Принципи на изграждане на автоматизирана система за управление на scada система. SCADA системи

Най-високото ниво на всяка автоматизирана система е, разбира се, човек. В съвременната техническа литература обаче горното ниво се разбира като комплекс от хардуер и софтуерни инструментидействайки като полуавтоматичен диспечерски възел на системата за управление на процеси, чието ядро ​​е компютър или повече мощен компютър. Човекът-оператор влиза в системата като едно от функционалните звена на горното ниво на управление. Този подход има както положителни, така и отрицателни страни. Положителното е, че обхватът на отговорностите на оператора в този случай е предварително определен и от него не се изисква детайлно познаване на процеса. С други думи, не само квалифициран технолог може да управлява процеса. Отрицателната страна е следствие от факта, че гъвкавостта на управлението се намалява чрез намаляване на въздействието върху процеса.

В тази връзка разработчиците на системи за управление на процеси трябва да вземат предвид допълнителни изисквания. Необходимо е не само да се вземе предвид хардуерният компонент на процеса, не само да се изберат режимите на работа на оборудването, но и да се разработи надежден и правилно работещ софтуер. Разбира се, най-добрият вариант е такава организация на работа, когато една и съща група разработчици отговаря за схемата на процеса, както и за избора и отстраняването на грешки на оборудването, и за разработката на софтуер. В този случай разработчиците трябва да бъдат еднакво силни в технологията на конкретен процес и в използването на специално оборудване и в писането на сложни програми за управление, обслужване и комуникация. Намирането на такъв екип обаче може да бъде трудно.

За да се опрости разработването на софтуерния компонент на системата за контрол на процесите, сега се използват така наречените програми MMI (Man-Machine Interface) и SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Използването на тези пакети позволява автоматизирана разработка на PCS софтуер; контрол и управление на технологичния процес в реално време; получавате и обработвате информация за процеса по удобен начин.

Най-вълнуващият и на пръв поглед прост етап при използването на SCADA системи е симулирането на технологичния процес на екрана на монитора. Графика подобна Windows интерфейссистемата е интуитивна и проста. Инсталирането на задвижващи механизми, електродвигатели, клапани, резервоари, тръбопроводи и друго оборудване, използвано в процеса, е само на един клик разстояние. Свързването на параметрите на оборудването с нуждите на процеса също е лесно, става с няколко кликвания на мишката. Глобалните и "тактическите" параметри на процеса се записват във форми, организирани в таблици или бази данни. Инсталирани са стандартни технологични контроли, организирано е запитване на контролни сензори. След това можете да кликнете върху бутона "Старт" и да стартирате работния процес. Това се случва на теория или при демонстриране на възможностите на определена SCADA система. Но на практика всичко е по-трудно.

Разработването на системи за управление на процеси, използващи SCADA системи, независимо от процеса и конкретния SCADA пакет, включва следните основни стъпки:

• развитие на системната архитектура като цяло. Системата за управление на процеси е изградена в архитектура клиент-сървър. Определя се функционалното предназначение на отделните възли за автоматизация и тяхното взаимодействие;
• създаване на приложена система за управление за всеки възел за автоматизация (или по-скоро алгоритъм за автоматизирано управление на този възел);
• анализ и отстраняване на аварии;
• разрешаване на проблемите на взаимодействие между нивата на системите за управление на процеси; избор на комуникационни линии, протоколи за обмен; разработване на алгоритми за логическо взаимодействие на различни подсистеми;
• разглеждане на въпроси за възможно разширение или модернизация на системата;
• създаване на операторски интерфейси;
• софтуерно и хардуерно отстраняване на грешки в системата.

Всички тези въпроси трябва да бъдат разгледани на етапа на проектиране и създаване на горното ниво на системата за управление на процеса, в противен случай могат да възникнат ситуации, когато ще бъде трудно да се свържат различни функционални модули на технологичния процес с една система за управление по отношение на идеологията и техническо изпълнение. Използването на системата SCADA ви позволява доста успешно да извършите всички горепосочени етапи на проектиране и отстраняване на грешки.

