Разработка концептуальной структуры интегрированной компьютерной системы управления

Концептуальная структура ИСПУ разрабатывается на основе согласованных с заказчиком архитектуре, профиле и предварительно выбранного ПО. Структурное описание ИСПУ необходимо для согласования с заказчиком точки зрения разработчика на интеграцию отдельных автоматизированных подсистем. Концептуальная структура ИСПУ разрабатывается перед техническим заданием и должна детализировать в общем виде программно-технический, информационный и функциональный состав подсистем ИСПУ.

Рис. 1.13. Вариант обобщенной функциональной структуры ИСПУ

На рисунке 1.13 представлена обобщенная структурная схема функционального обеспечения производственной деятельности предприятия.

Пример концепции информационного взаимодействия подсистем ИКСУ посредством автоматизированных рабочих мест (АРМ) специалистов приведен на рис.1.14.

Концептуальным структурным решением, приведенного на рис.1.14 примера, является то, что АРМы специалистов реализуются в подсети АСУ ТП, а не в подсети АСУ ПД. Это указывает на то, что в качестве инструмента проектирования экранных форм будет использоваться SCADA. И это означает то, что графика экранных форм АРМ может быть привязана к реальному времени, а взаимодействие АСУ ТП с базами данных подсистем MES, CAD и ERP будет осуществляться через буферную зону (БД SQL). Это важно для физического или виртуального разделения локальных подсетей (ЛВС) АСУ ТП и АСУ ПД.

Но это не всегда целесообразно. SCADA контролирует и управляет, прежде всего, технологическим процессом. Поэтому в АСУ ПД функция управления SCADA будет не востребована. Кроме того, в SCADA нет нужных функций для работы с производственной информацией, в частности:

Удобных средств навигации по экранным формам.

Эффективного доступа к данным, получаемым в разные моменты времени и с использованием ручных средств их записи.

Удобных средств обработки, отображения и работы с трендами.

Мощных средств расчетов показателей производственной деятельности.

Развитых средств создания отчетов.

Рис. 1.14. Пример информационного взаимодействия подсистем ИСПУ

В итоге АСУ ПД, разработанная на базе SCADA, зачастую не дает требуемой степени эффективности работы с информацией и по своей природе остается SCADA-системой, т.е. системой сбора данных полевого уровня технологического процесса.

Также часто в SCADA системах основным средством отображения данных является специально устанавливаемый на компьютер пользователя «тяжелый клиент», а «легкий клиент» и Web-средства отображения зачастую являются вспомогательными и ограниченными. При выборе архитектурных решений АСУ ПД следует иметь в виду то, что информационные системы АРМ специалистов требуют развитых и мощных средств отображения, не требующих специальной установки на машины пользователей.

Можно ли реализовать АСУ ПД на базе ERP? Да, можно, но это не всегда целесообразно. ERP обычно нуждается в агрегированных значениях. Ввод в нее большого количества сырых данных не оправданно. Наоборот, эффективно, когда ERP получает готовое актуальное обработанное значение показателей деятельности за смену или сутки [36].

По исследованиям ARM Research на западном рынке более половины производств, внедривших ERP, внедрили также и системы MES (данный тип систем управления включает в себя функции АСУ ПД), так как MES-система сама собирает данные и кормит ими информационный портал. При этом ERP выполняет свои функции, а АСУ ПД свои. АСУ ПД может быть построена на основе одной из специализированных платформ: PISystem (OSIsoft), SIMATIC IT Historian (Siemens), IndustrialSQL (Wonderware), Proficy Historian (General Electric) и некоторых других.

В общем случае любая система и SCADA, и MES, и ERP является источником данных для информационной системы.

Если нужно контролировать все производственные процессы, то в качестве источников выступают системы SCADA. Если необходимо контролировать соответствие плана по производству, то в качестве источников выступают системы MES и ERP.

Вариант концептуальной структуры ИСПУ на основе ERP SAP показан на рис. 1.15. Он включает процессы сбора эксплуатационных данных и планирования производства, средства сценарного анализа для поддержки планирования, распределение добывающих мощностей, процессы технического обслуживания, инструменты создания отчетов, аналитику, а также поддержку возможностей ГИС.

Рис. 1.15. Структурная схема ИСПУ (предложение SAP)

Такое решение обеспечивает расширение функциональных возможностей основных модулей SAP (например, по обслуживанию установок), а также содержит новые функции, которые позволяют создать систему для поддержки принятия решений по замкнутому циклу и устранить все преграды для интеграции операционной деятельности, связанной с нефтедобычей.

Контрольные вопросы

1. Привести основные варианты реализации структуры ИКСУ.

2. Что является источником информации ИКСУ?

3. Дать объяснение клиент-серверной структуре ИКСУ.

4. Какие коммуникационные каналы используются в ИКСУ?

5. Какова роль в структуре ИКСУ БД SQL?