SCADA Supervisory Control And Data Acquisition Nadzorno upravljaki

SCADA Supervisory Control And Data Acquisition

Nadzorno upravljački sistem

SCADA ekran za praćenje rada hemijskog reaktora

Grafički prikaz promenljivih veličina

SCADA ekran za zadavanje recepture

UVOD Opšte napomene Jednostavan SCADA sistem za distribuciju pijaće vode

Glavni ciljevi SCADA sistema su da: 1. vrši nadzor 2. uspostavi upravljanje nad sistemom i da osigura ponašanje sistema onako kako se od njega očekuje 3. redukuje radnu snagu primenom automatizacije skladišti podatke o ponašanju sistema 4. obezbedi informacije o radu sistema i uspostavi efektivno upravljanje resursima sistema 5. uspostavi efikasno funkcionisanje sistema tako što će maksimalno smanjiti potrebu za rutinskim posetama udaljenim lokacijama i potencijalno smanjiti potrošnju električne energije 6. obezbedi sistem upravljanja koji će omogućiti da se svi operativniciljevi definišu i ostvare 7. obezbedi sistem uzbunjivanja koji će omogućiti da se nepravilno funkcionisanje sistema evidentira sa centralne lokacije, čime se omogućava efikasna upotreba odgovarajućih timova za popravku, kao i preventivno uzbunjivanje koje ima za cilj sprečavanje većih havarija.

Primena SCADA sistema je dosta široka i najčešće je to u: 1. proizvodnji i distribuciji električne energije • elektrane • centri za ditribuciju 2. proizvodnji i distribuciji toplotne energije • kotlarnice • energane • daljinsko grejanje 3. petro-hemijskoj industriji • naftne bušotine • postrojenja za preradu nafte i proizvodnju naftnih derivata 4. industriji vodosnabdevanja i prečišćavanje voda • vodovodi • fabrike pijaće vode • postrojenja za preradu otpadnih voda 5. prehrambrenoj industriji • linije za proizvodnju i pakovanje hrane i pića 6. građevinska industrija • asfaltna baza • proizvodnja crepa i opeke • metalska industrija plastičnih masa itd.

ELEMENTI SCADA SISTEMA Generalno, SCADA sistemi nude sledece osnovne funkcije: • akvizicija podataka 1 • nadzor i procesiranje dogadjaja • upravljanje procesom • hronologija dogadjaja i analiza • vizuelizacija procesa • proračuni i izveštaji dodatne funkcije po zahtevu korisnika Osnovni elementi SCADA sistema su: 1. merno-regulacione tehnike 2. udaljenih stanica 3. komunikacionog sistema 4. nadzorno-upravljačkog centra

Jednostavan primer SCADA sistema

Merno-regulaciona tehnika Udaljena stanica RTU ili PLC Kompaktnost protiv modularnosti Komunikacioni sistem Generički SCADA sistem Nadzorno-upravljački centar

Izgled jednog monitorskog ekrana (energana)

Grafik promene parametara procesa (trend)

Povezivanje elemenata SCADA sistema u celinu MERNO-REGULACIONA TEHNIKA Merenje Merni uređaj sa funkcijom monitoringa

Merni uređaj u povratnoj sprezi SAU Struktura telemetrijskog sistema

KOMUNIKACIONI SISTEM Razgranata struktura WASCAD sistema

Primer SCADA heterogene mreže

Propusni opseg/Širina opsega Raspoloživost SCADA komunikacije Podela komunikacionih sistema • žične • bežične • optičke Žični komunikacioni sistemi Javne telefonske mreže • Svaki prenos podataka zahteva uspostavljanje telefonske veze • Postojeća telefonska infrastruktura omogućava široku raspoloživost • Dial-up modemi obezbeđuju protok do 56 kbp • Korišćenje postojeće infrastrukture podrazumeva niže troškove • Troškovi ekploatacije su proporcionalni vremenu trajanja telefonskih konekcija

Iznajmljene (zakupljene) telefonske linije • Komunikacioni sistem je stalno on-line, nema potrebe za posebno uspostavljanje telefonske konekcije • Veći protok podataka može biti postignut brzim modemima (npr. DSL 9) • Troškovi eksploatacije su značajni Mreže koje obuhvataju manja područja (fabrika, zgrada i sl. ) • LAN (Local Area Network) • RS-485 bus (magistrala) Internet • najpopularnija globalna mreža omogućava veliku raspoloživost njenih resursa, • centralni računar sada može biti bilo koji računar na mreži (teoretski), koji može vršiti nadzor i upravljanje uz pomoć bilo kog brauzera. • mogućnost lakog povezivanja sa postojećim mrežnim infrastrukturama (LAN, optička mreža, Intranet) Internet kao deo komunikacionog sistema SCADA sistema

Uobičajeni mediji koji se koriste kod žičnih komunikacionih sistema o koaksijalni kabl • širok propusni opseg • otporan na elektro-magnetne smetnje o parice (neoklopljene i oklopljene, UTP i STP kablovi), koriste se za prenos signala u: ■ LAN - lokalnim računarskim mrežama • udaljenosti prijemnika i predajnika do 100 m • prenos podataka na brzinama 10, 1000 Mbps ■ javnim telekomunikacionim mrežama • udaljenost prijemnika i predajnika je < 10 km • prenos podataka na brzinama 64 - n x 1000 kbps, n < 10 Bežični komunikacioni sistemi • nedostupna područja bez kablovske infrastrukture • mobilne udaljene stanice • udaljene stanice koje se nalaze na privremenim lokacijama (kao što je slučaj na privremenim građevinskim ili eksploatacionim objektima kao što su rudarski baseni, naftne bušotine itd. ) • mreže sa velikim obimom saobraćaja u određenim situacijama, gde bežična komunikacija predstavlja podršku već postojećoj žičanoj.