Как работят SCADA системите

SCADA пакетите се състоят от няколко софтуерни блока: модули за достъп и контрол, модули за сигнализация, бази данни в реално време, бази данни и входно-изходни и аварийни модули.

Основното изискване за SCADA системите е коректната работа в реално време. Освен това основен приоритет при предаване и обработка са сигналите, идващи от технологичния процес или върху него и влияещи върху протичането му. Те имат дори по-висок приоритет от достъпа до диска или действията на оператора за преместване на мишката или минимизиране на прозорци. За тези цели много пакети се внедряват с помощта на операционни системи OS в реално време, но напоследък все повече разработчици създават своите SCADA продукти на Microsoft платформа Windows NT чрез вграждане на RTX (Real Time Extension) твърди подсистеми в реално време в него. С този подход можете да използвате Windows NT като една операционна система, когато създавате многостепенни системи, използвайте стандартни функции Win32 API и компилация са интегрирани Информационни системи- АСУП.

Източниците на данни в SCADA системите могат да бъдат както следва.

• Драйвери за комуникация с контролери. Надеждността на комуникационните драйвери е много важна. Водачите трябва да разполагат със средства за защита и възстановяване на данни в случай на повреда, автоматично да уведомяват оператора и системата за загуба на комуникация и, ако е необходимо, да подават аларма.
• Релационни бази данни. SCADA системите поддържат протоколи, които са независими от вида на базата данни, благодарение на които най-популярните СУБД могат да действат като източник на данни: Access, Oracle и др. Този подход ви позволява бързо да променяте настройките на технологичния процес и да анализирате напредъка му извън системи в реално време, различни програми, специално създадени за тази цел.
• Приложения, съдържащи стандартен интерфейс DDE (Динамичен обмен на данни) или технология OLE (Свързване и вграждане на обекти), която позволява включването и вграждането на обекти. Това дава възможност да се използват дори някои стандартни офис приложения, като Microsoft Excel, като източник на данни.

Входът на входящите и изходът на предадените данни е организиран като система от специални функционални блокове. Текущата информация за процеса се съхранява в специални I/O бази данни. Входните блокове приемат информация и я привеждат във вид, подходящ за по-нататъшен анализ и обработка. Блоковете за обработка изпълняват алгоритми за контрол и управление, като PID контрол, забавяне, сумиране, статистическа обработка; върху цифрови данни могат да се извършват булеви алгебрични операции и пр. Изходните блокове предават управляващ сигнал от системата към обекта. За комуникация с обекти се използват широко използвани интерфейси RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet. За да се увеличи скоростта на трансфер, се използват различни методи за кеширане на данни, което елиминира претоварването на нискоскоростните мрежи. С други думи, ако два различни клиента едновременно поискат едни и същи данни от сървъра, той изпраща не две заявки към контролера, а само една, връщайки данни от кеша на втория клиент.

Може би най-важният момент при създаването на автоматизирана система за управление на процесите е организирането на такава система за управление, която да осигури надеждност и бързо отстраняване на аварийни ситуации както в самата система за управление, така и в технологичния процес. Алармената сигнализация и обработката на аварийни ситуации в технологичния процес в повечето SCADA системи са обособени в отделен модул с най-висок приоритет. Надеждността на системата за управление се постига чрез горещо резервиране. Можете да резервирате всичко: сървъра, отделните му задачи, мрежовите връзки и отделните (или всички) връзки към оборудването. Резервирането се извършва съгласно интелигентен алгоритъм: за да не се създава двойно натоварване на мрежата, основният сървър взаимодейства с оборудването и периодично изпраща съобщения до резервния сървър, който съхранява текущото състояние на системата в паметта. Ако основният сървър се повреди, резервният сървър поема и работи, докато основният сървър влезе онлайн. Веднага след това базите данни на основния сървър се обновяват с данните на резервния сървър и управлението се връща на основния сървър.

