- Точное соблюдение технологических нормативов и регламента. Значительное уменьшение процента брака, автоматическое повышение качества;
- Снижение простоев оборудования, вызванное неравномерной загрузкой производственных мощностей;
- Устранение ошибок, допускаемых операторами путем полной автоматизации процессов управления;
- Установление непосредственных взаимосвязей между производством, отделом планирования, складом и поставщиками;
- Точный учет количества выпущенной продукции на всех стадиях производства, не зависящий от действий оператора;
- Анализ использования, загрузки и обслуживания оборудования. Правильное и экономное распределение капитальных вложений;
- Предупреждение аварий на производстве;
- Комплексный статистический анализ причин, влияющих на качество выпускаемой продукции;
- Автоматическая и своевременная генерация отчетов для руководящего персонала.
Основное требование к SCADA-системам - это работа в режиме реального времени, когда главную роль играют сигналы, управляющие технологическим процессом. Для этих целей многие пакеты реализованы с применением операционной системы (ОС) реального времени, хотя в последнее время делаются попытки перехода и на платформу WindowsNT/2000, в которую встраиваются расширения реального времени RTX (RealTimeExtension). Благодаря использованию этой ОС от Microsoft, появилась возможность создания многоуровневых систем, интегрированных с АСУП.
Источниками данных в системах SCADA могут быть драйверы связи с контроллерами, реляционные базы данных, приложения, содержащие интерфейс DDE (DynamicDataExchange) или OLE-технологию (ObjectLinkingandEmbedding).
Текущая информация о технологическом процессе хранится в специальных базах ввода-вывода. Входные блоки получают информацию и после ее преобразования передают в блоки обработки, которые реализуют алгоритмы контроля и управления. Выходные блоки передают управляющий сигнал от системы к объекту, для связи с которыми применяются известные интерфейсы - RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet. Для увеличения скорости передачи данных применяются различные методы кэширования данных, что устраняет перегрузку низкоскоростных сетей.
Аварийные предупреждения и отработка аварийных ситуаций в технологическом процессе в большинстве SCADA-систем выделяются в отдельный модуль с наивысшим приоритетом, а надежность системы управления достигается за счет горячего резервирования как аппаратных, так и программных средств.
Для эффективной работы в разнородной среде SCADA-системы используют стандартные протоколы NETBIOS и TCP/IP. Использование протокола TCP/IP позволяет SCADA-системам работать и в Интернете, что особенно актуально, когда информацию о технологическом процессе необходимо передавать на Web-сайт предприятия.
6.ОС реального времени
Как упоминалось выше, в промышленных системах нашли свое применение ОС реального времени (табл. 3). Эти системы имеют явные отличительные особенности от ОС общего назначения, которые известны по использованию в офисных приложениях.
Во-первых, если ОС общего назначения (Windows, MacOS) и особенно многопользовательские, такие как WindowsNT/2000, UNIX, Linux, ориентированы на оптимальное распределение ресурсов компьютера (процессорного времени, памяти, дискового пространства, принтеров и др.) между пользователями и задачами, то в ОС реального времени главная задача заключается в реакции на события, происходящие на объекте, т. е. они ориентированы на обработку внешних событий.
Во-вторых, ОС реального времени всегда связаны с аппаратурой, с объектом, с событиями, происходящими на объекте. Именно это приводит к коренным отличиям в структуре системы, в функциях ядра, в построении системы ввода-вывода.
В-третьих, если ОС общего назначения обычно воспринимается пользователями как готовый набор приложений, то ОС реального времени служит только инструментом для создания конкретного аппаратно-программного комплекса реального времени.
Различают системы реального времени двух типов - системы жесткого реального времени (СЖРВ) и системы мягкого реального времени (СМРВ). СЖРВ (например, бортовые системы управления или системы аварийной защиты) не допускают никаких задержек реакции системы ни при каких условиях. СМРВ характеризуются тем, что задержка реакции не критична. СЖРВ никогда не опоздает с реакцией на событие, СМРВ - не должна опаздывать с реакцией на событие.
