Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (hệ thống scada). Phần mềm hệ thống điều khiển Phần mềm phần cứng cho các công cụ hệ thống điều khiển giám sát

Phân loại phần mềm hệ thống điều khiển tự động. Như chúng tôi đã đề cập, trong kiến ​​trúc điển hình của hệ thống SCADA, có thể thấy rõ hai cấp độ:

· cấp độ điều khiển cục bộ , tương tác với đối tượng điều khiển thông qua các cảm biến và cơ cấu chấp hành;

· cấp quản lý vận hành một quy trình công nghệ, trong đó các thành phần chính là máy chủ, máy trạm của người vận hành/điều phối và máy trạm của các chuyên gia.

Mỗi cấp độ này hoạt động dưới sự kiểm soát của phần mềm (phần mềm) chuyên dụng. Sự phát triển của phần mềm này hay sự lựa chọn của nó từ phần mềm hiện có trên thị trường phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủ yếu vào các nhiệm vụ đang được giải quyết ở một mức độ cụ thể. Phân biệt nền tảngáp dụng phần mềm (xem Hình 5.1).

Hình 5.2 - Phân loại phần mềm hệ thống điều khiển.

Nền tảng Phần mềm bao gồm nhiều thành phần khác nhau nhưng thành phần chính là hệ điều hành (OS) của phần mềm và phần cứng của hệ thống điều khiển quá trình. Mỗi cấp độ của hệ thống điều khiển quá trình được thể hiện bằng phần mềm và phần cứng “của riêng nó”: ở cấp độ thấp hơn, chúng ta đang nói về bộ điều khiển, trong khi phương tiện kỹ thuật chính của cấp độ trên là máy tính. Theo đó, sự phân loại sau đây đã xuất hiện giữa các chuyên gia: được xây dựng trongmáy tính để bàn phần mềm.

Rõ ràng, các yêu cầu đối với phần mềm nhúng và phần mềm máy tính để bàn là khác nhau. Bộ điều khiển trong hệ thống điều khiển cùng với chức năng thu thập thông tin giải quyết các bài toán điều khiển tự động liên tục hoặc điều khiển logic. Về vấn đề này, nó phải tuân theo các yêu cầu nghiêm ngặt về thời gian phản ứng với trạng thái của đối tượng và việc đưa ra các hành động điều khiển cho các bộ truyền động. Bộ điều khiển phải đảm bảo phản ứng với những thay đổi về trạng thái của một đối tượng được cho thời gian.

Lựa chọn phần mềm và phần cứng hệ điều hành cấp cao nhất Hệ thống điều khiển quá trình được xác định bởi tác vụ ứng dụng (OS sử dụng chung hoặc RTOS). Nhưng phổ biến và phổ biến nhất là các phiên bản khác nhau của hệ điều hành Windows. Chúng được trang bị phần mềm và phần cứng cấp cao nhất của hệ thống điều khiển quy trình tự động, được đại diện bởi máy tính cá nhân (PC) có công suất và cấu hình khác nhau - máy trạm của người vận hành/điều phối và chuyên gia, máy chủ cơ sở dữ liệu (DB), v.v.

Tình trạng này phát sinh do một số lý do và xu hướng phát triển của công nghệ thông tin và bộ vi xử lý hiện đại.

Dưới đây là một số lập luận chính ủng hộ Windows:

· Windows rất phổ biến trên thế giới, bao gồm cả ở Kazakhstan, và do đó rất dễ tìm được một chuyên gia có thể hỗ trợ các hệ thống dựa trên HĐH này;


· Hệ điều hành này có nhiều ứng dụng cung cấp giải pháp cho nhiều vấn đề khác nhau về xử lý và trình bày thông tin;

· Hệ điều hành Windows và các ứng dụng Windows rất dễ học và có giao diện chuẩn, trực quan;

· Các ứng dụng chạy trên Windows hỗ trợ các tiêu chuẩn trao đổi dữ liệu có sẵn công khai;

· Các hệ thống dựa trên hệ điều hành Windows rất dễ vận hành và phát triển, điều này giúp chúng tiết kiệm cả về mặt hỗ trợ và trong quá trình tăng trưởng dần dần;

· Microsoft đang phát triển công nghệ thông tin (IT) cho Windows với tốc độ nhanh chóng, điều này cho phép các công ty sử dụng nền tảng này “theo kịp thời đại”.

Cũng cần lưu ý rằng một phần không thể thiếu của cấp trên của hệ thống kiểm soát quy trình tự động là con người, người có thời gian phản ứng với các sự kiện là không xác định và thường khá dài. Và bản thân vấn đề thời gian thực ở cấp trên không quá liên quan.

Để vận hành hệ thống điều khiển, cần có một loại phần mềm khác - phần mềm ứng dụng(PPO). Có hai cách được biết để phát triển phần mềm ứng dụng cho hệ thống điều khiển:

· tạo phần mềm ứng dụng của riêng bạn bằng cách sử dụng các công cụ lập trình truyền thống (ngôn ngữ lập trình tiêu chuẩn, công cụ gỡ lỗi, v.v.);

· sử dụng các công cụ hiện có (làm sẵn) để phát triển phần mềm ứng dụng.

· Phần mềm điều khiển quy trình tự động hóa cấp cao hơn (gói SCADA) được thiết kế để tạo ra phần mềm ứng dụng cho bảng giám sát và điều khiển được triển khai trên nhiều nền tảng máy tính và máy trạm chuyên dụng. Các gói SCADA cho phép, với số lượng lập trình tối thiểu bằng các công cụ ngôn ngữ đơn giản, phát triển giao diện đa chức năng cung cấp cho người vận hành/điều phối không chỉ thông tin đầy đủ về quy trình công nghệ mà còn cả khả năng điều khiển nó.

Trong quá trình phát triển, các gói SCADA cũng hoạt động giống như phần mềm dành cho bộ điều khiển lập trình. Ở giai đoạn đầu (thập niên 80), các công ty phát triển phần cứng đã tạo ra hệ thống SCADA (đóng) của riêng họ, chỉ có khả năng tương tác với thiết bị “của họ”. Từ những năm 90, các chương trình SCADA phổ quát (mở) đã xuất hiện.

Khái niệm về tính mở là nền tảng khi nói đến phần mềm và phần cứng để xây dựng hệ thống tự động hóa đa cấp. Điều này sẽ được thảo luận chi tiết hơn dưới đây.

Hiện nay trên thị trường Nga có vài chục gói SCADA mở có chức năng gần như giống nhau. Nhưng điều này không có nghĩa là bất kỳ hệ thống nào trong số chúng cũng có thể được điều chỉnh thành công cho phù hợp với một hệ thống quản lý cụ thể với cùng một nỗ lực (thời gian và tài chính), đặc biệt là khi nói đến hiện đại hóa hệ thống đó. Mỗi gói SCADA là duy nhất theo cách riêng của nó và sự lựa chọn của nó cho một hệ thống tự động hóa cụ thể, được thảo luận trên các trang tạp chí định kỳ đặc biệt trong gần mười năm qua, vẫn còn phù hợp.

Dưới đây là danh sách các gói SCADA phổ biến nhất ở Nga và Kazakhstan.

· Chế độ theo dõi/Chế độ theo dõi (AdAstraA) - Nga;

· InTouch (Wonderware) - Mỹ;

· FIX (Intellition) - Mỹ;

· Genesis (Iconics Co) - Mỹ;

· Factory Link (United States Data Co) - Mỹ;

· RealFlex (BJ Software Systems) - Mỹ;

· Sitex (Jade Software) - Anh;

· Citect (CI Technology) - Australia;

· WinCC (Siemens) - Đức;

· RTWin (Hệ thống thời gian thực SWD) - Nga;

· SARGON (NVT - Automation) - Nga;

· MIK$Sys (MEPhI) - Nga;

· Cimplicity (GE Fanuc) - Mỹ;

· RSView (Rockwell Automation) - Hoa Kỳ và nhiều nước khác.

Thứ tự các gói được trình bày trong danh sách trên khá ngẫu nhiên. Chỉ có thực tế về sự tồn tại của một hệ thống cụ thể được nêu ra. Người ta đề xuất tiến hành dựa trên tiền đề rằng gói SCADA tồn tại nếu ít nhất vài chục dự án đã được triển khai bằng cách sử dụng nó. Tiền đề thứ hai là không có hệ thống SCADA nào hoàn toàn tốt nhất cho tất cả các ứng dụng. SCADA chỉ là một công cụ tiện lợi trong tay nhà phát triển và việc thích ứng với một hệ thống tự động hóa cụ thể là vấn đề trình độ và kinh nghiệm.

Chức năng cơ bản của hệ thống SCADA. Loại phần mềm SCADA dành cho việc phát triển và vận hành các hệ thống điều khiển quá trình tự động. Thật hợp lý khi đặt câu hỏi: điều gì đến trước – phát triển hay vận hành? Và câu trả lời trong trường hợp này rất rõ ràng - điều cơ bản là giao diện người-máy (HMI) hiệu quả, tập trung vào người dùng, tức là nhân viên vận hành, người có vai trò quyết định trong quản lý. SCADA là một cách tiếp cận mới đối với các vấn đề về yếu tố con người trong hệ thống điều khiển (từ trên xuống), tập trung chủ yếu vào con người (người vận hành/điều phối), nhiệm vụ và chức năng mà anh ta thực hiện.

Cách tiếp cận này cho phép chúng tôi giảm thiểu sự tham gia của người vận hành/điều phối viên trong việc quản lý quy trình nhưng vẫn cho họ quyền đưa ra quyết định trong các tình huống đặc biệt.

Hệ thống SCADA đã mang lại gì cho các nhà phát triển? Với sự ra đời của SCADA, họ đã nhận được một công cụ hiệu quả để thiết kế hệ thống điều khiển, những ưu điểm của nó bao gồm:

· mức độ tự động hóa cao của quá trình phát triển hệ thống điều khiển;

· tham gia phát triển các chuyên gia trong lĩnh vực quy trình tự động (lập trình không cần lập trình);

· Giảm thực sự về thời gian và do đó giảm chi phí tài chính cho việc phát triển hệ thống kiểm soát.

