SCADA-системы: RealFlex

 

Министерство науки и образования Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра Автоматика и управление

Реферат

по теме: SCADA-системы: RealFlex

Введение

SCADA (аббр. <#"justify">RealFlex - интегрированный пакет для создания прикладных систем управления технологическими процессами. Он обеспечивает пользователей всем необходимым для построения АСУ ТП:

·настройку RealFlex на конкретный объект пользователя;

·сбор и обработку данных реального времени по 128 000 точкам;

·поддержку работы до 16 драйверов устройств ввода/вывода;

·хранение данных предыстории;

·выполнение вычислений в оперативном режиме;

·графическое отображение данных в режиме реального времени;

·построение трендов реального времени и предыстории;

·генерацию отчетов;

·парольную защиту;

·сетевую и многотерминальную поддержку;

·утилиты оперативного конфигурирования, такие как построитель базы данных, построитель пользовательских символов, построители экранных форм (мнемосхем), генератор отчетов, архиватор данных и другие.

Система RealFlex применяется при:

·управлении добычей, транспортировкой и переработкой нефти и газа;

·управлении распределением электроэнергии;

·управлении химическими процессами;

·управлении технологическими процессами в металлургии и машиностроении;

·управлении водоснабжением;

·контроле окружающей среды;

·управлении качеством продукции.

1.Общая характеристика

- это программный продукт автоматизации, работающий в жестком реальном времени. Масштаб использования: от мини-проектов под Windows до сложных мультиплатформенных систем.

Основные преимущества RealFlex:

1. Надежность и проверенность временем.

RealFlex 4 <#"justify">2.Структурная организация

RealFlex имеет базовый пакет RealFlex - весь необходимый набор средств для создания программного обеспечения средств АСУТП.

Кроме базового пакета RealFlex существует ряд других программ, например:

-BJScan, обеспечивающей взаимодействие по каналам связи;

-LunFlex, являющейся версией RealFlex для функционирования на узле локальной сети;

Failever, управляющей горячим резервированием;

Renflex, обеспечивающей доступ удалённого пользователя к данным реального времени станции RealFlex;

Temflex, предоставляющей возможность работы с окнами RealFlex удаленному пользователю;

RealFlex/DDE Bridge, управляющей обменом данными между программами RealFlex и Windows Bridge.

Схема построения пакета RealFlex

Такое модульное построение программной системы позволяет изменять конфигурацию программного обеспечения для использования в конкретных АСУТП, применяемых для управления процессами в различных областях промышленного производства. При этом стоимость модификации модульного программного обеспечения невелика и при модернизации и расширении АСУТП предприятия настройка программного обеспечения под изменившуюся конфигурацию выполняется за короткое время.

3. Средства RealFlex

включает следующие стандартные возможности:

1. Построитель и редактор базы данных

·Меню с заполняемыми бланками и редактируемыми окнами помощи

·Типы точек: аналоговые, цифровые, счетчики и резервуары

·Имена меток, используемые при доступе к данным

·Возможность копирования при дублировании PCU

2. Графический построитель

·Выбор либо объектно-ориентированного, либо пиксель-ориентированного графического редактора

·Поддерживает 16 цветов, выбираемых из палитры 256 цветов

·Значения, символы, текст и другие графические представления могут быть включены в динамические объекты, которые изменяются в реальном времени

3. Символьный редактор

·Позволяет пользователю создавать свои собственные символы, а также редактировать уже существующие символы

·Символы доступны как в графическом построителе, так и в динамическом режиме

4. Автоматическая генерация сводок реального времени

После построения базы данных RealFlex автоматически создает и поддерживает отображение следующих сводок:

·Системная сводка

·Коммуникационная сводка

·Сводка данных по типу данных

·Сводка тревог

5. Оконный интерфейс

·Соответствует стандарту Open Look (GUI-графический интерфейс пользователя)