Wireless LAN (WLAN) GSM mreže Radio modemi Primer telemetrijske mreže primer GSM i radio modema u SCADA sistemima

Optički komunikacioni sistemi Mrežne konfiguracije Point-to-Point konfiguracija Point-to-Multipoint konfiguracija Modeli komunikacije • model po pozivu (polled system) Prednosti: proces prikupljanja podataka je prilično jednostavan nema kolizije podataka unutar komunikacione mreže prekid veze može biti lako detektovan Mane: vreme čekanja poziva od mastera za istu slave jedinicu se povećava sa brojem slave jedinica sva komunikacija između slave jedinica ide kroz master sa dodatnim komplikacijama Point-to-Multipoint konfiguracija

• model po izuzetku (interrupt system) Prednosti: • redukovanje nepotrebnog saobraćaja podataka kao kod polled sistema • brza detekcija stanja sa hitnim statusom • omogućava slave-to-slave komunikaciju Mane: • master detektuje prekid veze posle izvesnog vremena od nastanka prekida, kada pozove slave • kolizija podataka u komunikaciji je moguća i za posledicu ima kašnjenja u komunikaciji Pouzdanost i hijerarhija komunikacionih sistema • udaljenost udaljenih stanica • potrebna pouzdanost medija za komunikaciju (koja je u funkciji važnosti same udaljene stanice u sklopu SCADA sistema) • raspoloživost opcija za komunikaciju • cena svake opcije za pojedinačnu primenu • raspoloživost energije (redovno snabdevanje električnom energijom, baterijsko snabdevanje, solarno i dr. )

WAN backbone (kičma WAN mreže) Multiplekseri osnovna konfiguracija multipleksera podataka WAN kofiguracija u obliku prstena

data ruter sa point-to-multipoint radio predajnikom

Lokalne mreže • redoslednog/sekvencijalnog pozivanja svakog RTU-a, • token -passing te h n i ku • tehniku za detekciju kolizije paketa podataka na mreži i mehanizme za korekciju SCADA mreža sa višestrukim MUX nivoima

Sistem za komunikaciju radne stanice operatera • informacioni sistem preduzeća (tj. mreža) može se koristiti samo u toku radnog vremena, dok su SCADA LAN-ovi najčešće upošljeni 24 časa dnevno 7 dana u nedelji. • Komunikacioni linkovi koji su povezani sa SCADA-om mogu da predstavljaju pukotinu u sigurnosnom sistemu mreže preduzeća, zato što neki linkovi mogu da preskoče standardne sigurnosne mere u mreži preduzeća • Tokom radnog vremena saobraćaj na mreži preduzeća može ozbiljno da uspori umrežavanje SCADA operatera • Mrežni saobraćaj SCADA-e generisan tokom procedura u slučaju alarmanih stanja mogu ozbiljno da uspore mrežu preduzeća • Povezivanje SCADA sistema sa kancelarijskim LAN-om omogućava hakerima i teroristima upad u sistem. Komunikacioni protokoli Rukovanje podacima u slučaju otkaza SCADA sistema • Arhiviranje podataka u RTU-ovima: neki SCADA sistemi se oslanjaju na kapacitet RTU-ova kako bi sačuvali podatke dobijene sa terena pod normalnim uslovima i onda ih periodično prenositi. U slučaju otkaza SCADA sistema koristi se kapacitet RTU-ova kako bi arhivirao informacije sve dok se rezervni sistem ne stavi u funkciju ili originalni sistem ne oporavi. • Redundanca sistema: većina SCADA sistema u svom dizajnu imaju neki oblik redundance, kao što su dupli komunikacioni kanali, dupli RTU-ovi ili dupli centralni kompjuteri. Takvi sistemi mogu biti napravljeni da bi dodatna oprema bila on-line (hot standby) kako bi se osigurao bezbedan prenos podataka u slučaju otkaza SCADA sistema, ili mogu biti offline (cold standby) gde bi se backup (rezervni) mehanizam morao ručno dovesti u online stanje.

NADZORNO-UPRAVLJAČKI CENTAR Tipičan izgled jednog nadzorno-upravljačkog centra • mogućnost pregleda sistema, koji prikazuje ceo sistem distribucije vode i nudi mogućnost praćenja onih delova mreže gde postoji mogućnost lošeg funkcionisanja tog dela sistema • mimik ekrane, za svaku udaljenu stanicu, koji daju informacije sa terena u svakom trenutku, i nude interfejs za upravljanje opremom na toj udaljenoj stanici • ekrane alarma, koji prikazuju kako trenutno aktivne tako i neaktivne alarme • grafike za prezentuju analognih podataka, koji omogućavaju operateru praćenje više promenljivih važnih za proces.

