1. Client — программа-клиент, которая получает данные необходимые для визуализации и управления процессом от «Simple-Scada Server». Программа-клиент лишь отображает данные, полученные от сервера.

2. Editor — программа-редактор для разработки человеко-машинного интерфейса. Options — программа настройки параметров графики, языка, ведения логов и т.д.

3. Pictures — утилита для разбиения изображения на кадры и создания анимации.

4. Reports — редактор отчетов.

5. Server — выполняет основные функции: подключается к OPC-серверам, получает и записывает значения тегов на устройства, отвечает за выполнение скриптов, работает с базами данных и клиентами. При этом на нем можно запустить не один, а сразу несколько проектов. Также, он может работать с неограниченным количеством OPC-серверов и клиентов по локальной сети или через интернет. При этом, пользователь может использовать защищенный канал связи. Канал защищается TLS шифрованием. Большим плюсом также является распределение разных задач на разные потоки, что позволяет быстрее выполнять задачи в многоядерных системах.

Давайте с вами попробуем создать проект, опросим тот же самый ТРМ202. Для этого нам сначала надо прописать регистры в ОРС-сервере. В нашем примере используем Lectus. Демку можно скачать с этого сайта. Теперь приступаем к настройкам.

Запускаем программу и настраиваем параметры связи и настройки устройства.

Ставим Modbus RTU, адрес девайса, и ком-порт вашего преобразователя USB-RS485.

Обязательно нужно настроить параметры связи:

Затем, для того, чтобы нам видеть цифры с плавающей запятой float, в настройках узла где надпись дополнительно нажмите кнопку Параметры, и появится такое окно, поставьте в нужном месте галочки:

Далее настраиваем требуемые переменные — это температура и уставка:

В поле адрес переменной вносим в 16-ричной системе Modbus-регистр, его можно найти в инструкции:

В итоге должна получиться такая картинка:

После этого запускаем редактор Editor Simple — SCADA и осуществляем настройки опрашиваемых тегов.

Попадаем в следующее меню:

Нажимаем на кнопку Редактировать, для того, чтобы нам добавить переменные:

Перетаскиваем на рабочее окно поле, и настраиваем переменные с ОРС-сервера.

По желанию, можете добавить тренды для полного анализа картины:

Для того, чтобы нам опрашивать устройство с помощью персонального компьютера нам потребуется преобразователь USB-RS485. В моём случае используется преобразователь АС 4. Можно заказать недорогой китайский аналог.

Но, есть вероятность что он будет работать не стабильно. Вот такой должен получиться результат:

Simple-SCADA может опрашивать абсолютно любой прибор, лишь бы у него был интерфейс, протокол и ОРС — сервер. Что самое интересное, с Ардуино тоже может дружить.

А какие варианты нравятся вам больше всего? С WEB-визуализацией? Или локальная SCADA-система? Хотя для разных задач существует разный софт. До следующих встреч, дорогие друзья. Подписывайтесь на новости блога, пишите комментарии. До встречи, пока-пока.

С уважением, Гридин Семен.

Запускаем журнал событий.

В этом окне создаем список переменных, на которых будут завязаны аварийные события. Можно биты или целочисленные значения.

Вот здесь задаётся бит или слово.

В этом окне мы прописываем сообщения для событий.

В результате получается такая картина, и так можно записать несколько переменных с событиями.

Индикация аварий

Следующий этап это реализация индикации, либо в табличном варианте, либо в виде текста.

Добавляем либо панель аварий, либо дисплей.

Вот так выглядит панель аварий.

А вот так вот дисплей аварий. В виде таблицы.

На этом я заканчиваю, если есть вопросы, пишите в комментариях.

С уважением, Гридин Семен

• Требования к входам/выходам. Определите количество и тип точек ввода-вывода (аналоговые и/или цифровые), необходимых для вашего приложения. Учитывайте потребности в напряжении и токе, а также параметры датчиков, исполнительных механизмов и других устройств, которые необходимо подключить к ПЛК.

• Скорость и память. Учитывайте сложность вашего приложения, а также объем вычислительной мощности и памяти, которые необходимы для запуска программного обеспечения. Для более крупных программ или приложений с большим количеством вычислений или сложных алгоритмов может потребоваться более мощный процессор и дополнительная память.

