Основные принципы современных SCADA-систем

Основные принципы современных SCADA-систем
4 Декабря 2012

На современных производственных предприятиях в различных отраслях промышленности есть необходимость в системах телеметрии для централизованного управления объектами, которые находятся на достаточно удаленном друг от друга расстоянии. То есть система телеметрии должна обеспечивать передачу команд, а также прием информационных сообщений о состоянии объектов управления на расстояние от нескольких метров до тысяч километров.


Функционирование SCADA-системы заключается в сборе информации и передаче ее обратно на объект управления, а также в проведении необходимых аналитических вычислительных операций и отображении, требуемых в зависимости от решаемой задачи, данных на рабочем месте оператора, либо диспетчера.

Во времена становления систем сбора данных для получения информации о состоянии функционирования технологического процесса использовалась в основном релейная логика. С развитием микропроцессорных и всевозможных электронных устройств, производители оборудования в области промышленной автоматизации стали внедрять в релейные схемы различные цифровые интерфейсы для передачи информации. Эта тенденция нашла свое применение при внедрении программируемых логических контроллеров (ПЛК). Необходимость осуществлять мониторинг и управлять все большим и большим количеством агрегатов на производстве повлияло на популярность использования в проектах по автоматизации ПЛК, которые, можно сказать, наделяли систему автоматизации «интеллектом». Структура системы управления на базе ПЛК или, как ее еще называют, распределенной системы управления (DCS) показана на рисунке.



Преимущества распределенных систем управления (DCS) на базе ПЛК:
  • На компьютере можно организовать хранение больших объемов данных;
  • Мониторинг за объектом может осуществлять любой пользователь со своего рабочего места, оборудованного компьютером;
  • Тысячи датчиков, расположенных друг от друга на значительных расстояниях, могут быть подключены в систему управления;
  • Возможна отладка системы управления с использованием реальных данных получаемых от объекта;
  • На рабочую станцию от удаленных ПЛК возможна передача различных типов данных;
  • Мониторинг технологического процесса можно осуществлять из любого места, где есть рабочая станция, а не только находясь в непосредственной близости с объектом.

Недостатки распределенных систем управления (DCS) на базе ПЛК:
  • Система является более сложной в освоении, чем простейшие SCADA, построенные на базе приборных панелей;
  • Для проектирования и внедрения систем требуются квалифицированные специалисты обладающие навыками программирования и системного анализа;
  • При большом количестве датчиков, количество монтажных проводов остается все еще огромным и требует сокращения.

Поскольку требования к системам автоматизации технологическим процессом растут с каждым днем, то в данное время имеет место тенденция разработки различных датчиков со встроенными микропроцессорными модулями. Такой тип датчиков получил название интеллектуальных. Интеллектуальные датчики имеют возможность подключения к промышленным сетям, таким как: Profibus, DeviceNet или же Foundation Fieldbus. К функциям интеллектуальных датчиков относятся: сбор данных о состоянии объекта, взаимодействие по промышленной сети с другими микропроцессорными устройствами и рабочими станциями системы управления, а также выполнение не сложных пользовательских программ. Каждый из этих супер умных датчиков помимо измерений может также осуществлять еще другие функции систем управления. Например, он может быть оснащен аналоговым выходом, ПИД-регулятором, коммуникационным интерфейсом, а также программируемой памятью и все это под одним корпусом.


Достоинства интеллектуальных датчиков:
  • Минимальное количество монтажных проводов;
  • Возможность мониторинга состояния работоспособности датчиков;
  • Сбор диагностической информации с датчиков на рабочую станцию;
  • Большинство таких датчиков поддерживают функцию «горячей» замены, и не требуют предварительного программирования.

Недостатки интеллектуальных датчиков:
  • Чем больше микропроцессорных устройств в системе, тем необходима более высокая квалификация специалистов при проектировании и внедрении системы автоматизации;
  • Использование интеллектуальных датчиков ведет к удорожанию системы в целом (хотя частично стоимость компенсируется отсутствием при такой реализации ПЛК).

Читать также: Прародители современных SCADA - систем.



Подразделы