Сравнительный анализ и тестирование SCADA-систем

Выбор наиболее приемлемой SCADA-системы представляет собой сложную многокритериальную задачу, решением которой является компромисс между надежностью, стоимостью, техниче­ским уровнем, полнотой программного обеспечения, комфортно­стью, затратами на сервисное обслуживание и т. д.

В большинстве SCADA-систем присутствуют известные базовые свойства, но технологии и средства их реализации достаточно силь­но различаются. Именно мера реализации каждого свойства в SCADA-системе определяет необходимость в разработке дополни­тельного программного обеспечения (новые драйверы ввода-вывода, графические объекты; функции, расширяющие список базовых функций, встроенные библиотеки). Для минимизации этой процеду­ры важны три фактора: степень соответствия выбранного SCADA-пакета вашей задаче, понимание тонкостей реализации конкретной прикладной системы поставщиками SCADA-продукта и качество осуществляемой ими технической поддержки [8, 10, 12, 17-22, 25, 34].

Существенное влияние на выбор SCADA-системы оказывают следующие свойства:

· тип, мощность, динамичность объекта авто­матизации;

· учет дальнейшего распространения SCADA-системы на другие объекты автоматизации;

· класс систем автоматизации, контроль и учет;

· имеющаяся платформа;

· число и расположение пультов операторов;

· число и типы контроллеров;

· имеющаяся сете­вая архитектура;

· число измеряемых величин на каждый пульт;

· не­обходимость обработки измерительной информации;

· надежность.

Еще не так давно SCADA-системы различались между собой такими параметрами, как:

· мощность векторной графики;

· особен­ность построения графиков, трендов;

· формат экспорта и импорта изображений;

· возможность работы с мультимедиа;

· тиражирование изображений;

· проектирование первичной переработки данных;

· написание пользователем программ;

· особенности отладки отдель­ных программ (эмуляция);

· возможность эмуляции объекта автома­тизации;

· обучаемость персонала;

· открытость протоколов связи с контроллерами и сетями;

· наличие интерфейса с БД, электронными таблицами и Web-браузерами;

· перечень драйверов к контролле­рам;

· полнота документации;

· особенности технического сопровож­дения;

· цена базового комплекта.

В настоящее время практически все SCADA-системы работают под Windows 2000/NT и в связи с этим используют одну и ту же платформу, обладают примерно одинаковыми функциональными и графическими возможностями, а на первый план при сравнении выходят такие критерии, как надежность работы, обмен данными, удобство работы, техническая поддержка и цена. На рисунке 2.1.6 представлена иерархическая структура критериев, по которым оцениваются в последнее время SCADA-системы [10].

При выборе SCADA-системы необходимо идти от задачи, так как она во многом будет определять дальнейшее решение. Напри­мер, если понравившаяся вам SCADA-система не поддерживает имеющиеся у вас контроллеры, необходимо подумать, стоит ли вам браться за разработку драйверов.

Рисунок 2.1.6 – Критерий выбора SCADA-систем

SCADA-системы можно анализировать в разных срезах и один из них: кто выбирает SCADA-продукт – конечный пользователь, т. е. технолог, или системный интегратор, имеющий опыт в облас­ти создания проектов.

Процедура выбора должна включать в себя следующие эта­пы [10, 11].

1 Составление технических требований к SCADA-системе.

2 Выделение двух (максимум трех) SCADA-систем, наиболее подходящих к объекту автоматизации.

3 Оценка выделенных SCADA-систем по отзывам пользовате­лей.

4 Личное ознакомление со SCADA-системами, их тестирова­ние, конкретизация состава пакета.

5 Определение наилучшей SCADA-системы и принятие реше­ния.

Методики определения надежности SCADA-систем отсутст­вуют, хотя важность этого критерия составляет, по оценкам спе­циалистов, около 70 %. Косвенным показателем надежности счи­тается количество инсталляций. Однако, по мнению ряда специалистов, роль этого показателя незначительна, если число инсталляций системы превышает 1000. В большей степени вас волнует вопрос: сколько внедрений имеет система не в мире, а в России, если вы – российский производитель, и сколько в Герма­нии, если ваше производство размещено в Германии.

