Winlog Pro

 

 

1. SCADA-жүйесінің техникалық сипаттары

 

SCADA-жүйелердің  функциональдылығын бағалау үшін  маңызды сипаттамалар мен әр  сипаттаманың қысқаша талдауын  келтірейік:

іске асырылған  программалық-аппараттық платформалар. Мұндай платформалар тізімін талдау қажет, демек SCADA-жүйенің бар болатын  есептеу құралдарына таралу сұрақтарына  жауап беру, сонымен қатар, жүйені пайдалану құның бағалау соған  тәуелді. (операциалық жүйелердің біреуінде жетілдіріліп, қолдаңбалы бағдарлама таңдалған SCADA-пакетті сүйемелдейтін басқа бір операциалық жүйеде орындалуы мүмкін. Түрлі SCADA-жүйелерде бұл мәселе әр түрлі шешіледі, мысалы FactoryLink сүйемелденетін программалық-аппараттық платформалардың кең тізіміне ие:

 

Кесте 1.1FactoryLink сүйемелденетін программалық-аппараттық платформалардың кең тізімі

 

Операциялық жүйе	Компьютерлік  платформа
DOS/MS Windows	IBM PC
OS/2	IBM PC
SCO UNIX	IBM PC
VMS	VAX
AIX	RS6000
HP-UX	HP 9000
MS Windows/NT	Windows/NT іске асырылған  жүйелер, негізінде РС-платформаларында

 

Сонымен қатар, RealFlex және Sitex сияқты SCADA-жүйелерінде программалық платформаның негізін нақты уақыттың жалғыз операциялық жүйесі QNX құрайды.

SCADA-жүйелердін  көбісі MS Windows платформасында іске асырылған. Дәл (именно) осындай жүйелер ең толық және оңай кеңейтілетін MMI (Man Machine Interface) құралдарын ұсынады.

OPC-технологиялардың  жылдам дамуы, аппараттық қамтамасыз  етілуінің төмен бағасы, офистік  нарықтарда Windows NT кең таралуы оның мол техникалық сипаттары мен бірге - SCADA-пакеттерін шығарушылардың көбісі осы операциялық жүйені пайдаланатының басты себептері.

 

1.2 SCADA-жүйелердің желілік сүйемелдеу құралдары, ендірілген командалық тілдер, сүйемелденілетін деректер қоры, графикалық мүмкіндіктері. SCADA-жүйенің құнын бағалау

 

Желілік сүйемелдеу (поддержка) құралдары

Автоматтандыру  жүйелердің қазіргі әлемінің негізгі  қасиеттерінің бірі олардың интеграциялануының жоғары дәрежесі болып табылады. Олардың  кез келгенінде басқару объектілері, орындаушы механизмдер, ақпаратты тіркейтін және өңдейтін аппаратура, операторлардың жұмыс орындары, деректер қорларының серверлері және т.б. жұмысқа тартылуы мүмкін. Осындай түрлі текті ортада тиімді жұмыс жасау үшін SCADA-жүйесі желілік сервистің жоғары деңгейін қамтамасыз етуі тиіс. Ол (NETBIOS, TCP/IP ж.т.с.с.) стандартты протоколдарды пайдаланып (ARCNET, ETHERNET ж.т.с.с.) сияқты стандартты желілік орталарда жұмысты сүйемелдегені, сонымен қатар, (PROFIBUS, CANBUS, LON, MODBUS ж.т.с.с.) сияқты өндірістік интерфейстер класының ең танымал желілік стандарттарын сүйемелдеуді қамтамасыз еткені жақсы. Сол сияқты жүйенің жалпы схемасы

 

 

Сурет 1. SCADA-қосымшаның комплексті басқару жүйелеріне интеграциялану схемасы

 

Бұл талаптарғды  қарастырылатын SCADA-жүйелерінің барлығы қанағаттандырады, айырмашылықтары тек сүйемелденілетін желілк интерфейстер жиынтығы әрине әртүрлі.

Ендірілген  командалық тілдер

SCADA-жүйелердің  көбісі айнымалы мәнінің өзгеруіне,  кейбір логикалық шарттың орындалуына,  клавиштер комбинациясының басылуына, сонымен қатар, бүкіл қосымшаның немесе жеке терезеге салыстырмалы берілген жиілікпен кейбір фрагменттің орындалуымен байланысты оқиғаларға адекватты реакцияны генерациялауға мүмкіндік беретін Vbasic-ке ұқсас енгізілген жоғары деңгейлі тілдерге ие.

