Министерство  образования и науки

    Государственное учреждение высшего профессионального образования

    Волгоградский государственный технический университет 

    Кафедра «Автоматизация производственных процессов» 
 
 
 
 

    Система Контар-SCADA 
 
 
 

    Выполнил: студенты группы МЭ-521

                                                                                              Потапов М. И.

                                                                                              Руденко А. О.

                                                                                              Колодянец Д. С.

                                                  Проверил: Пройдакова Н.В. 
 
 
 
 
 
 

    Волгоград 2011

    Оглавление

    Системы SCADA 4

    Введение 4

    АСУ ТП и диспетчерское управление 4

    Основные компоненты системы 6

    Основные задачи 7

    WebSCADA 8

    Контар-Scada 8

    Функциональные возможности 8

    Требования к компьютеру 9

    Контар-АРМ 9

    Связь с приборами 10

    Варианты установки программы 10

    Основные этапы создания проектов 11

    Создание пользователей проекта и установка прав доступа 11

    Подключение источников 12

    Создание необходимого количества схем в проекте 12

    Наполнение созданных схем элементами 13

    Основные возможности при работе с проектом 16

    Отображение схем во время диспетчеризации 16

    Автоматическое изменение значений параметров по заранее установленному расписанию 16

    Архив аварийных ситуаций 17

    Оперативное оповещение при возникновении тревог 17

    Контроль действий пользователя 18

    Архивируемые параметры 18

    Автоматизированное формирование отчетов 19

    Загрузка функциональных алгоритмов в приборы 20

    Пример создания простого АРМ 20

    Сетевые настройки контроллеров 20

    Установка программы КОНТАР ARM. 22

    Процесс создания проектов в программе КОНТАР ARM 24

    Список использованной литературы 29 

    Системы SCADA

    SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition – система сбора данных и оперативного диспетчерского управления. Диспетчерское управление и сбор данных является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами) в жизненно важных и критичных с точки зрения безопасности и надежности областях. Именно на принципах диспетчерского управления строятся крупные автоматизированные системы в промышленности и энергетике, на транспорте, в космической и военной областях, в различных государственных структурах. SCADA – процесс сбора информации реального времени с удаленных точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления удаленными объектами. Требование обработки реального времени обусловлено необходимостью доставки (выдачи) всех необходимых событий (сообщений) и данных на центральный интерфейс оператора (диспетчера).

    Введение

    Современная АСУТП (автоматизированная система  управления технологическим процессом) представляет собой многоуровневую человеко-машинную систему управления. Создание АСУ сложными технологическими процессами осуществляется с использованием автоматических информационных систем сбора данных и вычислительных комплексов, которые постоянно совершенствуются по мере эволюции технических средств и программного обеспечения.

    АСУ ТП и диспетчерское управление

    Непрерывную во времени картину развития АСУТП  можно разделить на три этапа, обусловленные появлением качественно  новых научных идей и технических средств.

    Первый  этап отражает внедрение систем автоматического  регулирования (САР). Объектами управления на этом этапе являются отдельные  параметры, установки, агрегаты; решение  задач стабилизации, программного управления, слежения переходит от человека к САР. У человека появляются функции расчета задания и параметры настройки регуляторов.

    Второй  этап – автоматизация технологических процессов. Объектом управления становится рассредоточенная в пространстве система; с помощью систем автоматического управления (САУ) реализуются все более сложные законы управления, решаются задачи оптимального и адаптивного управления, проводится идентификация объекта и состояний системы. Характерной особенностью этого этапа является внедрение систем телемеханики в управление технологическими процессами. Человек все больше отдаляется от объекта управления, применяя средства отображения информации (СОИ).

    Третий  этап – автоматизированные системы управления технологическими процессами – характеризуется внедрением в управление технологическими процессами вычислительной техники.

    Диспетчер в многоуровневой автоматизированной системе управления технологическими процессами получает информацию с монитора ЭВМ или с электронной системы отображения информации и воздействует на объекты, находящиеся от него на значительном расстоянии с помощью телекоммуникационных систем, контроллеров, интеллектуальных исполнительных механизмов.

    От  диспетчера уже требуется не только профессиональное знание технологического процесса, основ управления им, но и опыт работы в информационных системах, умение принимать решение (в диалоге с ЭВМ) в нештатных и аварийных ситуациях и многое другое. Диспетчер становится главным действующим лицом в управлении технологическим процессом.

