Проектирование системы SCADA для автоматизированного производства
Для создания на предприятии системы SCADA проектировщик автоматизированной системы должен:
- • выбрать или разработать систему, лучше всего удовлетворяющую требованиям заказчика;
- • сформировать необходимый перечень показателей, достаточных для контроля хода производства и приобретения данных;
- • скомпоновать мнемосхему производства;
- • выделить динамическую информацию о ходе производства;
- • задать способы управления оборудованием при отклонении производства от нормального хода;
- • обеспечить совместную работу технических средств автоматизации и программного обеспечения;
- • ввести защиту от несанкционированного доступа к автоматизированной системе;
- • обеспечить одновременное представление информации о разных сторонах производства;
- • сформировать перечень предаварийных и опасных ситуаций;
- • определить действия диспетчера по предотвращению аварий.
Визуализация работы автоматизированного производства с помощью системы SCADA осуществляется в такой последовательности.
1. Представление информации о ходе производства для диспетчера
Информация должна быть необходимой и достаточной для принятия решений диспетчером. Не следует загромождать экран пояснительными надписями и требовать от диспетчера рутинных расчетов. Нужно стремиться к предоставлению интуитивно понятной информации о ходе производства.
2. Приобретение информации о производстве для уровней организации производства
Это такая информация, как степень отработки ресурса единицами оборудования, расход материалов и энергии по единицам продукции, коэффициент использования единицы оборудования, доля брака, степень выполнения производственного задания и т.п.
3. Визуализация статических объектов
К статическим объектам относятся компоненты, которые не будут изменяться в ходе производства: размещение и связи единиц технологического оборудования, таблицы и обозначения. В системе SCADA имеются графический редактор и библиотека стандартных отображений объектов и устройств автоматизации, позволяющие скомпоновать мнемосхему конкретного процесса из типовых элементов. Так, в приложении Graph WorX® 5С4/Х4-системы Genesis ЗХ' проектировщик может выбрать виртуальные отображения сигналов датчиков и органов управления приводами единиц технологического оборудования (рис. 10.4).
4. Визуализация динамических объектов
К динамическим элементам относятся компоненты, которые будут изменяться в ходе производства: материальные потоки, со-
Р и с. 10.4. Элементы управления из библиотеки ActiveX, применяемые в системе
SCADA Genesis 32®
стояние оборудования, графики изменения параметров, уровни содержимого резервуаров, текущее время и т. п. Им присваивают логические имена для ввода в систему SCADA. Логические имена должны соответствовать переменным в технических средствах автоматизации. Переменную величину, которая может быть дискретной, целочисленной, реальной или текстовой, называют тэгом. Для тэга задают начальное значение.
5. Разработка алгоритма представления информации о производстве
Составляют логические и математические условия, содержащие имена динамических объектов. Например, при превышении значения 90 для параметра «Температура» нужно включить сигнал «Авария». Это логическое условие записывают так:
«IF Температура > 90 THEN Авария = 1 ELSE Авария = 0».
С целью оповещения извещения оператора об аварии задают допустимый интервал изменений для каждой переменной, определяя уровень приоритета сообщения об аварии.
6. Соединение реальных устройств с виртуальными
Для обмена информацией между программным обеспечением и техническими компонентами разрабатывают специальные ОРС- драйверы, которые являются программным стандартом совместимости средств автоматизации разных разработчиков. Измеряемым переменным присваивают имена, под которыми их вводят в программы управления виртуальными объектами. Проектировщик должен задать число переменных и частоту смены информации на экране диспетчера с учетом психофизиологических ограничений человека-оператора.
Проектирование человеко-машинного интерфейса для конкретного производства заключается в подборе и размещении стандартных и специальных изображений на экране компьютера, определении информации об авариях, представлении текущей информации, формировании системы архивирования. Распространенная 5С41)у4-система Genesis32® содержит четыре основных приложения (рис. 10.5): GraphWorX3^ — для разработки и просмотра мнемосхем; TrendWorX3— для построения графиков па-
Рис. 10.5. Структура SCADA-cucrrtuu Genesis3
раметров; AlarmWorX3f> — для обнаружения аварийных событий; ScriptWorX32® — для разработки и запуска сценариев.
Создание системы SCADA для предприятия возможно путем разработки программного обеспечения силами предприятия или приобретения универсальной системы SCADA с последующей привязкой к предприятию. Выбор того или иного способа создания системы SCADA зависит от объема автоматизации, срока проектирования, квалификации и опыта программистов на предприятии, перспектив развития системы, квалификации обслуживающего персонала. В первом случае возможен полный учет особенностей производства, однако развитие системы потребует больших затрат. Такое решение целесообразно для несложных производств. Предлагаемые на рынке системы SCADA обеспечивают широкий круг приложений и беспроблемное расширение возможностей автоматизированной системы. Поэтому обычно проектировщики адаптируют стандартные системы SCADA к конкретному производству. Приобретение стандартной системы SCADA региональным системным интегратором, как правило, окупается после реализации 2—3 проектов компьютерной автоматизации производства. Срок окупаемости системы SCADA зависит от величины предприятия, количества проектов и их стоимости. Для разных производств эффект от замены систем традиционной диспетчеризации на системы SCADA составляет сотни тысяч долларов в год. Внедрение системы SCADA на средней тепловой электростанции ежегодно приносит 200—400 тыс. дол. прибыли.
