к нескольким сетям для обеспечения надёжности передачи данных.

Особенности процесса управления в SCADA-системах

• В системах SCADA обязательно наличие человека (оператора, диспетчера).
• Любое неправильное воздействие может привести к отказу объекта управления или даже катастрофическим последствиям.
• Диспетчер несет, как правило, общую ответственность за управление системой, которая, при нормальных условиях, только изредка требует подстройки параметров для достижения оптимального функционирования.
• Большую часть времени диспетчер пассивно наблюдает за отображаемой информацией. Активное участие диспетчера в процессе управления происходит нечасто, обычно в случае наступления критических событий - отказов, аварийных и нештатных ситуаций и пр.
• Действия оператора в критических ситуациях могут быть жестко ограничены по времени (несколькими минутами или даже секундами).

Защита SCADA-систем

Среди некоторых пользователей систем SCADA бытует мнение - если система не подключена к интернету , тем самым она застрахована от кибератак. Эксперты не согласны.

Физическая изоляция бесполезна против атак на SCADA-системы, считает Файзел Лакхани (Faizel Lakhani), эксперт по защите информационных ресурсов. По его мнению, физическая изоляция систем равносильна борьбе с ветряными мельницами .

Мнения российских экспертов относительно защищенности систем АСУ ТП и SCADA созвучны. Поскольку вопросы безопасности АСУ ТП попали в фокус всеобщего внимания, некоторые производители защитных решений приступили к разработке продуктов, ориентированных на противостояние угрозам для промышленных информационных комплексов (к числу таких продуктов, в частности, может относиться безопасная операционная система - среда для функционирования только доверенных приложений) .

Отдельные компании начали готовить аналитические материалы по этим вопросам, предпринимая попытки оценить состояние АСУ ТП с точки зрения защищенности. Реакция на эти инициативы со стороны специалистов, работающих с промышленными системами, неоднозначна и не всегда одобрительна. Сторонний наблюдатель может сделать вывод: между эксплуатантами

SCADA -система как инструмент проектирования АСУ ТП

Касьянова Екатерина Николаевна

студентка 2 курса, кафедры «Промышленная автоматика»,

Васильева Наталья Геннадьевна

научный руководитель, ассистент кафедры «Промышленная автоматика»,

филиала ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет» в г. Кумертау

Современное производство не может обойтись без автоматизации. Системы автоматического управления технологическими процессами (АСУТП) повышают производительность труда, обеспечивают безопасность производства, увеличивают выход продукции, снижают процент брака, экономят ресурсы и позволяют на 10–15 лет продлить срок службы технологического оборудования. Но главное – АСУТП гарантируют качество выпускаемой продукции, а ведь именно оно определяет, насколько конкурентоспособным будет товар на рынке.

В качестве систем получивших наибольшее распространение при разработке АСУ ТП предприятия выступают SCADA-системы. Они являются неотъемлемой частью современных автоматизированных систем управления процессами или как ее еще называют средой визуализации. Система SCADA реализует все основные функции визуализации измеряемой и контролируемой информации, а так же передачи данных и команд системе контроля и управления.

SCADA-система состоит из инструментального и исполнительного комплексов. Инструментальный комплекс предназначен для разработки конкретного программного обеспечения автоматизированных рабочих мест технолога, оператора, диспетчера и т.д. исполнительный комплекс реализует разработанное программное обеспечение в определенной операционной среде.

SCADA-системы представляют следующие основные возможности:

• предлагает кнопки, поворотные регуляторы и другие органы управления обеспечивая возможность управления технологическим процессом;
• предлагает набор различных индикаторов, графиков обеспечивая возможность индикации информации о процессе;
• предоставляет возможность создания различного рода отчетов, архивов;
• предлагает упрощенный язык для создания алгоритмов, что дает возможность создания АСУ ТП технологам, у которых нет опыта программирования на языках высокого уровня;
• предлагает средства для документирования разрабатываемых алгоритмов и технологических процессов;
• драйвера к оборудованию, обеспечивающие ввод, вывод аналоговых и дискретных сигналов;
• сетевые функции, позволяющие проводить обмен данными между вычислительными машинами, подключенными к одной сети, публиковать отчеты в сети или управлять процессом с удаленного компьютера через интернет .

