1.3 Человеко-машинные интерфейсы
С появлением компьютеров Macintosh, рабочих станций Silicon Graphics, графического программного обеспечения и, наконец, операционных систем Windows у разработчиков появилась возможность создавать человеко-машинные интерфейсы (Human Machine Interface/HMI), заменившие имитационные стены и оставившие «операторов на колёсах» без работы.
Программные человеко-машинные интерфейсы всегда представляли собой нечто большее, чем просто ПО для визуализации состояния системы в реальном времени. Реальные решения класса HMI практически с самого начала были программно-реализованными версиями головной станции SCADA-системы. Самые ранние SCADA-пакеты, где предусматривались такие виртуальные средства управления, как переключатели «ручн./выкл./автом.», регуляторы режима работы насосов, модули алармов и другие, требовали использования печатных плат. В XXI столетии размеры управляющих систем типа SCADA ограничиваются лишь производительностью процессора, точнее, временем, которое требуется главному компьютеру на опрос всех узлов.
2. Современные SCADA системы
2.1 Основные возможности и средства
автоматизированная разработка, дающая возможность создания ПО системы автоматизации без реального программирования;
средства сбора первичной информации от устройств нижнего уровня;
средства управления и регистрации сигналов об аварийных ситуациях;
средства хранения информации с возможностью ее постобработки (как правило, реализуется через интерфейсы к наиболее популярным базам данных);
средства обработки первичной информации;
средства визуализации информации в виде графиков, гистограмм и т.п.;
возможность работы прикладной системы с наборами параметров, рассматриваемых как «единое целое» («recipe» или «установки»).
2.2 Основные функции
Прием информации о контролируемых технологических параметрах от контроллеров нижних уровней и датчиков
Сохранение принятой информации в архивах.
Вторичная обработка принятой информации.
Графическое представление хода технологического процесса, а также принятой и архивной информации в удобной для восприятия форме.
Прием команд оператора и передача их в адрес контроллеров нижних уровней и исполнительных механизмов.
Регистрация событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и действиями персонала, ответственного за эксплуатацию и обслуживание системы
Оповещение эксплуатационного и обслуживающего персонала об обнаруженных аварийных событиях, связанных с контролируемым технологическим процессом и функционированием программно-аппаратных средств АСУ ТП с регистрацией действий персонала в аварийных ситуациях.
Формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной информации.
Обмен информацией с автоматизированной системой управления предприятием (или, как ее принято называть сейчас, комплексной информационной системой).
Непосредственное автоматическое управление технологическим процессом в соответствии с заданными алгоритмами.
2.3 Принципы разработки
Технология проектирования систем автоматизации на основе различных SCADA-систем включает следующие этапы:
Разработка архитектуры системы автоматизации в целом. На этом этапе определяется функциональное назначение каждого узла системы автоматизации. Решение вопросов, связанных с возможной поддержкой распределенной архитектуры, необходимостью введения узлов с горячим резервированием и т.п.
Создание прикладной системы управления для каждого узла. На этом этапе специалист в области автоматизируемых процессов наполняет узлы архитектуры алгоритмами, совокупность которых позволяет решать задачи автоматизации.
Приведение параметров прикладной системы в соответствие с информацией, которой обмениваются устройства нижнего уровня (например, программируемые логические контроллеры ПЛК) с внешним миром (датчики температуры, давления и др.).
Отладка созданной прикладной программы в режиме эмуляции (в некоторых системах, например IGSS, режим отладки практически отсутствует) и в реальном режиме.
Разработка современной SCADA-системы требует больших вложений и выполняется в длительные сроки. И именно поэтому в большинстве случаев разработчикам управляющего прикладного программного обеспечения (ППО), в частности ППО для АСУ ТП, представляется целесообразным идти по пути, приобретая, осваивая и адаптируя какой-либо готовый, уже испытанный универсальный инструментарий.
Тогда возникает вопрос выбора уже существующей SCADA-системы. 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
SCADA-система |
Фирма-изготовитель |
Страна |
Factory Link |
United States DATA Co |
США |
InTouch |
Wonderware |
США |
Genesis |
Iconics |
США |
RealFlex |
BJ Software Systems |
США |
Sitex |
Jade Software |
Англия |
FIX |
Intellution |
США |
TraceMode |
AdAstra |
Россия |
IGSS |
Seven Technologies |
Дания |
Image |
Технолинк |
Россия |
RSView |
Rockwell Software Inc |
США |
WinCC |
Siemens |
Германия |
Выбор SCADA-системы представляет собой достаточно трудную задачу, аналогичную принятию решений в условиях многокритериальности, усложненную невозможностью количественной оценки ряда критериев из-за недостатка информации.