scada теги что это
От измерения и обработки тегов к объектам и быстрой разработке автоматизированных систем
В настоящее время системы диспетчеризации, оперативного управления производством (MES) и интеллектуальные системы предприятия обеспечивают сбор, обработку и визуализацию данных о технологических процессах, рассчитывают производственные показатели, формируют отчеты, а также ведут историю и сохраняют данные в базах.
С момента своего появления эти системы прошли путь от измерения и обработки тегов до создания и тиражирования объектов, связанных с определенным ресурсом или оборудованием.
Объектно-ориентированная архитектура позволяет реализовать типовой подход к разработке автоматизированной системы контроля и управления, при котором на основе дублирования и объединения объектов из предметно-ориентированных библиотек формируется законченная система. Применение данных механизмов к разработке систем диспетчеризации и управления технологическими процессами позволяет значительно сократить сроки выполнения инжиниринговых работ и облегчить поддержку решений в будущем. Именно такой подход реализован в SCADA/HMI DataRate.
Объектная модель и предметно-ориентированные библиотеки
Основой архитектуры DataRate является объектная модель (рис.1), которая содержит:
Рис. 1. Объектно-ориентированная архитектура SCADA/HMI DataRate
Разработку автоматизированных систем обеспечивают средства быстрой разработки DataRate, а также объекты и сервисы промышленной автоматизации. Мастера создания и настройки объектов позволяют значительно ускорить процесс создания систем и автоматизируют ряд типовых функций. Добавить новый элемент на мнемосхему можно, перетащив его мышкой из соответствующей библиотеки. Точно так же можно добавить новый объект в библиотеку.
SCADA/HMI DataRate позволяет работать с набором шаблонов технологических объектов (включающих виды, теги, скрипты), которые объединены в библиотеки. В составе дистрибутива поставляется системная и две предметно-ориентированные библиотеки.
Рис. 2. Структура библиотеки объектов энергоучета
Библиотека объектов учета энергоресурсов
Библиотечный объект содержит вид прибора, панель выбора параметра и индикацию текущего значения выбранного параметра. Например, для счетчика электроэнергии на мнемосхеме объекта отображаются: накопленная потребленная активная/реактивная энергия; текущая потребляемая активная/реактивная мощность по трем фазам; текущая потребляемая полная мощность по трем фазам и др. Таким образом, объект «счетчик» позволяет осуществлять мониторинг и контроль потребления энергоресурса по конкретному прибору в заданный интервал времени.
Данная библиотека содержит объекты приборов учета наиболее популярных на рынке энергопотребления производителей (рис.2), таких как Нижегородский завод имени М.В. Фрунзе, «Энергомера», «ИНКОТЕКС», «Саранский приборостроительный завод», НПО «ВЗЛЕТ», НПФ «ТЭМ-Прибор», НПФ «Теплоком», «ТЕПЛОВОДОХРАН» и др. Библиотека постоянно расширяется выпускаемыми новыми приборами и предоставляет пользователям возможности для быстрого построения систем АСТУЭ/АСКУЭ.
Библиотека объектов электрических схем
Библиотека предназначена для создания, просмотра, распечатки и хранения нормальных и оперативных схем электрических соединений в проектах автоматизированных систем контроля и управления в энергетике.
Объекты элементов электрических схем разделены по функциональному назначению на несколько групп: устройства с неизменяющимся состоянием, трансформаторы (двух- и трехобмоточные), реакторы, линии электропередачи и сборные шины, устройства с изменяющимся состоянием (коммутационное оборудование с состояниями «Включен/Отключен»). Также в библиотеке содержатся паспорта устройств для каждой группы объектов.
