Файл: Реферат по дисциплине Введение в инженерную деятельность Исполнитель.docx
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 107
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»
Центр цифровых
образовательных технологий
15.03.04 «ИШИТР»
SCADA-системы управления технологическими процессами
реферат
по дисциплине:
Введение в инженерную деятельность
Исполнитель: | | ||||
студент группы | З-8Т11 | | Фурсов А.В. | | 10.05.2022 |
| | | | | Дата сдачи |
Руководитель: | | ||||
преподаватель | | | | | |
| | | | | |
Томск – 2022
Оглавление
Введение_______________________________________________________3
SCADA . Основное понятие. История______________________________4
Задачи и требование SCADA______________________________________5
Основные компоненты SCADA___________________________________6
Концепция системы_____________________________________________7
Пример SCADA систем_________________________________________9
Вывод________________________________________________________11
Список литературы_____________________________________________12
Введение
С самого начала существования развития человечества, люди старались идти по пути наименьшего сопротивления для облегчения своей жизни. С развитием промышленности, автоматизации и робототехники это не изменилось.
Люди стремились к контролю даже тех процессов которые считались века назад для них божественными или паранормальными. Еще век назад люди гибли на тяжелых промышленностях в то время как в нынешнее время за них эту опасную работу в основе выполняют робаты. А люди контролируют процесс находясь в пунктах управления (диспетчерских пунктах ) . И что представляет из себя вот этот диспетчерский процесс ? Это комплекс приборов регистрастрации которые показывают пишут, запоминают, анализируют.
Именно на принципах диспетчерского управления строятся крупные автоматизированные системы в промышленности и энергетике, на транспорте, в космической и военной областях, в различных государственных структурах. SCADA - процесс сбора информации реального времени с удаленных точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления удаленными объектами.
Требование обработки в режиме реального времени обусловлено необходимостью доставки всех необходимых событий, сообщений и данных на центральный интерфейс диспетчера.
-
SCADA. Основное понятие.История.
SCADA (аббр. от англ. Supervisory Control And Data Acquisition — диспетчерское управление и сбор данных) — программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления. SCADA может являться частью АСУ ТП, АСКУЭ, системы экологического мониторинга, научного эксперимента, автоматизации здания и т. д.
Ранние управляющие решения, предварившие наступление эры SCADA, назывались «телеметрическими» системами и представляли собой попытки организовать дистанционный мониторинг небольшого числа параметров (обычно одного-двух).В те времена никому и в голову не могло прийти, что уже к концу столетия оператор управляющей системы будет видеть буквально всё происходящее на удалённой станции. Тем не менее, все основные требования, которым должны удовлетворять современные решения типа SCADA, равно как и большинство обеспечиваемых такими решениями преимуществ, присутствовали уже в телеметрических системах начала 70 годов прошлого века хотя бы в зачаточном виде. Для отображения текущего состояния системы тогда использовались «имитационные стены» (mimicwall). Оперативность вывода информации на такие стены можно охарактеризовать как «приближающуюся к реальному времени»: показания индикаторов и лампочек изменялись вручную по мере того, как перемещающиеся по удалённым локациям операторы получали новые данные.
Аббревиатура SCADA расшифровывается как Supervisory Controland Data Acquisition - диспетчерский контроль и сбор данных. Почему контроль здесь назван «супервизорским»? В ранних SCADA-подобных системах вроде тех, что применялись в задачах водоснабжения и водоочистки в 60-70 годах XX века, связь между диспетчерской (головной станцией SCADA) и удалёнными станциями была столь призрачной, что организовать полноценный оперативный контроль не представлялось возможным.
Первые управляющие системы типа SCADA разрабатывались для налаживания сбора данных с удалённых локаций. Каких данных? Традиционно в задачах добычи и транспортировки нефти, а также водоснабжения и водоочистки критическое значение имеет информация о давлении и расходе. Для контроля критических показателей в ранних SCADA-подобных системах обычно использовались один-два аларма, которые обеспечивали, например, контроль входа в здание либо подавали сигналы типа «ёмкость пуста», «ёмкость заполнена» или «отказ насоса». Почему параметров было так мало? Это обусловлено тогдашним уровнем развития управляющих систем. Организация надёжного мониторинга четырёх-пяти показателей для каждой удалённой станции расценивалась в те времена как крупный успех. Серьёзную проблему представляло даже налаживание дистанционного контроля времени работы насосов.
-
Задачи и требования SCADA
SCADA-системы решают 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. -
SCADA-системы позволяют разрабатывать АСУ ТП как автономные приложения, а также в клиент-серверной или в распределённой архитектуре.
Требования предъявляемые к SCADA системам:
-
надёжность системы (технологическая и функциональная); -
безопасность управления; -
точность обработки и представления данных; -
простота расширения системы.
-
Основные компоненты SCADA
SCADA-система обычно содержит 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 учётом 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.
-
Концепция системы
Термин SCADA обычно относится к централизованным системам контроля и управления всей системой, или комплексами систем, осуществляемого с участием человека. Большинство управляющих воздействий выполняется автоматически УСО (RTU) или ПЛК (PLC). Непосредственное управление процессом обычно обеспечивается RTU или PLC, а SCADA управляет режимами работы. Например, PLC может управлять потоком охлаждающей воды внутри части производственного процесса, а SCADA система может позволить операторам изменять уставки для потока, менять маршруты движения жидкости, заполнять те или иные ёмкости, а также следить за тревожными сообщениями (алармами), такими как — потеря потока и высокая температура, которые должны быть отображены, записаны, и на которые оператор должен своевременно реагировать. Цикл управления с обратной связью проходит через RTU или PLC, в то время как SCADA система контролирует полное выполнение цикла.
Сбор данных начинается в RTU или на уровне PLC и включает показания измерительного прибора. Далее данные собираются и форматируются таким способом, чтобы оператор диспетчерской, используя HMI, мог принять контролирующие решения — корректировать или прервать стандартное управление средствами RTU/PLC. Данные также могут быть записаны в архив для построения трендов и другой аналитической обработки накопленных данных.
Пример обмена данных SCADA системы и процессом представлен на рисунке 1
Рисунок 1 Пример обмена данными SCADA системы и процессом
5 Пример SCADA систем
Современный бизнес в области разработки ПО всё более и более сегментируется и специализируется. Разработчики операционных систем, разработчики инструментальных средств, разработчики прикладного ПО и т.п., по существу, говорят на разных языках. Таким образом, сама логика развития современного бизнеса в части разработки ППО для конечных систем управления требует использования всё более развитых инструментальных средств типа SCADA_систем (от Supervisory Control And Data Acquisition). Разработка современной SCADA_системы требует больших вложений и выполняется в длительные сроки. И именно поэтому в большинстве случаев разработчикам управляющего ППО, в частности ППО для АСУ ТП, представляется целесообразным идти по второму пути, приобретая, осваивая и адаптируя какой-либо готовый, уже испытанный универсальный инструментарий.
Популярные SCADA системы в России:
Страна | Название |
США | Factory Link United States Data Co |
США | Touch Wonderwage |
США | Genesis Iconics |
Германия | Win CC Siemens |
США | Real Flex. BJ Soft Systems |
Великобритания | Sitex Jade Softwage |
Россия | FIX Intellution США Trace Mode Ad Astra |