• Коммуникации. Определите требования по связи вашего приложения, например, необходимость взаимодействия с другими системами управления, с человеко-машинными интерфейсами (HMI) или удаленными устройствами. Составьте список протоколов связи, включая Ethernet, Modbus, Profibus и др. и интерфейсов, которые должны поддерживать ПЛК со SCADA системами.

• Условия эксплуатации. Учитывайте температуру, влажность, уровень вибрации и пыли в месте установки ПЛК. Выберите ПЛК, который соответствует необходимым стандартам и сможет стабильно работать в прогнозируемых условиях.

• Техподдержка и поставки товара. Выберите ПЛК из надежного производителя и поставщика, который предлагает техническую помощь и обучение. Учитывайте репутацию контрагента в плане качества и обслуживания клиентов, а также наличия запасных частей.

• Программное обеспечение. Учитывайте простоту программирования и доступность средств программирования и отладки контроллеров. Выберите ПЛК, который поддерживает знакомый вам язык программирования или имеет простую в использовании среду программирования.

• Цена. И наконец, оцените стоимость ПЛК, которая включает в себя аппаратное обеспечение, программное обеспечение, монтаж и пуско-наладку. Затем выберите ПЛК, который предлагает необходимые функции и возможности, оставаясь в рамках вашего бюджета.

Типы ПЛК: какой лучше всего подходит для вашего проекта?

Производители выпускают различные разновидности ПЛК, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы в зависимости от потребностей заказчиков. Вот несколько примеров распространенных типов и приложений ПЛК:

• Компактные ПЛК. Компактные ПЛК подходят для объектов с ограниченным пространством или задач с небольшим количеством точек ввода-вывода. Они обычно используются в миниатюрных механизмах, конвейерах и автоматизации зданий.

• Модульные ПЛК. Модульные ПЛК предназначены для изменения и расширения путем добавления модулей для дополнительных точек ввода-вывода, интерфейсов связи и других функций. Они подходят для приложений, которые имеют меняющиеся потребности или требуют высокой степени гибкости.

• Стоечные ПЛК. Эти ПЛК предназначены для установки в обычную 19-дюймовую стойку для соединения с другими устройствами (стекирование). Чаще всего их можно увидеть на крупных промышленных объектах, таких как электростанции и химические перерабатывающие заводы.

• ПЛК безопасности. Эти ПЛК разработаны в соответствии со стандартами и правилами безопасности и используются в приложениях, где безопасность имеет решающее значение, например, на производственных линиях или в тяжелом машиностроении. Дополнительные функции безопасности включают резервные процессоры, механизмы самодиагностики и встроенные протоколы безопасности.

• Распределенные ПЛК. Такие ПЛК предназначены для использования соответственно в распределенных системах управления, например, на крупных промышленных предприятиях. Они могут работать в тандеме с другими ПЛК или системами для управления различными техпроцессами.

• Высокоскоростные ПЛК. Эти ПЛК предназначены для АСУТП, требующих быстрого реагирования, таких как упаковочные линии или робототехника. Они часто включают в себя высокопроизводительный процессор и специальные модули ввода-вывода для обработки скоростных сигналов.

Рекомендации по программированию

При выборе ПЛК для конкретного применения соображения программирования имеют решающее значение, поэтому учитывайте следующие соображения:

ПО программирования. Ищите ПЛК с удобным программным обеспечением, простым в освоении и использовании. ПО, безусловно, должно быть совместимо с языками программирования и протоколами связи, которые требуются вашему приложению.

Интеграция с существующими системами. Если у вас уже есть система управления, выберите ПЛК, который легко с ней интегрируется. Отказ от внесения крупных изменений в систему управления сэкономит время и деньги.

Простота и ясность программирования. Найдите ПЛК с простым и понятным интерфейсом программирования. Язык программирования также должен быть простым и легким для понимания, иметь соответствующую документацию и помощь.

Совместимость с HMI. Ищите ПЛК, совместимый HMI, который вы уже используете или планируете использовать. Это гарантирует легкость включения ПЛК в систему управления и простоту интерфейса оператора.

Удаленный доступ и устранение неполадок. Рассмотрите ПЛК, который включает функции удаленного доступа и устранения неполадок, что позволит вашим специалистам, диагностировать проблемы и модифицировать систему управления без физического присутствия.