Системная библиотека
В SCADA/HMI DataRate 4.1 была полностью обновлена системная библиотека. Новая структура дерева библиотеки четко разделяет объекты по их функциональному назначению. Системная библиотека содержит групповые аналитические тренды, панель переходов, удобные и информативные индикаторы (табло, термометры, стрелочные приборы, барограф и др.), элементы управления автоматизированных систем (переключатель, регулятор, кнопка, радиокнопка, флажок и др.) и отдельные объекты. Объекты новой версии системной библиотеки позволяют разрабатывать графические проекты с современным и понятным интерфейсом диспетчера.
Типовые проекты и примеры внедрений
Типовые проекты DataRate (рис. 3) для ускоренной разработки АИИС ТУЭ на основе предметно-ориентированных библиотек объектов ориентированы на приборы учета «Меркурий 230», СЕ-301, СЕ-303, СЭТ-4ТМ.02, СЭТ-4ТМ.03, ПСЧ-4ТМ.05 (и других, производства НЗиФ), ElNet MC и обеспечивают выполнение следующих функций:
Рассмотрим несколько примеров внедрений автоматизированных систем, построенных с использованием DataRate.
Рис. 3. Пример структуры типового проекта автоматизированной системы учета энергопотребления
Центр сбора технологической информации (ЦСТИ)
ЦСТИ Нижнекамской ТЭЦ построен на основе программного обеспечения WideTrack и SCADA/HMI DataRate. Система предназначена для сбора, обработки и визуализации технологических параметров локальных АСУ ТП Нижнекамской ТЭЦ: восемь АСУ ТП котлоагрегатов (рис. 4), семь АСУ ТП турбин, 37 АСУ ТП общестанционного оборудования.
Рис. 4. Мнемосхема АСУ ТП котлоагрегата
Отличительной особенностью системы является консолидация технологических данных от SCADA различных производителей, в т.ч. SCADA КРУГ-2000, Siemens Win CC, Trace Mode, Ovation и др.
Система автоматизации линии экспандирования комбикормов
Автоматизированная система экспандирования комбикормов ОАО «КХП им. Григоровича» (г.Челябинск, объединение «СоюзПищепром») позволяет осуществлять контроль на каждом из этапов обработки комбикорма, начиная от экспандирования, сушки комбикорма и до финальной обработки и отпуска готовой продукции (рис. 5).
Рис. 5. Фрагмент главного окна системы автоматизации линии экспандирования комбикормов ОАО КХП им. Григоровича
Одной из особенностей данной системы является работа со сложными Batch-процессами (вид технологического процесса, который предусматривает работу с рецептурами). В зависимости от рецептуры взаимосвязанно меняются не только количество и виды используемых компонентов, но и технологический процесс обработки комбикорма на разных участках.
Автоматизированная система технического учета электроэнергии (АСТУЭ)
АСТУЭ ОАО «Трубодеталь» (г. Челябинск) включает в себя 59 счетчиков электроэнергии, расположенных на электрических подстанциях, от которых осуществляется электроснабжение ключевых участков производства, девять контроллеров сбора данных, серверное оборудование. Визуализация данных на АРМ осуществляется при помощи DataRate. Специалистам отдела главного энергетика и энергоцеха предоставляется возможность удаленного просмотра данных системы.
АСТУЭ позволяет осуществлять анализ баланса потребления электроэнергии по производственным участкам. Для этого DataRate предоставляет механизм перегруппировки счетчиков без остановки работы АИИС ТУЭ (рис. 6).
Рис. 6. Мнемосхема с детальной информацией со счетчика электроэнергии
Заключение
SCADA/HMI DataRate — это современное и эффективное программное обеспечение для создания систем автоматизации, отличающееся простотой в эксплуатации и рассчитанное на пользователей с самым разным уровнем подготовки. Широкие функциональные возможности, открытость и обширная практика внедрений позволяют использовать DataRate в решениях разнообразных задач автоматизации, в том числе и для контроля специфических и сложных производственных процессов.
Работа с тегами в IntegraXor
Как и в большинстве SCADA систем, IntegraXor работает с тегами (или точками), каждая из которых представляет собой определенный набор данных, передаваемых от ПЛК к SCADA системе и обратно. Количество доступных тегов ограничивается лицензией.