Таблица 3.Операционные системы реального времени
| ОС | Производитель | Краткая характеристика |
| Component Integrator | VenturCom | Расширение реального времени для ОС WindowsNT, позволяющее адаптировать WindowsNT для использования во встроенных приложениях |
| Nucleus и Nucleus PLUS | ATI | Кросс-платформенная и 32-разрядная ОС реального времени для встроенных систем |
| OS9 | Microware | UNIX-подобная многогозадачная и многопользовательская, модульная и переносимая система для компактных встраиваемых приложений |
| QNX | QSSL | Система с компактным ядром, хорошим временем реакции и встроенными механизмами передачи сообщений между процессами. Имеет встроенную защиту памяти и устойчивую файловую систему, поддерживает различные контроллеры |
| RTKernel 4.5 | On Time | Многозадачная система реального времени, предназначенная для разработки программного обеспечения в среде MS-DOS для PC-совместимых контроллеров с открытой архитектурой |
| VxWorks | WindRiver | Система с кросс-средствами разработки прикладного программного обеспечения (ОС реального времени VxWorks и инструментальная среда Tornado) |
| LynxOS | LynuxWorks | Система, имеющая интерфейс Linux и совместимая с ее компонентами и приложениями |
| Windows NT/ CE-RTX | VenturCom | Расширение реального времени для ОС WindowsNT, интегрированное в ядро этой сетевой ОС и использующее ее службы и интерфейс прикладного программирования WIN32 API |
7.Прозрачное предприятие
Для решения задач межсетевого обмена в рамках всего промышленного предприятия и предоставления технологической возможности "бесшовной" интеграции систем АСУП и АСУТП компанией SchneiderElektrik была разработана концепция TransparentFactory. Это стало возможным благодаря применению новых технологических решений. Так, Ethernet становится основой следующего поколения сетей промышленной автоматики, интегрированных с традиционными офисными сетевыми инфраструктурами. Сети intranet обеспечивают унифицированный и "прозрачный" доступ к данным всех уровней, которые поступают как от датчиков и исполнительных устройств, так и от ERP-системы. Появились открытые, стандартные и обьектно- ориентированные компонентов управления и доступа к информации, к которым относятся Web-серверы и ОРС-средства (OLEforProcessControl).
В рамках первого этапа реализации концепции TransparentFactory контроллеры компании Schneider снабжены встроенными Web-серверами, выпущен ОРС-сервер FactoryServer, созданы модули, обеспечивающие взаимодействие контроллеров с сетями Ethernet.
8.Здания с интеллектом
Чтобы понять суть "интеллектуальности офиса", рассмотрим гипотетический пример, когда доступ в здание офиса осуществляется на основе радио-карточек сотрудников. При перемещении по зданию, оборудованному считывателями информации с этих карточек, автоматически определяется текущее местонахождение сотрудника. Вечером сотрудники, покидая здание, проходят через турникеты, которые оповещают системы здания о том, какие сотрудники покинули рабочие места. Система определяет, что в каком-то помещении нет сотрудников, и обеспечивает выключение компьютеров (если их забыли выключить), уменьшение температуры воздуха, выключение света, блокирование доступа в компьютерную сеть с рабочих мест отсутствующих сотрудников и т. д. Вот так достаточно тривиально можно представить явные преимущества новых решений в области строительства современных офисных зданий на Западе.
Известно, что скорость возврата инвестиций в строительство напрямую зависит от применяемых технологий. Поскольку строительство занимает относительно немного времени (обычно 1-3 года), а эксплуатация - весь срок жизни здания, то расходы на эксплуатацию могут составлять значительную часть общей стоимости недвижимого имущества. Поэтому заказчики и инвесторы пытаются найти оптимальный баланс между стоимостью строительства и расходами на эксплуатацию сооружений.
Один из немаловажных факторов снижения стоимости здания - сокращение эксплуатационных расходов. К их числу относятся расходы на потребление энерго- и теплоресурсов, расходы, связанные с численностью персонала службы эксплуатации, расходы по обеспечению безопасности недвижимого имущества и снижению рисков возникновения чрезвычайных ситуаций и др. Именно развитие современных технологий должно существенно помочь в снижении эксплуатационных расходов на содержание зданий. Одним из таких решений является концепция "интеллектуального здания" (intellectualBuilding). В первоначальном смысле понятие "интеллектуальное здание" означает здание, "способное приспосабливаться к изменениям окружающей среды".
В чем принципиальное отличие "интеллектуального здания" от обычного? Ответ прост: само здание "беспокоится" о состоянии систем и условиях жизни его обитателей, предоставляя им принципиально иные уровни комфорта и безопасности. Автоматизированные комплексы управления не только включают, выключают и регулируют работу систем отопления, вентиляции и кондиционирования, освещения и электроснабжения, но и информируют оператора о возможных неполадках в системах, напоминают о необходимости проведения работ по их обслуживанию.