SCADA-системы. Современные технологии автоматизации. Операционные системы реального времени. Базы данных реального времени. Функциональные характеристики SCADA-систем

Лекция 8: SCADA-системы

Современные технологии автоматизации

Схематично уровни управления предприятием показаны на рис.1.

Информация от различных датчиков через устройства сопряжения с уровня I/O (Вход/Выход), с уровня Control (Управление) от программируемых контроллеров, систем автоматического управления САУ и регулирования САР поступает в SCADA-систему (Supervisory Control And Data Acquisition – средство управления, сбора первичной информации и регистрации сигналов от устройств нижнего уровня, автоматизированная система управления технологическими процессами АСУ ТП). На SCADA-уровне возможно оперативное управление процессом, принятие тактических решений на основе информации, полученной с уровней Control, MES (Manufacturing Execution Systems – система исполнения производства, автоматизированная система управления бизнес-процессами АСУ БП) и MRP (Manufacturing Resource Planning – планирование ресурсов предприятия, автоматизированная система управления предприятием АСУП).

Рис. 1. Уровни управления предприятием

На SCADA-уровне размещены компьютеры, выполняющие системные функции, а также функции www-серверов, серверов баз данных, рабочих станций и т.д. Эти компьютеры обеспечивают передачу, визуализацию, анализ и хранение всей поступившей информации, а также ее взаимодействие с оператором.

Ввиду сложности и многофункциональности современных АСУ ТП преимущество имеют системы, обладающие функциональной и структурной гибкостью (SCADA-системы), что позволяет с минимальными затратами производить их адаптацию к требованиям технологических и производственных процессов. SCADA-система включает человеко-машинный интерфейс (MMI – Man Machine Interface), программу-монитор запуска выбранной стратегии измерения и управления технологическим процессом (Runtime), аппаратные средства, виртуальные приборы, средства обработки и хранения первичной информации, базы данных реального времени, сети (Internet/Intranet).

Особенностью SCADA-систем является их открытость, возможность интеграции в структуру комплексной автоматизации предприятия. Открытость системы означает доступность системных сервисов, таких как доступ к графическим функциям, функциям работы с базами данных и т.д. SCADA-системы не ограничивают выбор аппаратуры нижнего уровня (контроллеров), так как предоставляют большой набор драйверов или серверов ввода/вывода и имеют средства для создания драйверов новых устройств нижнего уровня.

Для подсоединения оборудования к SCADA-системе используют механизмы:

·  динамический обмен данными (DDE – Dynamic Data Exchange), который мало пригоден для обмена информацией в реальном масштабе времени из-за своих ограничений по производительности и надежности;

·  собственные протоколы SCADA-систем;

·  OPC-протокол, который поддерживает большинство SCADA-систем.

Стандарт OPC (OLE for Process Control – OLE для управления процессами) был разработан на базе механизма передачи данных между процессами - OLE (Object Linking