Организационная структура управления системой утилизации на ТЭЦ

[источник: Википедия (найти нормальный источник. книгу)]

Применение  SCADA в промышленности и добывающей деятельности (найти литературу)

Выбор SCADA-системы для конкретного  комплекса технологических процессов  – это многокритериальная задача, связанная с поиском компромиссного решения относительно надежности, стоимости, технического уровня, удобства HMI, затратами  на сервисное обслуживание. Существенное влияние на выбор SCADA-системы оказывают  следующие параметры: характеристики, особенности динамики объекта автоматизации; учет использования SCADA-систем на других объектах автоматизации; компьютерная платформа, число и расположение АРМ; число, типы контроллерного оборудования, датчиков, исполнительных механизмов; тип интерфейсов, протоколов, сетевая  архитектура; число измеряемых и  управляющих величин на АРМ; степень  защиты, надежность.

      В SCADA-системах иерархию критериев можно рассмотреть по схеме: надежность (отсутствие рекламаций, количество инсталляций в отраслях промышленности); обмен данными (поддержка стандартных сетевых протоколов и форматов данных, наличие встроенных драйверов к аппаратным средствам автоматизации, производительность); удобство работы (возможность автоматического построения проекта, универсальность и наличие стандартных языков математического описания данных и процессов, удобство пользовательского интерфейса); техническая поддержка (возможность поддержки от разработчиков); цена (зависимость цены системы от конфигурации, возможность получения новых версий и бесплатного обновления релизов, наличие бесплатной системы разработки).

[ Источник: http://window.edu.ru/library/pdf2txt/097/37097/14110/page3]

С развитием информационных технологий и электроники, SCADA-системы все глубже проникали в различные сферы деятельности предприятия, позволяя более детально и точно видеть картину протекающих внутри него технологических процессов. Это позволяло оперативно и безопасно решать трудоемкие задачи, благодаря чему возрастало качество управления, а так же упростить процессы проектирования АСУ и моделирования ТП. Современные SCADA-системы позволяют решать следующие задачи:

• Обмен данными с «устройствами связи с объектом» (то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы.
• Обработка информации в реальном времени.
• Логическое управление.
• Отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме.
• Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.
• Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями.
• Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.
• Осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК.
• Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.). В системе управления предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню MES (Manufacturing Execution System, система управления производственными процессами).

Возможности современных  SCADA-систем позволяют разрабатывать АСУ ТП в клиент-серверной или в распределённой архитектуре.

Ключевыми особенностями  большинства SCADA-систем являются модульность и расширяемость, что позволяет расширить ее функционал путем разработки и добавления в нее новых решений, которые могут использоваться, как подсистемы. В чистом виде, SCADA-система обычно уже содержит все необходимые инструменты и включает следующие подсистемы:

• Драйверы или серверы ввода-вывода — программы, обеспечивающие связь SCADA с промышленными контроллерами, счётчиками, АЦП и другими устройствами ввода-вывода информации.
• Система реального времени — программа, обеспечивающая обработку данных в пределах заданного временного цикла с учетом приоритетов.
• Человеко-машинный интерфейс (HMI, англ. Human Machine Interface) — инструмент, который представляет данные о ходе процесса человеку оператору, что позволяет оператору контролировать процесс и управлять им.
• Программа-редактор для разработки человеко-машинного интерфейса.
• Система логического управления — программа, обеспечивающая исполнение пользовательских программ (скриптов) логического управления в SCADA-системе. Набор редакторов для их разработки.
• База данных реального времени — программа, обеспечивающая сохранение истории процесса в режиме реального времени.
• Система управления тревогами — программа, обеспечивающая автоматический контроль технологических событий, отнесение их к категории нормальных, предупреждающих или аварийных, а также обработку событий оператором или компьютером.
• Генератор отчетов — программа, обеспечивающая создание пользовательских отчетов о технологических событиях. Набор редакторов для их разработки.
• Внешние интерфейсы — стандартные интерфейсы обмена данными между SCADA и другими приложениями. Обычно OPC, DDE, ODBC, DLL и т. д.

