Sistemi u realnom vremenu
Projektovanje SCADA sistema
Vanr.Prof Dr. Lejla Banjanović-Mehmedović
Sistemi u realnom vremenu
6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Softwerske komponente SCADA
sistema




Važan aspekt svakog SCADA sistema je
računarski softver koji se koristi unutar sistema
Dobro definisan, dizajniran, isprogramiran,
provjeren i testiran softver => rezultat kvalitetan
SCADA sistem.
Najočiglednija softverska komponenta - MMI
interfejs (eng. Man-Machine Interface) tj. paket
za ovaj interfejs je u sklopu operativnog sistema
na računaru.
Širok spektar komercijalnih softverskih proizvoda
(eng. Commercial Of the Shelf - COTS)
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Softwerske komponente SCADA
sistema







Operativni sistem na centralnom serveru
Operativni sistemi na operacionim terminalima
Aplikacije centralnog računara
Aplikacije operacionih terminala
Pokretači komunikacionih protokola
Softver za uređenje mreže za komunikaciju
RTU automatizacioni softver
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Tipično softversko okruženje SCADA
sistema
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Projektovanje SCADA sistema


Projektovanja nadzornog-upravljačkog sistema se vrši
na već postojećem dobro razrađenom sistemu sa svom
pratećom mjernom opremom i izvršnim elementima.
Također podrazumijevamo postojanje distribuiranog
sistema koji sadrži udaljene stanice, računarsku mrežu i
opremu preko koje smo realizovali istu. Od projektanta
se očekuje da upoznat sa cijelim sistemom, da razumije
principe njegovog rada i da je definisano na koji način će
se obavljati nadzor i upravljanje radom sistema.
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Projektovanje SCADA sistema
Najvažniji kriteriji koje SCADA sistemi moraju da ispune su:
1.
Dostupnost – mjeri se s obzirom na dostupnost funkcija koje sistem
podržava; važno je obezbijediti sigurnost pristupa mrežnim uređajima
2.
Održavanje – na raspolaganju uvijek mora biti preventivno
održavanje, otkrivanje i otklanjanje grešaka, mogućnost primjene
prilagodljivih dijelova (Asset Optimization), nadogradnja, testiranje i
poboljšanje bez uticaja na performanse sistema;
3.
Performanse – za svaku funkciju SCADA sistema moraju biti
definisano vrijeme odziva, koja moraju djelovati u skladu sa načinom
rada sistema i njegovim upravljanjem
4. Proširivost – određena je sa mogućnošću dodavanja novih radnih
tačaka, funkcija i opreme u sistem
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Projektovanje SCADA sistema
Glavne funkcije SCADA sistema su:
1.
Prikupljanje (akvizicija) podataka i prikaz (display) – pohrana
binarnih i analognih podataka u procesnu bazu
2.
Alarm i događaji – snimanje važnih promjena i operatorskih akcija
3.
Baza historijskih podataka – čuvanje pohranjenih vrijednosti
procesnih varijabli
4.
Obrada izmjerenih podataka – računanje izvedenih vrijednosti
(npr. nadzor limita)
5.
Evidentiranje i izvještavanje
6.
Human Machine Inerface (HMI) – grafički prikaz stanja objekta,
liste, izvještaji
7.
Rukovanje operatorskim komandama (naredbama) – binarne
komande, uputstva, skripte
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Projektovanje SCADA sistema
Funkcije opratorskog sučelja su:
1.
Grafika procesa
2.
Rukovođenje događajem/Alarmom
3.
Kretanja (Trendovi)
4.
Historija
5.
Integracija kontrolera
6.
Uputstva
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Projektovanje SCADA sistemaGrafika procesa
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Projektovanje SCADA sistemaRukovanje događajem/Alarmom
Događaj je promjena povezana sa:
 akcijama operatora
 konfiguracijskim promjenama
 sistemskim greškama

Ono što uključuje alarm može biti: promjene binarnih
procesnih varijabli, prijem analogne varijable koja prelazi
neki prag, računanja u operatorskim stanicama (npr.
mogući gubici kvaliteta ako se sadašnji trend nastavi),
kalendarske akcije.
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Projektovanje SCADA sistemaRukovanje događajem/Alarmom
Zapisane promjene pri alarmima mogu biti jedna od
sljedeće tri vrste:
1.
Informativne – ne zahtijeva se akcija (npr. production
terminated at 11:08)
2.
Upozorenje – proces može stati ili može se desiti kvar
ako se „uskoro“ ne poduzme ispravna akcija
3.
Blokada – kontroler poduzima akciju da zaštiti proces
(postrojenje) i buduća operacija je zaštićena dok je
razlog jasan
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Projektovanje SCADA sistemaRukovanje događajem/Alarmom
Primjer upravljanja alarmima i dogadjajima
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Projektovanje SCADA sistema –
Trendovi procesnih veličina
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Integracija SCADA sistema sa internet
tehnologijama

Tip aplikacija kojom se preko
web preglednika vrši nadzor i
upravljanje nad procesom sa
neke udaljene lokacije.