Наверное, нет такой отрасли промышленности в России, в которой не была бы внедрена SCADA – система TRACE MODE. Однако на многих предприятиях по-прежнему вся ответственность за наблюдением параметров технологического процесса, архивирования данных, принятия решений в нештатных ситуациях возлагается на профессионализм и субъективизм лиц принимающих решение. Не исключение является цех нанесения гальванопокрытий на ОАО «КумАПП». Попробуем спроектировать АСУ ТП нанесения гальванического покрытия: анодного оксидирования с помощью SCADA-системы TRACE MODE.

Преимущества АСУ ТП очевидны, однако эти системы весьма недешевы, так что далеко не все предприятия могут позволить себе подобную "роскошь". Как модернизировать производство и не потратить при этом целого состояния? Такая задача стоит перед каждым руководителем. В этой статье будет предложен один из путей ее решения с использованием SCADA-системы TRACE MODE.

Анодное оксидирование – один из основных методов защиты алюминия и его сплавов от коррозии. Наряду с высокими защитными свойствами анодная пленка обладает так же высокими адгезионными свойствами, благодаря чему она является хорошей основой для лакокрасочных покрытий.

Физико-механические свойства анодных покрытий зависят от большого количества технологических параметров: температуры, уровня и рН раствора, кислотности и температуры электролита, плотности тока, длительности технологического процесса.

Технологический процесс анодного оксидирования состоит из следующих операций:

• травления;
• промывки в теплой воде;
• осветления;
• анодирования;
• промывки в холодной проточной воде;
• промывке в горячей воде;
• наполнения анодной пленки.

Все современные SCADA – системы позволяют создавать графический интерфейс, что облегчает диалог оператора с машиной. Среди SCADA – систем распространена векторная графика, что позволяет создавать отдельные графические объекты, производить различные операции над ними, обеспечить динамичность изображения за счет масштабирования, перемещения, вращения, изменения цвета объектов, образующих изображение.

Графическая среда TRACE MODE предлагает инструменты для создания таких графических примитивов, как линия, ломаные, кривые, прямоугольники, плоские фигуры, объёмные фигуры, а так же различные кнопки, тренды, выключатели, приборы для отображения значения величины, регулятор в виде ползунка, диаграммы. Ряд графических примитивов дает возможность настроить свойства динамического изображения, что позволяет сделать изображение динамическим (заливка, контур и т.д.). Многие объекты позволяют настроить выполнение того или иного действия при нажатии или отпускании левой клавиши мыши. Многие графические объекты, позволяют изменять цвет заполнения замкнутой фигуры в зависимости от принадлежности параметра к тому или иному диапазону . Результаты использования вышеуказанных инструментов для создания АСУ ТП нанесения гальванопокрытий представлены на рисунке1.

Рисунок 1- Вид графического экрана АРМ оператора

Сочетание динамического и статического изображения позволяет получить на экране интуитивно понятное изображение технологического процесса. Мнемосхема изображенная на рисунке 2 содержит статическое изображение и динамическое.

Статическое изображение представлено трубами, насосами, емкостями. Динамическое изображение представлено разрезом емкости, который позволяет показать уровень жидкости, находящейся в нем.

Рисунок 2 – Мнемосхема ванны промывки

В качестве объекта выбрана ванна промывки, так как эта операция

промывки, так как повторяется не менее четырех раз в течение технологического процесса, к тому же величина уровня в ванне может изменять в результате испарения (промывка в теплой воде), выноса жидкости на поверхности деталей.

Динамику изменения технологического параметра во времени удобно представить в виде зависимости изменения данного параметра во времени. По этой причине в SCADA-системах нашли широкое распространение объекты, которые позволяют представить изменение определённого параметра во времени. Такие объекты называют трендами. Тренд реального времени отображает в реальном времени изменение параметра. Как правило, тренды содержат полосу прокрутки, что позволяет вернуться «назад», и посмотреть что происходило ранее на производстве или вернуться в «текущее время». Тренд для отображения уровня жидкости представлен на рисунке 3.