Функциональные обязанности  операторов/диспетчеров конкретных технологических процессов и  производств могут быть существенно разными, да и сами понятия «оператор» и «диспетчер» далеко не равнозначны. Тем не менее, среди многообразия этих обязанностей оказалось возможным найти общие, присущие данной категории работников:

• Регистрация значений основных технологических и хозрасчетных параметров;
• Анализ полученных данных и их сопоставление со сметно-суточными заданиями и календарными планами;
• Учет и регистрация причин нарушения хода технологического процесса;
• Ведение журналов, составление оперативных рапортов, отчетов и других документов;
• Предоставление данных о ходе технологического процесса и состоянии оборудования в вышестоящие службы и т.д.

Раньше в операторной  (диспетчерской) находился щит управления (отсюда - щитовая). Для установок и технологических процессов с несколькими сотнями параметров контроля и регулирования длина щита могла достигать нескольких десятков метров, а количество приборов на них изменялось многими десятками, а иногда и сотнями. Среди этих приборов были и показывающие (шкала и указатель), и самопишущие (кроме шкалы и указателя еще и диаграммная бумага с пером), и сигнализирующие. В определенное время оператор, обходя щит, записывал показания приборов в журнал. Так решалась задача сбора и регистрации информации.

В приборах, обслуживающих  регулируемые параметры, имелись устройства для настройки задания регулятору и для перехода с автоматического  режима управления на ручное (дистанционное). Здесь же, рядом с приборами, находились многочисленные кнопки, тумблеры и рубильники для включения и отключения различного технологического оборудования. Таким образом, решались задачи дистанционного управления технологическими параметрами и оборудованием.

С появлением в операторной/диспетчерской  компьютеров было естественным переложить на компьютеры часть функций, связанных со сбором, регистрацией, обработкой и отображением информации, определением нештатных (аварийных) ситуаций, ведением документации, отчетов.

Большинство задач, стоящих  перед создателями программного обеспечения верхнего уровня АСУ  ТП различных отраслей промышленности, достаточно легко поддается унификации, потому что функции оператора /диспетчера практически любого производства достаточно унифицированы и легко поддаются  формализации.

Таким образом, базовый набор  функций SCADA-систем предопределен и реализован практически во всех пакетах. Это:

• Сбор информации с устройств нижнего уровня (датчиков, контроллеров);
• Прием и передача команд оператора/диспетчера на контроллеры и исполнительные устройства (дистанционное управление объектами);
• Сетевое взаимодействие с информационной системой предприятия (с вышестоящими службами);
• Отображение параметров технологического процесса и состояния оборудования с помощью мнемосхем, таблиц, графиков и т.п. в удобное для восприятия форме;
• Оповещение эксплуатационного персонала об аварийных ситуациях и событиях, связанных с контролируемым технологическим процессом и функционированием программно-аппаратных средств АСУ ТП с регистрацией действий персонала в аварийных ситуациях;
• Хранение полученной информации в архивах;
• Представление текущих и накопленных (архивных) данных в виде графиков (тренды);
• Вторичная обработка информации;
• Формирование сводок и других отчетных документов по созданным на этапе проектирования шаблонам.

3.2 Визуализация  технологического процесса в  SCADA-системах

Основным инструментом SCADA-систем в качестве основы для АРМ является интерфейс, который обеспечивает визуализацию происходящих параметров выполняющегося технологического процесса.

Визуализация техпроцесса — способ отображения информации о состоянии технологического оборудования и параметрах технологического процесса на мониторе компьютера или операторской панели в системе автоматического управления в промышленности, предусматривающий также графические способы управления техпроцессом. Система визуализации должна учитывать требования, предъявляемые к человеко-машинному интерфейсу. Визуализация техпроцесса реализуется в ряде экранов или окон, которые могут представлять собой иерархическую систему. В основе системы отображения лежит мнемосхема техпроцесса, статическое изображение в визуально простой и интуитивно понятной форме показывающей элементы оборудования, возможно, обрабатываемые материалы и продукцию, и их взаимодействие, порядок обработки. Статическая мнемосхема оживляется — анимируется, отображая реальное состояние оборудования и сырья. При этом используются различные методы:

