Программные средства систем управления

За последнее десятилетие операторские станции на основе персональных компьютеров заняли прочное положение в составе современных автоматизированных систем управления производством. Они как многофункциональные программно-технические устройства обеспечивают графический человеко-машинный интерфейс, обработку, протоколирование и архивирование технологической информации, вычислительную обработку данных, поддерживают сетевые связи и коммуникации между узлами систем. Операторские станции применяются практически на всех уровнях управления производством - от отдельного агрегата и установки до цеха и производства в целом. На разных уровнях управления перераспределяются и видоизменяются основные функции систем, однако их функциональный профиль в целом сохраняется.

На ранних порах развития микропроцессорной техники автоматизации производства в состав каждого комплекса технических средств включалось специально разрабатываемое программное обеспечение, которое не могло быть применено в микропроцессорных системах других фирм. Программные и технические средства разных изготовителей были взаимно несовместимы, закрыты.

С середины 80-х годов ряд фирм-разработчиков программных систем приступили к разработке и выпуску универсальных и открытых пакетов прикладных программ для компьютерных операторских станций, предназначенных не для конкретной микропроцессорной системы, но приспособленных для применения в разных программно-технических и сетевых средах. Свойство открытости состоит в том, что пакет прикладных программ

· поддерживает совокупность интерфейсов и драйверов, позволяющих использовать пакет для широкого класса микропроцессорных контроллеров, систем и сетей передачи данных,

· содержит средства разработки новых (не предусмотренные разработчиком) интерфейсов и драйверов для микропроцессорных приборов и сетей,

· позволяет расширять функциональные возможности систем в соответствии с заданиями на конкретные проекты - путем подключения программ пользователя.

Специализация фирм позволяет им обеспечить высокий уровень разработок, последовательное использование принципов открытости делает пакеты функционально гибкими и расширяет возможности их применения. По этим причинам открытые универсальные пакеты программ во многих отношениях превосходят по своим характеристикам аналогичные разработки, включенные в конкретные системы автоматизации. В совокупности эти факторы приводят к росту популярности разработок и к увеличению тиража, что способствует снижению их стоимости.

Программные системы и пакеты прикладных программ, обеспечивающие работу Компьютерных операторских станций, в литературе получили наименование «SCADA-программы» (аббревиатура «SCADA» означает «Supervisory Control and Data Acquisition» -«coop данных, наблюдение и управление»).

SCADA-программы применяют в своей деятельности пользователи - сотрудники организаций следующих групп:

· промышленных предприятий, разрабатывающих и реконструирующих микропроцессорные системы управления производственными процессами:

· проектных и найденных фирм, создающих и модернизирующих системы контроля и управления.

· системных интеграторов. разрабатывающих эффективные программно технические комплексы управления, использующие технические и программные средства разных и изготовителей

· фирм-разработчиков микропроцессорных средств автоматизации управления

Потребность в анализе рынка SCADA-программ диктуется многими причинами.

• заинтересованностью в объективной сопоставительной информации о распространяемых SCADA-программах со стороны как фирм - разработчиков систем автоматизации производства, так и предприятий, эксплуатирующих и реконструирующих автоматизированные системы управления технологическими процессами;
• большим числом и разнообразием конкурирующих SCADA-программ:
• проблемами выбора SCADA-программы для качественной и экономичной разработке проектов операторских станций, а также для их надежной эксплуатации.

SCADA-программы обеспечивают реализацию основных функций операторских станций в реальном времени:

• сбор текущей технологической информации от контроллеров или других приборов и устройств, связанных непосредственно или через сеть с операторской станцией;
• необходимую первичную обработку измерительной информации, а также вычисли тельную и логическую обработку технологических данных в операторских станциях;
• архивизацию и хранение текущей информации и ее дальнейшую обработку;
• представление текущей и исторической информации на дисплее (в формах динамизированных мнемосхем, гистограмм, анимационных изображений, таблиц, трендов, аварийных сообщений и т. д.);
• печать отчетов и протоколов в задаваемых формах - по времени или по запросу оператора;
• регистрацию аварийных ситуаций в моменты их возникновения и вывод аварийных сообщений на экран или на внешние устройства;
• ввод команд и сообщений оператора, их отработку или передачу в контроллеры и другие устройства;
• подключение и организацию взаимодействия прикладных программ пользователя с переменными базы данных реального времени и командами оператора;

- информационные сетевые взаимодействия между узлами системы управления. Каждая SCADA-программа содержит в своем составе две базовые подсистемы:

- инструментальная система(система разработки), - среда разработки программного обеспечения, действующего в составе операторских станций;

- исполнительная система,поддерживающая работу программного обеспечения операторских станций в реальном времени.

Инструментальная система применяется при разработке программ операторских станций проектантами и системными интеграторами. Каждый экземпляр инструментальной системы многократно используется для разработки операторских станций в разных проектах; применяется также эксплуатационниками на предприятиях для коррекций и модернизаций программного обеспечения станций.

Исполнительная система поддерживает, как правило, работу программною обеспечения отдельной станции. Инструментальная система, технически, может поддерживать также работу операторской станции в реальном времени и может быть применена в качестве исполнительной. В некоторых специализированных SCADA-программах инструментальная и исполнительная системы не разделены и представляют собой единое целое.

Преимущества использования SCADA-программ по сравнению с непосредственным программированием операторских станций состоят в следующем. Практически исключается необходимость в привлечении высококвалифицированных программистов для разработки операторских станций. Для этого достаточно квалификации специалиста по автоматизации производства и программиста средней квалификации: значительно сокращаются затраты труда и времени на разработку операторских станций; поддерживается на высоком уровне качество созданных программ; существенно повышается удобство работы оператора производства.