Краткая аннотация

Лекция №3

Комплексы технических средств, программно-технические комплексы. Аппаратно-программные средства распределенных САиУ.

Схема структурная комплекса технических средств

УКАЗАНИЯ ГОСТ:

Документ содержит состав комплекса технических средств и связи между этими техническими средствами или группами технических средств, объединенными по каким-либо логическим признакам (например, совместному выполнению отдельных или нескольких функций, одинаковому назначению и т. д.).

При выполнении схем допускается:

1) указывать основные характеристики технических средств;

2) представлять структуру КТС АС (при необходимости) несколькими схемами, первой из которых является укрупненная схема КТС АС в целом.

СХЕМА СТРУКТУРНАЯ КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

Рисунок 1: Пример структурной схемы комплекса технических средств:

ПРИМЕР СОДЕРЖАНИЯ:

В состав комплекса технических средств входят следующие технические средства:

– Серверы БД;

– Серверы приложений;

– Сервер системы формирования отчетности;

– Веб сервер;

– ПК пользователей;

– ПК администраторов.

Серверы БД объединены в отказоустойчивый кластер. Связь между серверами БД и хранилищем данных осуществляется по оптическому каналу. Серверы приложений образуют кластер с балансировкой нагрузки.
Серверы БД, серверы приложений и сервер системы формирования отчетности объединены одной локальной сетью, с пропускной способностью 100 Мбит.

Технические характеристики серверов БД:

– Процессор – не менее двух процессоров Intel Xeon 3 ГГц;

– Объем оперативной памяти – не менее 4 Гб;

– Дисковая подсистема – не менее 72 Гб х 2 с RAID 1;

– Устройство чтения компакт-дисков (DVD-ROM);

– Сетевой адаптер – FastEthernet 100;

– Адаптер Fibre Channel;

– Видеосистема – разрешающая способность не ниже 1024x860 точек;

– Координатно-указательное устройство – манипулятор типа «мышь»;

– Клавиатура – не менее 104 клавиш (русифицированная);

– Монитор – диагональ не менее 15”.

Технические характеристики системы хранения данных:

- т.д.

- пр.

Технические характеристики серверов приложений:

- т.д.

- пр.

Программно-технический комплекс (ПТК) — неразделимая совокупность программных и технических средств, образующая систему телемеханики или АСУТП.

Программная составляющая комплекса включает в себя программное обеспечение для ПЭВМ и контроллеров:

· универсальный SCADA-пакет для отображения информации и управления (для ПЭВМ);

· драйверы или OPC-серверы для связи с аппаратурой (ПЭВМ);

· специализированные рабочие места для технических специалистов (ПЭВМ);

· программы для диагностирования и конфигурирования системы (ПЭВМ);

· программы функционирования контроллеров (контроллеры);

· тестовое и отладочное программное обеспечение (ПЭВМ и контроллеры).

Программы комплекса тесно взаимодействуют друг с другом и аппаратной частью комплекса. Например, OPC-сервер, функционирующий на ПЭВМ, должен обеспечивать связь с аппаратурой комплекса через один из интерфейсов ПЭВМ по согласованным протоколам с одной стороны, и с программой обработки данных (SCADA-пакетом) по программным интерфейсам, с другой стороны. Программы конфигурирования контроллеров должны быть согласованы с программами функционирования по совместно используемым структурам данных, и т.п.

К аппаратной части комплекса относятся контроллеры, выполняющие работу по сопряжению с объектом контроля и управления (сбор данных с датчиков и преобразователей), передачу данных по каналам связи на пункт управления системой, прием данных на пункте управления, обработку и передачу данных в ЭВМ. Все современные контроллеры оснащены микропроцессорами, поэтому реализация всех перечисленных функций является программно-аппаратной.

В современных ПТК наблюдается смешение функций. Например, к базовым функциям телемеханики и АСУТП (телесигнализация, телеизмерения, телеуправление) добавляют функции энергоучета, обеспечивают доставку данных от специализированных устройств и дистанционную настройку и т.п. Это позволяет улучшить использование имеющихся каналов связи и расширить функциональность системы в целом.

Технические средства верхнего уровня:

· операторские станции, организующие информационное сопровождение и оперативное управление технологическим процессом;

· инженерные станции, организующие доступ инженера к программному обеспечению для отладки и тестирования;

· промышленный сервер – обеспечивает ввод и обработку информации, формирование алгоритмов управления и вывод управляющих воздействий в схемы управления арматурой и механизмами, накопление в реальном масштабе времени и надежное длительное хранение больших объемов технологической информации, а также доступ к ней с большого числа операторских и инженерных станций.

· сетевое оборудование, обеспечивающее передачу информации и управления между станциями и устройствами ПТК;

· устройства связи с другими ПТК или АСУ или устройства удаленного доступа.

Программируемый логический контроллер (ПЛК) – микропроцессорное устройство, содержащее в составе один или несколько микропроцессоров, модули памяти, порты ввода/вывода, предназначенное для сбора данных в реальном времени о состоянии технологического процесса, получения информации с датчиков, преобразования ее и обмена с другими компонентами системы автоматизации (компьютер оператора, монитор, база данных и т.д.), а также для автоматического управления ТП, исполнительными механизмами.

Рис. 3.1. Типовая структура системы PLC.

Принцип работы контроллера состоит в выполнении следующего цикла операций:

1. Сбор сигналов с датчиков;

2. Обработка сигналов согласно прикладному алгоритму управления;

3. Выдача управляющих воздействий на исполнительные устройства.

АРМ (автоматизированное рабочее место оператора) - специально оборудованное место для обслуживающего персонала, куда поступает вся информация о технологическом процессе. В ряде случаев оператор может вмешаться в ход процесса и перевести его на ручное управление.

Программный компонент:

1) «логика» (программа, согласно которой САУ реагирует на различные воздействия, как полевого КИП, так и оператора)

2) человеко-машинный интерфейс, мнемосхема – интерактивная визуализация технологического процесса, позволяющая отслеживать состояние ТП и управлять им в реальном времени с монитора компьютера

3) базы данных реального времени и т. д.