|
|
Промышленные системы управления - шаг в будущее
Рассматриваются результаты международного семинара-презентации по программно-техническим комплексам, SCADA-системам, приборам и средствам автоматизации, прошедшего в ИПУ РАН в октябре 1998 г.
Несмотря на разразившийся в России кризис, на семинаре собралось свыше 150 специалистов промышленных предприятий, около 80 фирм - системных интеграторов и производителей, представляющих интеллектуальную среду промышленности, ее научно-технический уровень. Главные прибористы-метрологи, заместители главных инженеров по автоматизации, руководители и ведущие специалисты центров по автоматизации, начальники цеховых служб КИП и А, специалисты более 100 предприятий России, Узбекистана, Казахстана, Украины, Белоруссии, из самых разных отраслей промышленности присутствовали на семинаре.
Нефтегазовый комплекс представляли Надымгазпром, Югтрансгаз, Мострансгаз, Ярославский “Нефте-оргсинтез”, Мозырский нефтеперерабатывающий завод; металлургию - “Норильский никель”, череповецкая “Северсталь”, Березниковский титано-магниевый комбинат, Нижнетагильский металлургический комбинат, Чусовской металлургический завод, Казахстанский завод ферросплавов, “Алюминий Казахстана”, Алмалыкский и Навоийский горно-металлургические комбинаты, Соликамский магниевый и Богословский алюминиевый заводы, джезказганский “Казахмыс”, темиртауский “Кармет”; химию - Кирово-чепецкий химкомбинат, новгородский “Акрон”, дзержинский “Корунд”, Ново-уральский и Ангарский электрохимкомбинаты, пермское объединение “Минудобрения”, Кусковский химический завод, соликамский ”Сильвинит”, “Беларусь-калий”, московский “Полипластик”; энергетику - Омск-, Иркутск-, Норильск-, Волгоградэнерго, Кармановская ГРЭС, Мосэнергострой, а также - Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат, “Могилевский текстиль”, Гайский и Удачнинский горно-обогатительные комбинаты, “Ачинский глинозем”, московское промышленное предприятие “Салют, саратовская “Волгоагротехника”, Чепецкий механический завод, пермский ”Хлеб” и многие другие.
От проектных организаций присутствовали специалисты московских организаций “Гипрохим” и “Гипроцветмет” и нижегородского “Атомпроекта”. Большой интерес проявили учебные вузы: МГИЭМ, МЭИ, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Московский университет пищевых продуктов, МИФИ.
На семинаре работали три секции: программно-технические комплексы (ПТК) и контроллеры (I), SCADA-cистемы (II), приборы и средства автоматизации (III). В процессе сверхнапряженной работы, которая продолжалась 4 дня с 9.00 до 20.00 ежедневно, выступили докладчики из более 80 системных и приборных фирм, однако из-за недостатка времени сделать сообщения удалось не всем желающим.
В это время работала небольшая выставка, на которой были выставлены образцы отечественных клапанов фирмы “ЛГ”, контроллеров “Анкор”, [инженерно-технического центра (ИТЦ) “Черноголовка”], система диагностики турбогенераторов “Нептун”, ПТК “Круг”, (Пенза), средств автоматизации (фирма “Автоматика”, г. Владимир), цифровые измерительные приборы (НПО “Элимер”, Москва). Участники семинара познакомились с действующими стендами фирм Elsag Bailey и “ИндаСофт”, расположенными на территории ИПУ. Рекламно-технические материалы ряда фирм были записаны на компакт-диск и переданы участникам семинара.
В концептуальном докладе зав. лабораторией ИПУ РАН д-ра техн. наук Э.Л. Ицковича, посвященного мировым тенденциям развития ПТК, были рассмотрены их обобщенная сетевая структура, типы и выполняемые функции, особенности выбора для конкретного объекта, открытость как в техническом, так и в программномпонимании, проблемы стандартизации, идеология развития нижнего уровня, особенности включения в ПТК новых эффективных алгоритмов управления (адаптивных ПИД и нейрорегуляторов, регуляторов на нечеткой логике и с базой знаний), создание прикладных пакетов программ с использованием экспертных систем, многосвязного регулирования и прогнозирующего управления. В докладе приводились примеры модульной сборки систем автоматизации для конкретных объектов, предложена классификация ПТК. Подробный анализ отечественных и зарубежных ПТК можно найти в приложении к журналу (см. ?).