Всички SCADA системи са отворени за по-нататъшно разширяване и подобряване и имат вградени езици от високо ниво за тези цели, най-често Visual Basic, или позволяват свързването на програмни кодове, написани от самия потребител. В допълнение към системите могат да бъдат свързани разработки на други компании, ActiveX обекти, стандартни библиотеки Windows DLL. За прилагането на тези технологии са разработени специални инструменти и специализиран интерфейс.

SCADA системата може да бъде интегрирана с различни мрежи: други SCADA системи, корпоративни офис мрежи, мрежи за регистриране и сигнализация (например охранителни и противопожарни аларми) и др. За ефективна работав тази разнородна среда SCADA системите използват стандартни NETBIOS и TCP/IP протоколи. Самото споменаване на TCP / IP протокола вече показва, че SCADA системите могат да работят и в Интернет, особено след като прехвърлянето на оперативна и статична информация за процеса към уеб сайтове става все по-актуално.

В заключение бих искал да кажа, че концепцията за системи за управление на процеси първоначално е по-широка от SCADA. Когато в литературата понякога се говори за SCADA системи, което означава системи за контрол на процеси, това не е съвсем правилно. SCADA е разработена именно като система, която позволява на оператора да предоставя информационни услуги на Най-високо нивоконтрол на процеса. Но те не могат да осигурят напълно автоматизиран контрол отгоре надолу, дори и само поради простата причина, че е само софтуеринсталиран на персонален компютър. И всеки технологичен процес изисква освен това разнообразие от специфично оборудване и се извършва в Истински живот, а не във виртуална среда.

Въпреки това, установената практика на изграждане автоматизирани системиконтрол с достатъчна сложност показва, че използването на SCADA системи при проектирането на системи за управление на процеси значително опростява живота на разработчиците и ви позволява да организирате надежден и висококачествен контрол по време на работа на системите.

Надзорен контрол и събиране на данни (SCADA)

SCADA-системата е инструментална програма, която осигурява създаването софтуерда автоматизира контрола и управлението на технологичния процес в реално време. Основната цел на програмата, създадена с помощта на SCADA, е да даде на оператора, който контролира процеса, пълна информацияза този процес и необходимите средства за повлияване върху него.

ОСНОВНИ ЗАДАЧИ НА SCADA-СИСТЕМАТА:

• Събиране на данни от сензори и представянето им на оператора в удобен за него вид, включително графики на промените на параметрите във времето;
• Дистанционно управление на изпълнителни механизми;
• Въвеждане на задачи за алгоритми за автоматично управление;
• Внедряване на алгоритми за автоматичен контрол и управление (по-често тези задачи се възлагат на контролери, но SCADA системите също могат да ги решат);
• Разпознаване на аварийни ситуации и информиране на оператора за състоянието на процеса;
• Формиране на отчет за напредъка на процеса и развитието на продуктите.

От надеждността, скоростта и ергономичността на SCADA системата зависи не само ефективността на управлението на процеса, но и неговата безопасност.

КОИ SCADA КОМПОНЕНТИ СА НАЙ-ВАЖНИ ЗА РАБОТА И ЗАЩО?

Специалисти от отдела за APCS на завод за промишлена сода твърдят, че използват основно такива компоненти като мониторинг и контрол, архивиране на параметри на процеса, съобщения и подсистема за отчитане.

Мониторингът и контролът всъщност е това, за което е инсталирана системата за контрол. Необходими са архиви от параметри, съобщения и отчети за оценка и анализ на протичането на технологичния процес, действията на оператора и др. За тях е важен и един от основните SCADA инструменти – разграничаването на правата за достъп до управление по нива (оператор, технолог, инженер по управление на процеси).

С тенденцията към интегриране на системи за контрол на процеси и системи за управление на предприятието, има нарастваща необходимост от използване на SCADA като източник на данни за системи от по-високо ниво. Някои SCADA могат да действат както като сървър за консолидиране на всички технологични данни, така и като сървър за генериране на отчети въз основа на тези данни.

