Пакет программ SCADA предназначен для управления технологическими процессами предприятия (АСУТП), в который
входят модули наблюдению за состоянием технологического процесса и управлению им; передачи данных в режиме реального времени;
серверов хранения данных; клиентов просмотра данных в режиме реального времени, просмотра статистических данных за предыдущие
периоды и их анализа.
Даная версия ПО разрабатывалась под существующую технологическую сеть на основе микроконтроллеров, связанных в сеть по шине RS485,
с ручным управлением с табло микроконтроллеров. Введение системы позволило управлять технологическим процессом централизовано,
ускорило реакцию системы на изменение различных параметров, облегчило работу оператора, уменьшило затраты производства и позволило
сократить трудовые ресурсы. На рис.1 представлена общая функциональная схема построения системы:
Рис.1 Функциональная схема построения системы
Контроллеры выполняют функцию автоматического управления технологическим процессом, получением данных с датчиков (оборудование
на рисунке не показано). Целью управления является выдача сигналов на исполнительные механизмы в результате обработки
данных о состоянии технологических параметров, полученных посредством измерительных приборов, по определённым алгоритмам,
заложенным в контроллер или передавая управление с управляющего модуля компьютера на исполнительные механизмы.
Модуль контроля (находится на компьютере оператора) состояния технологического процесса и управления им с автоматизированных
рабочих мест операторов является связующим звеном между технологическими устройствами и другими модулями системы - серверами
пересылки данных, обработки и хранения данных, а также для просмотра данных в сетях предприятия.
Серверы обработки технологических данных (
сервер передачи и
сервер обработки)
обеспечивают обмен информацией между технологическими устройствами и сетью персональных компьютеров, архивирование истории
изменения технологических параметров; просмотр данных в режиме реального времени на
клиентах
локальной сети и удаленных клиентов (Интернет, модемная связь и др.); отображение возникновения критических и
аварийных ситуаций; просмотр, печать и анализ статистики изменения технологических процессов в графическом виде;
формирование суммарных отчётных форм работы для руководящего персонала и другие возможности.
В основу построения системы положена клиент-серверная технология связи между ее компонентами, что позволяет легко масштабировать систему.
Использование принципа модульности делает отдельные элементы и узлы системы относительно независимыми и автономными, что
повышает живучесть всей системы. Появляется возможность временно исключать из сети отказавшие элементы или проводить технологические
перерывы отдельных систем, что является незаменимым условием работы системы в режиме 7х24 (беспрерывный режим - семь дней в неделю, 24 часа в сутки).
Наиболее критически важные узлы легко дублируются. Становится возможным введение в строй не всей системы сразу, а поэтапно;
а также быстрое расширение и наращивание возможностей по автоматизации отдельных участков.
При модульной модели построения, всегда есть возможность заменить один модуль другим (с более улучшенными характеристиками),
а также использовать стандартизованные программные системы и протоколы (WEB-, FTP- , Firewall-, почтовые сервера, и др.),
что снижает расходы на внедрение системы в существующую структуру предприятия, модернизацию системы, увеличивает
защищенность системы в целом.
Некоторые технические характеристики системы:
- Работа с технологическим оборудованием (контроллерами) по протоколу modbus
- Количество устройств, управляемых с одного COM-порта: до 992 (зависит от типа контроллера), до 31 контроллера на шине RS485 (без мостов и репитеров)
- Пиковая скорость передачи данных между модулями через сеть до 140.000 параметров в секунду
- Просмотр данных и управление технологическом процессом в реальном режиме времени
- Просмотр и анализа статистики за любой день/смену из архивных данных, печать и др. (подробнее смотри в описании клиента просмотра данных)
- Возможность просмотра данных удаленными клиентами - доступ из Интернета и по удаленному доступа (подключение по модему)
- Отображение технологических параметров в текстовой и графической формах вывода
- Хранение архивных данных на локальных дисках серверов регистрации, файловых серверах локальной сети, дисковых массивах хранения данных, CD/DVD дисках, FTP-серверах
- Хранение данных в упакованном виде: при регистрировании данных через 1 сек, при 250 параметрах размер данных за сутки равен 2МБ-2.3МБ
- Задаваемый период регистрации параметров в архив
- Точность регистрации истории технологического процесса 1 мс
- Извещение обслуживающего персонала о проблемах в работе модулей и аппаратной части системы
- Удаленное управление работой и настройкой модулей
- Масштабирование и дублирование подсистем
- Журналирование работы модулей системы
- Защита доступа
- Возможность работы части модулей в гетерогенных средах (под операционными системами Windows и Linux)
- Русский и украинский интерфейсы приложений
В данном документе приводится описание части системы, которая предназначена для передачи данных от компьютеров операторов,
обработку и хранение этих данных, просмотр и анализ статистики процессов, просмотр работы системы в режиме реального времени.
Одной из основных задач при построении системы, было выполнить систему хранения и просмотра данных технологических процессов (ТП)
из локальной сети предприятия, без влияния на приложения управлением ТП, с учетом всевозможных ошибок при передаче данных,
защищенности данных, просмотра данных в режиме реального времени, анализа и просмотра статистики в локальной сети и удаленно
и др.
Рис.2 Взаимодействие модулей передачи, архивирования, просмотра и анализа данных
Результатом разработки являются несколько модулей системы:
Сервер передачи данных
| Предназначен для передачи данных, снимаемых с датчиков оборудования в реальном времени на
сервер для дальнейшей обработки. Возможности: гарантированная доставка информации,
масштабируемость, выбор оптимальной нагрузки на процессор, многопоточность, автоматическая реакция на изменение
настроек, оптимальность передачи данных по сети, журналирование и извещение об авариях. Более подробно смотрите
здесь.
|
Сервер обработки данных
|
Предназначен для приема и обработки данных от сервера передачи данных, обслуживания
клиентов для получения ими данных от датчиков оборудования в реальном режиме времени, а также данных за
предыдущие периоды. Возможности: защищенность, масштабируемость, многопоточность, автоматическая реакция на изменение настроек,
журналирование ошибок связи. Более подробно смотрите здесь.
|
Клиент просмотра и анализа данных
|
Предназначен для просмотра данных, снимаемых с датчиков оборудования в реальном времени в графическом и текстовом виде;
просмотр статистики за предыдущие периоды, позволяет получить список аварий и выходов за пределы дозволенных границ и др. Более подробно
смотрите здесь.
|
| Модуль управления
| Состоит из клиентской части с возможностью управления и модуля связи с оборудованием (контроллерами) по интерфейсу RS485.
|
В настоящее время разрабатывается версия для совместной работы в гетерогенных средах (операционных системах Windows и Linux),
и дальнейшее усовершенствование системы и расширение ее возможностей: дальнейшая децентрализация, дублирование главных систем,
увеличение скорости передачи данных, поддержка работы по http-протоколу для просмотра и анализа данных удаленными клиентами
интернет-сетей, передача сигналов тревоги и другой служебной информации по e-mail и sms, и др. возможности.