Основная тенденция семинара - рост числа отечественных системных фирм на рынке промышленной автоматизации. Частично это объясняется снижением объемов работ зарубежных компаний на нашем рынке за счет трехкратного подорожания их продукции. Кроме того, у отечественных производителей цена одного канала ПТК в 1,5…3 раза ниже зарубежного. Наши производители лучше ориентированы на внутренний рынок, их изделия отличаются высокой ремонтопригодностью, дешевле инжиниринг.
Все сказанное относится к таким производителям мощных ПТК, как НПО “Квантор” (г. Северодонецк), разработавшего комплекс “Униконт”, который более 10 лет работает на рынках России, Украины и Казахстана, и внедрившего много современных промышленных систем автоматизации и управления в разных отраслях промышленности. Комплекс представляет собой масштабируемую систему, позволяющую строить и интегрировать системы самого разного уровня, различной информационной и функциональной мощности. Он имеет гибкое, хорошо структурированное программное обеспечение (ПО), большую номенклатуру устройств связи с объектом, контроллеров, средств отображения информации, рабочих станций, техники и ПО для создания распределенных систем управления, отработанную документацию для проектировщиков, хорошую производственную базу. Комплекс обслуживает молодой мобильный сплоченный коллектив высокопрофессиональных специалистов, организована прекрасная служба маркетинга.
Другой современный, серийно выпускаемый северодонецким АО “Импульс” ПТК- “МСКУ-М” по структурной архитектуре, функциональной полноте, надежности, удобству в эксплуатации находится в ряду лучших мировых образцов в области автоматизации, вобрав в себя более чем 40-летний опыт работы предприятия и новейшие концепции в создании АСУТП. В состав комплекса входят микропроцессорные модули контроля и управления, рабочие станции, локальная автоматика, пульты управления, телекоммуникационное и сетевое оборудование, разнообразное ПО. Области внедрения систем - энергетика (ТЭЦ и АЭС), нефтехимия и химия (производство аммофоса, насосные станции), газовая промышленность (компрессорные станции), металлургия (прокатные станы), пищевая промышленность (сахарные заводы). Более 20 000 управляющих вычислительных комплексов выпущено по разработкам АО “Импульс” - от УМ-1, М6000, СМ. ТВСО и ПС к МСКУ-М. Это не только история отечественного системостроения, а вся жизнь тех, кто начинал строить АСУ в далекие 50-е годы. Прекрасно, что коллектив АО “Импульс” устоял во всех “передрягах” и делает современные ПТК, устремленные в будущее тысячелетие!
Программно-технический комплекс Квинт НИИтеплоприбора (Москва) - один из лучших отечественных комплексов (изготовитель - чебоксарское НПО “Элара”). Коллектив разработчиков в 1998 г. удостоен премии СМ РФ. Комплекс Квинт установлен и успешно работает более чем на 10 энергетических объектах, в том числе ТЭЦ-27 Мосэнерго, районных тепловых станциях “Мостеплоэнерго”, Каширской, Щекинской и Костромской ГРЭС.
В этом комплексе используется иерархическая распределенная архитектура сетевых средств, на нижнем уровне которых расположены специализированные микропроцессорные контроллеры, а на верхнем - информационно-вычислительные средства представления и хранения информации. Для повышения надежности предлагается использовать различные варианты: от дублирования блоков питания до информационных каналов и модулей. Применение встроенных средств самодиагностики обеспечивает автоматический переход на горячий резерв без останова оборудования. Отдельные средства резервирования предусматриваются и в зарубежных системах, но только Квинт позволяет по частям или одновременно задействовать весь арсенал средств повышения надежности.
Особые удобства пользователю предоставляет Квинт при создании человеко-машинного интерфейса, отработанного до такой степени, что операторы энергоблоков быстро переходят от традиционного киповского оборудования к новым методам управления.
Высокий рейтинг ПТК Квинт на российском рынке, в условиях жесточайшей конкуренции, не только с отечественными, но и с большим числом зарубежных ПТК позволяет ему выигрывать тендеры на автоматизацию энергблоков.