Ако системата за управление е изградена на базата на PLC от един производител (например Siemens SIMATIC), тогава обменът на данни между контролерите и SCADA се осъществява с помощта на вградените драйвери за комуникационни протоколи. Някои независими от доставчика SCADA предлагат набор от драйвери за много (но не всички) контролери и интелигентни инструменти на пазара. Повечето универсален начиноперативната съвместимост е използването на драйвери, разработени в съответствие със стандарта OPC. Тези OPC сървъри могат да бъдат разработени от производители на контролери или трети страни и използвани с всяка SCADA система. За да работи ефективно с OPC сървъри, SCADA трябва да ги използва директно, използвайки OPC технологията в основата на системата, а не чрез междинни интерфейси. Някои SCADA са вертикално интегрирани: те включват системи за програмиране за свободно програмируеми контролери. Те също така използват вътрешни драйвери за комуникация с контролера. Такава SCADA ви позволява да създавате PTK, като използвате оборудване от различни производители.

СИСТЕМНИ НИВА ИЗПОЛЗВАЩИ SCADA

Системите за автоматизация на процесите обикновено се разделят на 3 нива: долно, средно и горно. Над тях е нивото на управление на производството като цяло.
По-ниско нивоса самите сензори и изпълнителни механизми
Средно ниво- контролери. На средно ниво има:

• получаване на вход;
• първична обработка на данни;
• автоматично формиране и издаване на управляващи въздействия върху изпълнителни механизми;

Най-високо ниво - това е нивото на SCADA. На това ниво има:

• събиране, обработка и съхранение на информация, получена на средно ниво;
• визуализиране на текуща и архивирана информация в удобен за оператора вид (мнемонични диаграми, графики, трендове, логове на съобщения);
• въвеждане на операторски команди;
• отчитане на резултатите от технологичния процес;
• обмен на информация с горното ниво.

УПРАВЛЕНИЕ НА ПРЕДПРИЯТИЕТО

Управлението на предприятието се осъществява на две нива:
MES (Manufacturing Execution Systems) е система за управление на производството в реално време. Това ниво се използва за планиране на производствени задачи за технологични процеси, изграждане на обобщени отчети, задълбочен анализ на процеса (например прогнозиране, изграждане на енергиен и материален баланс и др.). За тези цели могат да се използват и SCADA инструменти.

ERP (Enterprise Resource Planning) е система за автоматизирано управление на административната, финансовата и административната дейност на едно предприятие. На това ниво се използват други специализирани системи, например SAP R3.

SCADA ФУНКЦИИ

■ Мнемоника
Мнемониката е графично изображение(с помощта на вградена SCADA графичен редактор) технологична схема с визуализация на стойностите на сензорите, състоянието на изпълнителните механизми и други параметри. За визуализация се използва не само показването на стойности под формата на числа и надписи, но и промяната във визуалните свойства на показаните графични обекти. Например, нивото на течността се променя в контейнер, а цветът й се променя в зависимост от температурата (динамизиране). Актуаторите могат не само да показват състоянието си чрез някаква графична характеристика (например цвят), но и визуално да показват работата си - например чрез въртене на лопатките на помпата, преместване на конвейерната лента и т.н. (анимация).

■ Архив
SCADA данните, получени от контролерите, се архивират. Данните могат да бъдат предварително обработени (филтрирани, осреднени, компресирани и др.). Често не се използва обикновен запис, а запис на промяна, използващ праг на чувствителност („мъртва зона“). Продължителността на съхранението се конфигурира в SCADA индивидуално за всеки параметър и може да бъде до няколко години.

■ Тенденции
Трендът е графично представяне на това как даден параметър се променя с течение на времето. Тенденциите в SCADA системите могат да покажат промяната на даден параметър за цялото времетраене на съхранението му в архива. На оператора се дава възможност да променя мащаба както на времето, така и на самия параметър. В разработените системи в тенденцията са вградени различни инструменти за анализ на графиката, сравняването й със зададена точка или друг параметър, изглаждане или филтриране, маркиране на събития на графиката (например нарушаване на граници) или отметки за памет и много други .

