Программное обеспечение.

Основными элементами системы MOSCAD являются дистанционные терминальные устройства (RTU), представляющие собой автономные программируемые контроллеры. Вместе с датчиками и исполнительными устройствами они представляют нижний уровень системы управления и решают задачу сбора данных и передачи управлений.

Функционирование RTU осуществляется в соответствии с прикладными (пользовательскими) программами, которые разрабатываются при проектировании системы управления в специализированных пакетах.

Для программирования контроллеров системы MOSCAD используется набор программных средств, известных под названием ToolBox. Этот пакет программ создан как единый инструмент, с помощью которого можно локально и дистанционно программировать контроллеры и задавать все функции системы.

Пакет программ ToolBoxразмещается на IBM - совместимом персональном компьютере, который может быть соединен с RTU локально посредством RS-232 или дистанционно по каналам связи системы MOSCAD.

Пакет ToolBox позволяет создавать программы управления объектами, загружать их в RTU/FIU и служит исходным уровнем отладки программ.

Пакет программ обеспечивает:

- конфигурирование RTU - определение модулей ввода/вывода, смонтированных в RTU, портов и адреса RTU;

- конфигурирование сети - определение структуры связи в сети;

- программирование (создание базы данных и разработка программ

функционирования RTU).

Кроме этого пакет обеспечивает выполнение следующих функций в любом RTU через локальную связь или через коммуникационную сеть:

- загрузку в RTU прикладной программы и конфигурацию сети;

- мониторинг и наладку прикладной программы (включая базу данных) в реальном времени с использованием текстового (графического)

интерфейса;

- тестирование всех модулей аппаратуры;

- тестирование радиоканалов;

- диагностику программного обеспечения RTU;

- синхронизацию системного времени;

- анализ 7 - уровневого протокола обмена данными (MDLC).

Прикладная программа RTU создается с использованием символического усовершенствованного языка лестничных диаграмм.

Интерфейс диспетчера/оператора в системах управления, построенных на базе контроллеров MOSCAD, может быть реализован в SCADA-пакете iFIXфирмы Intellution.

Основные характеристики пакета iFIX.

· Горячее резервирование и автоматическое переключение серверов, обеспечивающее в случае отказа основного узла оперативное переключение на резервный сервер или на резервную локальную сеть.

· Большие возможности по работе с тревогами и организации журналов тревожных сообщений системы.

· Многоуровневая система защиты, в том числе возможность использования средств защиты Windows NT.

· Распределенная база данных, позволяющая с любого рабочего места оператора получить доступ к информации на любом сервере.

· Поддержка стандартных технологий и протоколов обмена данными:
OPC-клиент/сервер, DDE, SQL ODBC, COM/DCOM, OLE DB, ActiveX.

· Наличие ODBC-драйверов к базе данных истории и базе данных реального времени iFIX, позволяющих получить доступ к ним из Access, MS SQL Server, Oracle, генератора отчетов Crystal Reports и др.

· Простой и быстрый доступ к данным по OLE DB с помощью VisiconX - объекта ActiveX.

· Объектно-ориентированная графика.

· Архивирование данных и просмотр данных истории, тренды истории и тренды реального времени.

· Обширный каталог высокопроизводительных драйверов ввода/вывода и для широко распространенных, и для специализированных ПЛК.

· Быстрая разработка и расширение приложений благодаря мощным средствам разработки (интегрированная оболочка разработки Intellution Workspace) с большими возможностями для анимации объектов.

· Интеграция с системами верхнего уровня управления MES и ERP.

· Наличие модуля истории Advanced Historian.

· Интеграция с прикладными программами третьих сторон благодаря реализованной архитектуре Plug and Solve.

· Возможность построения прикладных программ в режиме “on-line” без прерывания выполнения текущих операций и перезагрузки компьютера.

· Механизм создания и тиражирования настраиваемых заготовок объектов (Dynamo).

· Поддержка встроенного языка программирования Visial Basic for Applications (VBA) компании Microsoft.

· Возможность составлять расписания действий по событиям или по времени.

