Основные принципы современных SCADA-систем

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.

• 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.

• 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.

• 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.

• 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).