Trước khi nói về chức năng của phần mềm SCADA, nên xem xét trách nhiệm chức năng của chính người vận hành/điều độ. Những trách nhiệm này là gì? Cần lưu ý ngay rằng trách nhiệm chức năng của người vận hành/người điều phối các quy trình công nghệ và cơ sở sản xuất cụ thể có thể khác nhau đáng kể và bản thân các khái niệm “người điều hành” và “người điều phối” cũng không hề tương đương. Tuy nhiên, trong số rất nhiều trách nhiệm này, hóa ra có thể tìm thấy những trách nhiệm chung vốn có của loại người lao động này:

· đăng ký các giá trị của các thông số công nghệ và tự hỗ trợ chính;

· phân tích dữ liệu nhận được và so sánh chúng với các nhiệm vụ theo ca hàng ngày và kế hoạch lịch;

· hạch toán và đăng ký nguyên nhân gây gián đoạn trong quy trình công nghệ;

· Lưu giữ nhật ký, lập báo cáo hoạt động, báo cáo và các tài liệu khác;

· cung cấp dữ liệu về tiến trình của quy trình công nghệ và tình trạng của thiết bị cho các dịch vụ cao hơn, v.v.

Trước đây, trong phòng điều khiển (phòng điều khiển) có một bảng điều khiển (do đó là phòng điều khiển). Đối với các hệ thống lắp đặt và quy trình công nghệ có hàng trăm thông số điều khiển và điều chỉnh, chiều dài của tấm chắn có thể lên tới vài chục mét và số lượng thiết bị trên chúng có thể lên tới hàng chục, đôi khi hàng trăm. Trong số các công cụ này có chỉ báo (thang đo và con trỏ), chữ viết (ngoài thang đo và con trỏ, còn có giấy biểu đồ kèm bút) và tín hiệu. Vào một thời điểm nhất định, người điều hành viên đi vòng quanh tổng đài, ghi lại các chỉ số của thiết bị vào nhật ký. Đây là cách vấn đề đã được giải quyết thu thập và đăng ký thông tin.

Các thiết bị phục vụ các thông số có thể điều chỉnh có các thiết bị để thiết lập nhiệm vụ của bộ điều khiển và chuyển từ chế độ điều khiển tự động sang điều khiển thủ công (từ xa). Ở đây, bên cạnh các thiết bị còn có vô số nút bấm, công tắc bật tắt và cầu dao để bật và tắt các thiết bị công nghệ khác nhau. Đây là cách các vấn đề đã được giải quyết điều khiển từ xa thông số công nghệ và thiết bị.

Phía trên bảng điều khiển (thường là trên tường) có một sơ đồ ghi nhớ quy trình công nghệ với các thiết bị công nghệ, dòng nguyên liệu và nhiều đèn báo động có màu xanh lục, vàng và đỏ (khẩn cấp) được mô tả trên đó. Những đèn này bắt đầu nhấp nháy khi xảy ra tình huống khẩn cấp. Trong những tình huống đặc biệt nguy hiểm có thể phát ra tín hiệu âm thanh (còi báo động) để nhanh chóng cảnh báo cho tất cả nhân viên vận hành. Đây là cách các vấn đề liên quan đến báo thức vi phạm quy chuẩn công nghệ (sai lệch giá trị hiện tại của các thông số công nghệ so với giá trị quy định, lỗi thiết bị).

Với sự ra đời của máy tính trong phòng điều khiển/phòng điều khiển, việc chuyển giao một số chức năng liên quan đến thu thập, đăng ký, xử lý và hiển thị thông tin, xác định các tình huống bất thường (khẩn cấp), lưu trữ tài liệu, báo cáo về máy tính là điều đương nhiên. Ngay cả trong thời kỳ của những chiếc máy tính điều khiển đầu tiên có màn hình chữ và số đơn sắc, hình ảnh “giả đồ họa” đã được tạo ra trên những màn hình này nhờ nỗ lực của các nhà phát triển nhiệt tình - nguyên mẫu của đồ họa hiện đại. Ngay cả khi đó, các hệ thống vẫn cung cấp khả năng thu thập, xử lý, hiển thị thông tin, đầu vào lệnh và dữ liệu của người vận hành, lưu trữ và ghi lại tiến trình của quá trình.

Tôi muốn lưu ý rằng với sự ra đời của các công cụ tự động hóa phần mềm và phần cứng hiện đại, các máy trạm của người vận hành/điều phối hoạt động trên cơ sở phần mềm SCADA, bảng điều khiển và sơ đồ mô phỏng gắn trên tường đã không bị lãng quên một cách vĩnh viễn. Khi điều này được quyết định bởi tính thiết thực, các tổng đài và bảng điều khiển vẫn được giữ nguyên nhưng trở nên nhỏ gọn hơn.

Sự ra đời của máy tính kỹ thuật số và sau đó là máy tính cá nhân có sự tham gia của các lập trình viên trong quá trình tạo giao diện vận hành. Họ có kỹ năng máy tính, ngôn ngữ lập trình tốt và có thể viết các chương trình phức tạp. Để làm được điều này, người lập trình chỉ cần một thuật toán (một sơ đồ chính thức để giải quyết vấn đề). Nhưng vấn đề là theo quy luật, lập trình viên không sở hữu công nghệ và không “hiểu” được quy trình công nghệ. Vì vậy, để phát triển các thuật toán cần có sự tham gia của các nhà công nghệ, ví dụ như kỹ sư tự động hóa.

Một cách thoát khỏi tình trạng này đã được tìm thấy bằng việc tạo ra các phương pháp “lập trình mà không cần lập trình thực sự”, không chỉ một lập trình viên mà còn cả một kỹ sư quy trình có thể hiểu được. Kết quả là các gói phần mềm tạo giao diện người-máy (Man/Humain Machine Interface, MMI/HMI) đã xuất hiện. Ở nước ngoài, phần mềm này được gọi là SCADA (Kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu - giám sát/điều phối và thu thập dữ liệu), vì nó được thiết kế để phát triển và hỗ trợ chức năng cho các trạm làm việc của người vận hành/điều phối trong các hệ thống điều khiển quy trình tự động. Và vào giữa những năm 90, từ viết tắt SCADA tự tin xuất hiện trong từ vựng của các chuyên gia tự động hóa Nga.

Hóa ra là hầu hết các nhiệm vụ mà người tạo ra phần mềm cấp cao nhất cho hệ thống kiểm soát quy trình tự động trong các ngành khác nhau phải đối mặt đều có thể dễ dàng thống nhất, bởi vì chức năng của người vận hành/điều phối của hầu hết mọi hoạt động sản xuất đều khá thống nhất và có thể dễ dàng chính thức hóa.

Do đó, bộ chức năng cơ bản của hệ thống SCADA được xác định trước bởi vai trò của phần mềm này trong các hệ thống điều khiển (HMI) và được triển khai trong hầu hết các gói. Cái này:

· thu thập thông tin từ các thiết bị cấp thấp hơn (cảm biến, bộ điều khiển);

· nhận và truyền các lệnh của người vận hành/điều phối đến bộ điều khiển và cơ cấu chấp hành (điều khiển từ xa các đối tượng);

· Tương tác mạng với hệ thống thông tin doanh nghiệp (với các dịch vụ cấp cao hơn);

· hiển thị các thông số quy trình và trạng thái thiết bị bằng sơ đồ, bảng, đồ thị ghi nhớ, v.v. ở dạng dễ hiểu;

· thông báo cho nhân viên vận hành về các tình huống và sự kiện khẩn cấp liên quan đến quy trình công nghệ được kiểm soát cũng như hoạt động của phần mềm và phần cứng của hệ thống kiểm soát quy trình tự động cùng với việc ghi lại hành động của nhân viên trong các tình huống khẩn cấp.

· lưu trữ thông tin nhận được trong kho lưu trữ;

· trình bày dữ liệu hiện tại và tích lũy (được lưu trữ) dưới dạng biểu đồ (xu hướng);

· xử lý thông tin thứ cấp;

· tạo các bản tóm tắt và các tài liệu báo cáo khác bằng cách sử dụng các mẫu được tạo ở giai đoạn thiết kế.

Có một số yêu cầu cơ bản đối với giao diện được tạo trên cơ sở phần mềm SCADA:

· Nó phải trực quan và thuận tiện cho người vận hành/điều phối;

· Một lỗi vận hành sẽ không gây ra lệnh điều khiển sai cho đối tượng.

2.1 Hệ thống SCADA: khái niệm và cấu trúc chung.

Điều độ đảm bảo sự phối hợp hoạt động của các bộ phận riêng lẻ của đối tượng được quản lý nhằm tăng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, nhịp độ làm việc, sử dụng tốt hơn năng lực sản xuất, kiểm soát nhằm ngăn ngừa xảy ra các tình huống khẩn cấp. Hệ thống cho phép bạn lưu giữ hồ sơ vận hành về mức tiêu thụ năng lượng và kiểm soát các thông số của thiết bị kỹ thuật.

Khi thiết bị được đặt mà không có nhân viên bảo trì cố định hoặc ở một địa điểm xa khác, cần có sự giám sát và điều khiển từ xa từ trung tâm điều khiển trung tâm. Cũng cần phải duy trì hồ sơ về tình trạng của thiết bị, những sai lệch so với định mức của các thông số của nó với khả năng lưu trữ và xem thêm dữ liệu trong bất kỳ khoảng thời gian nào.

Các hệ thống điều khiển cho phép thực hiện chức năng giám sát và điều khiển từ xa được gọi là hệ thống quản lý tòa nhà hoặc hệ thống điều phối.

Các hệ thống sau đây có thể được gửi đi:

Cung cấp điện và chiếu sáng;

Thiết bị chữa cháy và phương tiện chữa cháy;

Thông gió và điều hòa không khí;

Cung cấp nước nóng và sưởi ấm;

Hệ thống thoát nước và thoát nước;

Các điểm và trạm phân phối khí.

Cần lưu ý rằng hệ thống điều độ là một cấu trúc thượng tầng đối với tự động hóa cục bộ, vì nhiệm vụ chính của việc quản lý kỹ thuật là

thiết bị sẽ được thực hiện bất kể hoạt động của hệ thống

điều động.