Рисунок 3 – Тренд, отображающий уровень жидкости.

На многих производствах необходимо контролировать тот или иной параметр для исключения аварий, выхода из строя оборудования. SCADA- системы позволяют контролировать значения параметров производственного процесса. Однако только контроля параметров не достаточно, необходимо во многих случаях сообщать оператору об аварийной ситуации, близости значения параметра к аварийному значению, вести учет всех имевших место аварийных ситуаций. Все современные SCADA- системы, в том числе и TRACE MODE позволяют работать с тревогами и событиями.

Система позволяет настроить аналоговые тревоги, задавая различные диапазоны значений контролируемого параметра. В рассматриваемой системе при достижении жидкости уровня АВУ включается аварийная сигнализация. Для ее имитации применен видеоклип lamp_alarm_red0.

К тому же TRACE MODE позволяет установить соответствие между событием или тревогой и категорией. Категория отображает степень важности для пользователя сообщения. Вариант настройки категорий приведен на рисунке 4.

Рисунок 4 – Вариант настройки категорий словаря сообщений

Тревоги и события могут отражаться с помощью специального объекта – отчета тревог или отчета о состоянии производства . Информация о событии или тревоге может сохраняться в текстовом файле, называемом отчетом тревог (рисунок 5).

Рисунок 5 – Вариант отчета тревог

SCADA- система как инструмент проектирования АСУ ТП обладает следующими преимуществами:

• 
  быстрота разработки проекта; легкость освоения;

• 
  поддерживаемые средства коммуникации;

• 
  наличие функций для сложной обработки данных; степень открытости для разработчика (поддержка COM и ActiveX для подключения программных модулей пользователя, а также OPC, ODBC, OLE DB);

• 
  качество технической документации (полнота, ясность изложения, количество ошибок);

• 
  наличие режима эмуляции оборудования для отладки;

• 
  наличие внутренних графических редакторов, позволяющих отказаться от применения внешних редакторов типа CorelDraw или Photoshop;

• 
  поддержка типовых графических форматов файлов;

• 
  качество технической поддержки (время реакции на вопросы пользователей, наличие "горячей линии" технической поддержки).

Список литературы:

1. 
   Ефимов И. П., Солуянов Д. А.SCADA – система Trace Mode. Ульяновск: УлГТУ, 2010г. – 158 с.

2. 
   Лопатин А. Г., Киреев П. А. Методика разработки систем управления на базе SCADA – системы Trace mode: Учебно-методическое пособие / РХТУ им. Менделеева Д. И., Новомосковский ин-т Новомосковск, 2007. – 112 с.

3. 
   Пьявченко Т. А. Проектирование АСУ ТП в SCADA – системе. Учебное пособие по техническим дисциплинам «Автоматизированные информационно-управляющие системы» и «Интегрированные системы проектирования и управления». Таганрог: изд-во ТРТУ. 2007.–78 с.

Самый верхний уровень любой автоматизированной системы - это, конечно, человек. Однако в современной технической литературе под верхним уровнем понимается комплекс аппаратных и программных средств, выполняющих роль полуавтоматического диспетчерского узла АСУТП, ядром которого служит ПК или более мощный компьютер. Человек-оператор входит в систему как одно из функциональных звеньев верхнего уровня управления. Такой подход имеет и положительные, и отрицательные стороны. Положительный момент состоит в том, что круг обязанностей оператора в таком случае заранее определен, и от него не требуется детального знания технологического процесса. Другими словами, управлять процессом сможет не только квалифицированный технолог. Отрицательные же стороны - следствие того, что уменьшается гибкость управления за счет снижения влияния на процесс.

В связи с этим разработчикам АСУТП приходится учитывать дополнительные требования. Необходимо не только принять во внимание аппаратную составляющую процесса, не только подобрать режимы работы оборудования, но и разработать надежное и корректно работающее ПО. Конечно, оптимальный вариант - это такая организация работы, когда одна и та же группа разработчиков отвечает и за технологическую карту процесса, и за подбор и отладку оборудования, и за разработку ПО. В таком случае разработчики должны быть одинаково сильны и в технологии конкретного процесса, и в применении специального оборудования, и в написании сложных управляющих, сервисных и коммуникационных программ. Однако подобрать такую команду бывает затруднительно.