·Параллельное обновление множества окон

·Могут быть определены размер и начальное расположение окон

6. Обработка данных реального времени

·Аналоговые входы с преобразованием технических единиц (EU)

·Цифровые входы

·Счетчики, настраиваемые с помощью коэффициента и числа единиц на импульс, суммирующие внутри часовых, дневных, месячных и годовых интервалов

·Уровни с вычислением и коррекцией объема

·Аналоговые выходы

·Цифровые выходы

7. Процессор вычислений

Поддерживает следующие запрограммированные вычисления, использующие указанные значения точек базы данных:

·Расход жидкости, базирующийся на объеме жидкости

·Объем жидкости, базирующийся на расходе жидкости

·Время работы устройства

·Изменение состояния счетчика устройства

·Среднее значение на интервале времени

·Выход за установленные границы

8. Сбор данных предыстории

·Жизненный цикл (день, неделя, месяц, год), может быть определен для каждой точки

·Фильтр нечувствительности, выбираемый для хранимых точек

·Многофайловая подсистема, организованная по дням, неделям, месяцам, годам и т.д. позволяет настраивать ее для конкретных приложений

·Позволяет внешнее хранение и восстановление данных предыстории для отчетов и/или трендов

9. Обработка тревог

·Отслеживает данные, получаемые от устройств ввода/вывода и внутренне вычисляемых точек, и обеспечивает управление тревогами и событиями в реальном времени

·Пять приоритетных уровней для цифровых тревог/событий: нет тревоги, событие, тревога, экстренный и критический уровни

·Пять уровней для аналоговых тревог: высокий, очень высокий, низкий, очень низкий и скорость изменения

·Фильтры для аналоговых тревог

·Ручная перезапись - позволяет пользователю ввести состояние, условие или значение, а также заменить ошибочно занесенные данные (ввод-вывод реального времени, запрещенный до ручной перезаписи, удаляется)

·Создает сводку текущих активных тревог и сводку тревог/событий предыстории

·Меню оперативных точек позволяет сортировать тревоги по устройствам управления процессами (PCU) или по типу точек

·Поддерживает несколько принтеров для выдачи сообщений о тревогах/событиях (печатается по появлению, по требованию или по заданному расписанию)

·Может автоматически посылать запрограммированное управляющее воздействие соответствующему драйверу по изменениям состояний цифровых точек или по изменениям значений аналоговых точек

10. Построение трендов реального времени и предыстории

·Данные реального времени и предыстории представляются на одном тренде

·Тренды отображаются в виде линейных или поверхностных графов

·Возможность панорамирования и зумирования (увеличения/уменьшения)

·До 8 перьев на тренд

·Автоматическое масштабирование

·Эталонные отметки позволяют исследовать заданные значения данных реального времени и предыстории

·X-Y графики

11. Генератор отчетов

·Создание и распечатка настраиваемых и стандартных отчетов

·Стандартные формы отчетов включают: Сводку коммуникаций; Сводку счетчиков; Сводку активных тревог; Сводку тревог/событий предыстории; Системную сводку и сводку устройств управления процессами; Выбранные тревоги/события; Информационные и управляющие метки realflex программный мониторинг прикладной

·Отчеты могут быть созданы в генераторе отчетов и экспортированы в соответствующую базу данных

·Отчеты могут быть распечатаны по требованию, расписанию или автоматически по заданному событию или указанному времени дня

12. Управляющие воздействия

Управляющие воздействия могут быть выданы на устройства управления следующим образом:

·По требованию оператора

·С помощью определенной пользователем управляющей последовательности, основанной на событиях или на расписании (требуется процессор действий или язык управляющих последовательностей - CSL)

·C помощью процедур суперклавиш

·C помощью процессора действий

13. Оперативные точки

Обеспечивается доступ к задачам контроля и управления для любой точки базы данных, включая:

·Подтверждение тревоги

·Ручная перезапись

·Отображение тревог/событий

·Редактирование базы данных

·Создание информационных меток

·Создание управляющих меток

·Динамическое отображение точек

·Доступ к пользовательским функциям

·Разрешение/запрещение тревог

Доступ к некоторым из этих функций может управляться через систему паролей.