Kod SCADA sistema funkcija upravljanja se deli na: • lokalno upravljanje i • daljinsko upravljanje. SOFTVERSKA PODRŠKA SCADA SISTEMA Softverski proizvodi se koriste u okviru sledećih komponenti SCADA sistema: • Operativni sistem centralnog kompjutera: softver koji se koristi za upravljanje hardverom centralnog kompjutera. Softver može da se bazira na UNIX, Windows ili drugim popularnim operativnim sistemima. • Operativni sistem operaterskog terminala: softver koji je obično isti kao operativni sistem centralnog kompjutera. Ovaj softver zajedno sa softverom centralnog kompjutera obično doprinosi umrežavanju centralnog kompjutera i operaterskih terminala. • Aplikacija centralnog kompjutera: softver koji upravlja razmenom podataka između PLC-ova i centralnog kompjutera. Softver takođe omogućava grafički korisnički interfejs (GUI 22) koji nudi mimik ekrane pojedinačnih delova procesa (ili celog proces), ekrane alarma, grafike koji predstavljaju promenu analognih parametara procesa (trends) i ekrane upravljačkih funkcija.

• Aplikacije operaterskih terminala: aplikacije koje omogućavaju korisnicima pristup informacijama koje aplikacija centralnog kompjutera ima na raspolaganju. To je obično podskup softvera koji se koristi u centralnim kompjuterima. Upravljački programi za komunikacione protokole: softver koji se obično nalazi na centralnom kompjuteru i PLC-ovima, i potreban je da bi upravljao prevođenjem i interpretacijom podataka između krajeva komunikacionih linkova u sistemu. Softver za upravljanje komunikacionom mrežom: softver koji omogućava samim komunikacionim mrežama funkcije monitoringa radi prevencije od eventualnih grešaka u komunikaciji. Softver automatizacije na PLC-ovima: softver koji omogućava inženjerima da konfigurišu i održavaju aplikacije koje se nalaze na PLCovima. Ovo najčešće uključuje aplikacije koje se odnose na lokalnu automatizaciju i sve zadatke za obradu podataka koji se izvode na PLCovima.

Osnovu svake SCADA aplikacije čini baza podataka. Ovi podaci se koriste na različite načine, kao što su: • Izveštaji, jedan deo podataka se pamti i na osnovu njih se formiraju različite vrste izveštaja. Od softvera se očekuje da omogući jednostavnu specifikaciju vremenskih parametara za prikupljanje podataka • Alarmi, skup podataka čije se vrednosti porede sa zadanim granicama. Svako prekoračenje granica označava se kao alarm, koji signalizira operateru da se u procesu nešto ne odvija kako je zamišljeno. SCADA softver treba da omogući definiciju alarma, definisanje nivoa ozbiljnosti, smera promene koji izaziva alarm, specifikacije poruke koja se vezuje za alarm itd. • Događaji, matematička ili logička operacija nad podacima čija istinitosna vrednost ukazuje na nastanak događaja. Kao rezultat detekcije događaja sistem izvršava odgovarajuću komandu. Softverom se određuje repertoar dozvoljenih operacija i komandi. Grafici, predstavljaju poseban i verovatno sa korisničke tačke gledišta, najznačajniji deo sistema. Grafički displej omogućava korisniku da nadgleda rad sistema, da prati grafikone promena pojedinih veličina, da registruje alarme i da zadaje komande. Sa projektantske tačke gledišta

SCADA softver treba da omogući što jednostavnije kreiranje grafičkih objekata, korišćenje biblioteka gotovih objekata i kontrolu objekata u smislu promene boje, oblika, položaja itd. , a u zavisnosti od stanja u procesu. OPC STANDARD Specifikacija OPC standarda OPC je baziran na tehnologijama OLE, Active. X, COM (Component Object Model) i DCOM (Distributed Component Object Model) i dostupan je na 32 bitnom operativnom sistemu Microsoft Windows (9 X, ME, NT, 2000). Pomoću DCOM tehnologije mogu se razmenjivati podaci (objekti) i sa drugim operativnim sistemima kao na primer sa Unix-om ili Linux-om. OPC definiše standardni skup interfejsa, osobina i metoda za procesnu kontrolu i automatske softverske aplikacije.

Povezivanje različitih sistema u jedinstven sistem

COM (Component Object Model) obezbeđuje interfejs i komunikaciju između komponenti sistema. Preko COM-a, aplikacija može koristiti osobine objekta bilo koje druge aplikacije. COM predstavlja jezgro tehnologija kao što su DCOM, Active. X i OLE. DCOM (Distributed Component Object Model) predstavlja proširenje COM-a koje omogućava rad sa objektima koji se nalaze na drugim računarima, preko računarske mreže. To je protokol koji omogućava da se softverskim komponentama (objektima) koje se nalaze na udaljenim računarima upravlja na sličan način kao sa lokalnim. OLE (Object Linking and Embedding) se koristi da se obezbedi integracija između aplikacija i omogući razvoj objekata koji se koriste za razmenu informacija između više aplikacija. OLE takođe obezbeđuje rešenja bazirana na komponentama. Softverske komponente su nezavisne od programskog jezika. Active. X je otvorena, integrisana platforma za portabilne aplikacije i interaktivne sadržaje namenjene za WWW (World Wide Web).