    Говоря  о диспетчерском управлении, нельзя не затронуть проблему технологического риска. Технологические процессы в энергетике, нефтегазовой и ряде других отраслей промышленности являются потенциально опасными и при возникновении аварий приводят к человеческим жертвам, а также к значительному материальному и экологическому ущербу.

    Требование повышения надежности систем диспетчерского управления является одной из предпосылок появления нового подхода при разработке таких систем: ориентация на оператора/диспетчера и его задачи.

    Дружественность человеко-машинного интерфейса (HMI/MMI), предоставляемого SCADA – системами, полнота и наглядность представляемой на экране информации, доступность "рычагов" управления, удобство пользования подсказками и справочной системой и т. д. – повышает эффективность взаимодействия диспетчера с системой и сводит к нулю его критические ошибки при управлении.

    В настоящее время SCADA является основным и наиболее перспективным методом  автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами). Управление технологическими процессами на основе систем SCADA стало осуществляться в передовых западных странах в 80-е годы. Область применения очень широка.

    В России диспетчерское управление технологическими процессами опиралось, главным образом, на опыт оперативно-диспетчерского персонала. Поэтому переход к управлению на основе SCADA-систем стал осуществляться несколько позднее. В мире насчитывается не один десяток компаний, активно занимающихся разработкой и внедрением SCADA-систем. Каждая SCADA-система – это "know-how" компании и поэтому данные о той или иной системе не столь обширны.

    Выбор SCADA-системы представляет собой достаточно трудную задачу, аналогичную принятию решений в условиях многокритериальности, усложненную невозможностью количественной оценки ряда критериев из-за недостатка информации.

    Основные  компоненты системы

    SCADA – система обычно содержит следующие подсистемы:

• Человеко-машинный интерфейс (HMI, англ. Human Machine Interface) – инструмент, который представляет данные о ходе процесса человеку оператору, что позволяет оператору контролировать процесс и управлять им.
• Диспетчерская система – собирает данные о процессе и отправляет команды процессору (управление).
• Абонентский оконечный блок, либо УСО (RTU, англ. Remote Terminal Unit), подсоединяемый к датчикам процесса, преобразует сигнал с датчика в цифровой код и отправляет данные в диспетчерскую систему.
• Программируемый Логический Контроллер (PLC, англ. Programmable Logic Controller) используется как полевое устройство из-за экономичности, универсальности и гибкости, нежели RTU специального назначения.
• Коммуникационная инфраструктура для реализации промышленной сети.

    Основные  задачи

    SCADA-системы  решают ряд задач:

• Обмен данными с УСО (устройства связи с объектом, то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы.
• Обработка информации в реальном времени.
• Отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме.
• Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.
• Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями.
• Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.
• Осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК.
• Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.). В системе управления предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню MES.

    SCADA-системы  позволяют разрабатывать АСУ  ТП в клиент-серверной или в распределенной архитектуре.

    Иногда SCADA-системы комплектуются дополнительным ПО для программирования промышленных контроллеров. Такие SCADA-системы называются интегрированными и к ним добавляют термин SoftLogіс.

    WebSCADA

    Под термином WebSCADA, как правило, понимается реализация человеко-машинного интерфейса (HMI) SCADA-систем на основе web-технологий.

    Это позволяет осуществлять контроль и  управление SCADA-системой через стандартный  браузер, выступающего в этом случае в роли тонкого клиента.

    Архитектура таких систем включает в себя WebSCADA-сервер и клиентские терминалы – ПК, КПК или мобильные телефоны с Web-браузером. Подключение клиентов к WebSCADA-серверу через Internet/Intranet позволяет им взаимодействовать с прикладной задачей автоматизации как с простой web или WAP-страницей. Примерами таких SCADA систем могут служить индонезийская IntegraXor (в России не продается). Однако на данном этапе развития WebSCADA еще не достигло уровня широкого промышленного внедрения, т.к. существуют сложности с защитой передаваемой информации. Кроме этого, реализация функций управления через незащищенные каналы связи противоречит соображениям безопасности любого промышленного объекта. В связи с этим, в большинстве случаев Web интерфейсы используются в качестве удаленных клиентов для контроля и сбора данных.