Совместимость с будущими обновлениями. Выберите ПЛК, совместимый с будущими обновлениями систем управления, такими как новые протоколы связи или обновления ПО автоматизации. Это гарантирует, что в будущем ПЛК можно будет просто модернизировать без значительных изменений в системе управления.

Дополнительные особенности ПЛК, на которые также следует обратить внимание

Возможности диагностики и устранения неполадок. Убедитесь, что ПЛК оснащен средствами диагностики и устранения неполадок для быстрого выявления дефектов и проблем. Это может помочь сократить время простоя и повысить эффективность системы управления.

Масштабируемость и расширяемость. Выберите ПЛК, который можно легко расширять и масштабировать в соответствии с меняющимися потребностями приложений. Это позволяет расширять ПЛК вместе с приложением, уменьшая необходимость замены контроллера в будущем.

Функции резервирования и безопасности. Ищите ПЛК с функциями резервирования и безопасности, такими как резервные процессоры, механизмы самодиагностики и встроенные протоколы безопасности, если приложение требует высокого уровня безопасности или надежности.

Стоимость проекта: баланс бюджета и производительности

При выборе ПЛК безусловно ключевым вопросом, который следует учитывать, является стоимость. Однако важно сбалансировать бюджет с требуемой производительностью и функциональностью, чтобы обеспечить эффективную и надежную работу системы управления. Некоторые соображения по поводу стоимости, которые следует учитывать:

Первоначальная стоимость. Учитывайте первоначальную стоимость ПЛК, которая включает стоимость оборудования, программного обеспечения и монтажа. Однако не делайте ошибку, выбирая ПЛК, основываясь главным образом на его первоначальной стоимости, поскольку это может привести к увеличению долгосрочных затрат из-за снижения надежности и эффективности.

Стоимость жизненного цикла. Посмотрите на стоимость жизненного цикла, которая помимо закупки контроллера включает в себя стоимость обслуживания, модернизации и замены в течение предполагаемого срока службы. Выбор высококачественного ПЛК с меньшими требованиями к техническому обслуживанию и более длительным сроком службы в конечном счете поможет снизить затраты на владение в течение его жизненного цикла.

Масштабируемость. Лучшим выбором будет ПЛК, функционал которого можно легко увеличить или уменьшить в зависимости от требований приложения. Это сэкономит деньги и устранит необходимость в полной замене системы управления в случае изменения требований.

Энергоэффективность. Учитывайте энергоэффективность ПЛК, поскольку это может повлиять на эксплуатационные расходы. Выбор энергоэффективного ПЛК может привести к снижению счетов за электроэнергию и снижению воздействия системы управления на окружающую среду.

Совместимость с существующими системами. Выберите ПЛК, совместимый с существующими системами, чтобы избежать замены всей системы управления. Однако это должно быть сбалансировано с необходимостью наличия высококачественного ПЛК, соответствующего требованиям приложения.

Гарантия. Ищите ПЛК, на который распространяется гарантия производителя или поставщика. Это может помочь снизить затраты на ремонт и быть залогом надежной работы системы управления на протяжении всего ее жизненного цикла.

Техобслуживание и поддержка

При выборе ПЛК критически важными моментами являются обслуживание, своевременная помощь поддержка, которые в конечном счете влияют на надежность и эффективность вашей системы управления. Вот некоторые вещи, о которых следует подумать при выборе ПЛК с точки зрения обслуживания и поддержки:

Требования к техническому обслуживанию. Учитывайте требования к техобслуживанию ПЛК, включая частоту работ по техническому обслуживанию и опыт, необходимый для их выполнения. Выбирайте ПЛК с низкими требованиями к обслуживанию и простым в обслуживании.

Обучение и документация. Для правильной эксплуатации и обслуживания вам потребуется ПЛК, сопровождаемый обучением и предоставлением пакета документации. Документация должна быть подробной и простой для понимания, с регулярными обновлениями для поддержания ее в актуальном состоянии.

Инструменты диагностики. Обратите внимание на ПЛК со встроенными диагностическими возможностями, позволяющими быстро выявлять дефекты и трудности. Это может помочь сократить время простоя и повысить эффективность системы управления.

