Глава 2. функции и структуры интегрированных систем

ТРЕБОВАНИЯ К ИНТЕГРИРОВАННЫМ СИСТЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ

Эксплуатационные характеристики SCADA-систем

Эксплуатационные характеристики SCADA-системы имеют большое значение, поскольку от них зависят скорость освоения продукта и разработки прикладных систем. Они, в конечном итоге, отражаются на стоимости реализации проектов [11].

Надежность

Все успешно работающие системы обеспечивают контроль и управление, включая графический интерфейс оператора, обработ­ку сигналов тревог, построение графиков, отчетов и обмен данны­ми. Эти возможности способствуют улучшению эффективности работы предприятия и, следовательно, увеличению прибыли. Од­нако при разработке таких систем часто упускается из вида один существенный аспект – что произойдет, если какой-либо элемент аппаратуры выйдет из строя?

Локальная в соответствии с рисунком 2.1.1 и распределенная в соответствии с рисунком 2.1.2 АСУ ТП имеют одну общую особенность. Обе системы полностью выйдут из строя, если всего в одном компоненте системы (компьютере, соединенном с контроллерами или сетью контроллеров) возникнет неисправность.

Рисунок 2.1.1 – Локальная АСУ ТП

Большинство современных компьютеров обеспечивают хоро­шие показатели надежности, но, тем не менее, они также выходят из строя, особенно при эксплуатации в жестких производственных условиях. Если какие-либо компоненты производственного про­цесса (или весь процесс) являются критически важными или стоимость остановки производства очень высока, возникает необ­ходимость построения резервируемых систем. В системах, обеспе­чивающих резервирование, выход из строя одного компонента не влечет за собой остановку всей системы.

SCADA-системы поддерживают реализацию резервирования большинства компонентов как вследствие особенности архитектуры, так и из-за наличия встроенных механизмов автоматического резервирования (Citect, iFIX, TRACE MODE).

Распределение процессов управления и контроля по несколь­ким компьютерам, объединенным в локальную сеть, позволяет увеличить эффективность и скорость работы всей системы. В про­стой системе компьютер, соединенный с промышленным оборудо­ванием, становится сервером, предназначенным для взаимодейст­вия с контроллерами, а компьютеры в локальной сети – с клиентами в соответствии с рисунком 2.1.3.

Рисунок 2.1.2 – Распределенная АСУ ТП

Когда клиенту требуются данные для отображения, он запра­шивает их у сервера и затем обрабатывает локально. Для обеспе­чения резервирования в систему может быть добавлен второй (резервный) сервер в соответствии с рисунком 2.1.4, также предназначенный для взаимо­действия с промышленным оборудованием. Если основной сервер выходит из строя, запросы клиентов автоматически направляются к резервному серверу. Резервный сервер не должен при этом пол­ностью дублировать работу основного, поскольку в этом случае оба сервера взаимодействуют с контроллерами, удваивая нагрузку на промышленную сеть и, следовательно, сокращая общую произ­водительность.

Рисунок 2.1.3 – Клиент-серверная архитектура простой системы

В клиент-серверной архитектуре при наличии дублированных серверов ввода-вывода можно легко реализовать поддержку постоянной связи с промышленными устройствами, а также обеспечить сохранность и непрерывность данных тревог и графиков в случае возникновения неисправности. Это может быть обеспеченно путем разделения функций сервера на четыре задачи:

· обеспечение ввода-вывода;

· формирование сигналов тревоги;

· отображение графиков;

· составление отчетов.

Рисунок 2.1.4 – Встроенный механизм автоматического резервирования

Каждая из этих задач поддерживает свою базу данных незави­симо от других задач, так что можно дублировать каждую задачу в отдельности. Например, можно обеспечить параллельное исполне­ние задач отображения графиков на разных серверах в отличие от архитектуры основной/резервной, используемой для серверов вво­да-вывода.

Удобство использования

Сервис, предоставляемый SCADA-системами на этапе разра­ботки прикладного ПО, обычно очень высок – это вытекает из ос­новных требований к таким системам. Почти все они имеют Windows-подобный пользовательский интерфейс, что во многом повышает удобство их использования как в процессе разработки, так и в период эксплуатации прикладной задачи.