Особенности

Партнерам

Уч. зваедениям

О нас пишут

Отзывы клиентов

Описание

Документация

Скачать

Заказать Демо

Задать вопрос

Автоматизация производства сегодня

 

Автоматизация производства позволяет повысить качество и снизить себестоимость продукции. Она требует немалых затрат сил, времени и финансов, но при умелом подходе, своевременных и целесообразных руководящих решениях, позволяет добиться значительного экономического эффекта. Целью автоматизации является снижение объёма ручного труда, обеспечение стабильности характеристик технологического процесса, обеспечение возможности наблюдения, анализа и управления параметрами технологического процесса человеком. Результатом этого процесса является получение автоматизированной системы.

Автоматизированная система – это совокупность управляемого объекта и автоматизированных управляющих устройств, в которой часть функций управления выполняет человек. Автоматизированная система получает информацию от объекта управления, передаёт, преобразует и обрабатывает её, формирует управляющие команды и выполняет их на управляемом объекте. Человек определяет цели и критерии управления, корректирует их, если изменяются условия.

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) система – это совокупность аппаратно- программных средств, обеспечивающих возможность мониторинга, анализа и управления параметрами технологического процесса человеком. Она является составной частью автоматизированной системы.

 

 

Роль и место SCADA системы в современном производстве

 

На рисунке 1‑1  представлена общая функциональная схема современного производства.

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, определённого для этих устройств. Для обмена информацией с приборами первого типа, необходимо использовать АЦП / ЦАП (Аналогово-цифровые / Цифро-аналоговые преобразователи). 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 определённым алгоритмам.

Серверы технологических данных обеспечивают обмен информацией между технологическими устройствами и сетью персональных компьютеров. Они поддерживают протокол работы с технологическими устройствами и протокол работы с сетью персональных компьютеров.

Данные о текущих параметрах технологического процесса могут быть использованы для контроля состояния технологического процесса и управления им с автоматизированных рабочих мест операторов; для архивирования истории изменения технологических параметров; для формирования суммарных отчётных форм с целью предоставления информации руководящему персоналу.

В этой схеме, SCADA система представлена серверами технологических данных и автоматизированными рабочими местами операторов.

Подводя итог всему вышесказанному, отметим функции SCADA систем:

  1. Сбор, первичную обработку и накопление информации  о  параметрах технологического процесса  и  состоянии  оборудования  от промышленных контроллеров и других цифровых устройств,  непосредственно связанных с технологической аппаратурой;

  2. Отображение информации о текущих параметрах  технологического процесса на экране ПЭВМ в виде графических мнемосхем;

  3. Отображение графиков текущих значений  технологических  параметров в реальном времени за заданный интервал;

  4. Обнаружение критических (аварийных) ситуаций;

  5. Вывод на экран ПЭВМ технологических и аварийных сообщений;

  6. Архивирование истории изменения параметров технологического процесса;

  7. Операторское управление технологическим процессом;

  8. Предоставление данных о параметрах технологического процесса для их использования в системах управления предприятием.

Рисунок 1-1 — Общая функциональная схема современного производства

 

 

Назначение и построение системы

 

Назначение

 

SCADA система КОНТУР – это набор инструментальных средств и исполнительных модулей, предназначенных для создания автоматизированных рабочих мест операторов по наблюдению за состоянием технологического процесса и управлению им.

КОНТУР обеспечивает:

  1. Обмен данными с устройствами уровня технологического процесса (измерители и исполнительные механизмы);

  2. Генерирование событий и сообщений о критических и аварийных состояниях технологических параметров;

  3. Архивирование истории изменения параметров технологического процесса;

  4. Создание графических мнемосхем для отображения текущих параметров технологического процесса, обработки аварийных событий, для отображения истории изменения технологических параметров;

  5. Динамическое отображение графических мнемосхем в рабочем режиме.