14. Суперклавиши

Экранные макрокнопки, используемые для подключения процессов, определенных пользователем.

15. Управляющие и информационные метки

·Управляющая метка позволяет заблокировать выдачу управляющего воздействия на указанную точку в/в и создать сообщение, связанное с указанной точкой базы данных (цифровой, аналоговой, счетчиком)

·Информационная метка позволяет создать сообщение, связанное с указанной точкой базы данных

·Обе эти возможности доступны через меню оперативных точек

16. Связи графических форм

·Нажатием экранной макрокнопки обеспечивается быстрый доступ из одной графической формы в другую

·Позволяет иерархическое отображение, созданное пользователем

17. Переменный текст

80-символьные сообщения, определенные пользователем, которые могут отображаться в соответствии со значениями аналоговых точек

18. Поддержка ввода/вывода

·Поддерживается обширная библиотека протоколов производителей устройств

·Поддерживаемые устройства управления процессами включают: удаленные терминальные устройства (RTUs), контроллеры с программируемой логикой (PLCs), компьютеры определения расхода жидкости, газовые хромотографы, одноконтурные контроллеры, процессоры измерения уровня, контроллеры штанговых насосов

·Взаимодействие через микроволновые, радио и телефонные каналы связи (коммутируемые или арендуемые), напрямую подсоединенные последовательные линии связи, волоконную оптику, сотовый телефон или спутниковую связь

·Определяемые пользователем интервалы сканирования и аналоговые фильтры нечувствительности

19. Связь с другими сетями

·Мост RealFlex/DDE поддерживает передачу данных реального времени и предыстории из RealFlex в Microsoft Excel через Ethernet, Arcnet или Token Ring; данные передаются в формате NetBIOS

·Поддерживает стандартные сетевые протоколы

·Данные могут быть переданы в другие базы данных или host-системы

20. Сетевая поддержка

·Встроенное взаимодействие "точка-точка"

·Архитектура клиент-сервер

·Поддерживает стандартные сети Ethernet, Arcnet, последовательный канал и Token Ring

·Избыточная сетевая архитектура (несколько сетей могут работать на одной машине)

·Автоматическое распределение нагрузки по сети

·Возможность автоматической загрузки через сеть

21. Поддержка множества рабочих станций

·Поддерживает до 16 рабочих станций в локальной сети

22. Парольная защита

·Возможности системы паролей обеспечивают функциональную защиту для 24 пользователей, 12 уровней каждая

·Функции логического входа для пользователя RealFlex

·Парольная защита при входе в систему QNX

Основу программной платформы системы составляет операционная система реального времени QNX

·Работает быстрее, чем системы, базирующиеся на DOS или Microsoft Windows

·Многозадачная, многопроцессная, многопользовательская ОС

·Приоритетная вложенная обработка прерываний

·Встроенное сетевое взаимодействие "точка-точка" - Ethernet, Arcnet, последовательный канал, Token Ring

·Работа в защищенном режиме

·Приоритетное и фоновое выполнение задач

Минимальные требования к аппаратуре

·Компьютер на базе Intel 386 или выше (требуется сопроцессор)

·16 Мбайт оперативной памяти

·120 Мбайт жесткий диск (размер определяется объемом базы данных)

·3.5" гибкий диск

·1 последовательный порт RS232

·1 параллельный порт (второй параллельный порт рекомендуется)

·VGA контроллер и монитор

·Принтер - любой совместимый с Epson или струйный принтер Hewlett Packard

3.Клавиатура и мышь

4.Функциональные возможности

С помощью базового пакета RealFlex реализуется выполнение нескольких функций.

1.Сбор и обработка данных в реальном времени.