Вы можете БЕСПЛАТНО скачать полнофункциональную версию IntegraXor на 128 ModBus тегов.
IntegraXor поддерживает все стандартные типы тегов, определенных в выбраном драйвере.
Одним из полезных дополнений является возможность сортировки байтов внутри слов, двойных и четверичных слов. Данная функция доступна в настройках выбранного порта (драйвера) и называется «Data arrangement»:
С помощью этой функции Вы можете произвольно распределять не только байты внутри слов, но и биты внутри байта. Это дает возможность значительно облегчить трудозатраты при упаковывании (распаковывании) тегов. 😉
Элинк, ООО 192148, Россия, Санкт-Петербург, ул. Седова, д.53, Лит. «А».
Elincom Group, OU 10315, Estonia, Tallinn, Randla 13-201.
Scada теги что это
Разработчик может полностью абстрагироваться от железа (ПЛК и ПК) и сфокусироваться на технологии и рабочих процессах.
Код приложения не зависит от выбора контроллеров и количества узлов.
Это значит, что:
Модель наследования в объектно-ориентированной SCADA
Прикладные объекты — это неделимые атомы, из которых строится распределённая объектно-ориентированная SCADA. Их можно переносить между узлами, их экземпляры можно обновлять на ходу без перезагрузки приложения или ПК. Но их уже нельзя разделить на части.
Объекты-потомки наследуют свойства своих объектов-предков.
Пример
На магистральной трубе расположены 100 задвижек (по 10 задвижек на 10 узлах).
Задача: необходимо внести изменения в логику работы задвижки (не в программу PLC, а в скрипт SCADA) и поменять цвет закрытой задвижки с серого на красный.
В объектно-ориентированной SCADA достаточно внести изменение в один шаблон объекта ЗАДВИЖКА, 100 экземпляров на 10 серверах унаследуют изменения автоматически (при этом не нужно ездить вдоль трубы, редактировать скрипты 100 задвижек на 10 компьютерах).
Единое пространство логических имён
В объектно-ориентированной SCADA имена переменных не привязаны к железу (ПК и ПЛК). Это значит, что современную систему автоматизации производства верхнего уровня можно внедрить без тотальной замены старых систем управления нижнего уровня. Миграцию на новое железо нижнего уровня можно проводить постепенно, по мере износа старого оборудования или появления нового финансирования.
ОВЕН ПЛК110[M02]-MS4, HMI, OPC и SCADA, или сколько человеку необходимо Ромашкового чая. Часть 2
Добрый день, друзья. Вторая часть обзора поспевает за первой, и сегодня я пишу обзор на верхний уровень обозначенной в заголовке системы.
В группу инструментов верхнего уровня у нас входит всё программно-аппаратное обеспечение стоящее выше сети ПЛК (IDE для ПЛК, HMI, утилиты для частотников, модулей и т.д. сюда не включаем).
Структуру системы из первой части я приложу снова, для того, чтобы было проще понимать о чём речь.
Итак, к верхнему уровню относится:
Итак, начнём
Первым делом, мы реализуем физически железо, которое будет у нас работать. Аппаратно, для функционирования в двух разных сетях компьютеру требуется два, собственно, сетевых адаптера. Первым у меня выступил on-motherboard адаптер(для работы в КС), а второй(для работы в Modbus-TCP) я вставил в PCI-E порт и от него вывел патчкорд на роутер(просто чтобы не раскидывать провода от шкафов с ПЛК до ПК по бюро. Со стороны ПЛК, разумеется, тоже ставим роутер.).
Фактически, этого достаточно, для того, чтобы компьютер функционировал в каждой из сетей, но по дефолту сети видеть друг-друга не будут, нужно еще будет понажимать кнопки.