Truyền thông giữa các thành phần hệ thống có thể được thực hiện bằng nhiều công nghệ khác nhau, sử dụng nhiều loại giao diện truyền thông khác nhau - cả có dây và không dây.

Ưu điểm đáng kể của hệ thống điều phối là hỗ trợ một số giao diện truyền thông (giao thức) và trong trường hợp sử dụng chung với thiết bị của các nhà sản xuất khác, có khả năng mở rộng hệ thống hơn nữa mà không bị ràng buộc với thiết bị cụ thể.

Thông thường, thông tin về các sự kiện cần được chú ý và

Phản ứng nhanh chóng của nhân viên dịch vụ, ngoài trung tâm điều khiển, còn tiếp cận những người trực tiếp bảo trì hệ thống, những người không phải lúc nào cũng có máy tính cá nhân bên mình. Trong trường hợp này, ngoài việc truyền dữ liệu đến trung tâm điều khiển, thông tin qua SMS có thể được truyền trực tiếp đến điện thoại di động.

Một hệ thống điều phối chính thức thường bao gồm ngay một máy chủ điều phối - một máy tính chuyên dụng đặc biệt được cài đặt hệ thống SCADA.

SCADA là từ viết tắt của Thu thập dữ liệu kiểm soát giám sát. SCADA là phần mềm thực hiện các chức năng sau:

Thu thập dữ liệu về tình trạng thiết bị kỹ thuật từ bộ điều khiển của bảng tự động hóa cục bộ;

Lưu trữ và hiển thị thông tin về hoạt động của thiết bị trong toàn bộ thời gian hoạt động;

Thông báo cho nhân viên dịch vụ về các sự kiện cần chú ý qua e-mail, SMS hoặc fax;

Truy cập để điều khiển và quản lý thiết bị thông qua mạng cục bộ của cơ sở, qua Internet, v.v.

Một máy chủ điều phối có cài đặt hệ thống SCADA trên đó thường được gọi là “cấp cao nhất”.

Hệ thống SCADA có khả năng mở rộng/kết hợp với các hệ thống điều khiển khác.

2.2 Cấu trúc chức năng của SCADA.

Thiết bị đầu cuối từ xa (RTU). Các kênh truyền thông (CS). Tháp điều khiển (MTU). hệ điều hành. Phần mềm ứng dụng. Điểm kiểm soát trung tâm.

Kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu SCADA là phương pháp chính và hiện vẫn là phương pháp điều khiển tự động hứa hẹn nhất đối với các hệ thống (quy trình) động phức tạp trong các lĩnh vực quan trọng và quan trọng theo quan điểm về an toàn và độ tin cậy. Dựa trên các nguyên tắc điều khiển điều phối mà các hệ thống tự động lớn được xây dựng trong các lĩnh vực công nghiệp và năng lượng, giao thông, vũ trụ và quân sự cũng như trong các cơ quan chính phủ khác nhau.

Trong 10-15 năm qua, sự quan tâm đến vấn đề xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu và kiểm soát điều phối hiệu quả và có độ tin cậy cao đã tăng mạnh ở nước ngoài. Một mặt, điều này là do sự tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực công nghệ máy tính, phần mềm và viễn thông, giúp tăng cường khả năng và mở rộng phạm vi ứng dụng của các hệ thống tự động. Mặt khác, sự phát triển của công nghệ thông tin, mức độ tự động hóa ngày càng tăng và sự phân bổ lại chức năng giữa con người và thiết bị đã làm trầm trọng thêm vấn đề tương tác giữa người vận hành con người và hệ thống điều khiển. Điều tra và phân tích phần lớn các vụ tai nạn, sự cố trong ngành hàng không, giao thông đường bộ, đường thủy, công nghiệp và năng lượng, trong đó có một số vụ gây ra hậu quả thảm khốc, cho thấy trong những năm 60, lỗi của con người là nguyên nhân ban đầu chỉ gây ra 20% số vụ việc (80). %, do trục trặc và hỏng hóc về công nghệ), thì vào những năm 90, tỷ lệ yếu tố con người đã tăng lên 80%, và do sự cải tiến không ngừng của công nghệ và độ tin cậy của thiết bị và máy móc điện tử ngày càng tăng, tỷ lệ này có thể tăng thêm (Hình 1)

Hình.1. Xu hướng nguyên nhân gây ra tai nạn trong các hệ thống tự động phức tạp

Lý do chính cho những xu hướng như vậy là do cách tiếp cận truyền thống cũ trong việc xây dựng các hệ thống điều khiển tự động phức tạp, thường được sử dụng ngày nay: tập trung chủ yếu vào việc sử dụng các thành tựu kỹ thuật (công nghệ) mới nhất, mong muốn tăng mức độ tự động hóa và chức năng của hệ thống, đồng thời, đánh giá thấp nhu cầu xây dựng giao diện người-máy hiệu quả (Giao diện người-máy HMI), tức là. giao diện hướng tới người dùng (người vận hành). Không phải ngẫu nhiên mà cụ thể trong 15 năm qua, tức là. Thời kỳ xuất hiện của các công cụ tính toán mạnh mẽ, nhỏ gọn và rẻ tiền đã đánh dấu đỉnh cao nghiên cứu ở Hoa Kỳ về các vấn đề liên quan đến yếu tố con người trong các hệ thống điều khiển, bao gồm tối ưu hóa kiến ​​trúc và giao diện HMI của các hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu.

Việc nghiên cứu các tài liệu về vấn đề xây dựng hệ thống kiểm soát điều độ hiệu quả và đáng tin cậy cho thấy sự cần thiết phải sử dụng một cách tiếp cận mới khi phát triển các hệ thống đó: thiết kế lấy con người làm trung tâm (hoặc từ trên xuống, từ trên xuống), tức là thiết kế lấy con người làm trung tâm. tập trung chủ yếu vào con người vận hành (người điều phối) và các nhiệm vụ của anh ta, thay vì cách làm truyền thống và được sử dụng rộng rãi lấy phần cứng làm trung tâm (hoặc từ dưới lên, từ dưới lên), trong đó, khi xây dựng hệ thống, người ta chú ý chính đến việc lựa chọn và phát triển các phương tiện kỹ thuật (thiết bị và phần mềm). Việc sử dụng một cách tiếp cận mới trong phát triển hàng không và không gian thực cũng như các thử nghiệm so sánh các hệ thống tại Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA), Hoa Kỳ, đã khẳng định tính hiệu quả của nó, cho phép tăng năng suất của người vận hành, giảm các lỗi thủ tục ở mức độ lớn. và giảm các lỗi nghiêm trọng (không thể sửa được) xuống 0. ) lỗi của người vận hành.

SCADA là quá trình thu thập thông tin theo thời gian thực từ các điểm (đối tượng) từ xa để xử lý, phân tích và quản lý các đối tượng từ xa. Yêu cầu xử lý theo thời gian thực là do nhu cầu gửi (phát hành) tất cả các sự kiện (tin nhắn) và dữ liệu cần thiết đến giao diện trung tâm của người vận hành (người điều phối). Đồng thời, khái niệm thời gian thực cũng khác nhau đối với các hệ thống SCADA khác nhau.

Nguyên mẫu của hệ thống SCADA hiện đại trong giai đoạn đầu phát triển hệ thống điều khiển tự động là hệ thống đo từ xa và báo động.

Tất cả các hệ thống SCADA hiện đại bao gồm ba thành phần cấu trúc chính (xem Hình 2) Thiết bị đầu cuối từ xa (RTU) - một thiết bị đầu cuối từ xa xử lý tác vụ (điều khiển) trong thời gian thực. Phạm vi triển khai của nó rất rộng, từ các cảm biến nguyên thủy thu thập thông tin từ một đối tượng đến các hệ thống máy tính có khả năng chịu lỗi đa bộ xử lý chuyên dụng xử lý thông tin và kiểm soát trong thời gian thực cứng. Việc triển khai cụ thể của nó được xác định bởi ứng dụng cụ thể. Việc sử dụng các thiết bị xử lý thông tin ở mức độ thấp giúp giảm yêu cầu về băng thông cho các kênh liên lạc với trung tâm điều khiển trung tâm.

Cơm. 2. Các thành phần cấu trúc chính của hệ thống SCADA

Thiết bị đầu cuối chính (MTU), trung tâm điều khiển trạm chủ (MS) (thiết bị đầu cuối chính); thực hiện xử lý và kiểm soát dữ liệu cấp cao, thường là trong thời gian thực mềm (gần như); Một trong những chức năng chính là cung cấp giao diện giữa người vận hành và hệ thống (HMI, MMI). Tùy thuộc vào hệ thống cụ thể, MTU có thể được triển khai dưới nhiều hình thức khác nhau, từ một máy tính duy nhất với các thiết bị bổ sung kết nối với các kênh liên lạc đến các hệ thống máy tính lớn (máy tính lớn) và/hoặc máy trạm và máy chủ được tích hợp vào mạng cục bộ. Theo quy định, khi xây dựng MTU, nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng để tăng độ tin cậy và bảo mật của hệ thống.

Hệ thống truyền thông (CS) là hệ thống truyền thông (các kênh liên lạc) cần thiết để truyền dữ liệu từ các điểm từ xa (đối tượng, thiết bị đầu cuối) đến giao diện trung tâm của người vận hành-điều phối và truyền tín hiệu điều khiển đến RTU (hoặc một đối tượng ở xa, tùy thuộc vào thiết kế cụ thể của hệ thống).

Cấu trúc chức năng của SCADA

Có hai loại điều khiển đối tượng từ xa trong SCADA: tự động và do người vận hành hệ thống khởi tạo.

Sheridan (Hình 3) đã xác định bốn thành phần chức năng chính của hệ thống thu thập dữ liệu và kiểm soát giám sát: người vận hành con người, máy tính tương tác với con người, máy tính tương tác với một nhiệm vụ (đối tượng), một nhiệm vụ (đối tượng điều khiển) và cũng được xác định năm chức năng của người vận hành con người trong bộ điều phối hệ thống và mô tả chúng như một tập hợp các vòng lặp lồng nhau trong đó người vận hành.