SCADA sistemi omogućavaju
izvještavanje o stanju sistema
te o mogućim alarmima
automatski preko e-mail-a,
pager-a, telefona.
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Primjena ELTEC SCADA-e za upravljanje i
nadzor sistema distribucije toplotne energije
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Primjena ELTEC SCADA-e za upravljanje i
nadzor sistema distribucije toplotne energije
Vizuelna predstava objekta upravljanja
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Primjena ELTEC SCADA-e za upravljanje i
nadzor sistema distribucije toplotne energije
"Osnovne Postavke" - Korisničke postavke
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Upravljanje, nadzor i akvizicija podataka u procesu
sušenja žitarica i upravljanja sušarom CER-DVSK


Windows aplikacija ControlS, razvijena
orijentisanog programskog jezika Delphi.
Podržava slijedeće funkcije SCADA sistema:
• akviziciju podataka;
• nadzor i procesiranje događaja;
• upravljanje procesom;
• hronologiju događaja i analizu;
• vizuelizaciju procesa;
• simulaciju procesa;
• generisanje grafika i izveštaja.
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
pomoću
objektno-
Upravljanje, nadzor i akvizicija podataka u procesu
sušenja žitarica i upravljanja sušarom CER-DVSK

Glavni prozor - prozor za vizuelizaciju procesa (Man
Machine Interface - MMI)
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Upravljanje, nadzor i akvizicija podataka u procesu
sušenja žitarica i upravljanja sušarom CER-DVSK




Online monitoring
Svi analogni i digitalni signali u sistemu se obrađuju,
prate i čuvaju radi kasnije obrade.
U toku rada sušare operater može posmatrati vrijednosti
analognih signala u željenom intervalu na takozvanim
trenutnim dijagramima.
Može ih i snimati u odgovarajuću bazu podataka u
intervalu koji on odredi.
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Upravljanje, nadzor i akvizicija podataka u procesu
sušenja žitarica i upravljanja sušarom CER-DVSK
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Upravljanje, nadzor i akvizicija podataka u procesu
sušenja žitarica i upravljanja sušarom CER-DVSK

Čuvanje podataka
Podaci sa kojima ControlS rukuje, vrijednosti procesnih promjenljivih,
vrijednosti alarma i informacije o operaterima se trajno čuvaju u bazi
podataka (Paradox tabele).
Jedna od prednosti ovog načina arhiviranja je ta što vrijednosti iz baza
podataka korisnik može, osim iz programa ControlS, očitati pomoću
nekog od standardnih programa za rukovanje bazama podataka poput
Microsoft Access-a, DataBase Desktop-a i sl.
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Upravljanje, nadzor i akvizicija podataka u procesu
sušenja žitarica i upravljanja sušarom CER-DVSK





Izvještaji
Izvještaji mogu biti grafički ili tabelarni i generišu se iz
baze podataka.
Za razliku od trenutnih dijagrama, oni predstavljaju
arhivske dijagrame jer prikazuju arhivirane vrijednosti
procesnih veličina.
Izvještaji se mogu prilagoditi potrebama krajnjeg
korisnika i prikazuju se u vremenskom periodu po izboru
korisnika.
ControlS podržava sljedeće izvještaje:



tabelarni izvještaj o alarmima,
tabelarni izvještaj o vrijednostima procesnih promjenljivih,
grafički izvještaj o promjeni analognih signala.
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Upravljanje, nadzor i akvizicija podataka u procesu
sušenja žitarica i upravljanja sušarom CER-DVSK
Simulator PLC-a
 Aplikacija ControlS za probni
rad i testiranje koristi PLC
simulator koji ostvaruje istu
logiku rada kao i realni PLC.
 Na simulatoru je moguće
mijenjati vrijednosti ulaza i
izlaza i na taj način vidjeti kako
se obavlja nadzor, akvizicija
podataka i upravljanje
procesom sušenja bez
direktnog kontakta sa
tehnološkim postupkom.
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Primjeri National Instruments Lookout
SCADA sistema
Primjena SCADA sistema za HE Miljacka; nadzor i upravljanje elektranom
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Primjeri SCADA sistema
Ekran upravljanja jednim agregatom
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Primjeri SCADA sistema
Controbloc & Centralog
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Primjeri SCADA sistema
Controbloc & Centralog
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Primjeri SCADA sistema
Controcad
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
Tehnološki aspekt nadogradnje SCADA
sistema





Program optimizacije rada uređaja donosi i tehnološka unapređenja
koja se moraju desiti nad postojećim kontrolnim – SCADA sistemima
Trenutno : SCADA ukazuje na probleme a cilj je da SCADA ukazuje
na potencijalne probleme => prediktivna dijagnostika
Bitno pravilno održavanje senzora te napraviti optimalan plan
održavanja jer su senzori izvor informacija SCADA sistema;
opcionalno – uvesti napredne inteligentne senzore
Uvode se programi napredne dijagnostike nad mašinskom
opremom i prikupljanje informacija.
Asset Optimizacija - ideja optimizacije postrojenja i uređaja
bazirana na optimalnoj upotrebi informacija koje dolaze iz samog
postrojenja.
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
30
Ekonomski aspekt Asset optimizacije

Maksimalan profit se ostvaruje samo onda kada čitavo
postrojenje operiše na optimumu i u optimalnim uslovima

Optimum lokalne procesne jedinice ili opreme nije
jednak optimumu čitavog postrojenja

Optimalno poslovanje u funkciji raznih faktora

Optimizacija rada uređaja => optimizacija rada
postrojenja => postizanje većeg profita
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
31
Tehničke prednosti Asset optimizacije

Bolja iskorištenost inteligentnih uređaja u postrojenju

Poboljšanje efikasnosti operacija i održavanja

Smanjeno vrijeme kalibracije i konfiguracije

Poboljšanje cjelokupne dostupnosti postrojenja preko
optimiziranih MMI interfejsa
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
32
Primjer Asset Optimization: Sistem
800xA firme ABB
Prikaz svih informacija za motor jednim klikom na taster miša
Sistemi u realnom vremenu 6_2
Copyright: Lejla BanjanovicMehmedovic
33
Download

Projektovanje SCADA sistema - Vanr.prof.dr. Lejla Banjanović