OPC specifikacija obuhvata sledeće elemente SCADA sistema: • OPC Data. Access (OPC DA), OPC pristup trenutnim podacima sa raznih hardverskih uređaja. • OPC Alarm and Event Handling (OPC A&E), OPC upravljanje alarmima i događajima. • OPC Historical Data Access (OPC HDA), OPC pristup uskladištenim podacima iz raznih baza podataka. • OPC Data e. Xchange (OPC DX), definiše kako OPC server vrši razmenu podataka sa drugim OPC serverom. • OPC Extensible Markup Language (OPC XML), • OPC Batch, OPC obrada podataka o recepturama i uređajima u proizvodnji. • OPC Security, OPC sistem zaštite pristupa podacima iz procesa.

JSCADA EUROICC JSCADA je Klijent - Server SCADA Opis i topologija sistema Serverski deo Klijentski deo Povezivanje Opšte osobine sistema Raznovrsnost primenljivih platformi Razuđenost sistema Elastičnost konfigurisanja Pouzdanost Mogućnost povezivanja Uštede u vremenu Uštede u novcu Bolje planiranje resursa struktura sistema JSCADA sa WPS serverskom platformom

primer mreže sa implementiranom JSCADA-om

Opis osnovnih funkcionalnosti sistema Korisnik Monitorski ekrani monitorski ekran, prikaz tehnološke šeme procesa glavni meni

Grafici grafički prikaz istorije vrednosti odabranih parametara procesa

Izveštaji prikaz izveštaja koji generiše SCADA

Alarmi Komande Sistem Help Mogućnosti proširenja Konfigurisanjem postojećih elemenata Dodavanjem novih funkcija sistemu Opcioni paketi Komandovanje izvršnim elementima Tehnološke recepture alarmi

JSCADA PRIMER tehnološke celine : • skladištenje i pripremu sirupa • kristalizaciju u vakuum aparatima • horizontalne i vertiklane hladnjače • vezu ka ostalim tehnološkim celinama Krajnji efekti uvođenja SCADA sistema u procesu kuvanja šećerovina su: • povećanje kvaliteta šećera kroz proizvodnju ujednačenog zrna • povećanje produktivnosti aparata za 15% do 25% • smanjenje potrošnje pare za 3% do 7% • povećanje produktivnosti centrifuga za 5% do 10% • smanjenje gubitka šećera za 1% • smanjenje ponovnog kuvanja za 1% Indirektne koristi od sistema su : povećanje tehnološke discipline poslužioca povećanje brzine dijagnostike kvara smanjenje vremena otklanjanja kvara priprema podataka za tehnološku analizu i fino trimovanje procesa

Proces proizvodnje šećera šema procesa proizvodnje šećera

Merno-regulaciona tehnika u procesu kristalizacije Aktuatori Senzori var aparat

Opis procesa kristalizacije faza uvlačenja faza ugušćenja faza zrnjenja ukuvavanje faza stezanja Idelani dijagrami promene nivoa i gustine u periodu jednog vara

Merenje i regulacija • merenje nivoa 1. rezervoara sirupa (kristalna osnova) • merenje nivoa 2. rezervoara sirupa (gusti sirup) • merenje nivoa 3. rezervoara sirupa (beli sirup A) • merenje nivoa 4. rezervoara sirupa (standardni) • merenje nivoa 5. rezervoara sirupa (zeleni sirup A) • merenje nivoa 6. rezervoara sirupa (beli sirup B) • merenje nivoa 7. rezervoara sirupa (zeleni sirup B) • merenje nivoa 8. rezervoara sirupa (afinacioni sirup) • merenje nivoa 1. hladnjače • merenje nivoa 2. hladnjače • merenje nivoa 3. hladnjače • merenje i regulacija nivoa tečne faze u aparatu • merenje i regulacija gustine (viskoziteta) • merenje i regulacija vakuuma • merenje i regulacija temperature

Merenje temperature Merenje nivoa Merenje pritiska Merenje gustine Regulacioni ventili Regulatori i programabilni kontroleri • na vakuum uparivačkim aparatima: EUROPLC E 96 programabilni regulatori • na ostalim uređajima rafinerije: EUROPLC E 320 programabilni kontroleri. Elektroormani Nadzorna stanica Funkcionalni opis

Nadzorni računari omogućavaju sledeće funkcije: grafički prikaz pogona sa on-line vrednostima iz procesa praćenje vrednosti i alarmiranje setovanje zadatih vrednosti za temperature, pritiska, nivo i Bx prelazak na ručni režim uz zadavanje položaja ventila akviziciju temperatura, pritiska, nivoa i Bx hronološki prikaz trendova setovanje parametara PID regulatora hronološko praćenje rada PID regulatora komunikacija sa radnim stanicama tehnologa i glavnog inženjera

Korisnički interfejs korisnički interfejs JSCADA sistema implementiran u pogonu rafinerije šećerane