Для упрощения разработки программной составляющей АСУТП сейчас используются так называемые программы ММI (Man-Machine Interface - интерфейс человек-машина) и SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных). Применение этих пакетов позволяет вести автоматизированную разработку ПО АСУТП; осуществлять в реальном времени контроль и управление технологическим процессом; получать и обрабатывать информацию о процессе в удобном виде.

Самый захватывающий и на первый взгляд простой этап при использовании SCADA-систем - это моделирование технологического процесса на экране монитора. Графический аналогичный Windows интерфейс системы интуитивно понятен и прост. Для установки исполнительных механизмов, электродвигателей, клапанов, емкостей, трубопроводов и прочего используемого в технологическом процессе оборудования достаточно щелчка мышью. Привязка параметров оборудования к потребностям процесса также проста, выполняется за несколько щелчков мышью. Глобальные и «тактические» параметры процесса заносятся в формы, организованные в виде таблиц или баз данных. Устанавливаются стандартные органы управления процессом, организуется опрос датчиков контроля. После чего можно щелкнуть мышью по кнопке «Пуск» и запустить работу технологического процесса. Так происходит в теории или при демонстрации возможностей конкретной SCADA-системы. Но на практике все сложнее.

Разработка АСУТП, использующих SCADA-системы, вне зависимости от процесса и конкретного пакета SCADA подразумевает следующие основные этапы:

• разработка архитектуры системы в целом. АСУТП строится в клиент-серверной архитектуре. Определяется функциональное назначение отдельных узлов автоматизации и их взаимодействие;
• создание прикладной системы управления каждым узлом автоматизации (вернее, алгоритма автоматизированного управления этим узлом);
• анализ и устранение аварийных ситуаций;
• решение вопросов взаимодействия между уровнями АСУТП; подбор линий связи, протоколов обмена; разработка алгоритмов логического взаимодействия различных подсистем;
• решение вопросов возможного наращивания или модернизации системы;
• создание интерфейсов оператора;
• программная и аппаратная отладка системы.

Все эти вопросы необходимо решать на этапе проектирования и создания именно верхнего уровня АСУТП, иначе могут возникнуть ситуации, когда разнообразные функциональные модули технологического процесса будет затруднительно увязать с единой по идеологии и техническому воплощению системой управления. Использование системы SCADA позволяет вполне успешно провести все вышеперечисленные этапы проектирования и отладки.

Как работают SCADA-системы

SCADA-пакеты состоят из нескольких программных блоков: модули доступа и управления, сигнализации, базы данных реального времени, базы данных и модули ввода-вывода и аварийных ситуаций.

Главное требование к SCADA-системам - корректная работа в режиме реального времени. Причем главным приоритетом при передаче и обработке обладают сигналы, поступающие от технологического процесса или на него и влияющие на его протекание. Они имеют приоритет даже больший, чем обращение к диску или действия оператора по перемещению мыши или сворачиванию окон. Для этих целей многие пакеты реализованы с применением операционных систем ОС реального времени, однако в последнее время все больше разработчиков создает свои SCADA-продукты на платформе Microsoft Windows NT, встраивая в нее подсистемы жесткого реального времени RTX (Real Time Extension). При таком подходе можно использовать Windows NT как единую ОС при создании многоуровневых систем, задействовать стандартные функции Win32 API и строить интегрированные информационные системы - АСУП.

Источники данных в системах SCADA могут быть следующими.

• Драйверы связи с контроллерами. Очень важна надежность драйверов связи. Драйверы должны иметь средства защиты и восстановления данных при сбоях, автоматически уведомлять оператора и систему об утере связи, при необходимости подавать сигнал тревоги.
• Реляционные базы данных. SCADA-системы поддерживают протоколы, независимые от типа базы данных, благодаря чему в качестве источника данных может выступать большинство популярных СУБД: Access, Oracle и т. д. Такой подход позволяет оперативно изменять настройки технологического процесса и анализировать его ход вне систем реального времени, различными, специально созданными для этого программами.
• Приложения, содержащие стандартный интерфейс DDE (Dynamic Data Exchange) или OLE-технологию (Object Linking and Embedding), позволяющую включать и встраивать объекты. Это дает возможность использовать в качестве источника данных даже некоторые стандартные офисные приложения, например Microsoft Excel.