    Контар-Scada

    Система КОНТАР-SCADA предназначена для решения задач диспетчеризации и мониторинга объектов, автоматизированных при помощи программного технического комплекса КОНТАР. Система КОНТАР-SCADA выполнена в клиент-серверной архитектуре. Серверная часть системы установлена на глобальном Интернет-сервере. Никаких специальных программ на компьютере клиента (пользователя) устанавливать не требуется, достаточно иметь лишь Интернет-браузер и выход в сеть Интернет.

    Функциональные  возможности

• Администрирование пользователей.
• Наблюдение в реальном времени мнемосхем объектов управления с динамически изменяющимися параметрами и анимированными компонентами.
• Управление оборудованием путём изменения параметров и режимов его работы с подтверждением результатов внесённых изменений. Действия эти архивируются в базе данных с указанием того, кто и когда внёс изменения.
• Просмотр графиков изменения заданных параметров.
• Быстрая разработка графического интерфейса пользователя при помощи библиотеки графических примитивов.
• Архивация отказов. Оповещение об отказах с помощью SMS-сообщений на сотовые телефоны и по электронной почте.
• Изменение параметров в заданное время с помощью планировщика.
• Сбор данных о протекании процессов (тренды) в виде графиков и таблиц.
• Просмотр внутренних архивов контроллеров.

    Требования  к компьютеру

• Браузер Internet Explorer версии 5.5 и выше;
• Плагин Macromedia Flash Player;
• Разрешение монитора 1024 на 768 точек (желательно не меньше).

    Контар-АРМ

    Программа КОНТАР АРМ входит в состав программно-технического комплекса КОНТАР и предназначена для работы с контроллерами и модулями КОНТАР (производство МЗТА).

    КОНТАР  АРМ представляет собой инструментальное средство, которое дает возможность  пользователю (инженеру по автоматизации, интегратору, наладчику) разрабатывать  и эксплуатировать автоматизированное рабочее место диспетчера.

    КОНТАР  АРМ является гибкой автоматизированной рабочей станцией оператора, предназначенной для решения широкого круга задач диспетчеризации. Она позволяет работать как с простыми и понятными не специалисту схемами, так и довольно сложными задачами, включая управление технологическим процессом, построение трендов, оповещение об отказах систем и хранение их истории.

    Типичными объектами для диспетчеризации  средствами КОНТАР АРМ являются: инженерное оборудование зданий, различные технологические процессы, тепловые пункты, вентиляционные установки, котлы, котельные и многое другое.

    Связь с приборами

    Приборы КОНТАР с подключенным внешним оборудованием  объединяются между собой в сеть по интерфейсу RS-485. В этом случае один контроллер (МС8, MC8.3, MC12) является ведущим (Master), остальные ведомыми (Slaves).

    Связь сети приборов КОНТАР с компьютером  осуществляется через Master-контроллер по интерфейсу RS-232, USB или Ethernet. Master-контроллер должен быть оснащен встроенным субмодулем WebLinker.

    В случае подключения по интерфейсу RS-232 количество одновременно подключенных сетей ограничено количество COM-портов компьютера.

    В случае подключения по интерфейсу Ethernet количество одновременно подключенных сетей практически неограниченно.

    В этом случае в сетевых настройках Master-контроллера указываются параметры подключения к серверу КОНТАР АРМ. Задание настроек осуществляется в программе КОНСОЛЬ (подробнее смотри Справку к программе, раздел Сетевые настройки).

    Варианты  установки программы

    Программа состоит из двух основных частей –  серверной и клиентской. Серверная часть отвечает за обмен информацией с контроллерами, клиентская – за составление проекта и его визуализацию. Обе части, как правило, устанавливаются на одном компьютере, но могут быть установлены и на разных, причем, клиентских частей может быть установлено несколько для организации рабочих мест на разных уровнях. Единственное требование – обе части должны находиться в пределах одной локальной сети.

    Один  сервер может обслуживать практически  неограниченное количество объектов.

    Подробнее об установке программы см. руководство  пользователя Установка программы  КОНТАР АРМ.

    Основные  этапы создания проектов

    Создание  проекта осуществляется в режиме конструктора. В проекте создаются схемы, на которых размещают элементы. Элементы привязываются к параметрам функциональных алгоритмов приборов.