RealFlex поддерживает несколько типов устройств управления процессами:

-логический программируемый контроллер (PLC);

-одноконтурные контроллеры (SLC);

удалённые терминальные устройства (TRU);

разнообразные анализаторы;

измерительные приборы.

На одном компьютере могут работать до 16 драйверов ввода-вывода, и одновременно с работой драйверов осуществляется обработка данных. RealFlex позволяет определить время сканирования для каждого устройства ввода-вывода. Сканированные и диагностические данные отображаются в виде сводок. Значение данных обновляется при возникновении исключительных ситуаций, а проверка ошибок осуществляется при каждой операции ввода-вывода.

2.Создание и редактирование баз данных (БД).

В системе RealFlex существует таблица базы данных, которая интерактивно расширяется в темпе реального времени.

3.Обработка сообщений.

Процессор RealFlex обеспечивает пять уровней приоритета сигнала:

-прямой доступ к последнему возникшему сигналу;

-индивидуальный или полный запрет сигналов;

формирование сводок по текущим активным сигналам и их предыстории;

выбор элементов сигнала (события по заданному критерию), их распечатка по запросу или по заданному расписанию;

автоматическая посылка запрограммированного управляющего воздействия, соответствующему драйверу ввода-вывода по изменению состояния цифровых точек.

4.Создание диаграмм анализа состояния и конфигурации систем.

RealFlex поддерживает высокоскоростной анализ состояния системы в реальном времени с учётом предыстории. На одном экране дисплея может быть выведено до восьми диаграмм состояния.

.Графические построения. Система RealFlex обеспечивает проектирование и конструирование графических образов.

6.Редактирование символов, в том числе и создание пользователями своих символов.

.Создание отчетов. RealFlex предусматривает создание и печать отчета в стандартной форме, создание заказного отчета по требованиям заказчика.

В стандартную форму отчета входит:

-сводка коммуникаций;

-сводка активных тревог;

сводка сигналов событий;

сводка устройств управления процессами;

сводка выбранных сигналов событий.

5.Достоинства RealFlex

К достоинствам рассматриваемой SCADA-системы можно отнести:

·Бесспорное наличие многозадачных возможностей

·32-битовая операционная система

·Архитектура клиент-сервер

·Возможность иметь дело с сотнями и тысячами точек без снижения скорости обработки

·Обеспечение высокой производительности, свойственной универсальным машинам, при использовании аппаратуры, базирующейся на процессорах Intel

·Достоинства, дающие удобства и легкость использования, включая графический интерфейс OpenLook GUI, выбор конфигурации в режиме "on-line" и мощный графический построитель

·Большие возможности построения отчетов и трендов

·Возможность удаленного подсоединения и работы в локальной сети

·Горячее резервирование/автоматическое восстановление предлагает защиту и избыточность

·Одновременно могут работать до 16 драйверов устройств ввода/вывода на одном компьютере

·Сертифицированная стандартом POSIX операционная система

·Многопоточная файловая система

·Избыточная сетевая архитектура

·Работа в режиме защищенной памяти

В настоящее время пользователи систем контроля и управления нуждаются в мощных и в то же время недорогих решениях, отвечающих требованиям прикладных задач SCADA. RealFlex, действительно многозадачный, многопользовательский, базирующийся на РС компьютерах пакет программного обеспечения реального времени для систем SCADA и контроля/управления процессами, отвечает всем этим требованиям.достигает высокой производительности в масштабе реального времени за счет мощной операционной системы QNX, сертифицированной стандартом POSIX. QNX сильна за счет своего впервые применяемого, приоритетно управляемого микроядра, которое делает RealFlex идеальным для приложений реального времени, таких как контроль и управление процессами. В дополнение к этому QNX (32-битовая операционная система) обеспечивает RealFlex встроенным сетевым взаимодействием "точка-точка", режимом работы с защищенной памятью и файловой системой, которая поддерживает свою целостность. RealFlex поддерживает работу в сетях Ethernet, Arcnet, Serial и Token Ring и обеспечивает также подсоединение к другим платформам. RealFlex поддерживает одновременную работу в разных сетях, обеспечивая более, чем один единственный путь для коммуникации, а также балансировку нагрузки в сетях. Если кабель или сетевая плата выходит из строя таким образом, что предотвращает любую коммуникацию через эту сеть, то система будет автоматически перенаправлять данные через другую сеть. Это происходит в режиме "on-line", предоставляя пользователю автоматическую сетевую избыточность и увеличивая скорость коммуникаций по всей сети.

