Новости Электротехники 2(128)-3(129) 2021





<  Предыдущая  ]  [  Следующая  >
Журнал №1(13) 2002

Система контроля и управления удаленными объектами


Григорий Матвеев, начальник отдела автоматизации
Денис Головешко, начальник сектора АСУ
Иван Лейник, ведущий инженер ОАО «ПО Элтехника»
  • В промышленных АСУ широко используются системы, получившие название SCADA-системы. Термин SCADA – это сокращение английского термина Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных.
  • Появление SCADA-пакетов позволило многим фирмам, занимающимся автоматизацией технологических процессов, а также отделам АСУ ТП предприятий использовать их возможности при комплексной автоматизации действующих и создании новых производств.
  • С другой стороны, внедрение SCADA-систем на производственных объектах повышает требования к оборудованию, поставляемому на эти объекты, с целью включения его в действующую систему контроля и управления.
Система контроля

Систему контроля и управления удаленными объектами следует рассматривать как многопользовательскую микроSCADA, ориентированную прежде всего на решение задач мониторинга и управления низковольтных шкафов управления.
Внедрение в России существующих SCADA-систем осложняется следующими причинами:
  • отсутствием SCADA-систем, рекомендованных к широкому применению в Российской Федерации;
  • ориентацией существующих систем на поддержку оборудования определенного производителя (WinCC фирмы Siemens, Monitor Pro фирмы Schneider Electric);
  • отсутствием поддержки узкоспециализированного оборудования;
  • высокой стоимостью SCADA-систем, которая складывается из стоимости подсистемы разработки (Development) и стоимости подсистемы исполнения (Run-time), что в итоге отражается на конечной стоимости реализуемых прикладных систем.
Поэтому петербургское ОАО «ПО Элтехника» разработало собственную систему контроля и управления (СКУ) удаленными объектами.
СКУ предназначена для сбора и хранения информации об удаленных объектах (УО) как в качестве архива, так и для дальнейшего анализа.
Возможности, заложенные в систему, позволяют использовать ее не только в качестве основной системы мониторинга и управления, но и в качестве системы, позволяющей интегрировать различные устройства, поддерживаемые ею, в единую SCADA-систему объекта без необходимости использования нестандартного оборудования и соответствующих коммуникационных программных драйверов.

Общая схема

Основа СКУ – аппаратно-программные компоненты.
Общая схема их реализации представлена на рис.1. Это двухуровневая система, так как именно на этих уровнях реализуются непосредственный мониторинг и управление УО.
Нижний уровень (контроллерный) состоит из одной или нескольких сетей устройств (до 256 в одной сети), предназначенных не только для сбора информации об УО, но и для реализации управляющих воздействий. Все устройства поставляют информацию интеллектуальному станционному контроллеру своей сети, который выполняет следующие основные функции:
  • сбор, хранение и выдача информации на верхний уровень;
  • автоматическое и автоматизированное управление УО.
В качестве интеллектуальных станционных контроллеров используются контроллеры серии 7188, разработанные для промышленного применения компанией ICP DAS и оснащенные операционной системой ROM DOS. Разработка, отладка и исполнение программ управления контроллерного уровня не требуют специализированного программного обеспечения. Верхний уровень(операторский) включает прежде всего одну или несколько станций мониторинга, представляющих собой рабочее место оператора (РМО). В качестве РМО используются ПЭВМ типа IBM PC различных конфигураций, оснащенных ОС компании Microsoft. РМО предназначены для решения следующих задач:
  • дистанционный контроль за функционированием систем УО;
  • оперативное управление режимами работы УО.
Таким образом, вся информация от УО поступает на промышленные контроллеры серии 7188, которые в режиме, приближенном к реальному времени (Р.В.), направляют ее в СКУ.


Рис.1. Общая схема реализации СКУ

Базовая архитектура

Базовая архитектура программных компонентов СКУ показана на рис. 2. Реализация архитектуры клиент/сервер позволяет разделить функции серверной и клиентской частей системы. Серверная часть обеспечивает сбор данных и регистрацию в базе данных (БД), а клиентская часть служит для разработки приложения и последующую визуализацию его в режиме, приближенном к Р.В. В типовом случае клиентская и серверная части связаны по сети. Рассмотрим состав и основные характеристики программных компонентов (рис.2):