Возможность обновления. Выберите ПЛК, который можно легко обновить до новейших технологий, таких как новые протоколы связи или обновления ПО. В результате ПЛК можно быстро модернизировать, не требуя серьезных изменений в системе управления.

Выбор поставщика

Надежный поставщик может предложить техническую экспертизу, высококачественную продукцию и быстрое обслуживание клиентов. Поэтому при оценке поставщиков для принятия обоснованных решений учитывайте следующие соображения:

• Репутация. Ищите поставщика с высокой репутацией в отрасли. Проверьте отзывы других клиентов, чтобы убедиться, что поставщик имеет опыт предложения высококачественных товаров и услуг.

• Техническая экспертиза. Выберите поставщика, который специализируется на ПЛК и системах управления. Поставщик должен быть в состоянии посоветовать лучший ПЛК для данного приложения, а также обеспечить техническую поддержку на всех этапах инсталляции и обслуживания.

• Ассортимент. Выбирайте поставщика, который предлагает разнообразный выбор продукции. Это может помочь убедиться в наличии у поставщика ПЛК, подходящего для данного приложения, а также других сопутствующих товаров, таких как датчики, программное обеспечение и коммуникационное оборудование.

Наличие запасных частей. Ищите системы, для которых легко доступен ЗИП на случай отказа элементов оборудования. Это может свести к минимуму время простоя и обеспечить быстрое восстановление работоспособности системы.

• Кастомизация и настройка. Обратите внимание на поставщика, который сможет адаптировать ПЛК к конкретным потребностям. Это позволит обеспечить эффективную и надежную работу системы управления в целом.

• Цена и доставка. Учитывайте стоимость ПЛК и доставки, а также сроки доставки. Соответственно выбирайте поставщика, который обеспечивает разумные цены и своевременную доставку.

• Обслуживание. Остановитесь в итоге на поставщике, который предоставляет комплексное сопровождение проекта и сопутствующие услуги: техподдержку, обучение, техобслуживание и ремонт. Поставщик должен оперативно реагировать на запросы и оказывать своевременную помощь с тем, чтобы гарантировать вам надежную работу всей системы.

Резюме

Инженеры и технические специалисты должны учитывать различные критерии при выборе подходящего ПЛК для конкретного приложения, включая требования самого приложения, тип ПЛК, особенности программирования, условия технического обслуживания и поддержки, соображения стоимости на основе чего следует сделать выбор подходящего поставщика. Важно сбалансировать бюджет с требуемой производительностью и функциональностью, чтобы обеспечить эффективную и надежную работу системы управления в течение всего срока ее службы.

Комментарий МЗТА

В условиях, когда с рынка уходят иностранные бренды, при выборе или замене ПЛК на аналоги важно обратить внимание на несколько ключевых моментов. Во-первых, большим преимуществом будет наличие технической поддержки и документации на русском языке. Быстрая поставка оборудования и запасных частей также является важным критерием. Во-вторых, желательно, чтобы программное обеспечение, на котором строится управление ПЛК, было совместимо с российскими операционными системами и антивирусными программами. Кроме того, ПО должно основываться или на открытом исходном коде, или написано собственными силами, что обеспечит возможность его модификации и адаптации под конкретные потребности и независимость от иностранных правообладателей. И наконец, производитель должен быть готов оказать поддержку заказчику в процессе миграции оборудования и ПО на новую систему.

Разберем термины PLC (ПЛК), PAC (ПАК), RTU, DCS (РСУ) и SCADA, объяснения которых приводятся в материале специализированного портала Control Automation, объединяющего опыт инженеров в области АСУТП.

ПЛК / PLC

ПЛК – аббревиатура программируемого логического контроллера (Programmable Logic Controller – PLC). Это «мозги» множества различных промышленных процессов и, по сути, компьютеры промышленного назначения, используемые для управления на уровне оборудования.

Первоначально ПЛК был изобретен для замены блоков релейной автоматики в качестве систем управления промышленной автоматизацией, что позволило снизить затраты на управление этими реле за счет уменьшения количества оборудования и устранения потребности в физической перекоммутации реле всякий раз, когда требовалось внести изменения в систему управления. Это стало возможным, поскольку ПЛК можно просто перепрограммировать, как и любой современный компьютер.