■ Маси
Често за технолога е по-удобно да преглежда архивите не в графична форма, а под формата на таблици. Обикновено тези таблици могат не само да се разглеждат, но и да се експортират в други системи.

■ Графики
Обикновено SCADA ви позволява да видите зависимостта на някои параметри от други, също във времето. Въпреки че тази функция е по-малко търсена от технолозите, отколкото тенденциите.

■ Хистограми и диаграми
Друг често срещан начин за представяне на параметри са хистограми (стълбови диаграми).

■ Съобщения
Съобщенията са текстови низове, които информират оператора за събития на обекта в последователността, в която се случват тези събития. Те изскачат на екрана или се показват в специално обособено място.

■ Регистри на съобщения
Регистрационните файлове на съобщенията се използват за показване на списъци със съобщения в реда, в който са се появили и са били архивирани. По правило се използват различни екземпляри на журнал за различни зони на процеси, различни категории съобщения, различни приоритети.

■ Контрол на достъпа
За да може операторът да извършва определени действия, той трябва да получи съответните права от администратора - например правото да управлява изпълнителния механизъм или правото да променя задачата за регулатора. В началото на смяната операторът влиза в системата и тя му позволява да извършва само онези действия, които са му разрешени от администратора.

■Дневник на действията на оператора
Контролът на технологичния процес е много отговорна задача, поради което всички действия на оператора се записват за контрол в специален дневник, който може да бъде анализиран в случай на извънредни ситуации.

■ Генериране на отчет
Удобната среда за разработка на отчети ви позволява лесно и бързо да изготвяте форматирани и богати отчети.

ХАРАКТЕРИСТИКИ НА SCADA СИСТЕМАТА

• Съвместим с операционни системи;
• Пълна функционалност;
• откритост;
• мащабируемост;
• Поддръжка на индустриални протоколи (собствена драйверна подсистема);
• Съвместим с OPC стандарт (DA, HDA, UA);
• Поддръжка за достъп през Интернет;
• Поддръжка на бази данни;
• Вградени езици за програмиране;
• Средства за защита и надеждност;
• Интегриране в системи за управление;
• Техническа поддръжка;
• Лекота на развитие и развитие;
• Лесна поддръжка;
• Цена.

ЧУЖДИ SCADA СИСТЕМИ

Най-популярни в Русия са следните чуждестранни SCADA:

– WinCC (Siemens, Германия);
– InTouch (Wonderware, САЩ);
– RSView32 (Rockwell Automation, САЩ);
– Genesis64 (Iconics, САЩ);
– Vijeo Citect (Schneider Electric, Франция).

ДОМАШНИ SCADA СИСТЕМИ

Най-популярните домашни SCADA модели:
– MasterSCADA (InSAT, Москва);
– TRACE MODE (AdAstra, Москва);
– Круг2000 (Кръг, Пенза).

За разлика от повечето западни SCADA, всички руски съдържат вградени инструменти за програмиране на контролери, използващи езиците на стандарта IEC61131-3, включително езика на функционалните блокове. Освен това, ако самата SCADA е проектирана да работи в Windows средана PC-съвместими компютри, системата за изпълнение за контролери може да работи на други платформи на Logix, като Linux на ARM процесор.

Всички горепосочени системи поддържат стандарта OPC, но в системата „Trace Mode“ акцентът е върху използването на собствени драйвери, а MasterSCADA, въпреки че поддържа използването на драйвери, се основава на „OPC в core” и предлага отделен инструментариум за разработване на OPC сървъри.

Сравнителни характеристики на чужди и местни SCADA

Всички съвременни SCADA, както местни, така и чуждестранни, имат пълна функционалност за този клас програми, така че тяхното сравнение според списъка с функции в последните годиние загубил смисъла си. Основното предимство на руската SCADA е първоначалната им насоченост към руския пазар (документация на руски език, не е преведена, техническа поддръжка, ценово ниво). Може да се заключи, че за всяко предприятие или дори приложение е желателно да се направи сравнение на няколко SCADA, както по отношение на цена, така и по отношение на възможности. Почти всички SCADA имат пробна версия, която ви позволява да проверите нейната пригодност за решаваната задача.
Редакторите на КИПинфо

Електронно списание “КИПинфо” бр.17 2013г

Популярни стоки

Сградните инженерни системи използват SCADA софтуер.

SCADA (Надзорен контрол и събиране на данни - надзорен контрол и събиране на данни) - софтуерен пакетза проектиране и разработване на системи за събиране, обработка, показване и архивиране на информация за обекта на наблюдение или контрол.

Нашата организация се развива проекти SCADA за най-търсените SCADA системи в Русия. Можете да уточните цените на SCADA софтуерните системи и цената на проектирането от нашите специалисти.

Masterscada - мощен и удобен инструмент за бързо и качествено разработване на разпределени диспечерски системи, във всички индустрии и жилищно-комунални услуги.

SIMPLE-SCADA е проста, модерна SCADA система. Архитектура клиент-сървър, уеб клиент, система за отчети, работа с OPC DA, OPC UA сървъри, компилатор на скриптове, работа с MySQL DBMS, SQL сървър, Режим на няколко монитора, Обаждания, SMS, AT команди, Изпращане на имейл, Telegram, резервация на сървър).

CitectSCADA – софтуерен продукт, представляващ пълнофункционална система за наблюдение, контрол и събиране на данни, която ви позволява да предоставяте: Визуализация на процеса в графичен режим, управление на аларми, проследяване на трендове в реално време и достъп до архивирани трендове, изготвяне на подробни отчети, статичен контрол на процеса.

Бърза SCADA е безплатна, пълнофункционална SCADA система с отворен код. С помощта на Rapid SCADA можете да създавате автоматизирани системи от следните типове: Системи за управление на процеси (APCS), Системи за интелигентен дом, Системи за енергийно отчитане ( , ASTUE, AIIS KUE). (OPS), Системи за контрол на достъп (ACS),

Симатик WinCC - HMI система, софтуер за създаване , част от фамилията системи за автоматизация Simatic, произведени от Siemens AG. Работи на операционни системи от семейството Microsoft Windowsи използва база данни на Microsoft SQL Server.

скорост на данните - прост и ефективен софтуер за изграждане на диспечерски системи, мониторинг, контрол и управление на технологични процеси.

РЕЖИМ НА СЛЕДВАНЕ - софтуерен пакет, предназначен за разработване на софтуер за автоматизирани системи, телемеханични системи, сградна автоматизация, системи за отчитане на енергийните ресурси (електричество, топлина, газ, вода).

Софтуерен пакет GENESIS64 ICONICS е ново поколение 64-битов индустриален софтуер за визуализация. С решения за всички индустрии, GENESIS64 интегрира свързани данни, агрегира ги, за да осигури визуализация в най-гъвкавия и сложен режим на софтуерен пакет за HMI/SCADA задачи в реално време и в бъдеще

SCADA-система ARIES Telemechanics LIGHT - цялостен инструмент за пълен цикълработа по настройка на събиране и контрол на данни, настройка на алгоритми за обработка, генериране на аларми, настройка на исторически бази данни, формиране на технологични и оперативни схеми за показване на информация.

Ценова листа за разработване на SCADA проекти в Москва 2019 - 2020 г

SCADA (supervisory control and data acquisition, supervisory control and data acquisition) е софтуерен пакет, предназначен да разработи или осигури работа в реално време на системи за събиране, обработка, показване и архивиране на информация за обект на наблюдение или управление. SCADA може да бъде част от APCS, ASKUE, система за мониторинг на околната среда, научен експеримент, сградна автоматизация и др. SCADA системите се използват във всички сектори на икономиката, където се изисква осигуряване на операторски контрол върху технологичните процеси в реално време.

Основната функция на SCADA системите е създаването на интерфейс човек-машина, т.е. SCADA системата действа едновременно в две роли – като HMI и като инструмент за неговото създаване. Подсистеми, включени в SCADA системата:

драйвери или входно-изходни сървъри - програми, които осигуряват SCADA комуникация с индустриални контролери;

система в реално време - програма, която осигурява обработка на данни в рамките на определено време, като се вземат предвид приоритетите;

интерфейс човек-машина - инструмент, който представя данни за напредъка на процеса на човешки оператор, което позволява на оператора да контролира и управлява процеса;

система за логическо управление е програма, която осигурява изпълнението на потребителски програми (скриптове) за логическо управление в SCADA система. Набор от редактори за тяхното развитие;

база данни в реално време - осигурява съхранение на историята на процеса;

система за управление на алармата - програма, която осигурява автоматичен контрол на процесните събития, класифициране като нормални, предупредителни или аварийни, както и обработка на събития от оператор или компютър.

Ролята и мястото на scada-системите на PCS пазара

Според приложението SCADA-системите могат да бъдат разделени на две групи:

използване на методи изкуствен интелектза решаване на проблемите на подкрепата и вземането на решения и управлението;

методи на обработка и подаване на информацияоснована на знания.

Първата група включва системи, които изпълняват традиционни функции за мониторинг и контрол на процесите:

поддържане на база данни в реално време;

извършване на изчисления;

графично представяне на данни и параметри под формата на мнемонични диаграми, графики, диаграми и др.;

предупредителна аларма;

архивиране на информация;

генериране на отчети.

Тази група включва продукти от следния тип: RTAP/Plus (HewlettPackard), Monitrol\UX (Hilco), PMIS (Bradley-Ward), Simplicity (GE Fanuc) и др.

Функциите на системите от втората група включват интелектуална информационна поддръжка на човешки оператор при управление на процесите. Тези характеристики включват:

ситуационен анализ на състоянието на обекта на контрол и управление;

оперативно издирване на действията на оператора-мениджър при възникване на извънредни и критични ситуации;

диагностика на състоянието на технологичното оборудване;

диагностика на състоянието на технологичния процес;

логически анализ на събитията;

логически анализ на извънредни ситуации;

прогнозиране на поведението на процеса във времето и други;

защита срещу неупълномощени от технологичния регламент действия на обслужващ персонал;

поддържане на бази данни и знания в реално време;

поддържане на хипертекстови бази данни с оперативни и регулаторни знания.

Примери за такива системи са чуждестранната система G2 (Gensym, САЩ) и местната система "SPRINT-RV" (Русия), които включват не само инструменти за проектиране и тестване на модели на домейни, но и инструменти за интелигентна информационна поддръжка за реални време за вземане на решения. Системите от тези две групи могат взаимно да се допълват, но ако системата от първата група е в основата на съвременните системи за управление, тогава системите, базирани на знания, не се използват често по много причини.

Някои от основните причини са:

Технологията за създаване на системи, базирани на знания, не е достатъчно формализирана, изисква участието на висококвалифицирани инженерни специалисти, знания и скъпи експерти, което в крайна сметка води до значителни финансови и времеви разходи. Следователно системи от този клас се създават само когато приложението им обещава много големи материални ползи;

системите, базирани на знания, се разработват предимно като системи, чийто модел на знания не може да бъде пълен, което не винаги позволява включването им в основните инструменти за мониторинг и контрол. Те се използват като информационни и консултантски инструменти.

Тези проблеми могат да бъдат решени по следния начин - с помощта на мониторинг/контрол и методи на системи, базирани на знания, те трябва да бъдат създадени с помощта на единна високо автоматизирана технология и да образуват едно цяло. Такава интегрирана технология се предоставя от системата SPRINT-RV, която изпълнява както традиционни функции за мониторинг/контрол, така и интелигентни технологии за поддръжка на оперативни решения.

SCADA системите са предназначени да наблюдават и контролират голям брой отдалечени обекти (от 1 до 10 000, понякога на разстояние хиляди километри един от друг) или един географски разпределен обект. Такива съоръжения включват нефтопроводи, газопроводи, водопроводи, електроразпределителни подстанции, водохващания, дизелови генераторни станции и др.

