Сравнение 4-5 программно-технических комплексов

ВВЕДЕНИЕ
В последнее время все большее распространение получил термин ПТК (программно-технический комплекс) АСУ ТП. ПТК представляет собой совокупность средств измерительной и вычислительной техники, программного обеспечения для выполнения функций АСУ ТП. Термин ПТК является более широким понятием, чем УВК и ИВК. При использовании ПТК в управлении исключается большое число показывающих и самопишущих приборов. ПТК собирает и обрабатывает информацию о состоянии оборудования, выдает оператору результаты в виде предупредительной и аварийной сигнализации. Оператор имеет возможность вызывать на экран дисплея значения интересующих его параметров. При таком способе управления можно не устанавливать громоздкий щит управления и освободить оператора от непрерывного наблюдения за многими технологическими параметрами.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПТК В АСУ ТПСовременный ПТК представляет собой совокупность средств измерительной и вычислительной техники, программного обеспечения, средств для создания и заполнения машинной информационной базы, достаточных для выполнения функций АСУ ТП. В состав одной АСУ ТП (рисунок 1) могут входить несколько ПТК, каждый из которых функционирует автономно, но имеет средства взаимодействия с другими.Рисунок 1 - Обобщенная структурная схема АСУ ТП.В результате предъявляемых к сетевым предприятиям ЕЭС России требований по повышению наблюдаемости параметров режима и состояния оборудования подстанций на рынке инжиниринговых услуг все более востребованными становятся готовые комплексные решения – это программно-технический комплекс системы сбора и передачи информации (ПТК ССПИ) и ПТК автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП). Далее будет рассмотрен наиболее функциональный из них – ПТК АСУ ТП. ПТК АСУ ТП решает задачу создания системы нижнего уровня в рамках создаваемой в настоящее время многоуровневой системы технологического управления (АСТУ) ФСК ЕЭС, а также автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ), снабжая высшие уровни иерархии значительным объемом технологической информации о состоянии и режимах функционирования контролируемого и управляемого оборудования подстанций и прилегающих участков электрических сетей. СОВРЕМЕННЫЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВВ соответствии с инвестиционной программой РАО «ЕЭС России» введены в эксплуатацию Бурейская ГЭС и Сочинская ТЭС, ведется строительство ПГУ Калининградской ТЭС, Ивановских ПГУ. Москва реализует масштабную программу строительства генерирующих объектов на базе ГТУ. В то же время новое строительство является наиболее ресурсоемким решением проблемы. Это положение отражено в инвестиционной программе РАО «ЕЭС России»: «… пересмотреть приоритеты использования ограниченных инвестиционных ресурсов и отсрочить программы строительства новых крупных электростанций, сконцентрировав ресурсы на реконструкции существующих генерирующих мощностей и повышении эффективности процессов производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии».Проводимое реформирование энергокомплекса с созданием конкурентного рынка генерации также делает приоритетным повышение эффективности производства, внедрение энергосберегающих технологий. Концентрация усилий и ресурсов на проведении модернизации объектов генерации позволяет одновременно решить задачу энергодефицита и добиться успеха в конкурентной борьбе энергопредприятиям, которые раньше других приступят к реализации этой стратегии.Важнейшим инструментом повышения эффективности производства является модернизация АСУ ТП на базе современных микропроцессорных программно-технических комплексов (ПТК). Реальный опыт эксплуатации таких систем на объектах энергетики и ряда отраслей промышленности подтверждает кардинальное снижение сверхнормативных простоев оборудования, предотвращение аварийных ситуаций по вине оперативного персонала, повышение ресурса оборудования, прямую экономию энергоресурсов. И это далеко не полный перечень источников снижения себестоимости, обеспечиваемых внедрением современных АСУ ТП. При более высокой функциональности и надежности стоимость их внедрения практически сравнялась со стоимостью традиционной релейной автоматики, а расходы на обслуживание на этапе эксплуатации ниже.В настоящее время в России преобладает точка зрения, что современные решения в области автоматизации предлагаются только зарубежными компаниями. На наш взгляд, это не соответствует современному состоянию отечественной автоматизации. Сегодня ряд российских фирм предоставляет полный комплекс услуг по созданию АСУ ТП на базе апробированных отечественных аппаратных и программных платформ. К их числу можно смело отнести московскую Группу компаний «ТЕКОН», имеющую 15-летний успешный опыт разработки, производства и внедрения средств и систем автоматизации в энергетике, химии, атомной промышленности, металлургии, пищевой и перерабатывающей отраслях.Наиболее показательным примером успешного внедрения современных отечественных технологий автоматизации стал масштабный проект, выполненный специалистами ЗАО «Текон-Инжиниринг» на Киришской ГРЭС – крупнейшей на Северо-Западе России. Ее установленная электрическая мощность составляет 2,1 тыс. МВт, а тепловая мощность – 1,2 Гкал / ч.