    Создание  пользователей проекта  и установка прав доступа

    По  умолчанию созданный проект может  быть открыт и изменен любым пользователем. Если предполагается, что с проектом будет работать несколько пользователей, то каждому из них можно назначить свои права.

    Рисунок 1. Если в проекте были созданы пользователи, то необходимо каждый раз при открытии проекта вводить имя и пароль 

    При создании нового пользователя можно  установить или выключить следующие права:

• Право на изменение проекта (возможность входа в Редактор для изменения схем и состава источников, возможность на управление учетными записями пользователей проекта);
• Право на изменение расписания;
• Право на изменение состава архивируемых параметров проекта;
• Право на изменение значений уставок;
• Право на подтверждение тревог;
• Право на изменение пароля.

    Также существует возможность назначения групп доступа от A до H, в которые будет включен пользователь.

    Группы  доступа устанавливаются в свойствах  схем и в свойствах элементов, с помощью которых можно менять значения параметров.

    Например, если пользователь включен только в  группу А, а у какой-либо схемы (или элемента) эта группа выключена, то данный пользователь такую схему не сможет открыть (или изменить значение параметра, привязанного к элементу).

    Подключение источников

    Источник  – это сеть контроллеров КОНТАР во главе с Master-контроллером. Master-контроллер имеет свой уникальный серийный номер. Если к серверу КОНТАР АРМ подключено несколько сетей контроллеров, то по серийному номеру можно выбрать ту сеть, которую необходимо привязать к создаваемому проекту. К одному проекту можно привязать несколько источников. Каждому подключаемому источнику присваивается название, которое фигурирует в проекте. Если приборы еще не подключены к серверу, то в процессе создания проекта можно использовать bin-файлы функциональных алгоритмов, которые загружаются в контроллеры.

    Подключение к сети приборов может быть защищено с помощью шифрования передачи данных с использованием Master-ключа. Ключ генерируется в программе КОНСОЛЬ и записывается в память Master контроллера, одновременно с этим создается файл с ключом. При использовании шифрования, нужно взять этот ключ из созданного файла и указать его в свойствах источника.

    Создание  необходимого количества схем в проекте

    Есть  возможность создавать несколько  необходимых схем для разных ситуаций: 
 
 

    Наполнение  созданных схем элементами

    Все элементы помещаются на схему из библиотеки элементов.

    Рисунок 2. Панель «Элементы» – отображает библиотеку стандартных элементов. Любой элемент библиотеки можно выбрать и поместить на схему 

    Элементы  могут быть статическими. Такие элементы не привязаны к каким-либо параметрам алгоритма. Таким элементом может  быть отдельное поле на схеме, таблица, рисунок из библиотеки стандартных  рисунков или пользовательский рисунок, поясняющий текст и пр.

    Элементы  могут быть динамическими. Такие  элементы привязываются к параметру алгоритма, текущее значение которого будет отвечать за внешний вид элемента. Например, для одного диапазона значений параметра будет выводиться первая картинка (или один текст), для другого – вторая картинка (или второй текст), и т.д. Картинки могут быть анимированными, скорость анимации также управляется текущим значением параметра. Таким элементом может быть индикатор отказа, остановленный или работающий насос или вентилятор, закрытая или открытая наполовину или полностью заслонка.

    Статические и динамические элементы можно сделать  ссылками для перехода на другую схему проекта, на веб-страницу или для открытия какого-либо файла на диске.

    Элементы  могут быть управляющими. Такие элементы привязываются к статическим параметрам алгоритма. Через воздействие на элемент можно изменить текущее значение статического параметра. Таким элементом может быть цифровое поле с возможностью ввода нового значения, кнопка-переключатель (включить или выключить), кнопка с самовозвратом и множественный переключатель, который позволяет выбрать только один из нескольких вариантов и тем самым установить закрепленное заранее значение для параметра. На такой элемент можно наложить ограничение на его использование для некоторых пользователей, задав права доступа.

    Через окно Свойства элемента производится настройка внешнего вида элемента, его привязка к параметру, создание гиперссылки.

    Рисунок 3. Пример окна свойств выбранного элемента, вкладка для настройки внешнего вида. Для каждого элемента имеется свой набор свойств.