· Возможность подбирать оптимальную конфигурацию узлов, так как доступны различные варианты поставки ПО (серверные пакеты с ограничением точек ввода/вывода, клиент с возможностью управления, клиент без возможности управления и профессиональный клиент).

На рис. 2.6.7 приведен пример применения системы MOSCAD при автоматизации процессов транспорта нефти.

Объектом является нефтепровод подключения площадки нефтяного месторождения к нефтеперекачивающей станции. Он включает линейную часть с линейными задвижками и узел учета нефти.

Структура имеет два уровня. На нижнем уровне расположены контроллеры нижнего уровня MOSCAD RTU (RTU №1-4). Верхний уровень включает коммуникационный контроллер FIU и ПЭВМ с программным обеспечением SCADA. Передача информации осуществляется по радиоканалу. Контроллеры RTU №2 и RTU №3, помимо основных функций, выполняют дополнительно функции ретрансляторов. В одном случае RTU №1 и №2 располагаются недалеко друг от друга, но первый контроллер не может передавать напрямую информацию на RTU №3. Поэтому первый и второй контроллер связаны по интерфейсу RS-485, и информация передается через RTU №2. Во другом случае RTU №2 и коммуникационный контроллер находятся в разных радиозонах и контроллер не может напрямую передавать информацию на верхний уровень. Поэтому информация ретранслируется через RTU №3.

Рис. 2.6.7. Система управления участком нефтепровода с узлом

учета нефти на базе контроллеров MOSCAD.

Контроллер RTU №1 установлен на узле учета нефти и подключен по интерфейсу RS-232 (протокол MODBUS) к системе управления узлом учета нефти. Контроллер не имеет модулей ввода/вывода и реализует следующие функции:

· сбор текущей информации с узла учета нефти:

- состояние задвижек;

- состояние насосов;

- температура, плотность, давление, расходы объемные и массовые по ниткам узла;

- плотность, приведенная плотность, вязкость, влагосодержание нефти на блоке качества нефти;

- температура, давление и расход нефти на выходе с узла учета нефти;

- уровень, объем и масса нефти в резервуарах хранения нефти.

· считывание параметров на каждые 2 часа, смену и сутки по узлу учета нефти;

· считывание параметров по паспорту качества партии нефти, акту приема-сдачи и акту приема-сдачи нефти по маршрутным поручениям;

· обработка информации и передача ее на верхний уровень.

Контроллеры RTU №2-4 установлены на линейной части нефтепровода в специальных блок-боксах. Они включают модули ввода/вывода и имеют следующие функции:

· сбор текущей информации:

ü состояние задвижки (открыта, закрыта, промежуточное положение, неисправность, открывается, закрывается);

ü режим управления задвижкой (местный, дистанционный);

ü контроль прохождения скребка;

ü контроль несанкционированного проникновения в блок-бокс и колодец установки датчиков;

ü контроль наличия основного питания и переход на аккумуляторные батареи;

ü измерение температуры нефти, давления нефти, потенциала на трубе;

ü измерение температуры в блок-боксе;

· преобразование измерений в код;

· диагностика модулей ввода/вывода;

· прием подготовительных и подтверждающих команд управления задвижкой (открыть, закрыть), команды останова задвижки, команды аварийного останова участка, команды деблокировки сигналов и выдачи команд на технологический объект;

· алгоритм контроля несанкционированного изменения положения задвижки;

· алгоритм управления задвижкой с контролем подготовки задвижки к управлению, с контролем выполнения команды и формирования стадии выполнения алгоритма (команда принята; задвижка уже открыта, закрыта, открывается, закрывается; некорректная команда, задвижка обесточена, задвижка в местном режиме управления; подтверждение открытия/закрытия не пришло; задвижка не пошла; команда открытия/закрытия не выполнена);

· передача данных на верхний уровень при изменении сигналов и при изменении измерений на заданную дельту;

Коммуникационный контроллер верхнего уровня FIU осуществляет прием информации с нижнего уровня и передачу ее в ПЭВМ по запросу MODBUS и осуществляет диагностику контроллеров нижнего уровня.