С ноября 2003 года на Киришской ГРЭС начался перевод на сжигание природного газа шести котлоагрегатов КТЦ-1, а также модернизация морально и физически устаревших систем контроля и управления (СКУ). Прежние системы, которые эксплуатировались с 1981 года, были построены на базе релейной техники и локальной автоматики. Для котлов 1Т, 2Т, 3Т типа ТГМ-84А было необходимо заменить на микропроцессорную технику традиционные технические средства технологических защит и блокировок, создать автоматическую систему регулирования технологических параметров работы котла. Дополнительно предусмотрена автоматизация управления горелками на газе и мазуте. Котлы 4Т, 5Т, 6Т типа ТГМ-84Б в результате модернизации оснащаются полномасштабной АСУ ТП, замещающей существующие СКУ.Центральная часть АСУ ТП всех котлов базируется на ПТК «ТЕКОН» (сертификат об утверждении типа информационно-измерительных и управляющих систем № 18058). В состав ПТК входят контроллеры МФК производства Группы компаний «ТЕКОН» (г. Москва) и базовое программное обеспечение «КРУГ-2000» разработки НПФ «КРУГ» (г. Пенза).В ноябре 2003 года в эксплуатацию была введена АСУ ТП на котлоагрегате 3Т, в июне и июле 2004 года – на котлоагрегатах 5Т и 6Т соответственно. Работы по внедрению АСУ ТП на котлах 1Т и 2Т были завершены в ноябредекабре 2004 года. И наконец, полномасштабная АСУ ТП котлоагрегата 4Т будет сдана в эксплуатацию во втором квартале 2005 года.Успех проекта был обеспечен благодаря слаженной работе всех его участников. В рамках проекта поставку ПТК и разработку прикладного программного обеспечения АСУ ТП осуществляло ЗАО «Текон-Инжиниринг»; разработку алгоритмического обеспечения и наладку технологических функций на объекте – специалисты центра АСУ ТП ОАО «Фирма ОРГРЭС», г. Москва; проектные работы – АО «Силтумэлектропроектс», г. Рига. Эффективное взаимодействие с фирмами – производителями газомазутной арматуры (ОАО ТКЗ «Красный котельщик» и ЗАО «ХК АМАКС») позволило оптимально реализовать функции дистанционного, программно-логического и местного управления горелками котлов при работе на газе и мазуте. При этом локальные подсистемы управления горелками полностью интегрированы в состав АСУ ТП котлоагрегата на базе ПТК «ТЕКОН».В результате создания АСУ ТП были улучшены показатели функционирования системы управления котлоагрегатами: достигнута устойчивая работа систем регулирования; уменьшены интенсивность и амплитуда случайных колебаний технологических параметров; повышена надежность подсистемы технологических защит за счет структурного резервирования и непрерывной диагностики технических и программных средств.Подводя итоги внедрения ПТК «ТЕКОН» на ОАО «Киришская ГРЭС», можно выделить ряд наиболее важных моментов.• ПТК «ТЕКОН» показал себя как гибкий комплекс, позволяющий решать разные по масштабам задачи автоматизации в соответствии со всеми требованиями нормативных документов, в том числе РД 15334.135.13700.• Благодаря разработкам компании «Текон-Инжиниринг» появились типовые решения, позволяющие создавать полномасштабные АСУ ТП котлоагрегатов эволюционным путем.• По просьбе заказчика сроки ввода в эксплуатацию большинства котлоагрегатов были сокращены на 12 недели. Этого удалось достигнуть благодаря всестороннему тестированию ПТК на полигоне изготовителя с применением программного имитатора объекта, входящего в состав ПТК «ТЕКОН». Наличие имитатора объекта позволило также параллельно с проведением монтажных и пусконаладочных работ проводить обучение и тренировку эксплуатационного персонала.Надежность и функциональность решений для большой энергетики, базирующихся на контроллерах «ТЕКОН», подтверждена многолетней успешной эксплуатацией на объектах РАО «ЕЭС России» и региональных энергосистем. Усилиями таких успешных компаний, как ОАО «Электроцентроналадка», ОАО «СУНЭТО» (Кемерово), ОАО «Фирма ОРГРЭС», ЗАО «НВТ-Автоматика» и других, созданы АСУ ТП ТЭС Сибири, Урала, Центра, Северо-Запада, Юга России. В частности, в ОАО «Мосэнерго» контроллеры «ТЕКОН» используются на ТЭЦ-8, ТЭЦ-21, ТЭЦ-23, ТЭЦ-26, ТЭЦ-27, ГРЭС-3, ГРЭС-24. Повышение эффективности производства и распределения тепловой энергии является приоритетной задачей и для муниципальной энергетики. Например, в Москве при строительстве и реконструкции районных тепловых станций (РТС) и центральных тепловых пунктов (ЦТП) применение автоматизированных систем управления стало де-факто обязательным условием ввода в эксплуатацию этих объектов. Весь комплекс работ по проектированию, монтажу, наладке и сдаче в эксплуатацию систем АСУ ТП РТС, а также последующее техническое сопровождение выполняют специалисты предприятия РНП «Теплоэнергоремонт».В качестве технических средств автоматизации РНП «Теплоэнергоремонт» успешно применяет контроллеры МФК, ТКМ52 и ТЕКОНИК®, разработанные и производимые Группой компаний «ТЕКОН». На основе данной техники создан ПТК «ТЭРкон», являющийся базовым решением для автоматизации большинства объектов ГУП «Мостеплоэнерго». С 1997 года было создано более 140 подсистем АСУ ТП, включая АСУ ТП котлов ПТВМ и КВГМ, химводоподготовки, деаэраторов, машинного зала, электроснабжения, ГРП. Только в 2004 г. введено в строй 45 подсистем АСУ ТП. В данный момент в ГУП «Мостеплоэнерго» автоматизировано 29 из 40 районных и 2 квартальные тепловые станции.