Этапы создания системы диспетчерского контроля и управления

Процесс создания системы диспетчерского контроля и управ­ления состоит из следующих этапов.

1 Детализация технических требований на создание системы контроля и управления.

2 Разработка проектно-сметной документации (в полном или сокращенном объеме).

3 Сбор исходных данных.

4 Составление полного перечня переменных.

5 Комплектация системы.

6 Разбиение объекта управления на технологические участки; компоновка переменных по участкам и группам.

7 Заполнение (генерация) базы данных.

8 «Рисование» статических частей мнемосхем.

9 Заполнение мнемосхем динамическими элементами.

10 Составление схемы переходов между мнемосхемами.

11 Генерация печатных документов.

12 Верификация базы данных.

13 Разработка эксплуатационной документации.

14 Тестирование системы в автономном режиме (без УСО).

15 Монтаж.

16 Тестирование системы в рабочем режиме (с УСО).

17 Внедрение, в том числе пуско-наладка и обучение персонала.

Возможно распараллеливание некоторых видов работ, что обеспечивает существенное сокращение срока создания системы. Конечно, эта последовательность является ориентировочной, и на практике возможна, например, корректировка базы данных на всех этапах выполнения работ, включая внедрение.

На этапах 1, 2 составляются подробные технические требова­ния (техническое задание) на систему контроля и управления, ко­торые согласуются с конечным пользователем – теми, кто будет непосредственно эксплуатировать систему, например технолога­ми. Для конкретизации технических требований необходимо вы­полнить следующее:

· описать конкретную структуру технических средств, используемых в проектируемой системе управления;

· указать конкретную информационную мощность системы (перечень измеряемых и управляющих переменных);

· привести перечень расчетных переменных, формулы расчета;

· привести конкретный перечень печатных документов и усло­вий их печати;

· конкретизировать перечень требований к конечному пользователю системы.

При конкретизации технических характеристик системы, та­ких как период опроса, время обновления информации на экране и т. д., необходимо учитывать, что их числовые значения зави­сят от следующих факторов:

· от числа устройств связи с объектом;

· типов УСО и скорости их обмена с ПК;

· объема базы данных (информационная мощность);

· числа расчетных переменных;

· модели ПК (тип процессора, тактовая частота, объем кэш­-памяти и т. п.).

Проектно-сметная документация на систему контроля и управ­ления может разрабатываться в полном или сокращенном объеме, определяемом заказчиком системы.

Этап 3 – этап сбора данных – очень ответственный этап, так как от качества его выполнения в большой степени зависят срок и качество выполнения всей работы. Исходными данными при создании системы является следующая информация и докумен­тация:

1) функциональные схемы КИПиА (А – автоматика);

2) разделы регламента (рабочей инструкции) с описанием технологии;

3) ведомость (спецификация) средств КИПиА;

4) перечень контролируемых и регулируемых параметров;

5) внешний вид существующих щитов КИП с вторичными приборами;

6) разводка параметров по существующим вторичным прибо­рам;

7) фотографии, рисунки, чертежи основных технологических агрегатов, которые помогают лучше и понятнее нарисовать мнемосхемы;

8) заполненные образцы отчетных документов (режимных листов, суточных ведомостей и т. п.).

Информация по пп. 5 и 6 существенно облегчает компоновку переменных по участкам и группам.

Существуют три основных подхода к разработке системы кон­троля и управления:

· от графики;

· от структуры системы управления (аппаратуры);

· от структуры технологического объекта (технологии).

Подход от графики – это простейший подход к разработке. Он предполагает первичным создание пользовательского интерфейса оператора. Такой подход характерен для большинства западных пакетов, ориентирован на малоопытного разработчика и оправдывает себя при создании малых систем управления, состоящих из одного компьютера и стандартных ПЛК или модулей УСО. Здесь предполагается работа с небольшим числом сигналов, когда нет необходимости структурировать базу переменных проекта.

Подход от структуры системы управления требует большей квалификации от разработчика. Здесь в качестве базовой инфор­мации, от которой ведется разработка, является аппаратный слой проекта. Поэтому сначала описываются ПК и ПЛК, входящие в систему, и их коммуникации. Затем для каждого из описанных устройств указываются исполнительные модули, которые будут на нем работать. После этого разрабатываются фрагменты программ­ного обеспечения проекта, которые будут запускаться на указан­ных исполнительных модулях.

Подход от структуры технологического объекта – это наиболее продвинутый подход к созданию систем контроля и управления. Он интегрирует в себе оба предыдущих подхода и добавляет ана­лиз автоматизируемого объекта для построения технологической иерархии (технологический слой проекта).

После описания технологической иерархии объекта управле­ния для каждого ее элемента можно описать относящиеся к объек­ту элементы системы управления. Это могут быть сигналы, рас­четные параметры, регламенты обслуживания, потребляемые ресурсы и производимая продукция, обслуживающий персонал, графическое представление, программы управления и прочая не­обходимая информация.

Далее на основании элементов проекта, привязанных к технологической структуре объекта, можно скомпоновать систему управления. Для этого следует сначала описать ее аппаратную и программную конфигурацию: входящие в систему ПК и ПЛК, за­пускаемые на них исполнительные модули. После этого надо по­ставить в соответствие аппаратным компонентам системы фраг­менты технологической структуры. При этом выполняется автопостроение различных компонентов системы управления.

После описания технологического слоя проекта можно менять аппаратную или программную конфигурацию системы. Это при­водит к незначительным затратам по доработке проекта, что осо­бенно важно для системных интеграторов, автоматизирующих ти­повые технологические объекты на разнородном оборудовании.

SCADA-системы «закрывают» цеховой уровень автоматизации, связанный прежде всего с получением и визуализацией информа­ции от ПЛК, распределенных систем управления. Поставляемая на этот уровень информация недоступна на уровне управления произ­водством. Поэтому важно отметить, что некоторые фирмы разраба­тывают тесно интегрированные со SCADA-пакетами системы управления производством и обеспечивают обмен между этими уровнями, тем самым резко усиливая сервисные возможности сво­их продуктов для реализации комплексного подхода к автоматиза­ции промышленного предприятия в целом. Разработка подобных комплексных, хорошо интегрированных инструментальных средств – главная современная тенденция в разработке базового ПО для управления промышленным предприятием.