Комплекс средств автоматизации

Варианты КСА

Общие положения

Структура всякой АСУТП определяется, прежде всего, следующими условиями:

-    размером технологического объекта автоматизации (числом и видом контролируемых параметров и управляющих воздействий);

-    динамикой изменения технологических параметров и событий;

-    составом автоматизируемых функций управления;

-    возможностью технических средств автоматизации и степенью автоматизации технологического оборудования  на этапе создания АС.

Сосредоточенный КСА

Типовая структура  ТС первых АСУТП диктовалась конструктивным устройством используемых управляющих вычислительных комплексов (УВК). Это было единое проектно компонуемое изделие, конструктивно состоящее из модулей ЭВМ и модулей для ввода и вывода электрических сигналов, называемых  устройствами связи с объектом (УСО). УВК обеспечивал текущий контроль, индикацию (сигнализацию) значений технологических параметров и событий, а также выдачу управляющий воздействий на локальные регуляторы и исполнительные механизмы. Программное обеспечение УВК состояло из операционной системы и набора программ, реализующих требуемые алгоритмы управления. Такие программы выполнялись обычно на мнемокоде – языках ассемблерного типа. Операционная система (ОС) УВК обеспечивала ввод контролируемых данных и вывод управляющих значений в строго заданный период времени, удовлетворяющий условиям управления ТП. Такие ОС получили название ОС реального времени (ОСРВ). На первых УВК отсутствовали устройства накопления и поэтому на них, прежде всего, реализовывались станции централизованного контроля и сигнализации,  централизованный вывод заданий для локальных регуляторов, непосредственное цифровое управление (НЦУ) и решались задачи расчета оптимальных значений управляющих воздействий по экономическим критериям.

Распределенные КСА

Эволюция КСА и структуры АС  диктовалась развитием базовых электронных компонентов ТС и наработками по алгоритмическому и программному обеспечению для типовых задач контроля и регулирования, что обусловили создание обширных библиотек программных модулей. Появились малогабаритные вычислительные устройства, устанавливаемые непосредственно в производственных помещениях с встроенным набором компонуемых программных модулей. Они позволяли создавать локальные системы контроля и регулирования любой сложности. Эти устройства могли программироваться непосредственно пользователем под конкретные задачи контроля и управления и получили название программируемые контроллеры. Если первая используется для создания, моделирования, тестирования и документирования прикладных программ, исполняемых под управлением ядра ISaGRAF, то вторая используется для связи прикладной программы и ОС контроллера. Прикладная программа и система исполнения должны быть загружены в оперативную память контроллера либо извне, либо из ПЗУ контроллера.

Инструментальные средства создания ПО для рабочих станций

В настоящее время ПО для рабочих станций создается с помощью специализированных инструментальных средств, именуемых аналогично соответствующим системам управления – SCADA-пакетами. Существует множество ПО для создания SCADA систем, разработанных и предлагаемых фирмами различных стран. Ниже перечислены только некоторые из популярных на западном и российском рынках SCADA-пакетов, имеющих поддержку в России:

При всем их многообразии такого ПО оно, в общем случае, содержательно и функционально подобно, так как его характеристики определяются составом задач SCADA систем. SCADA-пакеты функционирующие под Windows обычно состоит из системы проектирования и системы исполнения.

Система проектирования содержит ПО, обеспечивающее создание:

- системы описаний для обмена данными (описание базы переменных);

- системы описаний функциональной обработки данных;

- системы представления и ввода данных (набор экранных форм);

- системы описаний формирования отчетов (шаблоны печатных форм);

- системы структурированной архивации данных.

С помощью системы проектирования создается набор функционально связанных файлов объединенных понятием «Проект». Файлы проекта – это содержательные файлы, которые используются файлами системы исполнения. Системы проектирования SCADA-пакетов обычно имеют возможность проверки работоспособности разрабатываемых проектов путем эмуляции (симуляции) процесса выполнения программируемых функций системы. Система исполнения SCADA-пакетов – это набор исполняемых файлов определенного функционального назначения. Они являются как бы «движителями» SCADA систем, которые выполняют набор функций, состав которых определен файлами проекта. Типичным является следующий состав функций, выполняемых в реальном времени:

- опрос устройств ввода;

- выполнение алгоритмов сбора и обработки информации;

- выдача информации на устройства вывода;

- обмен данными между узлами системы;

- архивирование данных;

- коммуникацию устройств и передачу данных;

- обработку запросов приложений системы.

Инструментальные средства создания ПО для рабочих станций могут содержать другие виды ПО:

- ПО для обмена данными со стандартными СУБД;

- ПО для обмена данными через Internet;

- иные интегрирующие программные инструменты.

SCADA-пакеты могут содержать функции создания технологических программ для РС контроллеров (SoftPLC). SCADA-пакеты с такой функцией называют интегрированными.