Большой интерес вызвала наша компания РТСофт, представившая разнообразную продукцию для создания ПТК: современные технологии организации гибкого ввода/вывода Industry Pack для любой платформы с операционными системами (ОС) общего назначения (MS-DOS, Windows 3.xx/95/NT, UNIX, AIX) или реального времени (OS-9, QNX и др), а также базовые средства промышленной автоматизации в стандартах VME, Compact PCI, IP, Fieldbus фирм PEP Modular Computers, Motorola, INOVA и др. Иллюстрацией разработок РТСофт является ПТК “Машинист”, предназначенный для АСУТП тепловых электростанций, - проектно-компонуемый набор технических средств, стандартные программные продукты (OS-9, ISaGRAF, Factory Suite и т.д.) и фирменное ПО РТСофт.
В системе предусмотрено четыре уровня управления: 1) датчики и исполнительные механизмы; 2) контроллеры, регистрирующие и показывающие приборы; 3) рабочие станции; 4) инженерные, аварийные и архивные станции с выходом в общестанционную сеть. Использованы контроллеры SMART I/O, IUC-9000, VME-9000 фирмы PEP Modular Computers, сертифицированные на соответствие российским стандартам. Модульная структура ПТКпозволяет настраивать комплекс при изменениях технологии и оборудования, обеспечивать модернизацию и развитие системы.
Ассоциация “Техноконт” (Москва) продвигает на российском рынке АСУТП многофункциональный комплекс для построения распределенных систем, основанный на объединении усилий отечественных разработчиков программно-аппаратных средств, оптимального функционального распределения специализации участников проекта, реализации совместной технической и производственной программы, единой маркетинговой политики, интеграции работ со службами АСУ промышленных предприятий. Подробная информация о комплексе и его внедрении изложена в статье [1].
Десять лет успешно работает на российском рынке ЗАО “Эмикон” (Москва), поставляя универсальные промышленные контроллеры и компьютеры, интеллектуальные панели оператора, оборудование для промышленных сетей, регулируемые приводы постоянного и переменного токов и многое другое [2] для предприятий нефтегазового, ракетно-космического, агропромышленного комплексов, черной металлургии и атомной энергетики. При создании контроллеров учитывались чисто российские условия эксплуатации. Вовремя предугадав кризис отечественной электронной промышленности, специалисты фирмы разработали серию новых промышленных контроллеров на базе комплектующих изделий ряда мировых фирм. Созданные объединением контроллеры, не уступая в качестве некоторым зарубежным фирмам, существенно дешевле.
Новое поколение контроллеров “Сателлит” программно-телемеханического комплекса “Сириус” представило на семминаре предприятие “Реалтайм” (Москва). Используя опыт создания уникальных устройств наведения и слежения для военно-промышленного комплекса, специалисты предприятия воплотили его при создании контроллеров “Сателлит” [3]. Возможность работы в сложных климатических условиях (- 40…+70 ° С при относительной влажности 95 %), большой выбор устройств ввода/вывода, модульный принцип построения, высокие качество изготовления и надежность, простота в эксплуатации, реализация разнообразных алгоритмов локального управления выдвигают контроллеры “Сателлит” и ПТК “Сириус”, построенный на их основе, в число лучших отечественных разработок.
Разработчики предприятия “Реалтайм” выступили с инициативой создания Ассоциации российских независимых производителей промышленного оборудования автоматики и телемеханики для увеличения доли использования российского промышленного оборудования, интеграции российских производителей, уменьшения затрат на разработку, производство, внедрение оборудования и создание единого информационного поля деятельности изготовителей, чему в большой степени может содействовать и наш журнал. В анкете ассоциации, которая будет опубликована в следующем номере, для выяснения мнения разработчиков предлагаются также вопросы о необходимости создания Web-узла с информационной базой данных (БД) об отечественных производителях, поиска партнеров при совместных разработках и закупке оборудования и комплектующих, выбора конструктивов, системных шин, протоколов обмена.
На семинаре прозвучала, на наш взгляд, очень важная мысль генерального директора НПО “Техноконт” Л.П.Сережина о том, что интеграция российских производителей ПТК и контроллеров “на за горами” и может существенно потеснить в ближайшем времени на отечественном рынке зарубежные фирмы.
