АСУ ТП
Лев Анзимиров
Для контроля современного производства служат автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), которые разделяются на два уровня. Продукты нижнего уровня отвечают за непосредственное управление технологическими процессами и оборудованием, а к верхнему относятся системы диспетчерского управления производством. Диспетчерское управление в большинстве случаев осуществляется при помощи обыкновенных ПК (зачастую в специальном промышленном исполнении) на базе SCADA-систем (Supervisory Control and Data Acquisition - диспетчерский контроль и накопление данных). В недавнем прошлом SCADA-системы поддерживали лишь верхний уровень АСУ ТП, программирование контроллеров осуществлялось специальными средствами. Однако бурное развитие IBM PC-совместимых контроллеров позволило применять SCADA-системы и для непосредственного управления технологическими процессами и оборудованием, превратив их в универсальный инструмент автоматизации технологических процессов.
К числу таких продуктов относится и разработанная в России система Trace Mode фирмы “Адастра”, которая позволяет создавать комплексные АСУ, включающие как верхний, так и нижний уровень АСУ ТП.
Микромонитор реального времени
АСУ ТП нижнего уровня создается на базе микромонитора реального времени (микроМРВ) Trace Mode. Эта программа размещается в энергонезависимой памяти IBM РС-совместимого промышленного контроллера и осуществляет весь комплекс функций по сбору данных с объектов, их обработке, непосредственному цифровому управлению, регулированию технологических процессов, а также ведению локальных архивов. МикроМРВ основан на ядре реального времени Trace Mode и хорошо защищен от сбоев и отказов оборудования. Программа ведет постоянный контроль работоспособности устройств связи с объектом (УСО), осуществляет резервирование, автоматически восстанавливает работу в случае зависания процессора и производит так называемый безударный рестарт. При помощи микроМРВ можно создавать высоконадежные системы с одно- или двухкратным “горячим” резервированием.
IBM PC-совместимый промышленный контроллер “Круиз” на
базе Micro PC, программируемый средствами Trace Mode
Данные, накопленные в микроМРВ, передаются через ЛВС, полевую шину, радио- или проводной модем на следующий уровень - диспетчерского контроля и управления (в цех, участок, диспетчерский пункт). Есть модификации микроМРВ, предназначенные для передачи данных через коммутируемую телефонную сеть.
МикроМРВ программируется средствами Trace Mode и имеет единую базу данных с АСУ ТП верхнего уровня. Важно отметить, что технология микроМРВ впервые появилась в России в 1995 г., опередив разработки ведущих западных конкурентов более чем на два года. Она прошла проверку в сотнях российских проектов АСУ ТП в энергетике, металлургии, нефтяной, газовой, пищевой, военной и военно-космической промышленности.
На уровне диспетчерского управления производством осуществляется сбор данных с контроллеров, визуальный контроль работы оборудования, составление технологических отчетов и расчет первичных технико-экономических параметров (ТЭП). Измеренные точными приборами первичные ТЭП попадают в автоматически генерируемые отчеты Trace Mode и, пройдя через системы автоматизации финансово-хозяйственной деятельности, ложатся на стол высшему руководству в виде точных и оперативных сводок.
Мониторы реального времени
Автоматизация цехового уровня осуществляется на основе мониторов реального времени (МРВ) Trace Mode. Существуют версии МРВ Trace Mode для различных программных платформ - от MS-DOS до Windows NT (NT MPB и NetLink МРВ). Эти мониторы предоставляют богатые средства визуализации технологических процессов с использованием объемной графики и анимации. Кроме того, они имеют около сотни встроенных алгоритмов обработки данных и регулирования технологических параметров. Современные возможности Trace Mode позволяют создавать крупные диспетчерские комплексы, включающие в себя до 200 компьютеров.
Монитор архива Supervisor на столе руководителя Юго-Западного РДЦ Винницаэнерго
Данные в МРВ могут поступать не только из микроМРВ. В Trace Mode встроена поддержка свыше 70 контроллеров и УСО как российских, так и зарубежных производителей. Поддерживается полный спектр промышленного оборудования, представленного на российском рынке, - от старых советских “Ремиконтов” до современных высокотехнологичных разработок (типа “Круиз”, МFC) и новейших зарубежных контроллеров (Allen Bradley, Pep, Siemens, Omron, Kloeckner Moeller и т. д.). Очень важно, что набор поддерживаемых контроллеров адаптирован к запросам российского рынка, тогда как зарубежные SCADA-системы хотя и имеют больший набор драйверов, но он не соответствует российским реалиям. МРВ Trace Mode сконструированы таким образом, что они способны одновременно принимать данные от контроллеров различных марок через 16 последовательных портов. Благодаря этому предприятие может не выбрасывать старые, но еще работоспособные системы управления, а заменять их постепенно по мере износа, существенно экономя свои оборотные средства, сокращая общие затраты и время окупаемости проекта.
Интеграция с АСУП
Собранная и обработанная на уровне диспетчерского управления производством информация поступает в систему управления предприятием (АСУП) в виде сводок о произведенной продукции, расходе сырья, энергии и материалов, загрузке и работе оборудования. Trace Mode предусматривает свободный обмен информацией с базами данных и системами автоматизации финансово-хозяйственной деятельности различных производителей через механизмы DDE/ NetDDE и ODBC. Средства передачи могут быть практически любыми: для сосредоточенных объектов - ЛВС, модем, для территориально распределенных - радио- или спутниковый канал.
Для информирования высших менеджеров предприятий о текущем состоянии технологических объектов в Trace Mode имеется специальный модуль Supervisor (монитор архива), позволяющий руководителю “путешествовать” по технологическим системам предприятия, заглядывая в любой его уголок, и даже перемещаться в прошлое, просматривая динамику процесса в графической форме подобно фильму на видеомагнитофоне.
Мощная векторная графика МРВ Trace Mode позволяет создавать дружественные интерфейсы операторских станций
Такая организация информационной системы производственного предприятия (компании) не нарушает привычной работы руководства, однако значительно повышает ее эффективность. Информация на уровне стратегического управления может обновляться каждые несколько минут.
В заключение приведу пример крупного внедрения Trace Mode. Осенью 1997 г. на самом современном в России Старооскольском электрометаллургическом комбинате силами управления автоматизации и метрологии запущена в промышленную эксплуатацию комплексная информационная система, включающая в себя АСУ ТП на базе мониторов реального времени Trace Mode 4.20 и контроллеров ЭК-2000 фирмы “Эмикон”, программу BaseSTAR корпорации Digital Equipment и известную немецкую систему R/3 фирмы SAP.
С автором статьи можно связаться по телефону: (095) 273-2306 или по адресу: adastra@adastra.msk.ru.