Большинство ПЛК используют для программирования некоторую форму релейной логики, которая имитирует логику физической релейной системы управления. Программа на языке лестничной логикой выглядит как лестница из реле и других электрических компонентов со «ступенями», расположенными между источниками питания, изображенными по бокам. Все это можно отобразить в цифровом виде и перепрограммировать на компьютере или иногда (особенно в старых системах) через специальный интерфейс.

ПЛК находят применение во многих различных процессах автоматизации, управляя от систем освещения до различных видов приводов. Но ПЛК, согласно формальному определению, выполняет только логические манипуляции с битами, он изначально не обеспечивал расширенную связь и обмен данными с сетями более высокого и низкого уровня. Когда эти функции начали появляться, стало формироваться новое название для этих устройств.

ПАК / PAC

ПАК означает программируемый контроллер автоматизации (Programmable Automation Controller – PAC) и его можно рассматривать как «продвинутый» ПЛК с большей функциональностью и более высоким уровнем вычислительной мощности. ПЛК довольно просты по своим возможностям, в то время как PAC обычно имеют доступ к гораздо большему объему памяти и значительно более высокой вычислительной мощности, чем стандартный простой ПЛК.

Они часто используются для выполнения задач, связанных с ПИД-регулированием (пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор – Proportional-Integral-Derivative - PID), а также, со связью, SCADA, регистрацией данных и другими задачами, которые традиционно выходили за рамки базовых ПЛК.

ПЛК обычно недостаточно мощны для использования в приложениях управления движением, поэтому ПАК становится идеальным устройством управления для этого типа автоматизации. У ПАК есть преимущество, поскольку они построены на базе более чем одного процессорного чипа и могут выполнять более одной операции одновременно. Кроме того, они как правило содержат объединительную плату с высокой пропускной способностью, обеспечивающую быстрый сбор данных для скоростного управления и их эффективной обработки.

Хотя в наши дни большинство компаний фактически производят ПАК, мы почти всегда по-прежнему называем их ПЛК, поскольку они выполняют задачи логического управления.

Кроме того, концепция IPC (промышленного ПК – Industrial PC) достаточно успешна и потенциально может стать следующим этапом процессора управления.

Удаленный терминальный блок / RTU

Удаленный терминальный блок (Remote Terminal Unit – RTU) представляет собой устройство управления, расположенное отдельно от более крупного блока, обычно как часть гораздо более крупной системы. Во многих случаях они являются частью системы DCS или SCADA и включают в себя отдельные компоненты, для мониторинга которых применяется SCADA. RTU часто используются для контроля отдельных групп оборудования, таких как датчики, клапаны, вентиляторы и приводы.

Удаленные терминальные блоки со временем совершенствовались и стали способны выполнять программируемую логику, аналогичную логике современного ПЛК. Существуют разные методы передачи информации в основную систему управления, но большинство современных RTU используют Ethernet или подобную форму связи. Фактически, один из самых популярных сетевых протоколов всех времен, Modbus RTU, был разработан просто для взаимодействия с этими устройствами.

Данные устройства обычно состоят из нескольких общих компонентов, которые вместе образуют независимый блок управления. Обычно они содержат своего рода базовый процессор для анализа входных данных и последующего принятия решений для системы или передачи информации в качестве выходных данных. Они также содержат некоторую форму локального или удаленного интерфейса ввода-вывода для получения информации об их работе и лучшего понимания состояния устройства, которое они контролируют.

Подводя итог, RTU подобен очень простому ПЛК, используемому для управления некоторым внешним изолированным устройством ввода-вывода или сетью, являющийся частью системы управления более высокого уровня.

РСУ / DCS

Распределенная система управления (Distributed Control System – DCS) – это ступень к системе более высокого уровня, используемая для управления и мониторинга нескольких системам одновременно. Они во многих случаях имеют встроенный уровень резервирования, помогающий снизить риск простоя в случае сбоя РСУ. Распределенные системы управления используются для мониторинга ряда систем в масштабах предприятия и управления выходными данными.

РСУ – это не отдельный блок, который вы можете приобрести, как ПЛК или удаленный терминал, а скорее целый набор продуктов уровня предприятия, от локальных устройств ввода-вывода до контроллеров и программного обеспечения мониторинга и планирования производства.