Основната задача на SCADA системите е да събират информация за различни отдалечени обекти, идващи от контролни точки, и да показват тази информация в един диспечерски център. Също така SCADA системата трябва да осигурява дългосрочно архивиране на получените данни. Диспечерът често има способността не само пасивно да наблюдава обекта, но и да го контролира, реагирайки на различни ситуации.

Задачи на SCADA системите:

• обмен на данни с USO (устройства за комуникация с обекта, т.е. с индустриални контролери и платки за вход / изход) в реално време чрез драйвери;
• обработка на информация в реално време;
• показване на информация на екрана на монитора във форма, разбираема за хората;
• поддържане на база данни с технологична информация в реално време;
• аварийна сигнализация и управление на алармени съобщения;
• изготвяне и генериране на отчети за хода на технологичния процес;
• осигуряване на комуникация с външни приложения (СУБД, електронни таблици, текстови процесории т.н.).

Структура на SCADA системи

Всяка SCADA система включва три компонента: отдалечен терминал(RTU - Remote Terminal Unit), диспечерски контролен център (MTU - Master Terminal Unit) и комуникационна система (CS - Communication System).

Дистанционният терминал се свързва директно с контролирания обект и осъществява управление в реално време. Такъв терминал може да служи като примитивен сензор, който извлича информация от обект, или специализирана многопроцесорна компютърна система, устойчива на грешки, която обработва информация и управлява в реално време.

Диспечерската контролна зала извършва обработка на данни и контрол на високо ниво, като правило, в режим на квазиреално време. Той осигурява интерфейс човек-машина. MTU може да бъде както отделен компютър с допълнителни устройства за свързване към комуникационни канали, така и голяма компютърна система или локална мрежа от работни станции и сървъри.

Комуникационната система е необходима за прехвърляне на данни от RTU към MTU и обратно. Следните канали за предаване на данни могат да се използват като комуникационна система: наети линии, радио мрежи, аналогови телефонни линии, ISDN мрежи, GSM (GPRS) клетъчни мрежи. Често устройствата са свързани към множество мрежи, за да осигурят надежден трансфер на данни.

Особености на процеса на управление в SCADA системи

• В SCADA системите присъствието на човек (оператор, диспечер) е задължително.
• Всяко неправилно действие може да доведе до отказ на контролния обект или дори до катастрофални последици.
• Контролерът обикновено носи цялостната отговорност за управлението на системата, която при нормални условия само от време на време изисква корекции на параметрите за постигане на оптимална производителност.
• През повечето време диспечерът наблюдава пасивно изведената информация. Активното участие на диспечера в контролния процес се случва рядко, обикновено при възникване на критични събития - повреди, аварийни и извънредни ситуации и др.
• Действията на оператора в критични ситуации могат да бъдат строго ограничени във времето (няколко минути или дори секунди).

Защита на SCADA системи

Сред някои потребители на SCADA системи битува мнението, че ако системата не е свързана с интернет, значи е застрахована срещу кибератаки. Експертите не са съгласни.

Физическата изолация е безполезна срещу атаки срещу SCADA системи, казва Файзел Лахани, експерт по сигурността информационни ресурси. Според него физическото изолиране на системите е равносилно на борба с вятърни мелници.

Мненията на руските експерти относно сигурността на АСУТП и SCADA системите са съгласни. Тъй като проблемите със сигурността на индустриалните системи за контрол попаднаха във фокуса на вниманието на всички, някои производители на решения за сигурност започнаха да разработват продукти, насочени към противодействие на заплахите за индустриалните информационни системи (такива продукти, по-специално, могат да включват защитен операционна система- среда за функциониране само на надеждни приложения).

Отделни компании започнаха да изготвят аналитични материали по тези въпроси, като се опитват да оценят състоянието на ICS от гледна точка на сигурността. Реакцията на тези инициативи от специалисти, работещи с индустриални системи, е двусмислена и не винаги благоприятна. Външен наблюдател може да заключи: между операторите