Важные аспекты настройки сетевых подключений:
Программное обеспечение
Захотелось выбрать продукты, которые соответствовали бы определённым критериям:
OPC-сервер
Во время знакомства с MasterSCADA 4D, пока тестировался ПЛК, я активно посещал сайт производителя и увидел, что они предлагают собственного написания OPC-серверы практически для любого протокола передачи данных. Для протокола Modbus у них предложен отдельный Master OPC Universal Modbus Server, т.е. он умеет говорить только в Modbus.
Ниже скриншот интерфейса: довольно лаконично, на мой взгляд, лишнего нет, но, возможно искушённому пользователю, может чего-то не хватить.
Ограничение бесплатной версии — 32 тега, но я засунул булевые переменные в регистры и отправлял это одним тегом LONG INT, а в SCADA, уже «разбирал» на биты, небольшая хитрость, надеюсь за мной не придут. К слову, не все скады умеют обращаться к отдельным битам слова, так что рецепт не универсальный.
На прием первого REAL type тэга после установки OPC у меня ушло около минуты, поэтому дальше я искать не стал, меня устроила простота. Однако, справедливо будет заметить, что данное ПО даже предусматривает выполнение пользовательских скриптов по приему данных, что может существенно расширить функционал в умелых руках.
SCADA-система
В данном вопросе я подразумеваю не только создание красивой и функциональной среды для пользователя, но и удобство для разработчика, поскольку программист, который будет листать документацию хотя бы 15 минут в час для поиска нужной информации, теряет в день(чисто арифметически) до 2 часов, что есть 25% рабочего дня. Прошу заметить, что я не считаю свой выбор абсолютно объективным, на вкус и цвет, как говорится…
Отечественный рынок SCADA — систем нам предлагает:
В один добрый день я открыл проект в режиме RunTime(имитация работы), а у меня висит 4 пустых окна, протираю глаза, закрываю, проверяю менеджер проекта, перезапускаю — то же самое. Потом ряд стандартных манипуляций вроде анализа выполненных изменений, перезагрузок ПК и так далее, которые не приводят к результату. Итог: убираю дистрибутив до лучших дней, разбираться нет желания, ненадёжно.
Основной: IDE — это несколько автономных утилит, которые имеют разграниченный функционал, в связи с чем при работе над одним проектом вы вынуждены будете держать открытыми 3-4 окна+справка+документация, что не есть удобно даже на мультимонитор системе.
База данных
Здесь выбор был намного проще, Simple SCADA предлагает к использованию два продукта MS SQL Server и MySQL. Второй для меня оказался ближе, поскольку ранее доводилось с ним работать, на этом остановился.
Могу отметить, что вся настройка архивации сводится к установке пакета от Oracle и его простой настройке, а потом подключением в один клик в SCADA.
Дальше выбираем в менеджере тегов, что архивировать, а что нет и наслаждаемся.
Благодарю всех за внимание.
Далее идет цикл статей с последовательным описанием решения проблем, с которыми довелось столкнуться и, как итог, создание системы Step-by-Step.
Автоматизированные системы диспетчерского и технологического управления. Всё о SCADA-системах
Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA)
SCADA-система — это инструментальная программа, обеспечивающая создание программного обеспечения для автоматизации контроля и управления технологическим процессом в режиме реального времени. Основная цель создаваемой с помощью SCADA программы — дать оператору, управляющему технологическим процессом, полную информацию об этом процессе и необходимые средства для воздействия на него.
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ SCADA-СИСТЕМЫ:
От надежности, быстродействия и эргономичности SCADA-системы зависит не только эффективность управления технологическим процессом, но и его безопасность.
КАКИЕ КОМПОНЕНТЫ SCADA НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫ В РАБОТЕ И ПОЧЕМУ?
Специалисты отдела АСУТП промышленного предприятия по изготовлению соды утверждают, что в основном используют такие компоненты, как мониторинг и управление, архивирование технологических параметров, сообщений, подсистему формирования отчетов.
