Що таке SCADA?

Что такое SCADA?

Напевно багато хто чув термін «автоматизована система керування», АСК. Слова «автоматизована система» говорять нам про те що в керуванні бере участь людина, на відміну від автоматичної системи керування, де людина не бере участь в процесі керування системою. Сучасні реалії такі, що на даний момент немає можливості повністю замінити людську працю на машинну. Наскільки розумними не були б наші виробництва, все одно вони вимагають нагляду і контролю.

 

Саме тому при розробці АСК використовують два рівні керування:

Нижній рівень АСК

Безперервне регулювання технологічних параметрів (температури, тиску, тощо) і програмно-логічне керування різними механізмами (засувками, клапанами, двигунами, конвеєрами, тощо). Сьогодні базою нижнього рівня є програмовані логічні контролери (Programmable Logical controller)

 

 

 

Верхній рівень АСК

Супервізорний рівень, або SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), супервізорний контроль і збір даних. Також його можуть називати HMI (Human-machine interface), людино-машинний інтерфейс або HMI / SCADA.

 

Супервізорне керування полягає в ідентифікації ситуації на об'єкті і видачі завдань на нижній рівень.

 

 

HMI / SCADA - промислове програмне забезпечення, яке реалізує обмін даними з контролером, а також взаємодію між особою, яка приймає рішення і безпосередньо системою керування.

 

SCADA-система повинна забезпечувати наступні функції:

  1. HMI (Human-machine interface) -візуалізація об'єкта управління і всіх поточних параметрів (мнемосхема);
  2. Збір і архівація всіх даних, які приходять від контролерів;
  3. Відображення даних та оповіщення про події в системі;
  4. Ведення журналу подій;
  5. Розмежування прав користувачів;
  6. Реалізація системи звітності;
  7. Реалізація специфічних функцій управління за допомогою скриптів.

 

Трохи докладніше про кожну з функцій:

 

Людино-машинний інтерфейс (HMI)

Людино-машинний інтерфейс в SCADA-системах реалізується у вигляді мнемосхем. На мнемосхемах відображається основне обладнання, сигнали, стан регулюючих органів та інші частини системи. Мнемосхеми можуть відображати як загальну картину стану системи, технологічного процесу, так і стан окремих агрегатів, пристроїв, значення параметрів і т. і. HMI система може мати декілька десятків вікон з мнемосхемами, трендами, алармами, тощо. Оператор може перемикатися між ними і працювати з тим чи іншим елементом технологічного процесу, тобто з тією чи іншою мнемосхемою. Мнемосхема - основний посередник при передачі інформації від системи оператору або інженеру.

Что такое SCADA?

Якісно розроблена мнемосхема може сильно вплинути на ефективність роботи виробництва. Грамотна візуалізація виробничого процесу зменшує час, необхідний користувачу для реакції на події, що відбуваються в системі. Також, дивлячись на якісну мнемосхему, навіть незнайома з виробництвом людина зможе швидко зрозуміти і усвідомити суть процесів, що відбуваються. Таким чином можна з легкістю навчати новий персонал і знизити навантаження на операторів технологічних процесів.

Збір і зберігання даних

Одна з найважливіших функцій SCADA. Обмін даними здійснюється через польову шину. Польова шина складається з інтерфейсу (апаратна, фізична частина шини) і протоколу (програмна частина, логіка обміну інформацією). Таким чином комп'ютер зі встановленою SCADA повинен мати відповідні порти і підтримувати протоколи обміну даних за допомогою яких «спілкується» контролер, встановлений на нижньому рівні системи.

 

Что такое SCADA?

 

SCADA збирає дані з усіх контролерів і пристроїв нижнього рівня і зберігає їх в одному місці стільки часу, скільки необхідно. Такий підхід забезпечує зручний доступ до інформації про процеси в системі і можливість її подальшого аналізу для поліпшення ефективності роботи виробництва в цілому. Доступ до інформації, яку збирає SCADA можуть мати тільки користувачі, яким такий доступ дозволений. Тобто керівник може бачити всю картину виробництва, а його підлеглі тільки те, що необхідно для виконання їхніх безпосередніх обов'язків.

.

Відображення даних та оповіщення

Функція, не менш важлива ніж Людино-машинний інтерфейс та збір і зберігання даних.

Після того як ми зібрали всі дані в одному місці і зберегли їх нам потрібно навчиться виділяти з даних безпосередньо інформацію. Одним з найбільш зручних для сприйняття методів подачі інформації є тренди.