Наряду с автоматизацией районных и квартальных тепловых станций в ГУП «Мостеплоэнерго» повсеместно внедряются системы управления на ЦТП. Проводятся работы по диспетчеризации ЦТП и РТС в режиме реального времени с выводом информации в ЦДП, руководителям предприятий, РНП «Теплоэнергоремонт» и главному инженеру ГУП «Мостеплоэнерго».С третьего квартала 2004 года для автоматизации ЦТП применяется новый специализированный контроллер ТКМ410 и созданный на его основе ПТК ТЕПЛОНИК®. Для решения задач автоматизации РТС в 2005 году планируется использование нового многофункционального контроллера МФК3000. Вся линейка контроллеров «ТЕКОН», включая новые разработки, является программно и аппаратно совместимой, что позволяет, единожды освоив программно-техническую базу, быстро и качественно разрабатывать АСУ ТП и обеспечивать высокий уровень сопровождения ПТК. Важными достоинствами, отличающими Группу компаний «ТЕКОН», являются также оперативная и гибкая реакция на запросы заказчика, длительные сроки гарантийных обязательств на продукцию, качественный сервис и техническая поддержка. ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИНа рубеже 1980—1990-х гг. ведущие мировые производители средств автоматизации подошли к этапу их выпуска в рамках программно-технических комплексов (ПТК), основными признаками которых являются совместимость отдельных компонентов, способность функционировать в единой системе, а также стандартизация интерфейсов, функциональная полнота, позволяющая строить систему управления целиком из средств только данного комплекса. За рубежом вместо понятия «программно-технические комплексы» прижился другой термин — «интегрированная система (среда) проектирования».В настоящее время на рынке промышленной автоматизации присутствует несколько десятков самых разнообразных ПТК как отечественных, так и зарубежных производителей. Все они отличаются своей структурой, информационной мощностью, эксплуатационными характеристиками (диапазон температур, влажности, возможность использования во взрыво- и пожароопасных производствах), стоимостью и др.Несмотря на многообразие существующих ПТК, можно выделить несколько функциональных элементов, присущих большинству из них:• программируемые логические контроллеры;• интеллектуальные устройства связи с объектом;• устройства связи с оператором (дисплеи, панели операторов и т.д.);• промышленные сети;• рабочие станции и серверы различного назначения;• системное (встраиваемое) программное обеспечение;• системы (пакеты) для разработки прикладного программного обеспечения.Характеристики ПТКВ последние годы рынок средств автоматизации в России изменился коренным образом — потребителям стала доступна практически вся гамма продукции данного сектора рынка, выпускаемая как отечественными, таки зарубежными производителями. Это привело, с одной стороны, к достаточно жесткой конкуренции производителей, а с другой стороны — к некоторой растерянности потенциальных заказчиков, оказавшихся перед огромным числом различных предложений.Ввиду этого представляется важным рассмотреть те свойства ПТК, которые отличают их с точки зрения использования, позволяют потенциальным пользователям лучше понять разницу между отдельными комплексами, связать определенные свойства объекта и требования к системе его автоматизации с характеристиками и параметрами конкретных ПТК.1. Структура ПТК. Она определяется средствами и характеристиками взаимосвязи отдельных компонентов комплекса (контроллеров, пультов оператора, удаленных блоков ввода-вывода), т.е. его сетевыми возможностями. Гибкость и разнообразие возможных структур ПТК зависят от числа имеющихся сетевых уровней, возможных типов связи на каждом уровне сети (шина, звезда, кольцо), параметров сети каждого уровня: возможных типов кабеля, максимально возможных расстояний, максимального числа узлов (компонентов комплекса), подключаемых к каждой сети, скорости передачи информации при разных типах кабеля, методе доступа компонентов к сети (случайный по времени доставки сообщений или гарантирующий время их доставки).Указанные свойства ПТК характеризуют: возможность распределения аппаратуры в производственных цехах; объем производства, который может быть охвачен системой автоматизации, реализованной на данном ПТК; предельную динамику передачи оперативной информации через любую из имеющихся сетей, возможность переноса блоков ввода-вывода непосредственно к датчикам и исполнительным механизмам, что позволяет существенно сэкономить затраты на кабель и уменьшить помехи из-за передачи низковольтных аналоговых сигналов на большие расстояния. Для компенсации аварийных ситуаций, требующих согласованной во времени работы ряда контроллеров, важно обеспечение требуемого времени передачи приоритетных сигналов по сети. Наличие информационной сети для передачи больших массивов информации между пультами операторов и между ними и сервером корпоративной сети предприятия, а также характеристики этой сети (включая ее протоколы) позволяют судить о возможностях связей рассматриваемой системы автоматизации с другими более высокими уровнями управления производства.2. Стандартизация, типизация и открытость ПТК. Современной тенденцией развития микропроцессорных комплексов контроля и управления является стандартизация и типизация их отдельных блоков и компонентов и частично, как следствие этого, все более расширяющаяся открытость систем.