Cơm. 3. Các thành phần cấu trúc chính của hệ thống SCADA

Lập kế hoạch những bước tiếp theo cần thực hiện; huấn luyện (chương trình) hệ thống máy tính cho các hành động tiếp theo; giám sát kết quả vận hành (bán) tự động của hệ thống; can thiệp vào quy trình trong trường hợp xảy ra các sự kiện quan trọng khi quá trình tự động hóa không thể đối phó hoặc nếu cần điều chỉnh (điều chỉnh) các tham số quy trình; vừa học vừa làm (có được kinh nghiệm).

Sự đại diện này của SCADA là cơ sở cho việc phát triển các phương pháp hiện đại để xây dựng hệ thống điều độ hiệu quả.

2.3 Đặc điểm của SCADA như một quy trình quản lý

Các lĩnh vực ứng dụng của hệ thống SCADA

Các lĩnh vực ứng dụng chính của hệ thống điều độ điều độ (theo nguồn tin nước ngoài) là:

Quản lý truyền tải và phân phối điện;

Sản xuất công nghiệp;

Sản xuất điện;

Lấy nước, xử lý và phân phối nước;

Sản xuất, vận chuyển và phân phối dầu khí;

Quản lý vận tải (tất cả các loại hình vận tải: hàng không, tàu điện ngầm, đường sắt, đường bộ, đường thủy);

Viễn thông;

Khu quân sự.

Hiện nay, ở các nước phát triển, việc áp dụng các hệ thống điều khiển tự động hiện có mới và hiện đại hóa đang gia tăng thực sự trong các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế; Trong phần lớn các trường hợp, các hệ thống này được xây dựng dựa trên nguyên tắc kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu. Đặc điểm là trong lĩnh vực công nghiệp (trong các ngành công nghiệp sản xuất và khai thác mỏ, năng lượng, v.v.), việc hiện đại hóa các cơ sở sản xuất hiện có bằng hệ thống SCADA thế hệ mới thường được nhắc đến nhiều nhất.


Hệ thống điều khiển cục bộ

Hệ thống cục bộ là một bộ thiết bị được thiết kế để quản lý, bảo vệ, điều khiển, giám sát, thu thập và truyền tải các thông số công nghệ của thiết bị kỹ thuật cục bộ.

Các hệ thống cục bộ là các hệ thống hoàn toàn độc lập và có thể hoạt động theo chu trình riêng của chúng mà không cần tương tác với các hệ thống “cấp cao nhất”.

Hệ thống bao gồm các thành phần sau:

Cảm biến;

Bộ điều khiển/bộ điều khiển cục bộ;

Thiết bị điều hành.

Cảm biến được thiết kế để cung cấp cho bộ điều khiển những thông tin cần thiết về tình trạng của thiết bị. Có hai loại cảm biến: rời rạc (rơle), chỉ có thể truyền thông tin thuộc loại “Bình thường”, “Độ lệch” và analog - truyền giá trị hiện tại của tham số. Bộ điều khiển cục bộ là một công cụ phổ biến để xử lý và phân tích thông tin từ các cảm biến cũng như quản lý, giám sát và lưu trữ thông tin về trạng thái của thiết bị. Bộ điều khiển được sử dụng có thể được cấu hình tự do, trong đó các sơ đồ cụ thể cho ứng dụng và làm việc với thiết bị kỹ thuật đã được quy định hoặc có thể được lập trình tự do, trong đó có thể lập trình bất kỳ thuật toán nào cho hoạt động của thiết bị.

Nhiệm vụ chính của bộ truyền động là điều khiển/thay đổi các thông số vận hành của thiết bị kỹ thuật. Theo mục đích của chúng, bộ truyền động có thể điều chỉnh hoặc bảo vệ.

Trung tâm điều khiển trung tâm

Trung tâm điều phối trung tâm (sau đây gọi là CCC) là tổ hợp phần cứng và phần mềm thực hiện các chức năng thu thập, xử lý và truyền tất cả các thông tin cần thiết để vận hành an toàn và đáng tin cậy các cơ sở được lắp đặt hệ thống cục bộ.

Trung tâm Điều phối Trung tâm được thiết kế để:

1. Phòng ngừa và xác định từ xa nguyên nhân gây ra tai nạn hoặc hỏng hóc.

Việc gửi đi cho phép bạn ngăn ngừa trường hợp khẩn cấp hoặc hư hỏng thiết bị đã lắp đặt. Nếu thông số của thiết bị xử lý vượt quá thông số, hệ thống sẽ phản hồi kịp thời về sai lệch và tùy theo mức độ ưu tiên của sự cố sẽ truyền về trung tâm điều khiển thông báo về sai lệch tham số kèm khả năng chặn sự cố. các phần tử hoặc tắt chúng đi. Nếu tai nạn xảy ra, đội vận hành sẽ đến hiện trường và biết rõ điều gì đã xảy ra và tại sao, cùng với các công cụ, phụ tùng và linh kiện cần thiết. Cuối cùng, điều này sẽ ảnh hưởng đến tốc độ xử lý sự cố.

2. Hỗ trợ nhân viên phục vụ đưa ra các quyết định vận hành.

Việc điều phối cho phép bạn tránh những hành động vội vàng của nhân viên và lập kế hoạch chính xác từ xa cho một loạt các hoạt động vận hành của nhân viên trạm trước khi đội dịch vụ đến.

3. Giảm thiểu ảnh hưởng của yếu tố con người trong trường hợp khẩn cấp. Khi có báo động xảy ra, nhân viên thường hành động vội vàng để ngăn chặn tai nạn và nếu không xác định chính xác nguyên nhân có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng và gián đoạn lâu dài.

4. Kế toán các nguồn năng lượng tiêu thụ. Tổ hợp này được thiết kế để ghi lại, lưu trữ và truyền thông tin theo thời gian thực về việc tiêu thụ khí đốt tự nhiên, nhiệt, nước nóng, lạnh và điện. EXO4 là phần mềm hệ thống điều phối. EXO4 có giao diện người dùng đồ họa. Tất cả các cài đặt và lệnh được thực hiện bằng bàn phím và chuột.

Phần mềm chỉ được cung cấp cùng với khóa phần cứng tương ứng, được thiết kế dưới dạng khóa USB hoặc thẻ được cắm vào khe cắm PCI còn trống trên máy tính.

EXO4 và hệ thống EXO thực hiện các chức năng sau:

Trực quan hóa động các đối tượng và quy trình;

Quản lý và giám sát các đối tượng;

Đọc báo động và dữ liệu từ xa;

Hệ thống nhiều người dùng với cơ cấu phân quyền và quản lý

bởi người dùng;

Đăng ký và quản lý sự kiện;

Theo dõi tai nạn và tình trạng (4 cấp độ ưu tiên khẩn cấp);

Tạo các báo cáo và báo cáo về tai nạn và trục trặc;

Xác nhận, chặn và bỏ chặn các tin nhắn khẩn cấp;

Hỗ trợ âm thanh và hình ảnh của các thông báo khẩn cấp;

Chuyển hướng tin nhắn cảnh báo tới một hoặc nhiều máy in trong

tùy theo thời gian và (hoặc) sự kiện;

Xây dựng đồ thị và xu hướng (điểm) theo thời gian thực;

Quản lý dữ liệu và lưu trữ;

Truyền thông mạng sử dụng công nghệ client-server và hỗ trợ nhiều loại

giao thức;

Chú giải công cụ;

Các chương trình tạm thời;

Giao diện đa cửa sổ;

Quản lý cơ sở dữ liệu;

Hỗ trợ các thiết bị truyền dữ liệu có dây và không dây;

Tự động chuyển sang thời gian mùa đông và mùa hè;

Đồng bộ hóa hệ thống.

Người dùng được cung cấp giao diện đồ họa trực quan, thuận tiện. Việc quản lý và trực quan hóa tất cả các thiết bị kỹ thuật có thể được thực hiện bằng cách sử dụng sơ đồ ghi nhớ và với sự trợ giúp của hoạt ảnh, đồ thị, sử dụng ảnh và biểu đồ.

Đường dây thông tin liên lạc

Khái niệm đường dây liên lạc đề cập đến các hệ thống truyền và nhận thông tin bằng các phương tiện kỹ thuật khác nhau.

Tùy thuộc vào phương pháp truyền thông tin, có sự phân biệt giữa liên lạc điện thoại cố định có dây (thông qua việc truyền các gói thông tin qua đường dây điện thoại) và liên lạc vô tuyến di động (thông qua tín hiệu vô tuyến).

Dịch vụ điện thoại có dây được cung cấp bởi cả các công ty nhà nước và một số nhà khai thác thương mại.

Khi sử dụng liên lạc có dây, giải pháp tối ưu là sử dụng các kênh liên lạc an toàn hay còn gọi là kênh VPN. Thông tin được truyền qua các kênh như vậy được mã hóa bằng phần cứng đặc biệt và người dùng bên thứ ba không thể sử dụng. Cũng có thể bảo vệ các kênh bằng cách chỉ sử dụng liên lạc giữa các điểm cuối của kênh. Có ba tùy chọn kết nối: sử dụng đường Ethernet chuyên dụng hoặc kết nối ADSL băng thông rộng (sử dụng Internet) và qua kết nối điện thoại quay số bằng modem điện thoại. Mỗi tùy chọn trên phụ thuộc vào khả năng kỹ thuật của nhà điều hành ở một khu vực cụ thể.


Dịch vụ vô tuyến di động được cung cấp độc quyền bởi các nhà khai thác thương mại. Các phương thức truyền dữ liệu tương tự như truyền có dây với điểm khác biệt duy nhất là thay vì kết nối quay số, các trạm cơ sở của nhà điều hành dịch vụ được sử dụng. Đồng thời, có thể đặt mua một lượng thông tin nhận và truyền nhất định theo tháng dương lịch hoặc thanh toán khi sử dụng cho mỗi tháng cung cấp dịch vụ.

Khi chọn nhà cung cấp dịch vụ liên lạc, bạn cần biết liệu nhà điều hành có đầy đủ các giấy phép và giấy phép cho tất cả các loại hoạt động được thực hiện hay không, đồng thời có chứng chỉ phù hợp cho tất cả các hệ thống và thiết bị liên lạc được cung cấp hay không.