• Изменение цвета объекта в зависимости от его состояния. Например, в соответствии с требованиями эргономики, опасные или аварийные объекты окрашиваются в красный цвет. Можно также использовать мигающую (вспыхивающую) окраску.
• Изменение графического образа в зависимости от состояния объекта. Например, полный или пустой контейнер, положение ручки рубильника.
• Использование мультипликации, то есть последовательности быстро сменяющихся кадров
• Перемещение объектов по экрану
• Изменение размера объекта

Современные средства вычислительной техники и мониторы обладают богатыми графическими возможностями, широкое  использование которых может  войти в противоречие с требованиями эргономики. Так, для отображения  состояния системы нельзя использовать богатой цветовой палитры. Представление  информации должно ограничиваться простыми и однозначно воспринимаемыми цветами (красный, зелёный, жёлтый, белый, чёрный, серый). Нельзя использовать и слишком  мелкий шрифт в надписях. Чрезмерное увлечение динамическими картинами, например, мультипликацией отвлекает  и утомляет оператора. Ухудшает восприятие и использование фотореалистичных изображений объектов. Для управления техпроцессом на мнемосхеме располагаются  элементы графического интерфейса, чаще всего типовые для современного программного обеспечения: окна ввода-вывода, кнопки, ползунки (слайдеры). Кроме этого могут использоваться события, например, щелчки кнопками мыши, на элементах изображения. В дополнение к динамизированной мнемосхеме используются специальные или расположенные поверх мнемосхемы окна, в которых отображаются зависимости параметров техпроцесса от времени, а также текстовые сообщения о состоянии системы и действиях оператора. Современные средства проектирования операторских систем управления SCADA, как правило содержат встроенные редакторы, позволяющие осуществить все задачи проектирования визуализации.

К интерфейсу, созданному на базе программного обеспечения SCADA, предъявляется  несколько фундаментальных требований:

• Он должен быть интуитивно понятен и удобен для оператора/диспетчера;

• Единичная ошибка оператора не должна вызывать выдачу ложной команды управления на объект.

3.3 Сравнительный анализ характеристик отечественных и зарубежных SCADA систем

Таблица та большая, данные из википедии и офф сайтов. Скриншоты, функционал, инструментарий

Программные продукты класса SCADA широко представлены на мировом рынке. Это несколько  десятков SCADA - систем, многие из которых  нашли свое применение и в России. Наиболее популярные из них приведены  ниже:

• InTouch (Wonderware) - США;
• Citect (CI Technology) - Австралия;
• FIX (Intellution ) - США;
• Genesis (Iconics Co) - США;
• Factory Link (United States Data Co) - США;
• RealFlex (BJ Software Systems) - США;
• Sitex (Jade Software) - Великобритания;
• TraceMode (AdAstrA) - Россия;
• Proficy Cimplicity (GE Fanuc) - США;
• MasterSCADA (InSAT) – Россия;
• RsView32 (Rockwell Software Inc.) – США;
• MetsoDNA (Metso Automation) – Финляндия;
• WinCC (Siemens) - Германия;
• САРГОН (НВТ - Автоматика) - Россия.

Обзор некоторых  SCADA-пакетов приведен в приложении А.

При таком  многообразии SCADA - продуктов на российском рынке естественно возникает  вопрос о выборе. Выбор SCADA-системы  представляет собой достаточно трудную  задачу, аналогичную поиску оптимального решения в условиях многокритериальности.

Ниже приводится примерный перечень критериев оценки SCADA-систем, которые в первую очередь должны интересовать пользователя. В нем можно выделить три большие группы показателей:

• технические характеристики;
• стоимостные характеристики;
• эксплуатационные характеристики.

К техническим характеристикам  относят:

• спектр поддерживаемого оборудования;
• поддерживаемые программно-аппаратные платформы;
• имеющиеся средства сетевой поддержки;
• встроенные командные языки;
• поддерживаемые базы данных;
• графические возможности.