Определение открытой системы уже давалось ранее при классификации контроллеров. Аналогично понятие открытости определяется и для комплекса средств ПТК — соответствие современным промышленным стандартам, которое обеспечивает возможность интеграции компонентов ПТК с другими открытыми системами или с их составными компонентами.Закрытые системы разрабатываются по внутренним стандартам отдельных предприятий. При закрытой (фирменной) архитектуре изменения (модификации) контроллера возможны только компонентами конкретного производителя. Сами изменения достаточно ограниченны и заранее оговорены производителем. Заказчик, однажды применив закрытую систему, навсегда оказывается привязанным к ее разработчику. Система, зависящая от одного производителя, прекращает свое развитие в случаях, когда фирма-производитель внезапно уходит с рынка, увеличивает стоимость продукта или снимает его с производства.Надо иметь в виду, что в этих определениях под компонентами понимаются не только аппаратные, но и программные средства.Выше было дано самое распространенное определение открытых систем, которое, однако, обычно должно трактоваться шире: оно должно подразумевать, что система не только удовлетворяет стандартам, но стандарт является общепризнанным, а в свободной продаже имеются аналогичные системы (модули, компоненты) других производителей по конкурентоспособным ценам.Понятие открытости достаточно многогранно и не стандартизовано. Поэтому практически можно говорить только о степени открытости системы, указывая, что именно понимается под открытостью в каждом конкретном случае. Степень открытости можно оценить количеством ее реализованных признаков. Ее можно рассматривать на разных уровнях иерархии программного и аппаратного обеспечения системы или ее составных частей. Открытыми, например, могут быть:• физические интерфейсы, протоколы обмена, методы контроля ошибок, системы адресации, форматы данных, типы организации сети, интерфейсы между программами, диапазоны изменения аналоговых сигналов;• пользовательские интерфейсы, языки программирования контроллеров, управляющие команды модулей ввода-вывода, языки управления базами данных, операционные системы, средства связи аппаратуры с программным обеспечением;• конструкционные элементы (шкафы, стойки, корпуса, разъемы, крепежные элементы).Открытость системы обусловливает наличие у них некоторых свойств:• модульность;• платформенная независимость;• взаимозаменяемость с компонентами других производителей;• интероперабельность (возможность совместной работы) с компонентами других производителей;• масштабируемость.Модульность — это способность аппаратного или программного обеспечения к модификации путем добавления, удаления или замены отдельных модулей (компонентов системы) без воздействия на оставшуюся ее часть.Платформенная независимость — возможность выполнения программ на разных аппаратно-программных платформах.Взаимозаменяемость — это возможность замены любого модуля (компонента) системы на аналогичный компонент другого производителя, имеющийся в свободной продаже, и возможность обратной замены. Это свойство позволяет ускорить замену отказавшего модуля, улучшить качество уже работающей системы, исключить ценовую зависимость от поставщика.Интероперабельность (аппаратно-программная совместимость) — это способность открытых систем использовать программы, выполняющиеся одновременно на различных платформах в общей сети, с возможностью обмена информацией между ними. Иначе говоря, программные компоненты системы, расположенные на разных аппаратных платформах в общей сети, должны быть способны работать как часть единой системы. Интересным и важным шагом на пути обеспечения интероперабельности явилось применение в автоматизации интернет-технологий, когда передача информации к рабочей станции или к оператору от контроллера осуществляется с помощью Web-технологий (в том числе удаленно), а ее представление пользователю выполняется с помощью Web-браузера.Масштабируемость (наращиваемость) — это возможность применения одного и того же аппаратного (контроллеры, операторные панели, модули ввода-вывода) и программного обеспечения (баз данных, пользовательских интерфейсов, средств коммуникации) для систем разного размера — больших и малых. Масштабируемая система должна обеспечивать возможность простого наращивания функциональных возможностей и размеров путем включения новых компонентов как в аппаратную, так и в программную часть системы без модификации старых, опробованных программных и аппаратных модулей.Отметим, что закрытые системы тоже могут быть модульными, интероперабельными, масштабируемыми. Отличие открытых систем состоит в том, что все перечисленные свойства должны выполняться для компонентов, изготовленных разными производителями по единым стандартам и имеющихся в свободной продаже.По мнению многих специалистов, понятие открытости не подразумевает открытость программного кода, хотя открытость кода позволяет добавлять в систему модули других производителей, и это является признаком открытости. Однако открытость исходного кода существенно снижает надежность системы вследствие потенциальной возможности появления в ней дополнительных ошибок, внесенных во время модификации и компиляции. Поэтому открытость программного кода является по крайней мере спорным признаком открытости системы.