2.4 Xu hướng phát triển các phương tiện kỹ thuật của hệ thống điều độ điều độ

Xu hướng chung

Tiến bộ trong lĩnh vực công nghệ thông tin đã dẫn đến sự phát triển của cả 3 thành phần cấu trúc chính của hệ thống điều khiển và thu thập dữ liệu RTU, MTU, CS, giúp tăng cường đáng kể khả năng của chúng; Như vậy, số lượng điểm từ xa được điều khiển trong hệ thống SCADA hiện đại có thể lên tới 100.000.

Xu hướng chính trong việc phát triển các phương tiện kỹ thuật (phần cứng và phần mềm) của SCADA là chuyển sang các hệ thống mở hoàn toàn. Kiến trúc mở cho phép bạn lựa chọn độc lập các thành phần hệ thống khác nhau từ các nhà sản xuất khác nhau; kết quả là tăng cường chức năng, bảo trì dễ dàng hơn và giảm chi phí cho hệ thống SCADA.

Thiết bị đầu cuối từ xa (RTU)

Xu hướng chính trong việc phát triển thiết bị đầu cuối từ xa là tăng tốc độ xử lý và tăng cường khả năng trí tuệ của chúng. Các thiết bị đầu cuối hiện đại được xây dựng trên nền tảng công nghệ vi xử lý, hoạt động dưới sự điều khiển của hệ điều hành thời gian thực, nếu cần thiết sẽ được kết hợp thành mạng và tương tác trực tiếp hoặc thông qua mạng với các cảm biến điện tử thông minh của đối tượng được điều khiển và cấp trên. máy tính cấp độ.

Việc triển khai RTU cụ thể phụ thuộc vào ứng dụng. Đây có thể là các máy tính chuyên dụng (on-board), bao gồm hệ thống đa bộ xử lý, máy vi tính thông thường hoặc máy tính cá nhân (PC); Đối với hệ thống công nghiệp và giao thông, có hai hướng cạnh tranh trong công nghệ RTU: PC công nghiệp (công nghiệp) và bộ điều khiển logic khả trình (trong bản dịch tiếng Nga thuật ngữ bộ điều khiển công nghiệp thường được sử dụng) PLC.

Theo quy định, máy tính công nghiệp là phần mềm tương thích với các máy PC thương mại thông thường, nhưng được điều chỉnh để phù hợp với các điều kiện vận hành khắc nghiệt, theo nghĩa đen là để lắp đặt trong sản xuất, nhà xưởng, trạm nén khí, v.v. Sự thích ứng không chỉ áp dụng cho thiết kế mà còn cho kiến ​​trúc và mạch điện, vì những thay đổi về nhiệt độ môi trường dẫn đến sự sai lệch trong các thông số điện. Là thiết bị giao diện với đối tượng điều khiển, các hệ thống này được trang bị thêm thẻ mở rộng (bộ điều hợp), trong đó có rất nhiều loại trên thị trường từ nhiều nhà sản xuất khác nhau (cũng như chính các nhà cung cấp PC công nghiệp). Windows NT ngày càng được sử dụng làm hệ điều hành trong các PC công nghiệp hoạt động như thiết bị đầu cuối từ xa, bao gồm nhiều tiện ích mở rộng thời gian thực khác nhau được phát triển đặc biệt cho hệ điều hành này (xem bên dưới để biết thêm chi tiết).

Bộ điều khiển công nghiệp (PLC) là các thiết bị điện toán chuyên dụng được thiết kế để điều khiển các quá trình (đối tượng) trong thời gian thực. Bộ điều khiển công nghiệp có lõi tính toán và mô-đun đầu vào/đầu ra nhận thông tin (tín hiệu) từ cảm biến, công tắc, bộ chuyển đổi, thiết bị và bộ điều khiển khác, đồng thời điều khiển một quá trình hoặc đối tượng bằng cách phát tín hiệu điều khiển đến bộ truyền động, van, công tắc và bộ truyền động khác. Các PLC hiện đại thường được nối mạng (RS-485, Ethernet, nhiều loại bus công nghiệp khác nhau) và phần mềm được phát triển cho chúng cho phép chúng được lập trình và điều khiển ở dạng thuận tiện cho người vận hành thông qua máy tính đặt ở cấp cao nhất của SCADA hệ thống trong phòng điều khiển (MTU). Nghiên cứu thị trường PLC đã chỉ ra rằng các bộ điều khiển của Siemens, Fanuc Automation (General Electric), Allen-Bradley (Rockwell) và Mitsubishi có kiến ​​trúc, phần mềm và chức năng phát triển nhất. Cũng được quan tâm là các sản phẩm của MICROSYSTEMS KIỂM SOÁT, bộ điều khiển công nghiệp cho hệ thống giám sát và điều khiển cho các mỏ dầu khí, đường ống, trạm biến áp điện, cấp nước đô thị, xử lý nước thải và kiểm soát ô nhiễm môi trường.

Rất nhiều tài liệu và nghiên cứu về tự động hóa công nghiệp được dành cho sự cạnh tranh giữa hai lĩnh vực PC và PLC; Mỗi tác giả đưa ra một số lượng lớn các lập luận ủng hộ và phản đối từng hướng đi. Tuy nhiên, một xu hướng chính có thể được xác định: khi cần tăng độ tin cậy và kiểm soát thời gian thực cứng, PLC sẽ được sử dụng. Điều này chủ yếu liên quan đến các ứng dụng trong các hệ thống hỗ trợ sự sống (ví dụ, cấp nước, điện), hệ thống giao thông, năng lượng và các doanh nghiệp công nghiệp gây ra nguy cơ môi trường ngày càng tăng. Các ví dụ bao gồm việc sử dụng PLC Simatic (Siemens) để điều khiển nguồn điện của đường ray đơn ở Đức hoặc sử dụng bộ điều khiển Allen-Bradley (Rockwell) để hiện đại hóa hệ thống điều khiển điều hòa không khí và thông gió khẩn cấp đã lỗi thời tại Nhà máy Plutonium 4 ở Los Alamos. . Phần cứng PLC cho phép bạn xây dựng hiệu quả các hệ thống có khả năng chịu lỗi cho các ứng dụng quan trọng dựa trên nhiều dự phòng. PC công nghiệp được sử dụng chủ yếu trong các lĩnh vực ít quan trọng hơn (ví dụ: trong ngành công nghiệp ô tô, hiện đại hóa sản xuất của General Motors), mặc dù có những ví dụ về các ứng dụng quan trọng hơn (tàu điện ngầm Warsaw, điều khiển tàu hỏa). Theo các chuyên gia, việc xây dựng hệ thống dựa trên PLC thường là lựa chọn ít tốn kém hơn so với máy tính công nghiệp.

Kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu SCADA là phương pháp chính và hiện vẫn là phương pháp điều khiển tự động hứa hẹn nhất đối với các hệ thống (quy trình) động phức tạp trong các lĩnh vực quan trọng và quan trọng theo quan điểm về an toàn và độ tin cậy. Dựa trên các nguyên tắc điều khiển điều phối mà các hệ thống tự động lớn được xây dựng trong các lĩnh vực công nghiệp và năng lượng, giao thông, vũ trụ và quân sự cũng như trong các cơ quan chính phủ khác nhau.

Trong 10-15 năm qua, sự quan tâm đến các vấn đề xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu và kiểm soát điều phối hiệu quả và có độ tin cậy cao đã tăng mạnh ở nước ngoài. Một mặt, điều này là do sự tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực công nghệ máy tính, phần mềm và viễn thông, giúp tăng cường khả năng và mở rộng phạm vi ứng dụng của các hệ thống tự động. Mặt khác, sự phát triển của công nghệ thông tin, mức độ tự động hóa ngày càng tăng và sự phân bổ lại chức năng giữa con người và thiết bị đã làm trầm trọng thêm vấn đề tương tác giữa người vận hành con người và hệ thống điều khiển. Điều tra và phân tích phần lớn các vụ tai nạn, sự cố trong ngành hàng không, giao thông đường bộ, đường thủy, công nghiệp và năng lượng, trong đó có một số vụ gây ra hậu quả thảm khốc, cho thấy trong những năm 60, lỗi của con người là nguyên nhân ban đầu chỉ gây ra 20% số vụ việc (80). %, do trục trặc và hỏng hóc về công nghệ), thì vào những năm 90, tỷ lệ yếu tố con người đã tăng lên 80%, và do sự cải tiến không ngừng của công nghệ và độ tin cậy của thiết bị và máy móc điện tử ngày càng tăng, tỷ lệ này có thể tăng lên.

Lý do chính cho những xu hướng như vậy là do cách tiếp cận truyền thống cũ trong việc xây dựng các hệ thống điều khiển tự động phức tạp, thường được sử dụng ngày nay: tập trung chủ yếu vào việc sử dụng các thành tựu kỹ thuật (công nghệ) mới nhất, mong muốn tăng mức độ tự động hóa và chức năng của hệ thống, đồng thời, đánh giá thấp nhu cầu xây dựng giao diện người-máy hiệu quả (Giao diện người-máy HMI), tức là. giao diện hướng tới người dùng (người vận hành). Không phải ngẫu nhiên mà cụ thể trong 15 năm qua, tức là. Thời kỳ xuất hiện của các công cụ tính toán mạnh mẽ, nhỏ gọn và rẻ tiền đã đánh dấu đỉnh cao nghiên cứu ở Hoa Kỳ về các vấn đề liên quan đến yếu tố con người trong các hệ thống điều khiển, bao gồm tối ưu hóa kiến ​​trúc và giao diện HMI của các hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu.