На втором месте, по мнению многих специалистов, должен быть такой критерий, как обмен данными. Здесь важными подкритериями являются поддержка стандартных сетевых протоколов и форматов данных, включая Web-технологии, наличие встроенных драйверов к отечественным и зарубежным контроллерам, а также производительность системы.

Важны протоколы, используемые для организации взаимодей­ствия между компонентами, расположенными как на одном, так и на разных узлах. Какие протоколы, для какой SCADA-системы предпочтительны и почему? При тестировании они должны быть указаны, поскольку от них зависит как производительность теку­щего SCADA-приложения, так и параллельно загруженных про­грамм. Подобный анализ необходим при тестировании конкретных модулей или возможностей системы.

Важнейшим российским критерием является цена. Как правило, критерий выбора – это соотношение функциональность/стоимость. Специалисты обращают внимание на зависимость цены системы от конфигурации, возможность получения новых версий и бесплатно­го обновления релизов, наличие бесплатной системы разработки.

В условиях повышенных требований к оптимальному исполь­зованию конкретного высокотехнологичного продукта становится более значительной роль технической поддержки при ужесточе­нии требований к ее квалификации и компетентности менеджеров продуктов. Западные пакеты проигрывают по русификации доку­ментации и, тем более, программного обеспечения, по «либераль­ности» технической поддержки, наличию «горячей» линии, а глав­ное, по возможности поддержки от разработчика. Последнее не может обеспечить ни один западный разработчик, так как работает в России через дистрибьюторов.

Несмотря на то, что критерий «удобство работы» в оценках специалистов имеет незначительный удельный вес, именно он вы­зывает наибольший интерес. Это возможность автоматического построения проекта, универсальность, наличие стандартных язы­ков математического описания данных и процессов, удобство пользовательского интерфейса (работа с редакторами), качество графики и стандартных изображений, эмуляция работы.

Так как общее поле деятельности ведущих компаний-производителей сегодня концентрируется в области MS Windows NT, а общие технические возможности систем достаточно близки, главный упор делается на качество технической поддержки, на качество обучения пользователей, на концентрацию и качество дополнительных комплексных услуг по освоению и внедрению конечной системы управления, другими словами, на сокращение издержек разработчиков, на инжиниринг и менеджмент своих про­ектов, на уменьшение стоимости сопровождения конечной систе­мы. Именно эти показатели сегодня, в основном, влияют на рей­тинг и рыночный успех той или иной SCADA-системы. Эти показатели даже более важны, чем абсолютные стоимостные ха­рактеристики SCADA-систем.

Тестирование SCADA-систем затрагивает актуальные вопросы языков программирования, коммуникационных протоколов, новых технологий. Практически каждый из них требует детального изучения и анализа, который должен стать основой для разработки методики испытаний с целью определения максимальной произ­водительности, функциональных возможностей или недостатков конкретной SCADA-системы.

Выбор алгоритмов тестирования и критериев, конечно, зави­сит от того, кто проводит тестирование – журнал или организация для своих проектов. В первом случае ориентация делается на об­щие принципы построения продуктов, на многообразие поддержи­ваемых протоколов, на производительность и т. д., во втором слу­чае оговариваются особые, ориентированные на определенные проекты условия, следовательно, возможны специализированные алгоритмы тестирования.

Наиболее предпочтительно использование методики сравни­тельного анализа, базирующейся на косвенных заключениях экс­пертов, что улучшает достоверность получаемой информации.

Выводы

Рассмотрены теоретические основы, модели и методы проек­тирования систем сбора данных и оперативного диспетчерского управления.

По функциональным возможностям все SCADA-системы в целом сравнимы. Технология программирования близка к интуи­тивному восприятию автоматизируемого процесса. Мощное объектно-ориентированное программирование, используемое в боль­шинстве пакетов, делает эти продукты легкими в освоении и доступным для широкого круга пользователей.

Все системы можно считать в той или иной степени открыты­ми, обеспечивающими возможность дополнения функциями соб­ственной разработки, имеющими открытый ОРС-протокол для разработки драйверов, развитую сетевую поддержку, возможность включения объектов ActiveX и доступность к стандартным базам данных. Важной особенностью SCADA-систем является количест­во поддерживаемых разнообразных ПЛК.

Построение АСУ ТП на основе любой из SCADA-систем резко сокращает набор необходимых знаний в области классического программирования, позволяя концентрировать усилия по освое­нию знаний в прикладной области.