Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования «Иркутский национальный исследовательский технический университет» Институт авиамашиностроения и транспорта Кафедра технологий и оборудования машиностоительных производств Отчет по дисциплине «Основы научных исследований» Программное обеспечение систем автоматизации Выполнил студент 1 курса группы АТПб-23-1 Фамилия И.О: Качанов И.А. Проверил: кандидат технических наук, доцент ____________ Савилов А.В. Иркутск 2024г. Оглавление Введение ................................................................................................................... 3 1. Общие сведения о программном обеспечении ................................................ 4 2. SCADA-системы, как программное обеспечение систем автоматизации .... 5 3. Применение системы SCADA "Trace Mode" .................................................... 6 4. Применение SCADA-системы "КАСКАД" ...................................................... 7 5. Сравнение SCADA-системы "КАСКАД" и "Trace Mode" .............................. 8 Заключение .............................................................................................................. 9 Список литературы ............................................................................................... 10 2 УДК: Аннотация: В данном отчете рассматривается понятие системы автоматизированного управления. Приведено сравнение двух программных обеспечений. Представлена схема устройства программного обеспечения систем автоматизации. Отчет покажет на сколько необходима автоматизация на производстве. Ключевые слова: автоматизация, контроль, управление, программное обеспечение, программа. Введение Современная промышленность немыслима без систем автоматизации. Автоматика применяется повсеместно: в управлении и контроле технологическим процессом, в контроле и дозировании ресурсов, в учете потребляемой и вырабатываемой энергии. В системах промышленной автоматизации широко используются электронно-управляемые и интеллектуальные устройства: задвижки, клапана, датчики, счетчики, расходомеры, термометры и т.д. Информация с этих устройств собирается и обрабатывается локальными интеллектуальными устройствами – контроллерами, вычислителями, устройствами сбора и передачи данных (УСПД). На этом уровне производится первичная обработка поступивших данных, производится локальное управление: регулирование, контроль защит, выполнение алгоритмов. Информация с контроллеров передается на сервера, обрабатывается, сводится, архивируется, анализируется и передается на автоматизированные рабочие места — АРМы, где и выдается оператору. Программный пакет, позволяющий осуществить такую обработку, и называется SCADA-системой. 3 1. Общие сведения о программном обеспечении Требования к программному обеспечению регламентируются ГОСТ 24.104-85 «Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Автоматизированные системы управления. Общие требования». Программное обеспечение должно быть достаточным для выполнения всех функций, реализуемых с помощью средств вычислительной техники. Программное обеспечение должно обладать следующими свойствами: 1. Надежность - надежность программного обеспечения является одним из ключевых критериев при выборе системы автоматизации. Надежная программа должна работать стабильно и без сбоев, чтобы обеспечить бесперебойную работу бизнес-процессов. Это особенно важно для систем автоматизации, которые управляют критическими операциями в компании. 2. Эффективность - эффективность программы означает, что она способна выполнять задачи быстро и эффективно, ускоряя процессы и повышая производительность. Это позволяет компании экономить время и ресурсы, что в свою очередь способствует повышению конкурентоспособности. Кроме того, эффективность программного обеспечения также означает надежность и стабильность его работы, что важно для бесперебойной работы компании. 3. Гибкость - гибкость программного обеспечения означает, что оно может быть настроено под конкретные потребности и требования компании. Это позволяет учитывать специфические особенности бизнес-процессов и адаптировать программу под них. Кроме того, гибкость программы также означает возможность её дальнейшей модернизации и адаптации к изменяющимся потребностям компании, что позволяет долгосрочно использовать программу без необходимости полной замены. 4. Простота использования - интерфейс программы должен быть интуитивно понятным и легким в использовании для пользователей. Программа должна быть разработана с учетом потребностей и возможностей пользователей, чтобы они могли легко освоить ее функционал без дополнительных инструкций или обучения. Интуитивный интерфейс, понятная структура меню, понятные и легко доступные функции - все это делает программу простой в использовании. 4 2. SCADA-системы, как программное обеспечение систем автоматизации SCADA — программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления [рис. 1] . SCADA - системы, как программное обеспечение систем автоматизации, должны быть разработаны с учетом потребностей пользователей в управлении и контроле процессов. Интерфейс должен быть интуитивно понятным, чтобы операторы могли легко мониторить и управлять производственными процессами. Важно также предусмотреть возможность быстрого доступа к данным и функциям, чтобы операторы могли быстро реагировать на изменения в процессе. SCADA-системы также должны предоставлять разнообразные функции для анализа данных, отображения информации в удобной форме и генерации отчетов. Это поможет пользователям принимать обоснованные решения на основе данных, полученных из системы. Кроме того, важно обеспечить надежность и безопасность работы SCADA-системы, чтобы избежать потенциальных проблем с производственными процессами. Программа должна быть устойчивой к сбоям и атакам, а также обеспечивать защиту конфиденциальности данных. Таким образом, разработка SCADA-системы должна учитывать потребности пользователей в удобном управлении процессами, а также обеспечивать надежность и безопасность работы системы. Рис. 1 Устройство системы - SCADA 5 3. Применение системы SCADA "Trace Mode" Система SCADA "Trace Mode" используется для мониторинга и управления промышленными процессами. Она предоставляет операторам и инженерам возможность собирать данные с различных устройств и систем, а также контролировать их работу через единый интерфейс. Применение системы SCADA "Trace Mode" включает в себя следующие области: 1. Автоматизация: система позволяет интегрировать различные оборудование и устройства, такие как контроллеры, датчики, приводы и т.