Мониторинг и управление, собственно, то, для чего и устанавливается система управления. Архивы параметров, сообщений и отчеты необходимы для оценки и анализа ведения технологического процесса, действий оператора и т.д. Также для них важен один из базовых инструментов SCADA — разграничение прав доступа к управлению по уровням (оператор, технолог, инженер АСУТП).
В связи с тенденцией к интеграции систем управления технологическими процессами и систем управления предприятием все чаще возникает необходимость использования SCADA в качестве источника данных для вышестоящих систем. Некоторые SCADA могут выступать и как сервер консолидации всех технологических данных, и как сервер генерации отчетов на базе этих данных.
Если система управления, построена на базе ПЛК одного производителя (к примеру, Siemens SIMATIC), то обмен данными между контроллерами и SCADA происходит с помощью встроенных драйверов протоколов связи. Некоторые независимые от производителей оборудования SCADA предлагают набор драйверов ко многим (но не всем) имеющимся на рынке контроллерам и интеллектуальными приборам. Наиболее универсальный способ взаимодействия — это использование драйверов, разработанных в соответствии со стандартом OPC. Такие OPC-серверы могут быть разработаны производителями контроллеров или независимыми разработчиками, а использоваться вместе с любой SCADA- системой. Для эффективной работы с OPC- серверами SCADA должна использовать их напрямую, по технологии «OPC в ядре системы», а не через промежуточные интерфейсы. Некоторые SCADA являются вертикально-интегрированными: в их состав входят системы программирования для свободно-программируемых контроллеров. В них также используются внутренние драйверы для связи с контроллером. Такие SCADA позволяют создать ПТК с использованием оборудования разных производителей.
УРОВНИ СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ SCADA
Системы технологической автоматизации обычно разделены на 3 уровня: нижний, средний и верхний. Выше них находится уровень управления производством в целом.
Нижний уровень — это сами датчики и исполнительные механизмы
Средний уровень — контроллеры. На среднем уровне происходит:
Верхний уровень — это и есть уровень SCADA. На этом уровне происходит:
УПРАВЛЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЕМ
Управление предприятием производится на двух уровнях:
MES (Manufacturing Execution Systems) — система управления производством продукции в реальном времени. Этот уровень служит для планирования производственных заданий для технологических процессов, построения сводных отчетов, глубокого анализа процесса (например, прогнозирование, построение энергетического и материально¬го баланса и др.). Для этих целей также может быть использован инструментарий SCADA.
ERP (Enterprise Resource Planning) — система автоматизированного управления административно-финансовой и административно-хозяйственной деятельностью предприятия. На этом уровне используются другие специализированные системы, например, SAP R3.
ФУНКЦИИ SCADA
■ Мнемосхемы
Мнемосхема — это графическое изображение (с помощью встроенного в SCADA графического редактора) технологической схемы с визуализацией значений датчиков, состояния исполнительных механизмов и др. параметров. Для визуализации используется не только отображение значений в виде цифр и надписей, но и изменение визуальных свойств отображаемых графических объектов. Например, в емкости изменяется уровень жидкости, а ее цвет изменяется в зависимости от температуры (динамизация). Исполнительные механизмы могут не просто показывать свое состояние каким-то графическим признаком (например, цветом), но и наглядно показывать свою работу — например, вращением лопастей насоса, движением ленты конвейера и т.п. (анимация).
■ Архивы
Получаемые от контроллеров данные SCADA складывает в архивы. Предварительно данные могут быть обработаны (отфильтрованы, усреднены, сжаты и т.п.). Часто используется не регулярная запись, а запись по изменению с использованием порога чувствительности («мертвой зоны»). Длительность хранения настраивается в SCADA индивидуально для каждого параметра и может составлять до нескольких лет.