Monitoring Alarmi Za svako alarmno stanje potrebno je propratiti i akvizirati sledeće događaje. • Nastanak alarma je trenutak kada je došlo do neregularnosti u procesu. Operater se od tog trenutka obaveštava o nastanku alarma ispisivanjem alarma na ekranu i zvučnim signalom. • Potvrdu alarma, to je trenutak kada operater potvrdi da je obavešten o nastanku alarma. Potvrda alarma ukida zvučni signal. • Kraj potvrđenog alarma je trenutak kada su uklonjene nepravilnosti u procesu koje su izazvale nastanak alarma. Ukida se ispisivanje alarma na ekranu. • Kraj nepotvrđenog alarma je trenutak kada su uklonjene nepravilnosti u procesu koje su izazvale nastanak alarma. Potrebno je naglasiti da operater nije reagovao na ovaj alarm. Ukida se ispisivanje alarma na ekranu i zvučni signal. Komande Akvizicija

Podešavanje sistema Specifikacija računarske opreme i softvera Računarska oprema 1. Programabilni regulator EUROPLC E 96: • POW 01 Napajanje • CPU 02 Procesorski modul • ANM 02 Analogni modul sa 6 ulaza i 2 izlaza • DIN 01 Digitalni ulazni modul sa 16 ulaza 24 VDC • DOM 02 Digitalni izlazni modul sa 16 tranzistorskih izlaza • OPD 12 Operatorski panel 2. Programabilni modularni kontroler EUROPLC E 320 • POW 01 Napajanje • CPU 02 Procesorski modul • ANM 02 Analogni modul sa 6 ulaza i 2 izlaza • DIN 01 Digitalni ulazni modul sa 16 ulaza 24 VDC • DOM 02 Digitalni izlazni modul sa 16 tranzistorskih izlaza 3. Server PC računar: • procesor Pentium Celeron 1. 2 GHz ili bolji • RAM memorija 256 MB • SVGA grafička kartica • jedan serijski interfejsa RS 232 • floppy drive: 3. 5" • hard drive: 40 GB ili više • Eternet 10/100 mrežna kartica • OS Linux Slackware 8. 1 ili noviji

4. Klijent PC računar ICP PPC 5050: • industrijski PC računar za panel ugradnju • SBC POS-370 ili POS-566 • procesor Pentium Celeron 800 MHz ili bolji • RAM memorija 256 MB • embedded SVGA graf. kartica • LCD TFT 15" industrijski monitor • hard drive: 20 GB ili više • Eternet 10/100 mrežna kartica 5. Komunikacioni interfejs COM 10 • Interfejs RS 232/RS 485 • napajanje 220 VAC 6. Besprekidno napajanje Smart. UPS • ulazni napon 220 VAC / 50 Hz • maksimalni kapacitet 700 VA • vreme punjenja 90% kapaciteta 6 h • EMI/RFI filter 7. Elektroormani za smeštaj opreme • pult za smeštaj opreme • napajanja 24 VDC • pomoćni releji 220 VAC, 10 A • napajanje transmitera • kompletno formiran i ožičen Programska podrška - softver 1. Programska podrška za programabilni kontroler. Upravljački program za programabilni kontroler EUROPLC, izrađen u LD jeziku, u svemu prema zahtevima iz tehničkog opisa, sa softverski rešenim PID regulatorima i komunikacijom sa nadređenim računarom.

2. Aplikativni softver servera. VPLC program za komunikaciju sa regulatorima i PLCima i lokalnom bazom podataka na serveru. 3. Aplikativni softver nadzorne stanice Nadzorno - upravljački softver radne stanice operatera. U konceptualnom smislu SCADA sistemi ne predstavljaju neko izuzetno novo rešenje. Suštinska novina, koju je doneo tehnološki razvoj računara i sistema za komunikaciju, je način na koji se projektuju i realizuju SCADA sistemi. Zato je primena računara i mikroprocesorskih regulatora pokazala velike prednosti u odnosu na klasičnu regulaciju i vođenje procesa. Dalji razvoj SCADA sistema ide u pravcu "inteligentnih" merno-regulacionih elemenata sa već implementiranim interfejsom za Ethernet mrežu oko čega se trenutno lome mnoga koplja. Sledeći pravac jeste razvoj real-time softvera koji će dodatno poboljšati funkcionisanje SCADA sistema. Naravno ne treba zanemariti ni razvoj telekomunikacionih tehnologija koje će u budućnosti sigurno imati zapaženu ulogu unutar SCADA sistema.

Osnovne namene skade su: • Interfejs procesa prema operatoru • Prikupljanje i obrada informacija o procesu • Dodeljivanje prioriteta informacijama • Upravljanje proizvodnjom • Nadzor • Upravljanje kontinualnim procesima • Alarmiranje • Rukovanje materijalom • Simulacija i modeliranje korišćenjem grafičke animacije • Direktno upravljanje mašinama • Upravljanje energetskim resursima Da bi se jedna aplikacija mogla nazvati SCAD aplikacijom, potrebno je da zadovolji brojne zahteve koju pred nju postavljaju industrijski standardi. Odgovornost rada, rad u sistemu sa uređajima različitih proizvodjača, intuitivni grafički interfejs, potreba za mogućnošću jednostavnog programiranja i drugi zahtevi doveli su do uspostavljanja izvesnog formalizma, koji mora biti ispoštovan od strane svake SCADA aplikacije.