Как правило, большинство РСУ состоят из компонентов управления одного производителя, поэтому все компоненты могут легко взаимодействовать друг с другом. Например, в новой системе имеет смысл использовать ПЛК, устройства ввода-вывода и программное обеспечение одного производителя, чтобы гарантировать совместимость всего оборудования и иметь возможность взаимодействия как РСУ. Устаревшее оборудование можно адаптировать для работы в РСУ, но обычно это более сложная и дорогостоящая задача, чем проектирование с нуля.

SCADA

Диспетчерский контроль и сбор данных – SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) – это термин, используемый для описания типа системы мониторинга и управления оборудованием, применяемой в различных производственных процессах. Эти системы используются для управления аппаратным и программным обеспечением многих систем, позволяя повысить эффективность производственных процессов всего предприятия.

Системы SCADA содержат HMI (Human Machine Interface – человеко-машинный интерфейс) как часть своей инфраструктуры, которая помогает оператору в диспетчерской принимать решения о состоянии системы и при необходимости вносить изменения по мере обновления информации о состоянии оборудования.

SCADA позволяет контролировать множество различных систем на предприятии, передавая данные на центральный пункт управления. Эти данные либо автоматически отслеживаются и обрабатываются заложенным алгоритмом автоматизации, либо отображаются на мониторе, где оператор может самостоятельно принимать решения и вносить изменения через HMI. Этот тип системы управления полезен в тех случаях, когда требуется обеспечить согласованную работа многих различных процессов.

Хорошим примером использования SCADA может послужить крупный технологический завод, где продукт перемещается с места на место с обработкой по пути. Например, на заводе по производству цемента оператор должен контролировать температуру и химический состав продукта по мере его перемещения по производственной линии. Если в какой-то момент продукт не соответствует техническим характеристикам, оператор может внести изменения с техпроцесс, чтобы привести его в соответствие со спецификациями.

Профессиональный сленг

По мере развития технологий границы между различными компонентами стираются. Некоторые устройства устаревают, в то время как другие развиваются и объединяются со смежными устройствами для создания единого, более эффективного решения. Поэтому не столь важно тратить время на запоминание формальных определений, так как они обязательно изменятся, сколько стоит разбираться в оборудовании и ПО, на котором работает предприятие.

Материал подготовлен Московским заводом тепловой автоматики (МЗТА)

Предлагаем два видео с описанием применения программируемых логических контроллеров (ПЛК) и программного обеспечения SCADA в проектах автоматизации инженерных систем и производственных процессов.

Автоматизация инженерных систем

Первое видео посвящено цифровому решению «Автоматизация инженерных систем зданий с использованием свободно программируемых контроллеров (ПЛК) и программного обеспечения SCADA».

В ролике рассматриваются варианты построения АСУ ТП на примере автоматизации вентиляционной установки, системы отопления и технологической линии пищевого производства с применением ПЛК, модулей расширения, панели HMI (человеко-машинного интерфейса) и ПО автоматизации и диспетчеризации.

На демонстрационном стенде показывается топология сетей, используемое оборудование, разбираются режимы работы систем, имитируются возможные отказы и реагирование на них со стороны диспетчера автоматизированной системы управления.

В качестве продуктов автоматизации выбрано оборудование и программное обеспечение разработанное Московского завода тепловой автоматики (МЗТА), в честности ПЛК серии КОМЕГА Basic и КОНТАР, а также ПО диспетчеризации SuperSCADA

Реализация проектов АСУ ТП

Второй ролик касается методики реализации проектов автоматизации инженерных систем с использованием программируемых логических контроллеров (ПЛК) и ПО SCADA.

В видео рассматриваются подходы, применяемые разработчиками проектов автоматизации инженерных систем и техпроцессов:

• Сферы применения автоматизированных систем: тепло- и водоснабжение, вентиляция, кондиционирование, электроснабжение, производственные техпроцессы и иные сферы АСУ ТП.

• Экономическая эффективность отечественных систем автоматизации на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК) и ПО SCADA.

• Стоимость решения и время окупаемости проектов на базе российских разработок, в частности Московского завода тепловой автоматики (МЗТА).

• Этапы реализации проекта: выявление потребности заказчика, пред-проектное обследование, согласование и разработка технического задания, предоставление ТЭО и коммерческого предложения.

• Примеры реализации проектов в рамках импортозамещения.