Разновидностью и предельным случаем открытых систем являются системы, удовлетворяющие идеологии «Plug&Play» («вставил — и заиграло»), когда вообще не требуется усилий для конфигурирования или настройки модулей после их подключения или замены на модули других производителей. Идеология «Plug&Play» существенно снижает требования к квалификации системных интеграторов, сокращает срок ввода системы в эксплуатацию, а также издержки потребителей на техническую поддержку и эксплуатацию.Применение открытых систем обеспечивает следующие преимущества и качества:• снижение вложений на проектирование системы и предпроектные изыскания благодаря наличию на рынке большого выбора готовых компонентов открытых систем; особенно большой экономический эффект достигается при создании крупных систем в единичных экземплярах, когда экономия пропорциональна размеру системы;• упрощение процесса интеграции — открытость подразумевает возможность простой интеграции разнородных систем;• экономия финансовых средств благодаря низкой стоимости жизненного цикла (в основном вследствие конкуренции независимых производителей и отсутствия диктата цен монопольным поставщиком);• увеличенное время безотказной работы — благодаря выбору наиболее надежных модулей из имеющихся на рынке;• минимизированное время вынужденного простоя; благодаря большому выбору взаимозаменяемых модулей всегда можно найти поставщика, имеющего нужные модули на складе;• минимальные усилия на ввод в действие как аппаратуры, так и программного обеспечения благодаря исключению времени на дополнительное обучение, как монтажной организации, так и эксплуатирующего персонала;• простое изменение конфигурации системы для работы с новыми технологическими процессами, вытекающее из свойств модульности и расширяемости открытых систем;• минимальный объем дополнительного обучения персонала и, как следствие, простота обслуживания;• применение новейших технологий и технических решений благодаря широкому выбору наилучших решений и специализации производителей;• увеличение времени жизни системы — благодаря взаимозаменяемости отработавшего ресурс и нового оборудования, а также возможности наращивания функциональных возможностей;• уменьшение сроков создания системы в результате применения имеющихся в продаже компонентов;• уменьшение риска получения системы, не удовлетворяющей техническому заданию, поскольку большой выбор совместимых между собой изделий, имеющихся в продаже, всегда позволяет подобрать компоненты с нужными характеристиками. Недостатки открытых систем видны не сразу. И все же они имеются. При создании автоматизированной системы на базе открытыхрешений ответственность за работоспособность системы в целом ложится на системного интегратора, а не на производителя системы. Поэтому при появлении в системе невоспроизводимых отказов некому предъявить претензии, поскольку поставщиков много, а системный интегратор отвечает только за монтаж и пусконаладку системы.Универсальность всегда находится в противоречии с простотой. Протоколы, интерфейсы, сети и программное обеспечение, чтобы быть универсальными, должны быть достаточно сложными, следовательно, дорогими и ненадежными, хотя снижение надежности, вызванное сложностью, компенсируется ее повышением благодаря большому тиражу и, следовательно, продолжением отладки после начала продаж.Эффект снижения надежности программного обеспечения, части которого пишутся разными производителями. Когда оно пишется внутри одной фирмы, можно предвидеть почти все ситуации, которые могут возникнуть на границе между ПО и пользователем или аппаратурой. Если же в этом участвуют несколько разных команд в разных фирмах, между которыми нет взаимодействия, то становится непонятно, кто отвечает за надежность всего комплекса. Кроме того, с ростом числа программистов, участвующих в создании программного обеспечения, по законам статистики увеличивается вероятность того, что появится хотя бы один программист, не умеющий писать надежные программы. А этого достаточно, чтобы сделать всю систему ненадежной. Надежность и безопасность открытых систем остаются темами, требующими решения.Иногда к признакам открытости относят открытость исходных кодов. Однако наличие открытых кодов снижает надежность программной системы, поскольку нарушается принцип инкапсуляции, необходимость которого обоснована в идеологии объектно-ориентированного программирования.Конечно, не надо думать, что мы везде и всюду будем использовать только открытые системы. Иногда недостатки открытых систем выступают в качестве плюсов систем закрытых. Например, закрытые системы могут отличаться от открытых проработанностью решений, которые принимались в рамках тесного взаимодействия четко очерченного круга специалистов конкретной компании, достижением высоких показателей по каким-то отдельным параметрам (быстродействия, надежности, габаритам и т.д.), которых было трудно достичь, принимая типовые решения.Как и любая стандартизация, открытость накладывает ограничения на диапазон возможных технических решений, затрудняя творчество и снижая вероятность появления новых и плодотворных технических решений. В качестве ограничений для принятия открытых решений могут служить ограничения по применяемым микропроцессорам, операционным системам и т.п.