рис.2. Взаимосвязь программных компонентов СКУ

1. Программы управления - это единственный программный компонент нижнего уровня, который устанавливается и работает только под управлением операционной системы ROM DOS контроллеров серии 7188. Программа управления предназначена для решения следующих задач:
— сбор, хранение и передача информации сетевому серверу БД;
— автоматическое управление УО;
— вывод информации на переиферийные устройства нижнего уровня такие, как: панели MMI, модемы, компьютеры типа Notebook и др.
2. Сетевой сервер БД – это основной программный компонент верхнего уровня, который устанавливается либо на серверную станцию (микро- SCADA на рис.1), либо на одну из операторских станций. Сервер БД содержит информацию, непрерывно поступающую от станционных контроллеров серии 7188 нижнего уровня управления. Основная задача сервера БД - своевременно обеспечить все РМО (см. рис.1) информацией.
3. Клиентская часть - это программный компонент верхнего уровня управления, который устанавливается на операторские станции (см. рис.1). В клиентской части отсутствует явное деление на среду разработки и среду исполнения, что сокращает время освоения продукта и упрощает процесс создания операторских станций мониторинга и управления. Клиентская часть - это графический интерфейс оператора, состоящий в типовом варианте из библиотеки элементов электрических схем, имеющих широкий набор опций и функций настройки. Графический интерфейс предоставляет возможность оператору конфигурировать свое рабочее место путем построения активной мнемосхемы УО.
4. Целевые модули выполнены в виде DLL (Dynamic Link Libraries) библиотек, которые являются неотъемлемой частью функционирования клиентской части. Модуль может быть запущен на выполнение только оператором из клиентской части системы. Этот модуль служит для развернутого представления информации о соответствующем элементе мнемосхемы (низкоуровневом устройстве).
5. ОРС сервер – это отдельный программный компонент, который построен на базе стандарта OPC (Object linking and embedding for Process Control), широко используемого на рынке промышленных АСУ. ОРС сервер обеспечивает «публикацию» данных, полученных от сетевого сервера БД, открывая их для доступа со стороны ОРС клиентов, таких, как SCADA-системы. OPC сервер устраняет необходимость использования различного нестандартного оборудования и соответствующих коммуникационных программных драйверов.
В рамках аппаратно-программных компонентов СКУ предусмотрена возможность поддержки разнообразных устройств нижнего уровня, имеющих открытый протокол обмена, путем создания целевых модулей и включения их в верхний уровень управления СКУ.

Функциональные возможности

В заключение необходимо отметить основные задачи, решаемые при использовании СКУ:
  • оперативное управление УО, визуализация, мониторинг с использованием различных видов связи;
  • наряду с регистрацией событий (ситуаций), происходящих на УО, предусмотрена возможность связать определенное действие, которое будет выполняться при наступлении этого события (например, запуск звукового файла или выдача звукового сигнала через динамик компьютера; отправка сообщений по электронной почте; отправка SMS-сообщений для телефонов стандарта GSM и др.);
  • автоматическое ведение журнала, в котором регистрируются все действия оператора, связанные с выдачей управляющих воздействий на УО;
  • возможность отправки файла журнала на указанные адреса электронной почты по расписанию;
  • ведение списков рассылки для задач, связанных с отправкой сообщений;
  • отчет в СКУ – это документ, отражающий некоторые характеристики УО. Отчет может выдаваться периодически, по запросу, либо при возникновении какого-либо события на УО, или в указанное время дня; может выводиться на экран, распечатываться, а также сохраняться на диске для последующей распечатки;
  • защита от несанкционированного доступа к различным компонентам системы;
  • поддержка стандарта OPC.

Рис.3. Фрагмент системы управления электропитанием.

В ближайшее время будет реализована функция резервирования, которая позволит устранять отказы в системе без потери ее функциональных возможностей путем дублирования устройств ввода/вывода. Определив одно устройство как основное, а другое как резервное, система в случае отказа автоматически переключится с одного на другое.

Опыт применения

В настоящее время первая версия системы контроля и управления удаленными объектами проходит опытную эксплуатацию в филиале компании «РОСТЕЛЕКОМ» на телецентре г.Санкт-Петербурга.
В качестве объекта автоматизации выступает электрощитовое оборудование ОАО «ПО Элтехника», которое включает в себя следующие низковольтные шкафы:
  • шкаф управления дизель-электрическим агрегатом ДГА-3-48-М2, типа ШУГ;
  • шкаф вспомогательной автоматики, типа ШВА;
  • шкаф аварийного ввода резерва, типа ШАВР;
  • два шкафа распределительных, типа ШР.
В качестве промышленной сети (рис.1) используется сеть, базирующаяся на стандарте RS-485. Средой передачи является экранированная витая пара, которая связывает все устройства сети с одним станционным контроллером i-7188, установленным в шкафу типа ШУГ. На рис.3 показан фрагмент РМО.
СКУ позволяет легко создать систему мониторинга и управления на промышленных объектах, не охваченных АСУ. На промышленных предприятиях, оснащенных АСУ верхнего уровня, СКУ позволяет интегрировать оборудование ОАО «ПО Элтехника» в существующую систему верхнего уровня с меньшими трудозатратами.

Телецентр, ЦМТ, «Ростелеком», г.С-Петербург

По функциональным возможностям СКУ отвечает основным требованиям, предъявляемым к системам класса микроSCADA и ориентирована в первую очередь на поддержку оборудования, выпускаемого ОАО «ПО Элтехника».

ОАО «ПО Элтехника» готово сотрудничать с разработчиками систем автоматического управления по вопросам включения СКУ в разрабатываемые ими программные модули или автономного использования СКУ. 193174, Россия, Санкт-Петербург,
пр. Обуховской Обороны, д. 199
тел.:
(812) 329-97-79 – отдел АСУ,
(812) 325-17-10 – отдел маркетинга
факс: (812) 325-17-05
www.elteh.ru




Очередной номер | Архив | Вопрос-Ответ | Гостевая книга
Подписка | О журнале | Нормы. Стандарты | Проекты. Методики | Форум | Выставки
Тендеры | Книги, CD, сайты | Исследования рынка | Приложение Вопрос-Ответ | Карта сайта




Rambler's Top100 Rambler's Top100

© ЗАО "Новости Электротехники"
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Segmenta Media создание и поддержка сайта 2001-2022