Việc nghiên cứu các tài liệu về vấn đề xây dựng hệ thống kiểm soát điều độ hiệu quả và đáng tin cậy cho thấy sự cần thiết phải sử dụng một cách tiếp cận mới khi phát triển các hệ thống đó: thiết kế lấy con người làm trung tâm (hoặc từ trên xuống, từ trên xuống), tức là thiết kế lấy con người làm trung tâm. tập trung chủ yếu vào con người vận hành (người điều phối) và các nhiệm vụ của anh ta, thay vì cách làm truyền thống và được sử dụng rộng rãi lấy phần cứng làm trung tâm (hoặc từ dưới lên, từ dưới lên), trong đó, khi xây dựng hệ thống, người ta chú ý chính đến việc lựa chọn và phát triển các phương tiện kỹ thuật (thiết bị và phần mềm). Việc sử dụng một cách tiếp cận mới trong phát triển hàng không và không gian thực cũng như các thử nghiệm so sánh các hệ thống tại Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA), Hoa Kỳ, đã khẳng định tính hiệu quả của nó, cho phép tăng năng suất của người vận hành, giảm các lỗi thủ tục ở mức độ lớn. và giảm các lỗi nghiêm trọng (không thể sửa được) xuống bằng 0. lỗi của người vận hành.

Định nghĩa và cấu trúc chung của SCADA

SCADA là quá trình thu thập thông tin theo thời gian thực từ các điểm (đối tượng) từ xa để xử lý, phân tích và quản lý các đối tượng từ xa. Yêu cầu xử lý theo thời gian thực là do nhu cầu gửi (phát hành) tất cả các sự kiện (tin nhắn) và dữ liệu cần thiết đến giao diện trung tâm của người vận hành (người điều phối). Đồng thời, khái niệm thời gian thực cũng khác nhau đối với các hệ thống SCADA khác nhau.

Nguyên mẫu của hệ thống SCADA hiện đại trong giai đoạn đầu phát triển hệ thống điều khiển tự động là hệ thống đo từ xa và báo động.

Tất cả các hệ thống SCADA hiện đại đều bao gồm ba thành phần cấu trúc chính:

Thiết bị đầu cuối từ xa (RTU) một thiết bị đầu cuối từ xa xử lý một tác vụ (điều khiển) trong thời gian thực. Phạm vi triển khai của nó rất rộng, từ các cảm biến nguyên thủy thu thập thông tin từ một đối tượng đến các hệ thống máy tính có khả năng chịu lỗi đa bộ xử lý chuyên dụng xử lý thông tin và kiểm soát trong thời gian thực cứng. Việc triển khai cụ thể của nó được xác định bởi ứng dụng cụ thể. Việc sử dụng các thiết bị xử lý thông tin ở mức độ thấp giúp giảm yêu cầu về băng thông cho các kênh liên lạc với trung tâm điều khiển trung tâm.

Thiết bị đầu cuối chính (MTU), Trạm chủ (MS) trung tâm điều khiển (nhà ga chính); thực hiện xử lý và kiểm soát dữ liệu cấp cao, thường là trong thời gian thực mềm (gần như); Một trong những chức năng chính là cung cấp giao diện giữa người vận hành và hệ thống (HMI, MMI). Tùy thuộc vào hệ thống cụ thể, MTU có thể được triển khai dưới nhiều hình thức khác nhau, từ một máy tính duy nhất với các thiết bị bổ sung kết nối với các kênh liên lạc đến các hệ thống máy tính lớn (máy tính lớn) và/hoặc máy trạm và máy chủ được tích hợp vào mạng cục bộ. Theo quy định, khi xây dựng MTU, nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng để tăng độ tin cậy và bảo mật của hệ thống.

Hệ thống thông tin liên lạc (CS) một hệ thống liên lạc (các kênh liên lạc) là cần thiết để truyền dữ liệu từ các điểm từ xa (đối tượng, thiết bị đầu cuối) đến giao diện trung tâm của người vận hành-điều phối và truyền tín hiệu điều khiển đến RTU (hoặc một đối tượng từ xa, tùy thuộc vào thiết kế cụ thể của hệ thống ).

Cấu trúc chức năng của SCADA

Có hai loại quản lý đối tượng từ xa trong SCADA:

  • tự động,
  • do người vận hành hệ thống khởi xướng.

Có bốn thành phần chức năng chính của hệ thống thu thập dữ liệu và kiểm soát giám sát:

  • người vận hành con người,
  • máy tính tương tác của con người,
  • tương tác của máy tính với một tác vụ (đối tượng),
  • nhiệm vụ (đối tượng điều khiển).

Chức năng của người vận hành con người trong hệ thống điều khiển giám sát, dưới dạng một tập hợp các vòng lặp lồng nhau trong đó người vận hành:

  • lên kế hoạch những bước tiếp theo cần thực hiện;
  • huấn luyện (chương trình) hệ thống máy tính cho các hành động tiếp theo;
  • giám sát kết quả vận hành (bán) tự động của hệ thống;
  • can thiệp vào quy trình trong trường hợp xảy ra các sự kiện quan trọng khi quá trình tự động hóa không thể đối phó hoặc nếu cần điều chỉnh (điều chỉnh) các tham số quy trình;
  • vừa học vừa làm (có được kinh nghiệm).

Sự đại diện này của SCADA là cơ sở cho việc phát triển các phương pháp hiện đại để xây dựng hệ thống điều độ hiệu quả.

Đặc điểm của SCADA như một quá trình điều khiển

Đặc điểm của quy trình điều khiển trong hệ thống điều độ hiện đại:

  • Quy trình SCADA được sử dụng trong các hệ thống yêu cầu sự có mặt của con người (người vận hành, người điều phối);
  • quy trình SCADA được phát triển cho các hệ thống trong đó bất kỳ tác động không chính xác nào cũng có thể dẫn đến hỏng hóc (mất) đối tượng điều khiển hoặc thậm chí là hậu quả thảm khốc;
  • người vận hành thường chịu trách nhiệm chung về việc điều khiển hệ thống, trong điều kiện bình thường, đôi khi chỉ cần điều chỉnh các thông số để đạt được hiệu suất tối ưu;
  • sự tham gia tích cực của người vận hành vào quá trình kiểm soát xảy ra không thường xuyên và vào những thời điểm không thể đoán trước, thường là trong trường hợp xảy ra các sự kiện nghiêm trọng (hỏng hóc, tình huống khẩn cấp, v.v.);
  • hành động của người vận hành trong các tình huống quan trọng có thể bị giới hạn nghiêm ngặt về thời gian (vài phút hoặc thậm chí vài giây).

Yêu cầu cơ bản đối với hệ thống điều khiển điều độ

Các yêu cầu cơ bản sau đây áp dụng cho hệ thống SCADA:

  • độ tin cậy của hệ thống (công nghệ và chức năng);
  • an ninh quản lý;
  • độ chính xác của việc xử lý và trình bày dữ liệu;
  • dễ dàng mở rộng hệ thống.

Các yêu cầu về bảo mật và độ tin cậy để điều khiển trong SCADA bao gồm:

  • không một lỗi thiết bị nào có thể gây ra hành động (lệnh) đầu ra sai cho đối tượng điều khiển;
  • không có lỗi vận hành nào có thể gây ra hành động (lệnh) đầu ra sai cho đối tượng điều khiển;
  • mọi thao tác điều khiển phải trực quan, thuận tiện cho người vận hành (điều phối viên).

Các lĩnh vực ứng dụng của hệ thống SCADA

Các lĩnh vực ứng dụng chính của hệ thống điều độ điều độ (theo nguồn tin nước ngoài) là:

  • quản lý truyền tải và phân phối điện;
  • sản xuất công nghiệp;
  • sản xuất điện;
  • lấy nước, xử lý và phân phối nước;
  • sản xuất, vận chuyển và phân phối dầu khí;
  • quản lý các vật thể không gian;
  • quản lý vận tải (tất cả các loại hình vận tải: hàng không, tàu điện ngầm, đường sắt, đường bộ, đường thủy);
  • viễn thông;
  • khu quân sự.

Hiện nay, ở các nước phát triển, việc áp dụng các hệ thống điều khiển tự động hiện có mới và hiện đại hóa đang gia tăng thực sự trong các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế; Trong phần lớn các trường hợp, các hệ thống này được xây dựng dựa trên nguyên tắc kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu. Đặc điểm là trong lĩnh vực công nghiệp (trong các ngành công nghiệp sản xuất và khai thác mỏ, năng lượng, v.v.), việc hiện đại hóa các cơ sở sản xuất hiện có bằng hệ thống SCADA thế hệ mới thường được nhắc đến nhiều nhất. Hiệu quả của việc áp dụng hệ thống quản lý mới được tính toán tùy theo loại hình doanh nghiệp, từ hàng trăm nghìn đến hàng triệu USD mỗi năm; Ví dụ, đối với một trạm nhiệt trung bình, theo các chuyên gia, là từ 200.000 đến 400.000 đô la. Người ta chú ý nhiều đến việc hiện đại hóa các ngành công nghiệp gây nguy hiểm cho môi trường (doanh nghiệp hóa chất và hạt nhân), cũng như những ngành đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ cuộc sống của các khu dân cư (cấp nước, thoát nước, v.v.). Từ đầu những năm 90, việc nghiên cứu và phát triển chuyên sâu đã bắt đầu ở Hoa Kỳ trong lĩnh vực tạo ra hệ thống điều khiển vận tải mặt đất (phương tiện) tự động ATMS (Hệ thống quản lý giao thông nâng cao).

Xu hướng phát triển các phương tiện kỹ thuật của hệ thống điều độ điều độ

Xu hướng chung

  • Tiến bộ trong lĩnh vực công nghệ thông tin đã dẫn đến sự phát triển của cả 3 thành phần cấu trúc chính của hệ thống điều khiển và thu thập dữ liệu RTU, MTU, CS, giúp tăng cường đáng kể khả năng của chúng; Như vậy, số lượng điểm từ xa được điều khiển trong hệ thống SCADA hiện đại có thể lên tới 100.000.
  • Xu hướng chính trong việc phát triển các phương tiện kỹ thuật (phần cứng và phần mềm) của SCADA là chuyển sang các hệ thống mở hoàn toàn. Kiến trúc mở cho phép bạn lựa chọn độc lập các thành phần hệ thống khác nhau từ các nhà sản xuất khác nhau; kết quả là tăng cường chức năng, bảo trì dễ dàng hơn và giảm chi phí cho hệ thống SCADA.