OMRON-ova skada opremljena je i setom standardnih editora za rad sa objektima, koji mogu biti pozvani kako iz padajućeg menija, tako i klikom na taster na Toolbar-u: SCADA dozvoljava definisanje nivoa pristupa Run-time aplikaciji, tako da mogu biti definisana četiri nivoa pristupa, sa različitim ograničenjima u pogledu broja operacija koje su dozvoljene. Najviši nivo pristupa dodeljuje se dizajneru kompletne aplikacije, i ovo je nivo za koji ne važe nikakva ograničenja. Sledeći niži nivoi su nivoi menadžera i operatera, da bi nivo sa najmanjim mogućnostima bio nivo supervizora, odnosno lica zaduženog za nadzor rada sistema.

SCADA aplikacija pored mogućnosti korišćenja ugradjenih funkcija za rad sa objektima, stranama i kompletnim projektom, čije korišćenje je moguće bez potrebe za programiranjem, nudi i mogućnost programiranja operacija korišćenjem tzv. script jezika. Ovaj jezik u osnovi pretstavlja jednostavnu varijantu C jezika, sa ugradjenim velikim brojem funkcija za rad sa objektima SCADA aplikacije. Aplikacije kreirane ovim jezikom unose se pomoću posebnog editora. OMRON-ova SCADA pretstavlja moćan softver za programiranje grafičkog interfejsa ušpravljačkog sistema. Za ovu namenu, razvojni softver opremljen je pristupačnim alatima za rad sa grafičkim objektima. Programeru je na raspolaganju veoma bogata biblioteka objekata koji se najčešće koriste u aplikacijama za industrijsku automatizaciju. Izbor postojećih objekata jednostavan je i za tu svrhu može se koristiti paleta, tako da se pomoću nje i “drag&drop” operacije objekti mogu pozicionirati na ekranu. Pored ove, postoji i paleta za definisanje položaja objekata u odnosu na stranu ili druge objekte. Na sledećoj slici je prikazan deo ekrana sa paletama. Veličina ekrana može biti proizvoljno zadata, do granice veličine ekrana monitora.

Osim objekata izabranih iz biblioteke objekata, korisnik ima mogućnost importovanja sopstvenih bitmapiranih objekata. Ova opcija omogućava korišćenje objekata kreiranih u drugim aplikacijama, čije su grafičke mogućnosti veće Nad objektima su moguće i operacije grupisanja, zatim postavljanja na viši ili niži nivo, tako da se uvek može odrediti koji će od dva objekta koji se preklapaju biti vidljiv. Takodje, podržane su i operacije rotiranja i preslikavanja objekata.

Arhitektura softvera je otvorenog tipa. SYSMAC-SCS Engine neprekidno osvežava I/O vrednosti kao i statusne informacije koje prima sa servera komunikacije, i održava realtime bazu podataka, kojoj se može pristupiti iz upravljačkih aplikacija kreiranih u skript jeziku. Ova i ostale funkcije Engine-a prikazane su na sledećoj slici: Skada aplikacija SCS Engine Real-time baza podataka Istorija i log fajlovi alarma ·Skaliranje jedinica ·Obrada alarma ·Trending DDE PLC DAQ

Za editovanje real-time baze podataka koristi se specijalni editor, Point editor. On se koristi za editovanje tačaka koje pretstavljaju I/O vrednosti povezane sa eksternim uredjajima, odnosno PLC-om. Pored PLC adrese, tačkama se mogu pridružiti i druge informacije, kao što su ime, opis, opseg i slično. SCADA ima mogućnosti prikaza promene nekih veličina u vremenu. Ime ove operacije je trending, i ona predstavlja veoma moćno sredstvo za sticanje uvida o stanju sistema koji se nadgleda. Editor za setovanje jednog objekta ovog tipa prikazan je na sledećoj slici:

Komunikacija SCADA je paket kreiran za rad u Microsoft Windows okruženju, i koristi sve prednosti koje to okruženje pruža, od mogućnosti jednostavnog pozivanja ugradjenih funkcija preko klipbord operacija, do DDE komunikacije. Princip DDE veze prikazan je na sledećoj ilustraciji: OMRON-ov SCADA softver sastoji se iz dva osnovna pod-paketa, SYSMAC-SCS i SYSMACCDM. Prvi sadrži sam programerski alat, kao i Run-time verziju softvera, u kojoj nije moguće editovati aplikaciju, već je moguće samo njeno izvršenje. Drugi deo pretstavlja skup drajvera potrebnih za komunikaciju skade sa okolinom, i u njemu je sistemski podržana komunikacija sa svim OMRON-ovim programabilnim kontolerima.

