3. Система диспетчерского управления и сбора данных (scada-системы). Структура и характеристики scada- систем.

Диспетчерское управление и сбор данных является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами) в жизненно важных и критических, с точки зрения безопасности и надежности, областях.

О бщая структура SCADA-системы.

SCADA – это процесс сбора информации реального времени с удаленных точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления удаленным объектом. SCADA-системы включают 3 основных структурных компонента:

RTU (Remote Terminal Unit) – удаленный терминал , осуществляющий обработку задачи (управление) в режиме реального времени. Спектр его реализации широк – от простых датчиков, осуществляющих съем информации с объекта, до специализированных многопроцессорных отказоустойчивых вычислительных комплексов, осуществляющих обработку информации и управления в режиме жесткого реального времени. Конкретная его реализация определяется конкретным его применением. Использование устройств низкоуровневой обработки информации позволяет снизить требования пропускной способности каналов связи с диспетчерским пунктом.

MTU (Master Terminal Unit) – это диспетчерский пункт управления, который осуществляет обработку данных и управление высокого уровня в режиме мягкого реального времени. Одна из основных его функций – это обеспечение интерфейса между человеком-оператором и системой. 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 или объединенных в лок-ую сеть рабочих станций и серверов. Как правило, при построении MTU используют различные методы повышения надежности и безопасности работы систем.

CS (Communication System) – это коммуникационная система (каналы связи), которая необходима для передачи данных с удаленных точек (объектов, терминалов) на центральный интерфейс оператора-диспетчера и передачи сигналов управления на RTU.

Функциональная структура SCADA-системы.

Оператор(диспетчер)

HIS

TIS

Объект управления(процесс,задача)

Task Interactive Subsystem Human Interactive Subsystem

(подсистема взаимодействия (подсистема взаимодействия с человеком)

с задачей)

Выделяют 4 основных функциональных компонентов систем диспетчерского управления и сбора данных:

1.Человек-оператор

2.Подсис-ма взаимодействия с человеком

3.Подсис-ма взаимодействия с задачей(объектом)

4.Задача(объект управления).

А также определяют 5 основных ф-ий человека-оператора в сис-ме диспетчерского управления и характеризует их как набор вложенных циклов, в которых оператор:

1. планирует какие следующие действия необходимо выполнить

2. обучает (программирует) компьютерную систему на последующие действия

3. отслеживает результаты работы системы

4. вмешивается в процесс в случае критических событий, когда автоматика не может справиться, либо при необходимости регулировки параметров процесса.

5. обучается в процессе работы (получает опыт).

Особенности SCADA как процесса управления.

1. Процесс SCADA применяется в системах, в которых обязательно наличие человека (оператор, диспетчер).

2. Процесс SCADA был разработан для систем, в которых любое неправильное воздействие может привести к отказу (потери) объекта управления или даже к катастрофическим последствиям.

3. Оператор несет как правило общую ответственность за управление системой, которая при нормальных условиях только изредка требует подстройки параметров для достижения оптимальной производительности.

4. Активное участие оператора в процессе управления происходит нечасто и в непредсказуемые моменты времени, обычно в случае наступления критических событий (отказы).

5. Действие оператора в критических ситуациях может быть жестко ограничено по времени (несколькими минутами, секундами).

Основные требования к диспетчерским системам управления.

1. надежность системы (технологическая и функциональная)

2. безопасность управления

3. точность обработки и представления данных

4. простота расширения системы.

Требования безопасности и надежности управления включают следующие:

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

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

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

Области применения SCADA-систем: 1.управление передачей и распределением электроэнергии; 2.промышленное производство; 3.производство электроэнергии; 4.Водозабор, водоочистка, водораспределение;5.добыча,транспортировка и распределение нефти и газа; 6.управление космическими объектами; 7.управление на транспорте; 8.телекоммуникации 9.военная область и т.д..