SCADA система КОНТУР – решение для АСУ ТП в энергетике

С 1999 г. группа украинских разработчиков работает над проектом “SCADA системы в АСУ ТП”, целью которого, является создание отечественной, конкурентоспособной SCADA системы. Первая версия системы вышла в феврале 2001 г. На сегодняшний день, существует вторая версия.

Роль и место SCADA системы КОНТУР в современном производстве

Чтобы определить роль и место системы КОНТУР, рассмотрим общую информационную схему управления современным производством, представленную на рис. 1. Нижний уровень этой схемы составляют измерительные приборы и исполнительные механизмы. На сегодняшний день, они могут быть аналоговыми или цифровыми (интеллектуальными). Аналоговые представляют измеренную величину в виде уровня напряжения или тока. Цифровые же имеют встроенные логические схемы и представляют измеренную величину в виде цифрового сигнала, соответствующего спецификации протокола передачи данных, определенного для этих устройств. Для обмена информацией с приборами первого типа, необходимо использовать аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) / цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). С приборами второго типа можно обмениваться информацией непосредственно по сети передачи данных.

Следующий уровень схемы — контроллеры. Они выполняют функцию автоматического управления технологическим процессом. Целью управления является выдача сигналов на исполнительные механизмы в результате обработки данных о состоянии технологических параметров, полученных посредством измерительных приборов, по определенным алгоритмам.

Серверы технологических данных в архитектуре клиент-сервер, обеспечивают обмен информацией между технологическими устройствами и сетью ПК (персональных компьютеров), т.е. предоставляют пользователям доступ к данным о состоянии параметров технологического процесса.

Данные о состоянии параметров технологического процесса могут быть использованы для контроля технологическим процессом и управления им с АРМ (автоматизированных рабочих мест) операторов; для архивирования истории изменения технологических параметров; для формирования суммарных отчетных форм с целью предоставления информации руководящему персоналу.

В этой схеме, SCADA система КОНТУР представлена серверами технологических данных и АРМ операторов.

Подводя итог всему вышесказанному, отметим функции системы КОНТУР:

• сбор, обработка и накопление информации о параметрах технологического процесса и состоянии оборудования от промышленных контроллеров и других цифровых устройств, непосредственно связанных с технологической аппаратурой;

• отображение информации о текущих параметрах технологического процесса на экране ПЭВМ в виде графических мнемосхем;

• отображение графиков текущих значений технологических параметров в реальном времени в за заданный интервал;

• обнаружение критических (аварийных) ситуаций;

• вывод на экран ПЭВМ технологических и аварийных сообщений;

• архивирование истории изменения параметров технологического процесса;

• операторское управление технологическим процессом;

• предоставление данных о параметрах технологического процесса для их использования в системах управления предприятием.

Особенности системы

SCADA система КОНТУР является оригинальной разработкой и имеет следующие особенности:

• технология клиент-сервер для обеспечения взаимодействия между приложениями;

• объектно-ориентированный подход к проектированию и созданию АРМ операторов;

• технология управления событиями для обеспечения динамики работы системы;

• технология COM/DCOM для взаимодействия между приложениями на локальном компьютере или в сети ПК;

• ориентация на стандарт OPC;

• полнофункциональный OPC сервер, работающий одновременно с несколькими каналами передачи данных в составе КОНТУР;

• возможность реализации различных протоколов передачи данных в OPC сервере;

• возможность использования любых ActiveX элементов на мнемосхемах;

• специализированный набор ActiveX компонентов для использования их в качестве динамических элементов на мнемосхемах;

• быстрая централизованная настройка динамических элементов;

• мощные алгоритмы визуализации, основанные на технологии Direct Draw;

• скрипты Visual Basic для обработки событий в системе;

• документация на русском языке;

• техническая поддержка специалистами фирмы.