Instalacija i aktiviranje softvera Pored samog razvojnog softvera, da bi rad sa eksternim uredjajima (PLC) bio moguć, potrebno je instalirati i tzv. token, koji pretstavlja softversku zaštitu od neovlašćenog korišćenja paketa, ili ekvivalentnu hardversku zaštitu, tzv. dongle. Hardverska zaštita realizovana je u obliku konektora koji se može vezati na paralelni port, ili se može omogućiti pristup nekom donglu preko mreže. SYSMAC-SCS softver aktivira se iz osnovnog menija, putanjom Start/Programs/Omron SYSMAC/SYSMAC-SCS Developer (Runtime). Uz samo razvojno i Run okruženje, uz paket se dobija i set demo aplikacija, koje pokazuju osnovne performanse OMRON-ove skade. Koncept projekta SYSMAC-SCS aplikacija sastoji se iz odredjenog broja medjusobno povezanih stranica. Stranice mogu sadržati različite tipove objekata, pasivne ili aktivne grafičke objekte, tekst ili animacije, i mogu biti grupisane u logičku celinu koja čini projekat. Razvojno okruženje skada softvera koristi se za kreiranje i testiranje projekta, dok se on pokreće kao stand-alone aplikacija u Runtime okruženju. Samo jedan projekat može u jednom trenutku biti editovan u razvojnom softveru.

U grupi Runtime Settings nalaze se i parametri koji određuju reakciju u slučaju pojave alarma, a prozor za setovanje ove operacije dat je na slici. Alarm Sound dugme koristi se za pozivanje dijaloga u kojem se može izabrati zvuk koji će biti generisan u slučaju pojave alarma. Ovaj zvuk setuje se izborom nekog zvučno fajla, koji ima ekstenziju. wav, i čija se putanja setuje u dijalogu:

Do dijaloga za setovanje ovih dogadjaja/greški (Event/Error Log) dolazi se putanjom Project/Runtime Settings/Event-Error Settings, i prozor za setovanje izgleda kao na slici: Definisanje nivoa korišćenja Prozor koji služi za setovanje nivoa prikazan je na slici:

Kompajliranje i startovanje projekta U toku rada Runtime aplikacije, projekat nije moguće editovati. Projekat kreiran u razvojnom okruženju može biti startovan preko Project menija, izborom operacije Run, ili pritiskom na taster na Toolbar-u. Informacije o projektu Informacije povezane sa trenutno aktivnim projektom, mogu biti editovane u posebnom prozoru, koji se aktivira putanjom Project/Information Koncept strane Svaki projekat mora sadržati najmanje jednu stranu. Kreiranje nove strane izvodi se preko File/New Page instrukcije. Interne karakteristike strane obuhvataju tip okvira, mod prikaza, i neke druge osobine, i prozor za njihovo setovanje (koji se dobija dvostrukim klikom na stranu) prikazan je na slici:

Organizacija strana tokom kreiranja projekta olakšana je ako se koristi Project Editor, specijalni editor za rad sa projektom. Projekt editor startuje se pritiskom na taster na toolbar-u, ili preko Utilities menija. Aktiviranjem editora pojavljuje se prozor:

Postoji nekoliko filtera koje koristimo za prikaz liste strana. Atribut All Relevant Pages uključuje sve strane koje spadaju u tri sledeće grupe. Filter sa nazivom Pages in Project ostaviće u listi samo stranice koje se nalaze u projektu. Sledeći filter svoju operaciju zasniva na mestu gde se stranice kao fajlovi fizički nalaze, i poziva se izborom opcije Pages in Project Directory. Postoji još jedan atribut za čije je setovanje zadužen Project editor, a to je status koji stranica ima po pokretanju Runtime aplikacije. Ovaj status može biti: Displayed Not Displayed

Atributi strane setuju se u prozoru koji se otvara nakon dvostrukog klika na stranicu, pored objekata pozicioniranih na njoj. Pored podešavanja veličine i položaja, u ovom dijalogu setuje se i naziv strane, komentar, tip ivice, kao i mod prikazivanja.

Komunikacija sa PLC-om Komunikacija softvera sa PLC-om realizuje se korišćenjem tačaka. Tačke su interne promenljive SCADA aplikacije, čija je namena upravo komunikacija sa PLC-om. Ova operacija rezultovaće pojavljivanjem prozora kao na slici: Postoje četiri tipa tačaka, i to su: • Memory Resident • Input • Output • Input/Output

Za definisanje tipa dogadjaja koji će se koristiti kao uslov za prenos vrednosti konkretne 7 tačke u bilo kom smeru, koristi se izbor pod nazivom I/O Update Rate, i on može biti: • On Change • On Request • On Interval PLC sa PC-jem na kojem je skada aktivna može biti povezan na nekoliko načina, od kojih je najčešći SYSMAC WAY, koji pretstavlja standardni OMRON-ov protokol za komunikaciju ovih uredjaja. Svi ovi parametri, kao i komentari PLC-a, mogu biti setovani u prozoru koji je prikazan na sledećoj slici, zajedno sa svojim ”parent” prozorom u pozadini:

Primer koji sledi prikazuje prenos podataka u oba smera.