Тренд - графік залежності параметра від часу. SCADA-система дозволяє дивитися як змінюються параметри технологічного процесу в реальному часі, а також переглядати інформацію за певний період в минулому. Тренд дозволяє бачити цілісну картину за конкретними параметрами виробництва, швидко аналізувати цю картину і приймати рішення про подальші дії. Наприклад, на графіку ми можемо побачити, що рівно о 14:18 якийсь параметр різко падає або зростає на певну величину. При подачі цих даних у вигляді таблиці такий провал помітити досить складно. На тренді ж це буде відразу кидатися в очі. У такому випадку використання трендів допоможе запобігти швидкій виходу з ладу обладнання або виправити помилки в управлінні процесом.

Что такое SCADA?

 

Что такое SCADA?

Крім трендів, SCADA повинна повідомляти про важливі події, які відбуваються в системі: аварії, або аварійні значення параметрів, зміни завдання необхідної величини параметрів і т.і. Можливо, є необхідність періодичного нагадування про якусь подію оператору. Для цього існує світлова та звукова сигналізація і можливість оповіщення користувачів по sms, e-mail або іншими необхідними способами.

 

Ведення журналу подій

Як було згадано раніше, в системі відбуваються якісь події. Це можуть бути як непередбачені аварійні ситуації, так і стандартні, звичайні події (вхід операторів в систему, зміна завдань, тощо). Оператор зобов'язаний прореагувати на аварійні події згідно з інструкцією, яка так само може бути відразу ж надана SCADA-системою. Всі події архівуються системою і в разі необхідності можуть бути переглянуті і використані під час аналізу. SCADA- система веде облік всіх подібних дій і подій. У разі необхідності можна подивитися, хто був на зміні в той чи інший період часу, які були вчинені дії, коли і як довго тривала аварія.

Что такое SCADA?

Ця функція системи дозволяє збільшити виробничу дисципліну і проаналізувати ефективність роботи персоналу і самої системи.

 

Розмежування прав користувачів

SCADA система передбачає її використання кількома користувачами з різними правами.

Будь-який користувач при вході в систему повинен пройти авторизацію. Це допомагає фіксувати час виходу на зміну операторів і захищає систему від несанкціонованого доступу.

 

Что такое SCADA?

 

Відповідно, кожен користувач повинен бачити тільки ту інформацію, яка необхідна йому для роботи. Наприклад, директору не цікаво і не важливо яка зараз температура в котлі або тиск в конкретній ділянці трубопроводу але його цікавить кінцевий результат і аналіз загальної ефективності роботи котла за останній тиждень або місяць. А оператору нижнього рівня не потрібно знати який рецепт нового продукту придумали технологи з іншого відділу щоб підтримувати необхідну температуру в своєму котлі. У разі якщо все-таки є необхідність показувати всю інформацію всім користувачам системи, то можна просто заборонити персоналу нижнього рівня міняти глобальні налаштування системи, а залишити це право тільки керівництву.

Всі ці функції дозволяють уникнути неприємних наслідків безграмотності або необережності персоналу.

 

Система звітів

SCADA-система повинна формувати звіти у вигляді таблиць, графіків, діаграм і т.і. Деякі системи мають вбудовану систему звітності, але найчастіше для цього використовується MS Excel. На етапі розробки системи користувач сам може вибрати зручну для нього форму надання звітів по необхідним для нього параметрами і надалі отримувати всю інформацію «в один клік». Дані в SCADA на 100% достовірні так як виключають людський фактор. Система звітності дозволяє вибирати тільки найнеобхіднішу інформацію і робити на підставі неї правильні висновки щодо роботи виробництва, що в свою чергу призводить до оптимізації і поліпшення ефективності роботи.

Что такое SCADA?

 

Скрипти

При розробці SCADA-системи виникає необхідність розширення системи, для вирішення нестандартних завдань. Для створення користувацьких функцій є можливість написання скриптів.

Для написання скриптів в SCADA-системах використовуються найбільш популярні мови програмування. Можливості таких мов практично безмежні тому і рівень завдань, що вирішуються за допомогою таких скриптів, може бути абсолютно різний. За допомогою скриптів можна створювати унікальні рішення для будь-яких об'єктів управління або систем. Таким чином базовий функціонал системи можна розширювати практично необмежено в залежності від потреб замовника. З використанням скриптів можна модернізувати вже існуючу систему в разі потреби.

 

Отже, для чого потрібна SCADA система:

Для економії грошей і для збільшення ефективності роботи.

Завдяки чому це досягається:

  1. Зменшення витрат на ремонт і простій обладнання завдяки швидкій реакції і запобіганню аваріям.
  2. Ефективний аналіз виробництва і оптимізація на основі отриманої інформації.
  3. Поліпшення якості роботи персоналу за рахунок жорсткого контролю і зручного інтерфейсу.
  4. Тотальный и непрерывный контроль за всеми производственными процессами. Бачення цілісної та достовірної картини виробництва.
  5. Можливість швидше приймати рішення по управлінню виробництвом у відповідь на виникаючі проблеми.