При создании систем автоматизации достаточно замкнутых, почти не взаимодействующих с внешним миром объектов вопросы типизации и открытости закупаемых ПТК имеют малое значение, но при автоматизации участков производства, имеющих взаимосвязи с другими агрегатами и цехами, с другими сетями на разных уровнях управления, при учете будущих модернизаций и расширений системы автоматизации, при необходимости ввода нового ПТК в уже существующую систему автоматизации вопросы типизации и открытости во всех или в отдельных вышеперечисленных аспектах могут играть существенную роль и даже быть одним из важнейших критериев при выборе наилучшего варианта ПТК.3. Характеристики контроллеров. Свойства и параметры основного компонента ПТК — контроллера — уже рассматривались в данной книге. Если еще раз кратко выделить важнейшие для пользователей показатели, то к ним можно отнести тип основной вычислительной платы, разрядность, рабочую частоту, наличие и объем различных видов памяти: ОЗУ, энергонезависимой, ПЗУ (небезынтересно также знать, каков объем памяти, предназначенный для программ пользователя), операционная система контроллера, максимальное число различных входов и выходов (аналоговых, дискретных, импульсных), которые можно подключить к контроллеру. Важным обстоятельством является наличие в конкретном ПТК ряда модификаций контроллеров, отличающихся друг от друга мощностью, памятью, условиями работы, резервируемостью и различными другими параметрами.Знание вышеуказанных характеристик позволит создать систему управления, оптимально соответствующую требованиям процесса, не допуская применения излишне мощной и дорогой аппаратуры. Наличие ряда модификаций контроллеров позволит к решению этой задачи подойти максимально гибко для различных участков автоматизируемого объекта.4. Характеристики блоков ввода-вывода. Блоки ввода-вывода могут быть встроены в конструктив контроллера либо располагаться в отдельных выносных конструктивах. В первую очередь важно их разнообразие в части числа сигналов, с которым работает тот или иной блок, и параметров этих сигналов. Существенные свойства блоков — разрядность и точность преобразователей блоков; наличие, варианты и параметры гальванической развязки; наличие искробезопасных блоков; наличие блоков с предварительной вычислительной обработкой поступающих сигналов.При анализе этих компонентов ПТ К следует точно согласовывать их с имеющимся и проектируемым набором датчиков и исполнительных механизмов автоматизируемого объекта. Для объектов пожаро- и взрывоопасных необходимо наличие искробезопасных блоков. Важно знать метрологическую точность преобразования измеряемых сигналов.5. Характеристики пультов оператора. Поскольку для разных объектов и разных классов задач могут потребоваться кнопочные пульты управления и элементы визуализации, предпочтительно выбирать ПТК, у которого существует ряд модификаций пультов оператора или в их качестве могут использоваться различные модификации персональных ЭВМ. Возможность выбора варианта пульта оператора по размеру их экранов, типу клавиатур обеспечивает его экономичное согласование с требуемыми параметрами, влияет на удобство и комфортность работы операторов.6. Динамика работы ПТК. Важными для многих применений являются динамические параметры ПТК, определяющие возможное быстродействие разрабатываемых цепей контроля и управления. Отдельными показателями динамики являются:— минимальный цикл опроса датчиков и минимальное время реакции на аварийные сигналы при их обработке в цепях аварийной защиты: внутри одного контроллера, при передаче управляющих сигналов через системную сеть, при прохождении сигнала через пульт оператора;— минимальный цикл смены динамических данных в кадре на пульте оператора и смены самих кадров, а также минимальное время реакции на команду оператора с пульта;— минимальное время перезапуска как всей системы, так и только отдельных контроллеров после перерывов питания.Указанные показатели имеют тем более важное значение, чем более быстро протекают технологические процессы в автоматизируемом объекте.7. Надежность работы ПТК. Основные характеристики надежности не могут достаточно точно определяться для ПТК такой удобной и привычной характеристикой, как число часов наработки на отказ. Это обусловлено тем, что ввиду высокой надежности современных вычислительных элементов и плат да еще и сквозного контроля блоков и конструктивов в процессе их изготовления отказы в работе компонентов ПТК весьма редки и провести достаточно чистый эксперимент, чтобы набрать необходимую статистику для расчета числа часов наработки на отказ, хотя бы по средней по объему выборке, производители обычно не могут, тем более что сами вычислительные элементы модифицируются быстрее, чем мог бы закончиться указанный эксперимент. По этой причине характеристики надежности правильнее оценивать косвенными показателями и возможностями ПТК, которые перечислены ниже:— глубина и полнота имеющихся диагностических тестов определения неисправностей в отдельных компонентах ПТК;— возможности, варианты и полнота резервирования отдельных компонентов ПТК: сетей, контроллеров, блоков ввода-вывода, пультов оператора;— наличие встроенных в систему блоков бесперебойного питания (аккумуляторов) и время их работы при прекращении питания системы от сети, а также возможность и длительность перерыва питания без нарушения функций управления.