Большой интерес на семинаре вызвала экспозиция технических средств и систем промышленной автоматизации, представленная ИТЦ “Черноголовка”.
Для распределенных АСУТП ИТЦ “Черноголовка” выпускает программируемые контроллеры “Анкор” на базе открытых международных стандартов. Контроллеры “Анкор” широко применяются в системах управления ТЭЦ, АЭС, химической водоочистке, на газокомпрессорных станциях, в составе тренажеров, при автоматизации научных экспериментов; они наиболее эффективны при средней и большой информационной мощности технологических объектов (50…150 и более каналов на контроллер). Программирование прикладных задач ведется на языках ISaGRAF; центр поставляет и инструментальные средства программирования.
На выставке были продемонстрированы интегрированные системы “Нептун” для автоматизированного контроля и диагностики различных параметров турбогенераторов энергоблоков ТЭС и АЭС. В основу построения такой системы положены принципы открытых международных стандартов, инструментальных средств технологического программирования, высокой интеграции и модульности. Система поставляется заказчику полностью смонтированной и налаженной. Головные образцы системы установлены на минской ТЭЦ-5, а также ТЭЦ-20 и -23 Мосэнерго.
Для реализации многоуровневых распределенных АСУТП НПО “Системотехника” (г. Иваново) разработало и выпускает ПТК “Сталкер МК”, ориентированный на самые разные классы систем: от небольших встроенных локальных подсистем до АСУ энергоблоком и энергостанцией. Максимальное число входных/выходных переменных до 10 000/1 024 аналоговых и до 20 000/2 048 бинарных соответственно; время реакции на событие составляет 1…3 с. Основные функции ПТК заключаются в следующем: сборе и обработке данных в реальном масштабе времени (РМВ), аварийной сигнализации, защите и блокировке, диагностике технических и программных средств, разнообразном представлении параметров процесса, ведении архивов и документации, автоматическом, дистанционном и групповом управлении, автоматизированном проектировании АСУТП без привлечения программистов.
Основные концепции ПТК: инвариантность нижних уровней и IBM-совместимая техника на верхних, открытость, распределенная структура, развитые способы обмена, использование ОС Windows’95/NT и QNX, полевых локальных сетей верхнего и нижнего уровней. Оригинальный глубоко проработанный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ) делает эту систему неповторимой, отличной от других систем подобного класса.
Прекрасным наполнением ПТК “Сталкер МК” являются промышленные программируемые контроллеры “Микронт-Р2”, созданные там же. Они могут использоваться и самостоятельно при построении систем любой сложности. Кроме того, эти контроллеры обладают: модульностью конструкции, возможностью создания систем с оптимальным соотношением цена/производитель-ность, многовариантностью интерфейсов ввода/вывода, использованием элементной базы лучших мировых производителей, минимальной погрешностью преобразования, широким диапазоном допустимых рабочих температур для установки оборудования, разнообразным набором блоков питания, возможностью применения для программирования современных языков, относительно невысокой стоимостью.
Фирма DEP (Москва) представила систему сбора и обработки данных для мониторинга и коммерческого учета расхода электроэнергии, тепла, ресурсов газа и воды, а также систему диспетчерского и автоматического управления объектами электро-, тепло-, газо- и водоснабжения, отвечающими требованиям современной метрологической аттестации. В состав системы входят контроллер DECONT и набор специализированных помехоустойчивых недорогих модулей, объединенных каналом связи RS-485. Контроллер выполняет функции обработки информации, управления и связи. Остальные модули представляют собой различные устройства ввода/вывода. Во всех блоках предусмотрены защита от помех и гальваническая изоляция каналов питания и связи. Живучесть, надежность и хорошие технические характеристики системы подтверждаются большим объемом ее внедрения: на северной водопроводной станции Москвы, в аэропорту Домодедово, городских системах водопотребления Караганды и Мирного, на предприятиях Мосгорсвета и многих других [4].