■ Тренды
Тренд — это графическое отображение изменения параметра во времени. Тренды в SCADA- системах могут показывать изменение параметра за всю длительность его хранения в архиве. Оператору предоставляется возможность изменять масштаб, как времени, так и самого параметра. В развитых системах в тренд встроены различные инструменты анализа графика, сравнения его с уставкой или другим параметром, сглаживание или фильтрация, отметки на графике событий (например, нарушение границ) или закладок для памяти и многое другое.
■ Таблицы
Зачастую технологу удобнее просматривать архивы не в графическом виде, а в виде таблиц. Обычно эти таблицы можно не только просматривать, но и экспортировать в другие системы.
■ Графики
Обычно SCADA позволяют смотреть и зависимость одних параметров от других, тоже во времени. Хотя это функция и менее востребована технологами, чем тренды.
■ Гистограммы и диаграммы
Другим распространенным способом представления параметров являются гистрограммы (столбиковые диаграммы).
■ Сообщения
Сообщения — это текстовые строки, которые информируют оператора о событиях на объекте в той последовательности, в которой эти события происходят. Они всплывают на экране или отображаются в специально выделенной для этого зоне.
■Журналы сообщений
Журналы сообщений служат для отображения списков сообщений в том порядке, как они появлялись и были сохранены в архив. Как правило, используются разные экземпляры журналов для разных зон процесса, разных категорий сообщений, разных приоритетов.
■ Контроль прав доступа
Для того, чтобы оператор мог совершить те или иные действия, ему должны быть администратором предоставлены соответствующие права — например, право управлять исполнительным механизмом, или право изменить задание регулятору. В начале смены оператор регистрируется в системе, и она предоставляет ему выполнять только те действия, которые ему разрешены администратором.
■Журнал действий оператора
Управление технологическим процессом очень ответственная задача, поэтому все действия оператора записываются для контроля в специальный журнал, который может быть проанализирован в случае нештатных ситуаций.
■ Формирование отчета
Удобная среда разработки отчетов позволяет легко и быстро подготовить отформатированные и насыщенные информацией отчеты.
ХАРАКТЕРИСТИКИ SCADA-СИСТЕМЫ
ЗАРУБЕЖНЫЕ SCADA-СИСТЕМЫ
Наиболее популярные в России следующие зарубежные SCADA:
— WinCC (Siemens, Германия);
— InTouch (Wonderware, США);
— RSView32 (Rockwell Automation, США);
— Genesis64 (Iconics, США);
— Vijeo Citect (Schneider Electric, Франция).
ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ SCADA-СИСТЕМЫ
Наиболее популярные отечественные модели SCADA:
В отличие от большинства западных SCADA все российские содержат встроенные средства программирования контроллеров с использованием языков стандарта МЭК61131-3, в том числе языка функциональных блоков. Причем, если сама SCADA рассчитана на работу в среде Windows на PC-совместимых компьютерах, то исполнительная система для контроллеров может работать и на Logix других платформах, например, Linux на процессоре с архитектурой ARM.
Стандарт OPC поддерживают все перечисленные системы, однако в системе «Trace Mode» упор делается на использование собственных драйверов, а MasterSCADA, хоть и поддерживает использование драйверов, но основывается на технологии «OPC в ядре системы» и предлагает отдельный инструментальный пакет для разработки OPC-серверов.
Сравнительная характеристика зарубежных и отечественных SCADA
Все современные SCADA, как отечественные, так и зарубежные, имеют полный функционал для этого класса программ, поэтому их сравнение по перечню функций в последние годы потеряло смысл. Основное преимущество российских SCADA — это их изначальная нацеленность на российский рынок (русскоязычная, а не переводная документация, техническая поддержка, уровень цен). Можно сделать вывод, что для каждого предприятия или даже применения желательно сделать сравнение нескольких SCADA, как по цене, так и по возможностям. Практически все SCADA имеют пробную версию, которая позволяет проверить ее пригодность для решаемой задачи.
По теме
Популярные товары