Сүйемелденілетін  деректер қоры

SCADA-жүйелердің  көбісі, жеке айтқанда, Genesis, InTouch деректер  қорының типіне тәуелсіз болатын  ANSI SQL синтаксисін пайдаланады. Сонымен.  Қосымшылар виртуальды жекеленген (изолированы). Бұл қолдаңбалы мәселенің өзін маңызды өзгертпей деректер қорын өзгертуге, ақпаратты талдау үшін тәуелсіз бағдарламаларды құруға, деректерді өңдеуге

бағытталған алдын  ала құрылып қойылған бағдарламалық  қамтамасыз етілуді пайдалануға  мүмкіндік береді.

Графикалық  мүмкіндіктер

Автоматтандыру жүйесін жетілдіруші-маман, сонымен қатар жұмыс орны құрылатын "технолог"-маман үшін графикалық тұтынушылық интерфейс өте маңызды. SCADA-жүйелердің графикалық интерфейстері функциональды тұрғыда өте ұқсас. Олардың әрқайсысында белгілі бір анимациялық функциялар жиынтығына ие болатын объектіге-бағытталған графикалық редактор бар. Пайдаланылатын векторлық графика таңдалған объектіге көптеген операциялардың жиынтығын пайдалануға, сонымен қатар анимациялық құралдарды пайдаланып экрандағы бейнені жылдам жаңарьуға мүмкіндік береді.

 

1.3 SCADA-жүйелердің енгізу-шығару драйверлері, Құрамына ендірілетін ActiveX объектілер.  SCADA-жүйенің нақтылы уақыт режимінде жұмыс істеуі.

 

Енгізу-шығару драйверлері

SCADA-жүйелері  төменгі деңгейдегі аппаратураны  таңдауға шек қоймайды. Себебі олар драйверлердің немесе енгізу-шығару серверлердің үлкен жиынтығын ұсынады және төменгі деңгейлі жаңа құрылғылардың драйверлерінің немесе өз программалық модульдерін құруға жақсы дамыған құралдарына ие. Драйверлер стандартты бағдарламалау тілдерін пайдалану арқылы желтілдірідеді.

Енгізу-шығару драйверін SCADA-ға қосу үшін екі механизм пайдаланылады - стандарттық DDE (Dynamic Data Exchange) және ішкі протокол бойынша алмасу (ол тек жетілдіруші фирмаға белгілі). Осы кезге дейін DDE SCADA-жүйелерінде сыртқы әлеммен байланысу үшін пайдаланылатын негізгі механизм болып табылады. Бырақ, өзінің өнімділік пен сенімділік жағынан шектеулерінін бар болу себебінен ол уақыттың нақты масштабында ақпаратпен алмасу үшін онша қолайлы емес. Microsoft компаниясы DDE-нің орнына процесстер арасында деректерді жіберудің тиімділеу және сенімділеу OLE (Object Linking and Embedding – объектілерді қосу және құрамына ендіру) құралын ұсынды. OLE-нің негізінде өндірістік автоматтандыру нарығына бағытталған жаңа стандарт OPC (OLE for Process Control) пайда болуда. Жаңа стандарт, біріншіден, таралған гетерогендік ортада жұмыс жасайтын басқару мен бақылаудың түрлі жүйелерін объектілер деңгейінде біріктіруге мүмкіндік береді; екіншіден, OPC түрлі стандартты емес жабдықтар мен сәйкес коммуникациялық бағдарламалық драйверлерді пайдалану қажеттілігін жояды.

Құрамына ендірілетін ActiveX объектілер

ActiveX объектілері  – олардың негізінде Microsoft COM технологиясы  жататын объектілер (Component Object Model –  құрама объектілердің моделі). COM технологиясы Windows ортасындағы бағдарламалық қамтамасыз етілудің өзара әрекеттессуінің жалпы схемасын анықтайды және объектілерге деректері мен функцияларымен қолдаңбалы бағдарламалар арасында алмасуға мүмкіндік беретін стандарттық инфрақұрылымды ұсынады. SCADA-жүйелердің көбісі – ActiveX арқылы орын алған оқиғалар жөнінде хабардар болатын контейнерлер болып табылады. Кезкелген ActiveX объектілері SCADA жүйенің жетілдіру жүйесіне жүктеліп, қолдаңбалы бағдарламаны құру барысында пайдаланылуы мүмкін. ActiveX объектілерін басқару таңдалған объектіге тәң болатын деректер, әдістер және оқиғалық функциялар арқылы іске асырылады.

 

1.4 Заманауи SCADA-жүйелерге шолу.Автоматтандырудың көп деңгейлі жүйелерін интеграциялау. Автоматтандырылған басқару жүйелердің негізгі әдісі.