 

Особенности системы

 

SCADA система КОНТУР является оригинальной разработкой и имеет следующие особенности:

  1. Полнофункциональный OPC сервер DataAccess, Alarms&Events, Historical DataAccess (“КОНТУР OPC сервер II”) в составе системы с возможностью подключения различных устройств одновременно по нескольким каналам передачи данных;

  2. Набор драйверов сервера для работы с сотнями контроллеров и других устройств: Carel, Crystal, E-Link, Icp-das (I7000/8000), Krohne, LON, ModBus, Modbus TCP, MPI (Siemens), OPC DA,  OWEN-AC2, USS. Этот список постоянно пополняется;

  3. Инструментальная система со специализированным набором ActiveX компонентов для использования их в качестве динамических элементов на мнемосхемах. Эти компоненты позволяют отображать перемещение, поворот, вращение, анимацию, цифры, графики, отчёты, вводить значения переменных с клавиатуры, управлять посредством перемещения объектов мышью по экрану, отображать отчёты и другое;

  4. Реализация проекта на уровне визуальной разработки и настройки, без написания кода.

  5. Быстрый и надёжный алгоритм архивирования истории изменения параметров технологического процесса;

  6. Возможность использования одной мнемосхемы для схожих объектов;

  7. Логическая иерархия в сервере;

  8. Быстрая настройка и редактирование базы технологических переменных в сервере;

  9. Централизованная настройка динамических элементов;

  10. Исполнительный модуль, работающий как локально, так и на удалённом от сервера компьютере, по сети;

  11. Документация на русском языке;

  12. Техническая поддержка специалистами фирмы;

  13. Возможность включения “скриптов” обработки пользовательских событий и событий изменения параметров и аварий на VB.

 

 

Технологии системы

  1. Технология клиент – сервер для обеспечения взаимодействия между приложениями;

  2. Объектно-ориентированный подход к проектированию и созданию рабочих мест операторов;

  3. Технология управления событиями для обеспечения динамики работы системы;

  4. Технология COM/DCOM для взаимодействия между приложениями на локальном компьютере или в сети персональных компьютеров;

  5. Ориентация на стандарт OPC;

  6. Возможность использования любых ActiveX элементов на мнемосхемах;

  7. Мощные алгоритмы визуализации, основанные на технологии Direct Draw;

  8. Возможность использования одной мнемосхемы для схожих объектов.

  9. Скрипты Visual Basic для обработки событий в системе.


 

Структура системы

 

Исходя из задач и проблем функционирования SCADA систем, а также анализируя рассмотренные системы и технологии мы разработали оптимальную структуру и использовали её при создании SCADA системы КОНТУР (рисунок 2‑1).

 

 

 

Рисунок 2–1 — Структура 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;

  • Cохранение технологических параметров в базе данных реального времени, предоставляющей интерфейсы для доступа к ней по сети персональных компьютеров;

  • 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 отчётов 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”

 

“КОНТУР OPC сервер II” (рисунок 3-1) предназначен для обеспечения АРМам оператора обмена данными с оборудованием в системах автоматизированного контроля и управления технологическим процессом.

 

Рисунок 3-1 — КОНТУР OPC сервер II

 

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 (масштабирование, мёртвая зона);

  • 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.

  • Архитектура сервера показана на рисунке 3-2. Как видно из этого рисунка, ядро приложения – база данных реального времени (БДРВ). Она взаимодействует с оборудованием через драйвера ввода \ вывода различных протоколов обмена, а с клиентскими программами по интерфейсам OPC DataAccess и Alarms&Events. Также она сохраняет историю изменения параметров технологического процесса в архиве истории, который предоставляет интерфейсы для доступа – OPC History DataAccess.

Рисунок 3-2 - Архитектура приложения КОНТУР OPC сервер II

 

 

Инструментальная система

 

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. Здесь можно вставлять собственные алгоритмы и компоненты, обрабатывать события, производить вычисления.

Процесс создания мнемосхем для автоматизированных рабочих мест операторов в системе состоит в установке динамических элементов на мнемосхему, их позиционировании, настройке свойств отображения и выполнении привязки свойств к технологическим переменным базы данных реального времени. Эти операции, как это показано на рисунке 3-3, производятся в среде визуального программирования Microsoft Visual Basic 6.0 при помощи специализированного набора ActiveX компонент КОНТУРа или компонент сторонних производителей, с использованием графических изображений динамических объектов.

 

 

 

Рисунок 3-3 – создание мнемосхем

 

Исполнительный модуль

 

Исполнительный модуль предназначен для запуска и отображения мнемосхем в рабочем режиме. Примеры рабочих мнемосхем можно видеть в разделе “Примеры внедрений системы”.