Ввод поступающих и вывод передаваемых данных организованы как система специальных функциональных блоков. Текущая информация о процессе хранится в специальных базах ввода-вывода. Входные блоки получают информацию и приводят ее в вид, пригодный для дальнейшего анализа и обработки. Блоки обработки реализуют алгоритмы контроля и управления, такие как ПИД-регулирование, задержка, суммирование, статистическая обработка; над цифровыми данными могут проводиться операции булевой алгебры и др. Выходные блоки передают управляющий сигнал от системы к объекту. Для связи с объектами используются широко распространенные интерфейсы RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet. Для увеличения скорости передачи применяются различные методы кэширования данных, что устраняет перегрузку низкоскоростных сетей. Иными словами, если два различных клиента одновременно запрашивают у сервера одни и те же данные, он посылает контроллеру не два запроса, а лишь один, возвращая второму клиенту данные из кэш-памяти.

Едва ли не самый важный момент при создании АСУТП - это организация такой системы управления, которая обеспечивала бы надежность и оперативную отработку аварийных ситуаций как в самой системе управления, так и в технологическом процессе. Аварийное сигнализирование и отработка аварийных ситуаций в технологическом процессе в большинстве SCADA-систем выделяются в отдельный модуль с наивысшим приоритетом. Надежность же системы управления достигается за счет горячего резервирования. Можно зарезервировать все: сервер, его отдельные задачи, сетевые соединения и отдельные (или все) связи с аппаратурой. Резервирование происходит по интеллектуальному алгоритму: чтобы не создавать удвоенную нагрузку на сеть, основной сервер взаимодействует с аппаратурой и периодически посылает сообщения резервному серверу, который сохраняет в памяти текущий статус системы. Если основной сервер выходит из строя, резервный берет управление на себя и работает до тех пор, пока основной не приступит к работе. Сразу после этого базы данных основного сервера обновляются данными резервного и управление возвращается основному серверу.

Все SCADA-системы открыты для дальнейшего расширения и усовершенствования и имеют для этих целей встроенные языки высокого уровня, чаще всего Visual Basic, либо допускают подключение программных кодов, написанных самим пользователем. Кроме того, к системам можно подключать разработки иных фирм, объекты ActiveX, стандартные библиотеки DLL Windows. Для реализации этих технологий разработаны специальные инструментальные средства и специализированный интерфейс.

SCADA-система может быть интегрирована с самыми разными сетями: другими SCADA-системами, офисными сетями предприятия, регистрирующими и сигнализирующими сетями (например, охрана и пожарная сигнализация) и т.п. Для эффективной работы в этой разнородной среде SCADA-системы используют стандартные протоколы NETBIOS и TCP/IP. Одно только упоминание протокола TCP/IP уже говорит о том, что SCADA-системы могут работать и в Интернете, тем более что все более актуальной становится передача оперативной и статической информации о процессе на Web-узлы.

В заключение хотелось бы сказать, что понятие АСУТП изначально шире, чем SCADA. Когда в литературе иногда говорят о SCADA-системах, подразумевая АСУТП, это не совсем правильно. SCADA разрабатывались именно как системы, позволяющие предоставлять оператору информационные услуги на верхнем уровне управления технологическим процессом. Но они не могут обеспечить полностью автоматизированное управление сверху донизу хотя бы по той простой причине, что это всего лишь программный продукт, устанавливаемый на персональном компьютере. А любой технологический процесс требует, кроме того, еще разнообразного специфического оборудования и происходит он в реальной жизни, а не в виртуальной среде.

Однако сложившаяся практика построения автоматизированных систем управления достаточной сложности свидетельствует о том, что применение SCADA-систем в проектировании АСУТП значительно упрощает жизнь разработчикам и позволяет организовать надежное и качественное управление при эксплуатации систем.