 |
Что такое SCADA
Термин SCADA-система используют для обозначения
программно-аппаратного комплекса сбора данных
(телемеханического комплекса).
К основным задачам, решаемым SCADA-системами, относятся:
•Обмен данными в реальном времени с УСО (устройством связи
с контролируемым объектом). Этим
устройством может быть как промышленный контроллер, так и плата ввода/вывода.
•Обработка информации в реальном времени.
•Отображение информации на экране монитора в понятной для
человека форме (HMI сокр. от англ. Human Machine Interface —
человеко-машинный интерфейс).
•Ведение базы данных реального времени с технологической
информацией.
•Аварийная сигнализация и управление тревожными
сообщениями.
•Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического
процесса.
•Архивирование технологической информации (сбор истории).
•Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД,
электронными таблицами, текстовыми процессорами и т.д.). В
системе управления предприятием такими приложениями чаще
всего являются приложения, относимые к уровню MES.
Иногда SCADA-системы комплектуются дополнительным ПО для
программирования промышленных контроллеров. Такие
SCADA-системы называются интегрированными, и к ним добавляют
термин SoftLogiс.
Это была сухая формулировка, взятая из энциклопедии. На
самом деле системы такого класса имеют четкое предназначение – они предоставляют
возможность осуществлять мониторинг и диспетчерский контроль множества
удаленных объектов (от 1 до 10000 пунктов контроля, иногда на
расстоянии в тысячи километров друг от друга) или одного
территориально распределенного объекта. Классическими примерами
являются:
•Нефтепроводы;
•Газопроводы;
•Водопроводы;
•Удалённые электрораспределительные подстанции;
•Водозаборы;
•Дизель-генераторные пункты и т.д.
Основная задача SCADA – это сбор информации о множестве
удаленных объектов, поступающей с пунктов контроля, и отображение этой
информации в едином диспетчерском
центре. Кроме этого, SCADA должна обеспечивать долгосрочное архивирование полученных данных.
При этом диспетчер зачастую имеет возможность не только пассивно наблюдать за объектом, но и
ограниченно им управлять, реагируя на различные ситуации.
Общая структура SCADA
Работа SCADA – это непрерывный процесс сбора информации
реального времени с удаленных точек (объектов) для
обработки, анализа и возможного управления.
Требование обработки реального времени обусловлено
необходимостью оперативной доставки (выдачи) всех сообщений и данных на центральный интерфейс оператора
(диспетчера). В то же время понятие реального времени
отличается для различных SCADA-систем.
Все современные SCADA-системы включают три основных
структурных компонента (см. рисунок ниже):
Remote Terminal Unit (RTU) удаленный терминал,
подключающийся непосредственно к контролируемому объекту и
осуществляющий обработку задачи (управление) в режиме
реального времени. Спектр воплощений RTU широк: от примитивных
датчиков, осуществляющих съем информации с объекта, до
специализированных многопроцессорных отказоустойчивых
вычислительных комплексов, осуществляющих обработку
информации и управление в режиме жесткого реального времени.
Конкретная его реализация определяется спецификой
применения. 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 человеко-машинного
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 (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.
Устройство MTU часто называют SCADA-сервером.
Communication System (CS) коммуникационная система
(каналы
связи) между RTU и MTU. Она необходима для передачи данных с
удаленных точек (RTU) на центральный интерфейс
диспетчера и передачи сигналов управления
обратно с MTU на RTU. В качестве коммуникационной системы
можно использовать следующие каналы передачи данных:
•Выделенные линии - собственные или арендованные; медный
кабель или оптоволокно;
•Частные радиосети;
•Аналоговые телефонные линии;
•Цифровые ISDN сети;
•Сотовые сети GSM (GPRS).
С целью дублирования линий связи устройства могут
подключаться к нескольким сетям, например к выделенной линии
и резервному радиоканалу.
Особенности SCADA как процесса управления
Ниже перечисленные
некоторые характерные особенности процесса управления в современных диспетчерских
системах:
•В системах SCADA обязательно наличие человека (оператора,
диспетчера);
•Любое неправильное воздействие может привести к отказу
(потере) 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).
|
|