д., и управлять ими с помощью единого интерфейса. Операторы могут получать информацию о состоянии оборудования, анализировать данные и принимать решения на основе полученной информации. 2. Энергетика: система SCADA "Trace Mode" позволяет мониторить и управлять энергосистемами, включая электроэнергетические сети и системы энергоснабжения. Операторы могут контролировать нагрузку, оптимизировать работу системы и предотвращать аварийные ситуации. 3. Транспорт: система может использоваться для контроля и управления транспортными системами, такими как железные дороги, метро, автомобильные трассы и т.д. Операторы могут контролировать движение транспорта, управлять светофорами, контролировать безопасность и обеспечивать эффективность работы системы. 4. Производство: система SCADA "Trace Mode" может использоваться для контроля и управления производственными процессами, включая автоматизацию и оптимизацию работы оборудования, контроль качества продукции, планирование производства и т.д. 5. Водоснабжение и водоотведение: система может использоваться для мониторинга и управления системами водоснабжения и водоотведения. Операторы могут контролировать уровень воды, давление, качество воды и другие параметры, а также управлять насосами, клапанами и другими устройствами. В целом, система SCADA "Trace Mode" является мощным инструментом для автоматизации и управления различными промышленными процессами. Она позволяет повысить эффективность работы системы, сократить затраты, улучшить контроль и безопасность, а также оптимизировать производственные процессы. 6 4. Применение SCADA-системы "КАСКАД" SCADA-система «КАСКАД» применяется в различных областях промышленности, энергетики, транспорта и других отраслях. Она используется для мониторинга и управления различными процессами и системами. 1. В промышленности SCADA-система «КАСКАД» может быть применена для управления производственными линиями, контроля параметров и состояния оборудования, сбора и анализа данных, оптимизации процессов и повышения эффективности производства. 2. В энергетике SCADA-система «КАСКАД» может использоваться для мониторинга и управления электроэнергетическими сетями, контроля работы генераторов и трансформаторов, оптимизации распределения и потребления энергии, а также для прогнозирования и предотвращения аварийных ситуаций. 3. В транспортной отрасли SCADA-система «КАСКАД» может применяться для управления и контроля работы автоматических систем управления движением, мониторинга состояния и управления транспортными средствами, оптимизации планирования маршрутов и улучшения безопасности дорожного движения. Также SCADA-система «КАСКАД» может быть использована в системах диспетчерского управления и контроля, системах безопасности и охраны, системах управления зданиями и многих других областях, где необходимо мониторить и управлять различными процессами и системами. 7 5. Сравнение SCADA-системы "КАСКАД" и "Trace Mode" SCADA-система "КАСКАД" и "Trace Mode" - это две популярные программные платформы для разработки и управления системами автоматизации и контроля технологических процессов. Обе системы имеют схожие функциональные возможности, но также имеют некоторые отличия. Одним из основных отличий между системами "КАСКАД" и "Trace Mode" является их происхождение. "КАСКАД" разработана российской компанией "Инновационные технологии" и наиболее широко используется в России и странах ближнего зарубежья. "Trace Mode" разработана украинской компанией "Релейная защита" и используется в Украине и других странах СНГ. Вторым отличием является язык программирования, используемый в системах. "КАСКАД" использует собственный язык программирования, основанный на стандарте МЭК 61131-3. "Trace Mode" использует язык программирования IEC 61131-3, который является международным стандартом в области автоматизации. Третьим отличием является наличие специализированных модулей и компонентов. "КАСКАД" предлагает широкий спектр модулей для различных отраслей промышленности, таких как энергетика, нефтегазовая промышленность, металлургия и другие. "Trace Mode" также предлагает специализированные модули, но их ассортимент может немного отличаться от "КАСКАД". Четвертым отличием является наличие собственных средств разработки и инструментов. "КАСКАД" имеет удобную интегрированную среду разработки, которая позволяет создавать и настраивать системы автоматизации. "Trace Mode" также обладает своей средой разработки и инструментами для создания и настройки систем. И, наконец, пятой различие заключается в цене и лицензировании. Цены на SCADA-системы могут значительно различаться в зависимости от региона и объема заказа. Каждая компания имеет свои условия лицензирования, поэтому важно ознакомиться с ними перед приобретением системы. Окончательный выбор между системами "КАСКАД" и "Trace Mode" должен быть сделан на основе требований и потребностей конкретного проекта. Важно учесть характеристики и возможности каждой системы, а также доступность поддержки и обучения. 8 Заключение В данной работе было рассмотрено понятие системы автоматизированного управления, принципы построения систем автоматизированного управления технологическими процессами, а также изучены системы SCADA, как программное обеспечение систем автоматизированного управления. В ходе проделанной работы можно сделать вывод о том, что автоматизированная система управления — это комплекс аппаратных и программных средств, а также персонала, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. SCADA -система — программно-аппаратный комплекс сбора данных и диспетчерского контроля. Смысл, вкладываемый в термин SCADA, изменялся вместе с развитием технологий автоматизации и управлениями технологическими процессами. 9 Список литературы 1. ГОСТ 24.104-85 Единая система стандартов автоматизированных систем управления URL // : https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294848/4294848907.pdf 2. SCADA URL // : https://sfsamgtu.ru/epa/docs/ITiOvNGO/SCADA.pdf 3. SCADA-система "КАСКАД". Руководство пользователя. URL // : http://tmistok.ru/wp-content/uploads/2012/05/Руководство-пользователя.pdf 4. Чат GPT URL // : https://chadgpt.ru 10