 

Автоматтандырудың көп деңгейлі жүйелерін интеграциялау

SCADA-жүйелері Басқару деңгейінен "төменнен", яғни үйлестіру  құрылғылары арқылы түрлі сезгіштерден, өңдірістік процессті тікелей  басқару үшін ақпаратты жеткізуші  бағдарламалынатын контроллерден ақпаратты алуға жауапты. Басқару деңгейінен ақпарат SCADA-жүйенің кірісіне келіп түседі. SCADA-деңгейінде Басқару деңгейінен алынған ақпараттың негізінде процессті жедел басқару, тактикалық шешім қабылдау мүмкін. Өңдірісте ақпарат түсу процесі "жоғарыдан" да "төменнен" де  орын алады. "Жоғарыдан" өңдірістің тұтас жұмысына жауапты ақпарат қалыптасады, өңдірісті жоспарлау іске асырылады.

Статикалық (уақыттың белгілі  бір уақыттарында) және динамикалық (үнемі) ақпаратты WEB-түйіндерге жіберу талабы қазіргі кезде өзекті мәселе болып келе жатыр. Пайда болған ActiveX-объектілері деректерді SCADA-жүйеден WEB-беттерге жіберуге мүмкіндік береді. Бырақ, одан да көп функциональдық компоненттер бар. Wonderware фирманың Scout типті бағдарламасы InTouch негізінде Internet/Intranet арқылы қашықтағы тұтынушыға автоматтандырудың қолдаңбалы мәселесімен жай WEB-бетпен сияқты өзара әрекеттесуге мүмкіндік беретін автоматтандыру жүйелеріне қол жеткізу мүмкіндігін қамтамасыз етеді.

Өңдірістің әрбір деңгейіндегі дәл, дер кезіндегі, сенімді ақпарат шығындар деңгейін, өнімнің сапасы мен бәсекеге қабілеттілігін бағалауға мүмкіндік береді. "Жоғарыдағы" және "төмендегі" ақпарат арасында байланыс ұйымдастыру үшін деректерді нақтылы уақытта өңдеумен бірге Басқару деңгейінен "жоғарыға" және керісінше жеткізуге жауапты болатын өңдірісті басқарудың аспаптық құралдар класы қажет. Сондықтан, ТҮ АБЖ әзірлеуін сүйемелдейтін аспаптық құралдарды салыстырудың маңызды критериі болып ақпаратты SCADA-деңгейден жоғарыға өңдірісті жоспарлау деңгейіне жеткізетін құралдардың бар болуы табылады. Бір қатар фирмалар (Intellution, Wonderware) өңдірісті басқару жүйелері болып табылатын өнімдерді (Fix BOS, InTrack, InBatch) ұсынады. Олардың негізгі тағайындалуы шикі затты тиеуден бастап дайын өнімді шығарғанға дейін өңдірістік үрдістердің әрбір кезеңін модельдейтін және қадағалайтын қолдаңбалы программаларды құру болып табылады.

ТҮ АБЖ-ың аспаптық жүйелері қаншалықты Microsoft BackOffice Suite-пен байланысты болуы аса үлкен стратегиялық мәнге ие, себебі, соңғысы қазіргі таңда ең кең тараған офистік программалық өнімге айналды. Сондықтан, мысалы, FactorySuite-ың барлық өнімдері Microsoft SQL Server, Windows NT Server, System Management Server, SNA Server және Mail-Server сияқтылардың өнімдерімен оңай интеграцияланады. Wonderware фирмасы нақтылы уақытта деректерді тіркеуге мүмкіндік беретін Industrial SQL Server-ді ұсынады. Деркетер көзі ретінде InTouch-ың енгізу-шығару серверлері болуы мүмкін. IndustrialSQL Server Microsoft SQL Server-дің негізінде құрылған.

WEB-түйіндерге статикалық (уақыттың белгілі бір моменттерінде)  ақпаратпен қатар, динамикалық  (үнемі) ақпаратты беру талабы  өзекті болып келе жатыр. Пайда  болған ActiveX-объектілер (мысалы, Microsoft Explorer-дің  4-ші версиясында) деректерді SCADA-жүйеден WEB-беттерге беруге мүмкіндік береді. Бырақ, Wonderware фирмасының Scout сияқты көпфункционалдық компоненттер бар, олар Internet/Intranet арқылы InTouch негізіндегі автоматтандыру жүйелеріне қол жеткізуді қамтамасыз етеді, қашықтықтағы пайдалаеушыға автоматтандырудың қолдаңбалы есебімен қарапайым WEB-бетпен сияқты өзара әрекеттесуге мүмкіндік береді.

Сонымен, функционалдық мүмкіндіктері  бойынша қарастырылған SCADA-жүйелер  жалпы салыстырмалы. Программалау технологиясы автоматтандырылатын үрдісті интуициялық түсінуге жақын. Оған қоса қуатты объектіге-бағытталған программалау осы өнімдерді игеру үшін оңай және пайдаланушылар көпшілігіне қол жетімді етеді.