Системы контроля и управления сер. “КРУГ ” (г. Пенза) представляют собой одни из лучших отечественных ПТК, широко применяемых в различных отраслях промышленности: газодобыче, переработке нефти и газа, химической, фармацевтической, аэрокосмической, пищевой и многих других. С помощью такого ПТК можно строить системы различных уровней - от управления агрегатом до управления производством. Его основу составляют контроллеры TREI-5B. В его состав входят также средства организации локальных сетей и межсетевого взаимодействия, станции оператора-технолога и диспетчера, станции инжиниринга, разнообразные серверы (БД, приложений, архивные, коммуникационные - для связи с контроллерами, устройствами связи с объектом, датчиками, модемами), сервисные средства для эксплуатации, поверки, наладки и контроля, вычислительные средства. На комплекс и его компоненты получены сертификаты Госстандарта РФ.
Фирменное ПО “КРУГ-2000” является модульным, открытым и включает в себя системы РВ контроллеров и всех станций, генераторы БД и печатных документов, графические и динамические редакторы. Графический язык КРУГОЛ обеспечивает пользователям возможность реализации задач в РВ. В ПТК предусмотрено использование ОС DOS, QNX, Windows NT.
Система позволяет существенно сокращать число эксплуатируемых приборов, подсоединять разнородные технические средства, исключать громоздкие схемы релейной сигнализации, разрешает пользователю в случае необходимости самостоятельно вносить изменения, не требует знания языков программирования, имеет много экранных подсказок, обладает мощным ЧМИ, проста в монтаже и эксплуатации.
Научный центр “Науцилус” (Москва), с 1990 г. специализирующийся на создании отказоустойчивых систем РВ, продемонстрировал возможности применения самых современных программно-аппаратных средств мирового уровня, позволивших в короткие сроки разработать и внедрить множество АСУТП. Центр не только поставляет на наш рынок программно-аппаратные средства, но и проводит консалтинг, техническую поддержку разрабатываемых систем, обеспечивая их совместимость с системами, существующими на предприятии. Центр “Науцилус” является дистрибьютером мирового дилера по поставке SCADA-систем - фирмы PCSoft International, поставляющей систему WicFactory. Ключевым компонентом этой системы является пакет WizCon for Windows, предназначенный для построения современной SCADA-системы. Число внедренных в мире систем на базе этого пакета превышает 3500. Широко использует “Науцилус” ОС РВ QNX, включающие приложения RielFlex, Sitex, ISaGRAF. Все пакеты поставляются с разработанными в центре “Науцилус” драйверами ввода/вывода для всех отечественных контроллеров.
Разнообразный набор оперативно-диспетчерского оборудования: пульты, шкафы, мнемосхемы со встроенными контроллерами, вторичными приборами, индикаторами, встроенными ключами, ПЭВМ, сигнализаторами и другими элементами - показало АО “ЦНИИКА” совместно с фирмой “Квинтэс” (Москва) [5].
Чебоксарское ЗАО “ЗэиМ-Инжиниринг” представило контроллеры нового поколения сер. “Контраст” [6], которые, как нам кажется, станут не менее популярными, чем их предшественники - контроллеры Ремиконт Р-130.
Большой размах по созданию АСУТП на предприятиях газодобывающей промышленности приобрели работы АО “АтлантикТрансгазСистема” (Москва) на базе ПТК “Network 3000”, часть компонентов которого изготовляет компания Bristol Babcock (США). На семинаре было доложено о результатах наиболее интересных внедрений АСУТП и программных комплексов [7].
Харьковская фирма “Вега” представила систему автоматического управления газоперекачивающими агрегатами “Квант” [8], построенную на базе высоконадежных технических средств Fanuc, которые позволили не дублировать ответственные функции комплекса.
О современных системах, используемых на элекстростанциях на базе техники Siemens, доложили представители московского ЗАО “Интеравтоматика” [9].
Компания “ПЛК Системы” (Москва) - поставщик зарубежных технологий и программно-технических средств для АСУТП - представила контроллеры и компьютеры, встраиваемые в технологические линии и аппараты, технические средства и ПО для построения больших систем управления и систем телеметрии для нефтегазовой промышленности, электрических сетей, железнодорожного и автомобильного транспорта, экологического мониторинга. Компания связана дистрибьютерскими отношениями с крупнейшими производителями систем промышленной автоматики: Wonderware, PLC Direct by Koyo, Control Microsystems, Ziatech, Xycom.
Фирма “Технолинк” (Санкт-Петербург) - дистрибьютер средств GE Fanuc - предложила разнообразные программно-технические средства для построения АСУТП, в том числе пакет Cimplicity и пакет собственной разработки “Имидж”.