Thiết bị đầu cuối từ xa (RTU)

  • Xu hướng chính trong việc phát triển thiết bị đầu cuối từ xa là tăng tốc độ xử lý và tăng cường khả năng trí tuệ của chúng. Các thiết bị đầu cuối hiện đại được xây dựng trên nền tảng công nghệ vi xử lý, hoạt động dưới sự điều khiển của hệ điều hành thời gian thực, nếu cần thiết sẽ được kết hợp thành mạng và tương tác trực tiếp hoặc thông qua mạng với các cảm biến điện tử thông minh của đối tượng được điều khiển và cấp trên. máy tính cấp độ.
  • Việc triển khai RTU cụ thể phụ thuộc vào ứng dụng. Đây có thể là các máy tính chuyên dụng (on-board), bao gồm hệ thống đa bộ xử lý, máy vi tính thông thường hoặc máy tính cá nhân (PC); Đối với hệ thống công nghiệp và giao thông, có hai hướng cạnh tranh trong công nghệ RTU: PC công nghiệp (công nghiệp) và bộ điều khiển logic khả trình (trong bản dịch tiếng Nga thuật ngữ bộ điều khiển công nghiệp thường được sử dụng) PLC.

Máy tính công nghiệp Theo quy định, chúng là phần mềm tương thích với các máy PC thương mại thông thường, nhưng được điều chỉnh để phù hợp với các điều kiện vận hành khắc nghiệt, theo nghĩa đen là để lắp đặt trong sản xuất, nhà xưởng, trạm nén khí, v.v. Sự thích ứng không chỉ áp dụng cho thiết kế mà còn cho kiến ​​trúc và mạch điện, vì những thay đổi về nhiệt độ môi trường dẫn đến sự sai lệch trong các thông số điện. Là thiết bị giao diện với đối tượng điều khiển, các hệ thống này được trang bị thêm thẻ mở rộng (bộ điều hợp), trong đó có rất nhiều loại trên thị trường từ nhiều nhà sản xuất khác nhau (cũng như chính các nhà cung cấp PC công nghiệp). Windows NT ngày càng được sử dụng làm hệ điều hành trong các PC công nghiệp hoạt động như thiết bị đầu cuối từ xa, bao gồm nhiều tiện ích mở rộng thời gian thực khác nhau được phát triển đặc biệt cho hệ điều hành này (xem bên dưới để biết thêm chi tiết).

Bộ điều khiển công nghiệp (PLC) là các thiết bị điện toán chuyên dụng được thiết kế để điều khiển các tiến trình (đối tượng) trong thời gian thực. Bộ điều khiển công nghiệp có lõi tính toán và mô-đun đầu vào/đầu ra nhận thông tin (tín hiệu) từ cảm biến, công tắc, bộ chuyển đổi, thiết bị và bộ điều khiển khác, đồng thời điều khiển một quá trình hoặc đối tượng bằng cách phát tín hiệu điều khiển đến bộ truyền động, van, công tắc và bộ truyền động khác. Các PLC hiện đại thường được nối mạng (RS-485, Ethernet, nhiều loại bus công nghiệp khác nhau) và phần mềm được phát triển cho chúng cho phép chúng được lập trình và điều khiển ở dạng thuận tiện cho người vận hành thông qua máy tính đặt ở cấp cao nhất của SCADA hệ thống trong phòng điều khiển (MTU). Nghiên cứu thị trường PLC đã chỉ ra rằng các bộ điều khiển của Siemens, Fanuc Automation (General Electric), Allen-Bradley (Rockwell) và Mitsubishi có kiến ​​trúc, phần mềm và chức năng phát triển nhất. Cũng được quan tâm là các sản phẩm của MICROSYSTEMS KIỂM SOÁT, bộ điều khiển công nghiệp cho hệ thống giám sát và điều khiển cho các mỏ dầu khí, đường ống, trạm biến áp điện, cấp nước đô thị, xử lý nước thải và kiểm soát ô nhiễm môi trường.

Rất nhiều tài liệu và nghiên cứu về tự động hóa công nghiệp được dành cho sự cạnh tranh giữa hai lĩnh vực PC và PLC; Mỗi tác giả đưa ra một số lượng lớn các lập luận ủng hộ và phản đối từng hướng đi. Tuy nhiên, một xu hướng chính có thể được xác định: khi cần tăng độ tin cậy và kiểm soát thời gian thực cứng, PLC sẽ được sử dụng. Điều này chủ yếu liên quan đến các ứng dụng trong các hệ thống hỗ trợ sự sống (ví dụ, cấp nước, điện), hệ thống giao thông, năng lượng và các doanh nghiệp công nghiệp gây ra nguy cơ môi trường ngày càng tăng. Các ví dụ bao gồm việc sử dụng PLC Simatic (Siemens) để điều khiển nguồn điện của đường ray đơn ở Đức hoặc sử dụng bộ điều khiển Allen-Bradley (Rockwell) để hiện đại hóa hệ thống điều khiển điều hòa không khí và thông gió khẩn cấp đã lỗi thời tại Nhà máy Plutonium 4 ở Los Alamos. . Phần cứng PLC cho phép bạn xây dựng hiệu quả các hệ thống có khả năng chịu lỗi cho các ứng dụng quan trọng dựa trên nhiều dự phòng. PC công nghiệp được sử dụng chủ yếu trong các lĩnh vực ít quan trọng hơn (ví dụ: trong ngành công nghiệp ô tô, hiện đại hóa sản xuất của General Motors), mặc dù có những ví dụ về các ứng dụng quan trọng hơn (tàu điện ngầm Warsaw, điều khiển tàu hỏa). Theo các chuyên gia, việc xây dựng hệ thống dựa trên PLC thường là lựa chọn ít tốn kém hơn so với máy tính công nghiệp.

Kênh truyền thông (CS)

Kênh liên lạc cho hệ thống điều độ hiện đại rất đa dạng; việc lựa chọn một giải pháp cụ thể phụ thuộc vào kiến ​​trúc hệ thống, khoảng cách giữa bộ điều khiển (MTU) và RTU, số lượng điểm được kiểm soát, các yêu cầu về thông lượng và độ tin cậy của kênh cũng như tính khả dụng của các đường truyền thông thương mại sẵn có.

Xu hướng phát triển của CS như một thành phần cấu trúc của hệ thống SCADA có thể được coi là việc sử dụng không chỉ nhiều kênh truyền thông chuyên dụng (ISDN, ATM, v.v.) mà còn cả mạng máy tính doanh nghiệp và xe buýt công nghiệp chuyên dụng.

Trong các hệ thống công nghiệp, năng lượng và giao thông hiện đại, xe buýt công nghiệp đã trở nên phổ biến rộng rãi - các kênh liên lạc tốc độ cao chuyên dụng giúp giải quyết hiệu quả vấn đề về độ tin cậy và khả năng chống ồn của các kết nối ở các cấp độ tự động hóa phân cấp khác nhau. Có ba loại xe buýt công nghiệp chính, mô tả mục đích của chúng (vị trí trong hệ thống) và mức độ phức tạp của thông tin được truyền đi: Cảm biến, Thiết bị, Trường. Nhiều loại lốp công nghiệp bao gồm hai hoặc thậm chí cả ba loại.

Trong số nhiều loại xe buýt công nghiệp được sử dụng trên khắp thế giới (khoảng 70 loại được lắp đặt trong các hệ thống khác nhau chỉ riêng ở Đức), cần nhấn mạnh phiên bản công nghiệp của Ethernet và PROFIBUS, phiên bản phổ biến nhất hiện nay và rõ ràng là hứa hẹn nhất. Việc sử dụng các giao thức chuyên biệt trong Ethernet công nghiệp cho phép bạn tránh được tính không xác định vốn có của bus này (do phương thức truy cập thuê bao CSMA/CD), đồng thời tận dụng các ưu điểm của nó như một giao diện mở. Bus PROFIBUS hiện là một trong những bus hứa hẹn nhất để sử dụng trong các hệ thống điều khiển công nghiệp và giao thông; nó cung cấp khả năng truyền dữ liệu chống ồn tốc độ cao (lên tới 12 Mbaud) (khoảng cách mã = ​​4) trên khoảng cách lên tới 90 km. Ví dụ, trên cơ sở chiếc xe buýt này, một hệ thống điều khiển tàu tự động ở tàu điện ngầm Warsaw đã được xây dựng.

Tháp điều khiển (MTU)

Xu hướng chính trong việc phát triển MTU (tháp điều khiển) là sự chuyển đổi của hầu hết các nhà phát triển hệ thống SCADA sang kiến ​​trúc client-server, bao gồm 4 thành phần chức năng.

1. Giao diện người dùng (người vận hành)(giao diện người dùng/người vận hành) là một thành phần cực kỳ quan trọng của hệ thống SCADA. Nó được đặc trưng bởi a) tiêu chuẩn hóa giao diện người dùng trên một số nền tảng; b) ảnh hưởng ngày càng tăng của Windows NT; c) sử dụng giao diện đồ họa người dùng (GUI) tiêu chuẩn; d) Các công nghệ lập trình hướng đối tượng: DDE, OLE, Active X, OPC (OLE for Process Control), DCOM; e) các công cụ phát triển ứng dụng tiêu chuẩn, trong đó phổ biến nhất là Visual Basic for Application (VBA), Visual C++; f) sự xuất hiện của các phiên bản thương mại của phần mềm lớp SCADA/MMI cho nhiều nhiệm vụ. Tính độc lập của đối tượng cho phép giao diện người dùng thể hiện các đối tượng ảo được tạo bởi các hệ thống khác. Kết quả là khả năng tối ưu hóa giao diện HMI được tăng lên.

2. Quản lý dữ liệu(quản lý dữ liệu) chuyển từ cơ sở dữ liệu chuyên môn cao sang hỗ trợ cho hầu hết các cơ sở dữ liệu quan hệ của công ty (Microsoft SQL, Oracle). Chức năng quản lý dữ liệu và tạo báo cáo được thực hiện bằng các công cụ SQL và 4GL tiêu chuẩn; Tính độc lập dữ liệu này tách biệt các chức năng quản lý và truy cập dữ liệu khỏi các mục tiêu SCADA, cho phép dễ dàng phát triển các ứng dụng quản lý và phân tích dữ liệu bổ sung.