Структура системы

Исходя из задач и проблем функционирования SCADA-систем, а также анализируя рассмотренные системы и технологии, мы разработали оптимальную структуру и использовали ее при создании SCADA-системы КОНТУР.

В этой структуре имеется три основных функциональных блока:

• Data Access — доступ к данным технологического процесса;

• Alarms & Events — выявление критических и аварийных ситуаций;

• History Access — архивирование истории изменения параметров технологического процесса.

• Блок Data Access включает:

• считывание технологических параметров;

• сохранение технологических параметров в базе данных реального времени, предоставляющей интерфейсы для доступа к ней по сети ПК;

• отображение технологических параметров на графических мнемосхемах;

• отображение технологических параметров в виде графиков текущих значений (трендов).

• Блок Alarms & Events включает:

• обнаружение аварийных ситуаций;

• отображение аварийных и технологических сообщений;

• отображение аварийных ситуаций как реакции динамических элементов графических мнемосхем на соответствующие события.

• Блок History Access включает:

• архивирование истории изменения параметров технологического процесса;

• просмотр истории изменения параметров технологического процесса в виде графиков и таблиц;

• генерирование отчетов по истории изменения параметров технологического процесса.

Состав и функционирование системы

SCADA система КОНТУР состоит из трёх основных программных модулей: сервер; инструментальная система и исполнительный модуль.

“КОНТУР OPC сервер II” предназначен для обеспечения обмена данными с оборудованием в системах автоматизированного контроля и управления технологическим процессом и предоставление их клиентским модулям.

Сервер выполняет:

• обмен данными между персональным компьютером и устройствами технологического по одному или нескольким каналам ввода-вывода, с поддержкой различных протоколов;

• ведение базы данных реального времени технологических переменных;

• архивирование истории изменения параметров технологического процесса;

• первичную обработку данных;

• предоставление набора OPC DataAccess интерфейсов для доступа к значениям технологических переменных и значениям их свойств;

• предоставление набора OPC Alarms & Events интерфейсов для получения событий и сообщений о критических и аварийных ситуациях;

• предоставление набора OPC History Data Access интерфейсов для доступа к данным архива истории изменения параметров технологического процесса.

Инструментальная система предназначена для создания графических мнемосхем. Она включает набор специализированных динамических элементов, позволяющих создавать графическое представление технологических объектов в наглядном и удобном виде. Так можно отображать уровни в ёмкостях, перемещение конвейера, течение жидкости, поворотные механизмы и многое другое.

Исполнительный модуль предназначен для запуска и отображения мнемосхем в рабочем режиме (рис 4).

Обмен данными с системами управления предприятием

Система КОНТУР основана на открытых и стандартных протоколах, а потому может без труда обмениваться данными с любыми системами управления предприятием, что позволяет комплексно решать  проблемы автоматизации и управления производством.

ДП „Интерсвязь” реализует совместный проект информационной системы 1С и SCADA системы КОНТУР на одном из крупных промышленных предприятий Украины, численностью персонала более 700 служащих. Данный проект, на 10 АРМов в «1С Предприятие» и 3 АРМа системы КОНТУР, позволит автоматизировать учет энергетических затрат, что сделает возможным определение реальной доли энергоресурсов в себестоимости продукции предприятия; контролировать движение и учет использования сырья в производственных подразделениях.

В результате появилась возможность оперативного контроля деятельности предприятия, что позволит эффективно и обоснованно принимать управленческие решения на основе объективных данных, а не субъективных распределений.

В заключении следует отметить, что в мире информационных технологий, невозможно представить себе современное производство без использования SCADA-систем. Каждое внедрение системы позволяет экономить средства, повышать эффективность и безопасность.

В данном описании, мы показали основные функции и возможности SCADA системы КОНТУР второй версии, по которым можно составить представление о том, как она может быть использована на производстве. В одном из следующих номеров , мы планируем разместить статью с описанием внедрения на базе системы КОНТУР.

Александр Никитин, руководитель проекта “SCADA системы в АСУТП”