Барлық жүйелерді ашық, өзіндік әзірленген функциялармен  толықтыруға мүмкіндікті қамтамасыз ететін, өзіндік драйверлерді әзірлеу үшін ашық хаттамаға ие болатын, дамыған желілік сүйемелдеуге, ActiveX объектілерді қосуға мүмкіндікке және стандартты деректер қорларына қол жетерлік деп санауға болады.

        Өндірісті комплексті түрде автоматтандыру, өнеркәсіп көлемі мен өндіріс қарқынының артуы және халық шаруашылығының әр түрлі салалары арасындағы өндірістік байланыстардың күрделенуі экономикалық мәліметтер мен статистикалық мәліметтер жинау және оларды өңдеу процестерін, документация түрлерін есепке алып, таратып отыру, жоспарлау және басқару міндеттерін шешу ісінде автоматтандыру қажеттігін туғызды. Басқару жұмыстарын автоматтандырудың ғылми негізі халық шаруашылығын басқарудың өзіндік ерекшеліктерін ескеріп, басқарудың оптимальдық жүйесін синтездеу әдісін зерттейтін және экономикалық мақсаттарға математикалық әдістерді пайдалану мәселелерімен шұғылданатын экономикалықкибернетика. Оның басты проблемасы – халық шаруашылығымен оның жеке салаларын басқаруды автоматтандырудың бір тұтас жүйесінде адам мен кибернетикалық машиналардың өзара әрекетінің методологиялық және принциптік мәселелерін шешу. Басқару жұмыстарын автоматтандырудың негізігі 3 жүйесі бар:

-басқарудың  жалпы мемлекет территориялық органдарын (Мемлекеттік жоспарлау комитеті, Орталық статистика басқармасы, сауда, ауыл шаруашылық, әкімшілік органдары) қамтитын автоматтандырылған мемлекеттік жүйе;

-жеке салаларын  қамтитын автоматтандырылған салалық  жүйе;

-бір не жақын  орналасқан бірнеше кәсіпорындарда экономикалық мәліметтерді өңдейтін және олардың жұмысын жоспарлау, басқару міндеттерін шешетін автоматтандырылған жүйе.

Автоматтандыру  негізгі құралдары

              Басқару жұмыстарын автоматтандырудың негізгі құралдары – электрондық есептеуіш машиналар мен электрондық басқарғыш машиналар. Олардың ішінде цифрлық есептеуіш машина (ЦЕМ) кеңінен тараған. ЦЕМ мәліметтерді өңдеудің орталық жүйесін ұйымдастыру, жоспарлау, статистика, жол есебін жүргізу, детальдарды өңдеудің оптимальдық технологиясын есептеу, участок, цех және тұтас кәсіпорын жұмысын жоспарлау, қоймадағы материалдар мен бұйымдардың есебін оперативті түрде жүргізу , қажетті материалдарға сұрама беру, өзіндік құн есебін күнделікті шығарып отыру, жабдықтарды пайдаланудың оптимальдық жоспарын жасау, өндірістік және транспорттық графиктер құру т.б. үшін қолданылады. Оны басқару жұмыстарын автоматтандыруда қолдану бірқатар шетелдерде де жүзеге асырылуда.

Мысалы, АҚШ-та барлық шығарылатын ЦЕМ-нің 90%-ы экономикалық есептеулерге және өндірісті басқару жұмыстарында пайдаланылады. Аналогты есептеуіш машина технологиялық процестерді оптимальдық реттеу қызметін атқарады. Оны электрондық басқару машиналарымен біріктіре отырып, процестерді тек оптимальды технологиялық режимде ғана емес, оптимальды экономикалық режимде де реттеуге болады. Аналогты машинаның жаңа типі – автоматты оптимизаторды экономикалық басқару мақсатында пайдалануға болады.

Басқару жұмыстарын автоматтандыруда электрондық есептеуіш машинадан басқа сан алуан арнаулы жабдықтар қолданылады. Оларды былайша топтастыруға болады:

Мәлімет тіркегіш машиналар – перфораторлар, жазу машинасы, тіркеуіштер, өнімнің саны мен сапасын есепке алатын автоматты  санауыштар басқарылатын процестердің өтуі туралы мәлімет беретін сигналдық аппаратуралар, магнитофондар, диктофондар, стенографиялық машинкалар, документті көшіру әрі көбейту аппаратуралары т.б.;

Мәліметтерді  өңдейтін машиналар-клавишті есептеуіш  машиналар, фактур жинақатуыш табулятор т.б. аналитикалық есептеуіш машиналар;

Mәлімет түрлендіретін  жабдықтар – конверторлар, оптикалық  және басқадай оқу, кодтау құрылғылар, перфокартадан перфолентаға және  керісінше көшіріп жазатын құрылғылар, фикрофильмдеу және микрокарта  оқу аппаратуралары т.б.;