3. Mạng & Dịch vụ(mạng và dịch vụ) chuyển sang sử dụng các công nghệ và giao thức mạng tiêu chuẩn. Các dịch vụ quản lý mạng, bảo mật và kiểm soát truy cập, giám sát giao dịch, truyền thư, quét các tài nguyên (quy trình) có sẵn có thể được thực hiện độc lập với mã chương trình SCADA mục tiêu do nhà cung cấp khác phát triển.

4. Dịch vụ thời gian thực(dịch vụ thời gian thực) giải phóng MTU khỏi tải của các thành phần được liệt kê ở trên cho phép bạn tập trung vào các yêu cầu về hiệu suất cho các tác vụ thời gian thực và gần như thời gian thực. Các dịch vụ này là bộ xử lý tốc độ cao quản lý việc trao đổi thông tin với các quy trình RTU và SCADA, quản lý phần thường trú của cơ sở dữ liệu, thông báo về các sự kiện, thực hiện các hành động quản lý hệ thống và truyền thông tin về các sự kiện đến giao diện người dùng (người vận hành).

hệ điều hành

Bất chấp cuộc tranh luận đang diễn ra giữa các chuyên gia hệ thống điều khiển về việc cái nào tốt hơn, UNIX hay Windows NT? , thị trường rõ ràng đã chọn cái sau. Yếu tố quyết định cho sự phát triển nhanh chóng về mức độ phổ biến của Windows NT là kiến ​​trúc mở và các công cụ phát triển ứng dụng hiệu quả của nó, cho phép nhiều công ty phát triển tạo ra các sản phẩm phần mềm để giải quyết nhiều vấn đề.

Việc sử dụng Windows NT ngày càng tăng trong các hệ thống điều khiển tự động phần lớn là do sự xuất hiện của một số sản phẩm phần mềm cho phép nó được sử dụng làm nền tảng để tạo các ứng dụng quan trọng trong hệ thống thời gian thực, cũng như trong các cấu hình nhúng. Các phần mở rộng thời gian thực nổi tiếng nhất dành cho Windows NT là các sản phẩm của VenturCom, Nematron và RadiSys.

Các giải pháp của VenturCom đã trở thành tiêu chuẩn thực tế để tạo ra các ứng dụng thời gian thực quan trọng trên nền tảng Windows NT. Khi phát triển giao diện cho các ứng dụng thời gian thực, các nhà phát triển của công ty đã đi theo con đường sửa đổi mô-đun Windows NT của lớp trừu tượng phần cứng (Lớp trừu tượng phần cứng HAL), lớp này chịu trách nhiệm tạo ra các ngắt hệ thống có mức độ ưu tiên cao gây cản trở nhiệm vụ của kiểm soát trong thời gian thực cứng. Phần mềm Component Integrator của VenturCom là một phương tiện đẩy nhanh việc phát triển và triển khai các ứng dụng thời gian thực cho Windows NT; nó là một gói tích hợp bao gồm các công cụ để tạo các ứng dụng nhúng (Bộ công cụ nhúng ECK) và các tiện ích mở rộng thời gian thực thực tế (RTX 4.1), cho phép các ứng dụng được tạo để chạy trong Windows NT chạy trong thời gian thực.

RadiSys đã thực hiện một cách tiếp cận khác để phát triển các tiện ích mở rộng thời gian thực: Windows NT khởi động như một tác vụ có mức độ ưu tiên thấp trong hệ điều hành thời gian thực iRMX đã được thử nghiệm kỹ lưỡng và nổi tiếng trong khoảng 20 năm. Tất cả các chức năng điều khiển và xử lý thời gian thực đều chạy dưới dạng tác vụ có mức độ ưu tiên cao trong iRMX, được cách ly trong bộ nhớ với các ứng dụng và trình điều khiển Windows NT bằng cơ chế bảo vệ của bộ xử lý. Cách tiếp cận này có ưu điểm so với giải pháp VenturCom là tác vụ thời gian thực độc lập với Windows NT: trong trường hợp xảy ra sự cố hoặc lỗi hệ thống nghiêm trọng trong Windows NT, tác vụ điều khiển thời gian thực sẽ tiếp tục chạy. Giải pháp này cho phép bạn thông báo cho nhiệm vụ chính về các vấn đề phát sinh trong quá trình hoạt động của NT và chỉ có quyền tiếp tục làm việc hoặc dừng toàn bộ hệ thống.

Cần lưu ý rằng trong các hệ thống SCADA, yêu cầu về thời gian thực cứng (tức là khả năng phản hồi/xử lý các sự kiện trong các khoảng thời gian được xác định rõ ràng, đảm bảo), theo quy định, chỉ áp dụng cho các thiết bị đầu cuối từ xa; trong các đơn vị điều khiển công văn (MTU), các sự kiện (quy trình, đối tượng) được xử lý/quản lý trong thời gian thực mềm (gần như).

Phần mềm ứng dụng

Tập trung vào kiến ​​trúc mở khi xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu và kiểm soát giám sát cho phép các nhà phát triển các hệ thống này tập trung trực tiếp vào nhiệm vụ SCADA mục tiêu là thu thập và xử lý dữ liệu, giám sát, phân tích sự kiện, kiểm soát và triển khai giao diện HMI.

Theo quy định, phần mềm mục tiêu cho hệ thống điều khiển tự động được chính các nhà cung cấp hệ thống này phát triển cho một ứng dụng cụ thể.

Phần mềm APCS là một tổ hợp gồm nhiều chương trình khác nhau, nhiệm vụ chính của nó là đảm bảo hoạt động liên tục của các lập trình viên, bộ điều khiển, trạm kỹ thuật và các công cụ máy tính khác như một phần của hệ thống. Có hai loại phần mềm hệ thống điều khiển quá trình tự động.

  • Tổng quát - phù hợp với mọi phương tiện kỹ thuật và không bị ràng buộc vào bất kỳ đối tượng nào. Kết hợp SCADA và hệ điều hành cũng như các gói phần mềm.
  • Đặc biệt - bao gồm các giải pháp phần mềm được phát triển riêng cho một số hệ thống kiểm soát quy trình tự động nhất định. Kết hợp các chương trình lưu trữ dữ liệu, phần mềm điều khiển và xử lý thông tin.

Chúng tôi đề nghị mua phần mềm cho hệ thống kiểm soát quy trình tự động với các điều kiện có lợi. Đang bán:

  • Hệ thống MasterSCADA,
  • MasterPLC cho bộ điều khiển logic,
  • Máy chủ OPC DA/HDA/UA để thu thập và cung cấp dữ liệu,
  • trạm hỗ trợ kỹ thuật PID-chuyên gia.

Giá từng sản phẩm được thể hiện trong bảng giá. Xem các trang sản phẩm để biết thông số kỹ thuật chi tiết. Để biết thêm thông tin về chủng loại sản phẩm, điều khoản thanh toán và thời gian giao hàng, vui lòng liên hệ với người quản lý qua điện thoại.

Hệ thống SCADA MasterSCADA

MasterSCADA là một hệ thống SCADA dành cho các hệ thống điều khiển quá trình, MES, nhiệm vụ kế toán và điều độ cho các cơ sở công nghiệp, nhà ở, dịch vụ công cộng và các tòa nhà.

MasterSCADA™ là công cụ hiện đại, sáng tạo, mạnh mẽ và tiện lợi nhất để phát triển hệ thống nhanh chóng và chất lượng cao. Đây là phần mềm dành cho hệ thống điều khiển, thể hiện hai mươi năm kinh nghiệm trong việc phát triển các sản phẩm để tự động hóa nhiều đối tượng.

MasterSCADA™ không chỉ là một trong những hiện đại SCADA- Và SoftLogic-packages, đây là một công cụ mới về cơ bản để phát triển hệ thống điều phối và tự động hóa. Nó triển khai các công cụ và phương pháp phát triển dự án giúp giảm đáng kể chi phí lao động và tăng độ tin cậy của hệ thống được tạo ra. Phát triển dự án trong MasterSCADA thật dễ dàng và dễ chịu.

MasterSCADA 3.X MasterSCADA 3.X là hệ thống SCADA nội địa phổ biến nhất. Sự phổ biến của MasterSCADA được khẳng định qua đánh giá của nhiều chuyên gia và khảo sát trên các cổng Internet chuyên ngành. Ví dụ, MasterSCADA đã được các biên tập viên người Nga của tạp chí quốc tế có uy tín Control Engineering công nhận là Sản phẩm của Năm. Hơn 10.000 lượt triển khai đã được triển khai dựa trên MasterSCADA 3.x. Trong số các dự án đã triển khai có các hệ thống toàn cầu với hơn 100.000 thông số đến một máy chủ khảo sát và với hơn 300 địa điểm điều hành.

MasterSCADA 4D MasterSCADA 4D là sản phẩm của hệ thống SCADA thế hệ mới. Trong đó, so với phiên bản trước, các công cụ tạo hệ thống phân tán lớn với khả năng sử dụng công nghệ Internet of Things được mở rộng đáng kể, sự tiện lợi và linh hoạt được tăng lên, khả năng sử dụng các nền tảng phần cứng và hệ điều hành khác nhau được mở rộng, số lượng số cấp độ được hỗ trợ của hệ thống điều khiển được tăng lên và chức năng được di chuyển giữa các cấp độ. MasterSCADA giúp dễ dàng phát triển các dự án ở mọi quy mô và độ phức tạp. Vì mục đích này, nhiều cách tiếp cận khác nhau được đề xuất nhằm mang lại điều kiện phát triển thoải mái nhất cho từng loại dự án.

Hệ thống SoftLogic - MasterPLC

Hệ thống thực thi cho bộ điều khiển logic lập trình có kiến ​​trúc mở (SoftLogic), dựa trên nền tảng x86, ARM7, ARM9, StrongARM, xScale và các hệ điều hành DOS, miniOS7, Linux, Ecos, Windows CE, QNX, Windows.

Hỗ trợ làm việc với bộ điều khiển:

  • ICP DAS ( I-7188, I-8000, Wincon, WinPAC, LinPAC, I-PAC );
  • ADVANTECH ( ADAM-4500, ADAM-5510, UNO2000, ... );
  • MOXA ( UC7408 và dòng 7xxx khác );
  • BẠCH DƯƠNG ( PLC100, PLC110, PLC304, PLC308 );
  • TREY;
  • và nhiều người khác...