Поскольку использование резервирования и его полнота напрямую связаны со стоимостью системы, важно правильно оценить необходимость и желательный вид резервирования разных частей ПТК в разрабатываемой системе автоматизации: частей для аварийных контуров, для блокировочных зависимостей, для контуров регулирования, для цепей контроля, а уже после этого оценивать подходящие для данного объекта возможности резервирования различных ПТК.Надежность той или иной ПТК косвенно определяется ее престижем на рынке, наконец, поведением ПТК в работающих системах автоматизации по отзывам персонала, эксплуатирующего эти системы.8. Условия окружающей среды. Эти свойства в основном характеризуют варианты конструктивного исполнения отдельных компонентов ПТК. Они определяют особенности наружной среды, в которой может устанавливаться система и (или) ее отдельные части:— диапазон температур и влажности окружающей среды;— имеющаяся защита от влажности и пыли (этот показатель большей частью указывается по значению европейского стандарта IP);— максимальное содержание в среде различных агрессивных газов;— максимальные вибрация и ударные нагрузки, которым может подвергаться система;— максимальные электрические и магнитные помехи, допускаемые при работе системы;— возможность работы системы при отсутствии качественного заземления ее компонентов.В зависимости от отрасли промышленности, особенностей производства, климата в каждом конкретном случае выдвигаются на первый план те или иные свойства окружающей среды, являющиеся важнейшими ограничениями при выборе ПТК. Следует отметить, что почти всегда существует возможность обойти неблагоприятные свойства окружающей среды путем помещения аппаратуры в специальные помещения, достаточно изолированные от неблагоприятных внешних воздействий, но обычно этот вариант оказывается достаточно дорогим, так как требует создания и эксплуатации помещений с кондиционированием, очисткой воздуха, созданием в помещении избыточного давления, экранированием помещения и т.п.; кроме того, отказ от распределения по производству компонентов ПТК приводит к значительному увеличению кабельных линий системы, что также сказывается на стоимости ПТК.9. Программное обеспечение ПТК. Неотъемлемой частью ПТК является программное обеспечение, которое подразделяется на следующие части:— системное программное обеспечение контроллеров;— системы подготовки программ для контроллеров;— программное обеспечение для визуализации информации на пультах операторов;— сервисные программы параметризации отдельных модулей;— прилагаемые к ПТК программы САПР и прикладные пакеты.Полнота, простота, удобство программного обеспечения определяют важнейшие показатели проектирования и эксплуатации системы автоматизации: время разработки системы и необходимую квалификацию разработчиков, эффективность эксплуатации системы и комфортность работы с ней операторов и обслуживающего персонала, возможности и легкость расширения и модернизации системы.В связи с многогранностью этого вопроса и его важностью рассмотрение составных частей программного обеспечения ПТК вынесено в отдельный раздел этой книги.10. Организационно-экономические факторы внедрения ПТК. Экономические и организационные показатели заказа, внедрения, сопровождения ПТК можно подразделить на следующие группы:— сопоставительная стоимость ПТК, хотя ее анализ является довольно неопределенным — продавцы меняют стоимость в зависимости от конкурентных условий, объема заказа, своей политики на данном секторе рынка, в связи с чем целесообразно знать хотя бы одну ориентировочную косвенную характеристику стоимости ПТК — стоимость базовых контроллеров и основных пакетов программного обеспечения;— имеющийся опыт реализации данного ПТК в промышленности, который определяется общим числом предприятий, работающих с этим ПТК, числом внедрений на агрегатах, аналогичных автоматизируемому объекту;- особенности работы реализатора ПТК по его внедрению и сопровождению на предприятии заказчика: сроки поставки и внедрения; формы оплаты; наличие технических и ремонтных центров по сопровождению системы; гарантийные обязательства; варианты обучения персонала заказчика; наличие и полнота документации на русском. СРАВНЕНИЕ ПТК СМИС РАЗЛИЧНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙСоздание СМИС – структурированной системы мониторинга и управления инженерными системами предполагает использование Программно-технических комплексов и специального программного обеспечения. При этом у каждого производителя свои наименования ПО. Данные для сравнения внесены в одну таблицу для удобства.Программное обеспечение СМИС отвечает за получение, архивирование, отображение и передачу формализованной информации о происшествиях на объекте. Происшествия делятся на типы: авария, тревога, пожар, инцидент и снятие происшествия с регистрации. Именно данный программный комплекс подключается к органу повседневного управления РСЧС по ТУ на подключение, выдаваемое Главным управлением МЧС России.Профессиональная этика не позволяет нам перечислять минусы того или иного программного обеспечения, если Вы выбираете, какой программной продукт использоваться в проекте, обратитесь к нам по телефону или e-mail за консультацией.Исходя из нашего опыта мы рекомендуем использовать Программное обеспечение, имеющее Акт соответствия. В ГОСТ Р 22.1.12-2005 (без изменений) про акт нет ни слова. Однако в изм. 1 к ГОСТ Р 22.1.12-2005 указано, что "Программно-технические средства СМИС объектов должны иметь подтверждение соответствия техническим требованиям сопряжения с автоматизированными системами органов повседневного управления РСЧС. Казалось бы, изм. 1 носит рекомендательный характер, но проблема заключается в том, что МЧС выдает Технические условия и учитывает требования по наличию акта.