Графический пользовательский интерфейс OpenLook (GUI) делает RealFlex легким в изучении и применении. Поскольку QNX является многозадачной системой, пользователь RealFlex может иметь многочисленные открытые окна, в каждом из которых одновременно выполняется самостоятельная задача и происходит обновление данных. К примеру, пользователь может иметь отображение на дисплее графика процесса в одном окне, в то же время он может пользоваться редактором базы данных для внесения изменений в базу в режиме "on-line" в другом окне. График процесса будет продолжать вносить корректировки и получать сообщения о тревогах, а изменения, внесенные в базу данных, будут также модифицированы. Сканеры ввода/вывода могут запускаться постоянно в фоновом режиме без прерывания человеко-машинного интерфейса.

Пакет RealFlex поставляется с полным набором модулей, обеспечивающих пользователя всем необходимым для разработки и функционирования систем контроля и управления процессами, включая:

·Утилиты конфигурации в режиме "on-line"

·Процессоры данных реального времени и тревог

·Архивирование данных предыстории

·Обработка вычислений

·Цифровые и аналоговые процессоры

·Отображение полной графики

·Тренды реального времени и предыстории

·Генератор отчетов

Существует множество дополнительных программных продуктов для обеспечения таких возможностей, как удаленная коммуникация через различные среды и горячее резервирование с автоматическим восстановлением конфигурации. BJ Software и НЦ "Науцилус" поддерживают обширную библиотеку протоколов для многих типов устройств ввода/вывода зарубежного и отечественного производства.

Заключение

является многопроцессным программным продуктом реального времени для прикладных задач SCADA и управления процессами. Плюс мощное объектно-ориентированное программирование делает эти продукты легкими в освоении и доступным для широкого круга пользователей.

Эту систему можно считать открытой, обеспечивающей возможность дополнения функциями собственной разработки, имеющей открытый протокол для разработки собственных драйверов, развитую сетевую поддержку, возможность включения ActiveX-объектов и доступность к стандартным базам данных.

Важной особенностью данной системы является количество поддерживаемых разнообразных ПЛК. RealFlex поддерживают десятки и сотни драйверов, что делает ее одним из лидеров по этому показателю.

Построение прикладной системы на основе RealFlex резко сокращает набор необходимых знаний в области классического программирования, позволяя концентрировать усилия по освоению знаний в самой прикладной области. Внедрение такой системы обеспечивает точную, своевременную информацию на каждом уровне производства

Применение в системе RealFlex новых технологий, разработка инструментальных средств комплексной автоматизации предприятия свидетельствуют о стремлении и возможности фирмы-разработчика постоянно совершенствовать свои продукты, что является немаловажным фактором при выборе инструментального средства.

Список использованной литературы

1.Казаринов Л.С., Шнайдер Д.А., Барбасова Т.А. «Автоматизированные Информационно-Управляющие системы», Челябинск, 2008.

2.<http://www.realflex.ru/>

.<http://ru.wikipedia.org/wiki/SCADA>

.<http://www.okipia.ru/avtomatizaciya/scada-sistemy/scada-sistemy-obzor-scada-sistem/>

Министерство науки и образования Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Южно-Уральский государственный университет Кафедра Автоматик

Больше работ по теме: