Выбор SCADΑ-программы для конкретной системы автоматизации производства

При выборе SCADA-программы для конкретного проекта необходимо вначале четко определить набор требований к характеристикам операторских станций. На их основе определяются требования к SCADA-программе и подвергаются анализу имеющиеся на рынке SCADA-программы на соответствие поставленным требованиям. Из удовлетворяющих требованиям проекта выбирается программа, наилучшая по совокупности технико-экономических показателей.

Остановимся на характеристиках и данных объекта автоматизации и разрабатываемой автоматизированной системы управления, которые следует учитывать при выборе SCADA-программы.

Характеристики объекта и требования к системе автоматизации

- характер технологического процесса (непрерывный, периодический, дискретный и т.д.), его информационная мощность, динамика процессов, территориальная распределенность объекта управления;

• функции системы управления (контроль и/или учет, или контроль и управление, и диспетчеризация, или сочетание ряда функций);
• необходимое число операторских станций, их взаимное расположение и требуемые информационные взаимосвязи; связи с другими участками и службами предприятия;
• число измеряемых и управляемых величин и функции переработки текущей технологической информации на каждой операторской станции;
• требования к динамике обновления информации на экране операторской станции, к объему и периодичности записей данных в исторический архив, к формам дисплейных кадров, к удобству и полноте представления измеряемой информации оператору;
• требования к средствам обеспечения надежности основных функций операторских станций (диагностика неисправностей, резервирование станций или их отдельных устройств или функций);
• перспективы повторного использования проекта или его фрагментов.

Характеристики разрабатываемой системы автоматизации:

• характеристики сетевой структуры системы автоматизации, протоколы и формы обмена информацией системы с другими подразделениями предприятия;
• информационная структура разрабатываемой системы - связи между источниками и потребителями данных (в вариантах: локальная структура -только непосредственные связи станция - контроллеры; распределенная структура: несколько станций используют общие контроллеры и обмениваются информацией между собой);

• типы контроллеров и других устройств, передающих и принимающих текущие данные от операторских станций; их число: типы передаваемых сигналов;
• требования к аппаратно-программной платформе операторских станций (в том числе к типам компьютеров, к операционным системам, к ресурсам памяти и т.д.):
• квалификация пользователей SCADA-программы. допустимый объем непосредственного программирования и требования к языкам программирования для реализации пользовательских программ.

В результате анализа перечисленных характеристик, ограничений и требований подготавливается четкое, полное и конкретное техническое задание на SCADA-программу.

Рассмотрим особенности и характеристики SCADA-программ, определяющих возможности выполнения требований технического задания к разрабатываемым операторским станциям, и в конечном счете - адекватный выбор SCADA-программы для проекта. Отметим, что практически все SCADA-программы в целом обеспечивают базовый набор функций. Их различия проявляются в полноте, качестве и надежности реализации важных функций в удобстве работы с программой и других существенных для некоторых групп потребителей характеристиках, которые приведены ниже. Имеют значения также расширения состава функций, обеспечиваемые многими SCADA-программами.

Характеристики и данные SCADA-программ

1. Общие данные SCADA-программ:

- фирма-разработчик; год первого выпуска и общий тираж (характеристика опыта фирмы, отработанности и популярности SCADA-программы); распространители в России СНГ:

- примеры предприятий в России, эксплуатирующих SCADA-программу (возможность получения отзывов о реальной работе SCADA-программы).

2 Структурные особенности SCADA-программ:

- структурное строение пакета: модульность (возможность формировать функциональный состав операторских станций комбинацией составляющих SCADA-программу программных модулей): наличие дополнительных функциональных пакетов - опций. -(например, статистического анализа, программно-логического управления, управления приготовлением смесей и т.п.);

• реализация структуры клиент-сервер, типы реализуемых станций (в т. ч. без непосредственной связи с технологическим процессом через УСО или контроллеры);
• наличие вариантов SCADA-программы, различающихся информационной мощностью (число входов-выходов); специальных станций в номенклатуре SCADA-программы -просмотра технологических данных и архивов (станций руководства) и архивных; специальных программных систем для обеспечения работы смежных уровней управления - непосредственного управления процессами, диспетчерского управления и др.

3. Функциональные характеристики SCADA-программ:

• возможности графического редактора, используемого для построения мнемосхем; в т. ч. объем и наглядность библиотеки исходных графических объектов (изображений, символов); создание объемных изображений; возможности импорта графических изображений в стандартных графических форматах (созданных в мощных универсальных графических редакторах или в САПР-пакетах); возможность тиражирования графических объектов пользователей (изображений, кадров);
• средства отображения: многообразие динамических изменений любых элементов мнемосхем, использование элементов мультипликации, многооконный экран; наличие библиотек «мастер-объектов» (Wizard)- готовых изображений со средствами отображения и других фрагментов проектов, возможность их пополнения пользователями;
• характеристики трендов реального времени (оперативных) и архивных (исторических), а также специальных: трехмерных трендов, диаграмм - взаимозависимостей двух переменных; возможное число переменных, выводимых на тренды разных типов;
• поддержка специальных клавиш оператора (горячие клавиши, сенсорные зоны, воз-можносги функциональных клавиатур);

• возможности модификации отображения данных на работающей операторской станции (переключение переменных, выводимых на мнемосхемы и на тренды, изменение масштабов кривых на графиках, коррекция форм отчетов и др.);
• количественные ограничения в SCADA-программе: число архивируемых переменных, отображаемых переменных на одной мнемосхеме; число мнемосхем на одной операторской станции и т. п.;
• возможность работы с мультимедиа сообщениями, реализация речевого сигнализатора, возможность вывода на экран телевизионного кадра промышленной камеры;

- характеристики встроенных средств обработки данных: мощность библиотеки арифметических, логических, управленческих и других программных модулей и способа программирования алгоритмов относительно несложной обработки данных;

• языки и процедуры создания пользовательских алгоритмов обработки данных;
• возможности построения рапортов, отчетов, протоколов в заданных формах;
• требуемая квалификация проектировщика операторской станции;

• характеристики защиты от несанкционированного доступа к станции оператора: число уровней доступа, число индивидуальных паролей на каждом уровне:
• характеристики средств обеспечения надежности: диагностика связи операторской станции с контроллерами и другими операторскими станциями: возможности горячего резервирования станции оператора и/или ее отдельных функций:
• отработанность и надежность реализации отдельных функций, отлаженность программного обеспечения:
• особенности отладки работы отдельных программ с текущей технологической информацией - возможности средств эмуляции системы автоматизации при проверке правильности работы станции.

4. Используемая аппаратно-программная платформа:

• минимальные и рекомендуемые требования к техническим характеристикам компьютера для реализации операторских станций (в структурных вариантах: отдельная станция, структура клиент - сервер, станция наблюдения и т. д.);
• операционные системы, под управлением которых работает SCADA-программа; возможность переноса программ из одной операционной системы в другую;
• циклы ввода-вывода данных; циклы обновления данных на экранах станции - (при рекомендуемой аппаратно-программной платформе).

5. Характеристики открытости SCADA-программы.

• поддерживаемые интерфейсы межпрограммного взаимодействия, в том числе: обмена данными с приложениями (в том числе электронными таблицами) - DDE; с базами данных - SQL/ODBC; объектные средства взаимодействия OLE, ActiveX; поддержка универсального промышленного интерфейса ОРС;
• число драйверов и серверов ввода-вывода для связи с контроллерами и внешними устройствами отечественных и зарубежных фирм, перечень обслуживаемых ими контроллеров и устройств; характеристики средств разработки новых драйверов и серверов ввода-вывода;

• перечень поддерживаемых стандартных сетевых протоколов;
• передача-прием информации средствами связи: радио, модем, Internet

наличие и особенности инструментальных средств расширения функциональных возможностей SCADА-программы.

6. Данные о распространении и сопровождении SCADA-программы:

• наличие, состав, полнота документации, в том числе - на русском языке;
• наличие русифицированной версии SCADA-программы, полнота русификации;
• доступность и ясность документации;
• особенности сопровождения SCADA-программы: консультации, горячая линия;
• место, сроки и условия обучения пользователей работе со SCADA-программой;
• политика распространения новых версий SCADA-программы, извещение потребителей, условия передачи или продажи новых версий пользователям;
• наличие, число и расположение фирм на территории России и СНГ, распространяющих, поддерживающих и обслуживающих SCADA-программу.

7. Стоимостные характеристики SCADA-программы - цены:

• базового состава SCADA-программы: инструментального комплекса; дополнительного исполнительного комплекса;
• пакета в составе предыдущего пункта для различных вариантов ограниченного числа измеряемых величин;
• возможных дополнительных опций SCADA-программы;
• функционально ограниченных вариантов SCADA-программы;
• сервера SCADA-программы (при ее клиент/серверной архитектуре);
• одного драйвера к определенному типу контролеров;
• инструментария для разработки новых драйверов контроллеров;
• обучения пользователей;

Важно отметить возможные скидки и особенности оплаты.

Для каждого конкретного проекта те или иные характеристики могут играть разную роль при выборе SCADA-программы. Поэтому рекомендуется применить следующую общую процедуру ее выбора при условии небольшой закупки:

- вначале, используя данные предлагаемого сопоставительного аналитического обзора, выделить 2-3 SCADA-программы, в полной мере удовлетворяющие составленному техническому заданию;

• затем, установив контакт с сотрудниками предприятий, уже эксплуатирующих эти SCADA-программы, выявить в переговорах их достоинства и недостатки, проявившиеся при разработке и эксплуатации программного обеспечения операторских станций;
• лично ознакомиться со SCADA-программами у фирм-продавцов: оценить полноту и ясность документации: провести с помощью продавцов разработку и отладку нескольких существенных для проекта тестовых примеров: конкретизировать по прейскурантам стоимость закупаемых вариантов.
• на основе полученных данных выбрать для покупки SCADA-программу. Наиболее отвечающую, как техническому заданию, так и финансовым возможностям покупателя.

В случае достаточно крупной закупки, например нескольких инструментальных и десятков исполнительных систем, целесообразно с помощью консалтинговой фирмы организовать тендерные торги. По опыту торги позволяют добиться существенного снижения стоимости закупки у конкурирующих фирм-продавцов. Поэтапная процедура проведения тендера выглядит следующим образом:

• составляются полные, конкретные и однозначно понимаемые технические требования на исполнительные и соответствующие инструментальные системы:
• на основе данных настоящего сопоставительного обзора, выделяются 3-5 SCADA-программ лучше других удовлетворяющие составленным техническим требованиям с учетом экономических ограничений;
• продавцам SCADA-программ рассылаются приглашения на участие в закрытом тендере:
• заказчиком с помощью консалтинговой фирмы формируются критерии выбора наиболее подходящей («оптимальной») SCADA-программы;
• при получении от продавцов тендерных технико-коммерческих предложений проводится их сопоставление по следующей процедуре:

1. анализ технических характеристик по представленной документации на соответствие техническим требованиям; если некоторые из предложений оказываются неполными или не соответствующими заданию, они уточняются в дополнительных переговорах с продавцами:

2. организация экспертной группы, в задачу которой входит отбор для покупки SCADA-программы из числа участвующих в тендере - по критериям, установленным покупателем;

3. личное ознакомление экспертов с технико-коммерческими предложениями и с предлагаемыми SCADA-программами - предпочтительно на территории фирм-продавцов: оценка полноты и ясности документации, проведение с помощью продавцов разработки и отладки нескольких существенных для автоматизируемого объекта тестовых примеров;

1. ознакомление с опытом практического применения: организация контактов с предприятиями, эксплуатирующими рассматриваемые системы; в переговорах с непосредственными пользователями должны быть выявлены достоинства и недостатки систем, которые проявляются только при практическом использовании;
2. на основе всей полученной информации и заданных заказчиком критериев экспертами производится ранжирование участвующих в тендере SCADA-программ по отдельным критериям;
3. решается задача многокритериального выбора, на основе которой выявляется наиболее подходящая для данного объекта автоматизации SCADA-программа.