Использование ПТК СМИС, имеющего акт соответствия техническим требованиям СМИС позволяет избежать дополнительных проблем и подключить объект к МЧС.№НаименованиеПроизводительПлюсыОсобенностиАкт соответствия требованиям МЧС     1ПТК СДМ СМИСООО "Вымпел"   Работает с комплексами сервера сопряжения (интеграции) СМИС разных производителей, большое количество пользовательских настроек. Очень подробная эксплуатационная документация по настройке и администрированию - ПНР может выполнить любой специалист АСУ.Документально подтвержден факт передачи данных в ПТК СМИС органов повседневного управления РСЧС. Возможность создания распределенной архитектуры для предприятия с выходом для МЧС в качестве одного объекта мониторинга. Имеется      2ПК ИВ СМИС    ЗАО ИЦ ГОЧС "Базис" Возможность гибкой настройки фильтров сообщений, трехзвенная архитектура (АРМ, Сервер, База данных). Поддерживает подключение неограниченного количества АРМ ПК ИВ СМИС объекта. Имеет большое количество подключений СМИС объектов к органам повседневного управления РСЧС   Имеется      3SODIS Building SMIS 3.0 ООО "СОДИССТОР" Имеет гибкую расширяемую инфраструктуру драйверов, которая позволяет создавать драйверы для получения данных с различных внешних инженерных систем. Сочетает в себе функции сервера СМИС и сервера сопряжения СМИС. Информация отсутствует      4Студия ДИАР. Мониторинг НПО "Диар" Сервер мониторинга осуществляет информационный обмен между всеми компонентами Системы и органом повседневного управления РСЧС, такими как ЦУКС или ЕДДС и обработку поступающих от «Клиента мониторинга» Сервер мониторинга отвечает за рассылку SMS сообщений, в то время как в других комплексах за эту функцию отвечают сервера сопряжения (интеграции). Программируется на Java Имеется      5ПО "SmartSMIS" НТЦ "АСД-групп   Описание на сайте производителя отсутствует. Описание в на сайте производителя отсутствует Информация отсутствует Если рассматривать программный комплекс сервера сопряжения, то наиболее нужные его качества:Наличие большого количества встроенных модулей и драйверов для подключения различных устройств и программных комплексов, сопрягаемых со СМИС. Это поможет не заказывать дополнительные программные продукты, к примеру, opc-серверы;Возможность работы с программными комплексами сервера СМИС разных производителей;Удобство наладки, т.к. не каждый программный комплекс СМИС может наладить специалист АСУ. Много нюансов, требуется качественная документация и "лояльность" производителя;Наличие дополнительных функций, как отправка e-mail, возможность написания дополнительных драйверов.Какой бы программный комплекс не рассматривался, обязательно необходимо требовать от производителя информацию, кем, когда и на каких объектах применялся программyый комплекс! Необходимо читать отзывы, звоните потребителям. В противном случае, есть риск предусмотреть или приобрести программный продукт, который:не сможет собрать данные мониторинга или передать их;смогут наладить только инженеры Компании-производителя на невыгодных условиях;требует использования дополнительных программных продуктов того же производителя;поставляется только в комплекте с оборудованием и его невозможно или крайне трудно купить отдельно.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
С развитием автоматизации в энергетике практически ни один проект не обходится без внедрения ПТК. В связи с этим понятие ПТК АСУ ТП получает все большее и большее распространение в энергетике. На основании рассмотренного сравнения можно сделать вывод, что какой бы программный комплекс не рассматривался, обязательно необходимо требовать от производителя информацию, кем, когда и на каких объектах применялся программyый комплекс! Необходимо читать отзывы, звоните потребителям. В противном случае, есть риск предусмотреть или приобрести программный продукт, который:не сможет собрать данные мониторинга или передать их;смогут наладить только инженеры Компании-производителя на невыгодных условиях;требует использования дополнительных программных продуктов того же производителя;поставляется только в комплекте с оборудованием и его невозможно или крайне трудно купить отдельно.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Елисеев В.В, Ларгин В.А, Пивоваров Г.Ю. Программно-технические комплексы АСУ ТП К: Издательско-полиграфический центр «Киевский университет», 2003. 429 с.Автоматизированные системы управления технологическими процессами на базе птк evicon. Издание 2, 2016 [электронный ресурс]// https://ekra.ru/upload/iblock/36e/EKRA_PTK-EVICON_2016.pdfСРАВНЕНИЕ ПТК СМИС РАЗЛИЧНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ [электронный ресурс]// https://smis-expert.com/blog/sravnenie-ptk-smis-razlichnykh-proizvoditeley/.ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ [электронный ресурс]// https://studref.com/650739/tehnika/programmno_tehnicheskie_kompleksy_postroeniya_sistem_avtomatizatsiiГОСТ Р 22.1.12. СТРУКТУРИРОВАННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И УПРАВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫМИ СИСТЕМАМИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