Фирма “Прософт” (Москва) продемонстрировала огромный спектр программно-аппаратных средств для создания разнообразных промышленных АСУТП: от контроллеров до исчерпывающих наборов инструментального ПО, в том числе всемирно известный Genesis 32.
Иностранные компании, принявшие участие в семинаре, показали не только самые последние модели ПТК и контроллеров, но и ознакомили с новой идеологией построения интегрированных АСУТП: Siemens - Simatic, Advantek Engineering - контроллеры GE Fanuc последних модификаций [5]; Honeywell - контроллеры, программаторы и новые решения в промышленной автоматизации - Total Plant; Fisher-Rosemount - ПТК “Delta V” [1]. Кроме того, была представлена новая архитектура АСУТП, использующая возможности интеллектуальных приборов для повышения эффекта автоматизации, - PlantWeb, Elsag Bailey - Symphone, MOORE Products - системы управления APACS в виде группы сменных модулей, выполняющих самые разнообразные функции (регулирования, ввода/вывода, обмена данными и пр.). Компания Schneider Electric показала один из самых мощных контроллеров, выпускаемых для целей автоматизации, - Modicon TSX Quantum.
Большой интерес на семинаре вызвали инструментальные средства для эффективной реализации ПО АСУТП, которые рассматривались на секции III.
Программное обеспечение АСУТП нижнего уровня должно обеспечивать прием и первичную обработку информации от датчиков, формирование и выдачу управляющих воздействий, буферизацию контролируемых параметров, диагностику работы оборудования, обмен информацией с верхним уровнем; АСУТП верхнего уровня должна принимать информацию с нижних уровней, проводить вторичную обработку информации, сохранять информацию в архивах, графически представлять принятые и архивные данные, принимать команды оператора и передавать их на нижние уровни системы, оповещать персонал об авариях, формировать отчетные документы, обеспечивать обмен информацией с АСУП. Указанным требованиям отвечают SCADA-системы для АСУТП, включенные в программу семинара.
Наибольший интерес вызвали программные продукты компании Intellution, представленные ее московским дистрибьютером - фирмой Индасофт [8]. Они удовлетворяют всем перечисленным критериям и требованиям.
На семинаре демострировалось большое разнообразие SCADA-систем как отечественного (VNS, Trace Mode-5, СКАТ, “Имидж”, MIKSys), так и зарубежного производства (Factory Link, In Touch, Genesis, RealFlex, FIX Dynamix и многих других).
При создании ПО для АСУТП все большее внимание разработчиков занимает ОРС - единый стандарт взаимодействия программ и аппаратуры и OLE - единый стандарт взаимодействия продуктов разных производителей. Эти темы затрагивались компаниями Индасофт, РТСофт, Прософт, “Науцилус”, ИнСАТ.
Вывод
Основная тенденция, наметившаяся в последнее время, - усиление позиций отечественных производителей (включая страны СНГ) на российском рынке, чему конечно, способствует и кризис, так как цены зарубежных производителей оказались недосягаемыми даже для богатых предприятий, принадлежащих, например, к РАО “Газпром”.
Следует приветствовать стремление отечественных производителей ПТК держать в своих руках весь комплекс работ (от технического задания до внедрения системы), не только заниматься созданием ПТК, но и производить собственные контроллеры, иметь высококлассное ПО , постоянно наращивать уровень своих изделий.
Научно-технический уровень наших ПТК не уступает многим зарубежным образцам (масштабируемость, открытость ПО, архитектура, сетевые характеристики), а по цене, инжинирингу, ремонтопригодности, удобству обучения отечественные ПТК превосходят западные образцы, проигрывая, правда, в надежности технических средств и маркетинге. Время индивидуальных разработок заканчивается. Чтобы выжить, необходимо интегрироваться в ассоциации производителей.
Ближайший семинар по ПТК, контроллерам, SCADA-системам состоится в ИПУ РАН 19-23 апреля 1999 г. (см. рекламу в настоящем номере журнала).
Контактный телефон/факс (095) 313-44-63.
Список литературы
- Сережин Л.П.
Новогодние новости от ассоциации “Техноконт” // Приборы и системы управления. 1998. № 1.
Главный редактор журнала А.И. Корнеева
возврат к меню номеров журнала