Тенденции развития SCADA-систем.

Общие тенденции

Прогресс в области информационных технологий обусловил развитие всех 3-х основных структурных компонентов систем диспетчерского управления и сбора данных: RTU, MTU и CS, что позволило значительно увеличить их возможности; так, число контролируемых параметров ТП в современной SCADA-системе может достигать 100000.

Основная тенденция развития технических средств (аппаратного и программного обеспечения) SCADA – это миграция в сторону полностью открытых систем. Открытая архитектура позволяет независимо выбирать различные компоненты системы от различных производителей; в результате расширение функциональных возможностей, облегчение обслуживания и снижение стоимости SCADA-систем.

Удаленные терминалы (RTU)

Главная тенденция развития удаленных терминалов – это повышение их интеллектуальных возможностей и увеличение скорости обработки. Современные терминалы строятся на основе микропроцессорной техники, работают под управлением операционных систем реального времени, при необходимости объединяются в сеть, непосредственно или с использованием сетевых протоколов взаимодействуют с интеллектуальными электронными датчиками объекта управления и компьютерами верхнего уровня.

Конкретная реализация RTU зависит от области применения. Это могут быть специализированные (бортовые) компьютеры, в том числе мультипроцессорные системы, обычные микрокомпьютеры или персональные ЭВМ (PC); для индустриальных и транспортных систем существует два конкурирующих направления в технике RTU: PC-контроллеры и PLC.

В настоящее время прослеживается достаточно четкое разделение областей применения между PC-контроллерами и PLC. PLC-контроллеры обладают более высокой аппаратной надежностью, в частности, за счет резервирования внутренних узлов. Кроме того, PLC-контроллеры работают, как правило, в режиме жесткого реального времени. Данный тип контроллеров широко применяется в системах электро- и водоснабжения, транспорте, на опасных производствах.

В свою очередь, PC-контроллеры, обладающие не столь высокой аппаратной надежностью, имеют более низкую стоимость, и широко распространены за рубежом. Они применяются в основном, в системах автоматизации промышленных производств.

Каналы связи (CS)

Каналы связи современных диспетчерских систем отличаются большим разнообразием; при этом выбор конкретного решения зависит от архитектуры системы, расстояния между диспетчерским пунктом (MTU) и RTU, от числа контролируемых точек, требований по пропускной способности и надежности канала, наличия доступных коммерческих линий связи.

Тенденцией развития CS как структурного компонента SCADA-систем можно считать использование не только большого разнообразия выделенных каналов связи (ISDN, ATM и пр.), но также и корпоративных компьютерных сетей и специализированных индустриальных шин.

В современных промышленных, энергетических и транспортных системах большую популярность завоевали индустриальные (полевые) шины - специализированные быстродействующие каналы связи, позволяющие эффективно решать задачу надежности и помехоустойчивости соединений на разных иерархических уровнях автоматизации. Существует три основных категории индустриальных шин, характеризующие их назначение (место в системе) и сложность передаваемой информации: Sensor, Device, Field. Многие индустриальные шины охватывают две или даже все три категории.

Из всего многообразия индустриальных шин, применяемых в мире, (только в Германии их установлено в различных системах около 70 типов) следует выделить промышленный вариант Ethernet и Profibus, наиболее популярные в настоящее время и, по-видимому, наиболее перспективные. Применение специализированных протоколов в промышленном Ethernet позволяет избежать свойственного этой шине недетерминизма, и в то же время использовать преимущества Ethernet как открытого интерфейса. Шина Profibus в настоящее время является одной из наиболее перспективных для применения в промышленных и транспортных системах управления; она обеспечивает высокоскоростную (до 12 Мбод) помехоустойчивую передачу данных на расстояние до 90 км. На основе этой шины построена, например, система автоматизированного управления движением поездов в варшавском метро.

Важной тенденцией развития каналов связи является совершенствование физической среды передачи данных. Сокращается количество проводов, более того, в системах промышленной автоматизации все большее распространение получает связь по радиоканалам, в частности, при помощи связи по стандарту GSM.