Pritiskom na taster Browse, pa zatim Add Point pojaviće se prozor za setovanje parametara nove tačke:

Tačka će se povezati sa adresom 0300 DM sektora memorije:

Setovanje obrtnog merača, započinje se dvostrukim klikom na njega:

Objekti Stranice kreirane u paketu SYSMAC-SCS sastavljene su od podloge na kojoj su pozicionirani objekti različitih oblika i tipova. Objekti su medjusobno povezani, i tako povezani na strani čine funkcionalni i koherentni interfejs prema korisniku. SYSMAC-SCS objekti podeljeni su u tri grupe: grafički, kontrolni i kao treća grupa pojavljuju se objekti koji su povezani OLE konekcijom sa nekom drugom Windows aplikacijom. Editovanje objekata Operacije editovanja objekata mogu se svrstati u tri osnovne kategorije, i to su: • Promena veličine • Promena oblika • Modifikacija objekta korišćenjem Wizard-a

Kreiranje i editovanje grafičkih objekata U grupu grafičkih objekata spadaju sledeći objekti: • Kružnica • Blok tekst • Elipsa • Linija • Poligon • Izlomljena linija • Pravougaonik • Zaobljeni pravougaonik • Tekst

Kreiranje i editovanje kontrolnih objekata U kontrolne objekte spadaju objekti kojima je sistemski pridružena odredjena funkcija. Tako, na primer, objekat sa nazivom “Linear Gauge” predodredjen je za pokazivanje vrednosti neke anologne veličine. Kontrolni objekat tipa alarma

Kontrolni objekt tipa Bar Chart Editor za programiranje ovog objekta izgleda ovako:

Kontrolni objekat tipa Linearni pokazivač

Kontrolni objekat tipa Pushbutton • Obično dugme • Kolor dugme • In/Out dugme Kontrolni objekat tipa Scatter graf

Kontrolni objekat tipa Slajder

Kontrolni objekat tipa Toggle Button

Kontrolni objekat tipa Trend Graf

Programiranje grafičkih objekata Ako se kreira novi objekat tipa pravougaonika, i dvaput se klikne na njega, otvoriće se editor za animaciju sa sledećom listom:

• Display/Close Page • Colour Shange Analog/Digital

• Edit Point Value (Analogue, Digital, Text) • Enable/Disable

• Execute Script • Move, Percentage Fill, Resize

• Rotate

Manipulacija objektima Move Group

Ungroup Mirror Image Rotate Alignment

View Point Editor

• Filter prema grupi • Filter prema tipu tačke • Sortiranje po informaciji o point-u

Point Information

Objekat na stranici može se povezati sa nekom tačkom i primenom ‘drag-and-drop’ operacije

Kreiranje point-a

boolean integer text

Setovanje I/O parametara point-a • On Change • On Request • On Interval I/O konekcija

Prozor za setovanje ovih parametara

Add PLC Network settings

PLC List

Optimizacija komunikacije sa PLC-om DDE Connection Advanced

Sistemski point • Vremenski point • Datumski point

Interni point • Display point • Point za prikaz pozicije miša

• Alarmni point • Error Logger point • Point za PLC komunikaciju • Bezbednosni point

Animacija strana i projekta

Script Editor

Tri nivoa skript aplikacija su: • Objekti, kojima se akcija tipa skripta definiše sa Execute script operacijom, • Strane, čija animacija se programira iz skript editora, i može sadržati instrukcije za animaciju objekata pozicioniranih na strani, • kao i programiranje promene vrednosti nekih tačaka definisanih u projektu, i • Projekat, čija animacija definiše promenu vrednosti tačaka, a ne biti programirana da dovede do animacije pojedinačnih objekata. Dodela vrednosti point Aritmetičke operacije Operacije relacije imetacke = izraz result = height + rate/5. 0 IF fuel < 0 THEN fuel = 0 ENDIF Forsirano setovanje point boolean tipa returnstate = Force. Set(pointname)

• Kondicioni izrazi IF condition THEN statementblock 1 ELSE statementblock 2 ENDIF • Komande za animaciju objekata objectname. objectcommand polygon_10. height = visina_1 + visina_3 • Strane returnstate = Print. Active. Page(flag) • Komunikacija channel = DDEInitiate(“server”, “topic”), ili returnstate = PLCMonitor(“plcname”)

• Alarmi returnstate = Acknowledge. All. Alarms() • Fajlovi returnstate = Close. File () • Grafovi returnstate = Start. Graph(“graphid”) • Recepture returnstate = Down. Load. Recipe() • Ostale instrukcije Log. Error(“message”, priority)

Kompletna lista funkcija u skript aplikaciji

Alarmi Alarm Settings Alarm Editor

Prozor za setovanje

Informacije o statusu alarma Alarmi mogu imati četiri statusa, i mogu biti: • Aktivni nepotvrdjeni, • Aktivni potvrdjeni, • Prethodno aktivni, a sad neaktivni i nepotvrdjeni, i konačno • Prethodno aktivni, a sad neaktivni i potvrdjeni.

Lista alarma Grafička biblioteka

Grafička biblioteka Recepture • Sastojak • Target Value • Validation Code • Download

Recipe Editor Kreiranje recepture

Add Ingredient Validation Code Script Editor

Modifikovanje/brisanje postojećih sastojaka

Odredjivanje nivoa za pristup recepturi supervizori dizajneri aplikacije Korišćenje receptura u Runtime aplikaciji View. Recipes() Mogućnost programiranja animacije nekog objekta skript programom sa linijom Down. Load. Recipe(“<Ime. Recepture>”)