Интеграция базы данных SCADA trace mode в систему мониторинга технологического процесса

УДК 681.5

Е.М. Самойлова

ИНТЕГРАЦИЯ БАЗЫ ДАННЫХ SCADA TRACE MODE В СИСТЕМУ МОНИТОРИНГА

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Рассмотрена интеграция базы данных SCADA-системы TRACE MODE 6 в систему мониторинга технологического процесса.

Интеграция, база данных, SCADA, TRACE MODE, мониторинг, интеллектуализация

E.M. Samoilova

INCORPORATION OF THE SCADA TRACE MODE DATABASE INTO MONITORING

TECHNOLOGICAL PROCESSES

The paper considers the issues relating incorporation of the database SCADA-system TRACE MODE 6 into the system of monitoring technological processes.

Integration, database, SCADA TRACE MODE, monitoring, intellectualization

Существующие в современном промышленном производстве системы мониторинга технологического процесса опираются в основном на применение новейших технических и технологических достижений, что, несомненно, актуально, но нельзя недооценивать и важность построения эффективного человеко-машинного интерфейса, ориентированного на конкретного человека (диспетчера) -SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) системы. Область применения SCADA охватывает сложные объекты электро- и водоснабжения, нефтехимические, нефтеперерабатывающие, машино- и

приборостроительные производства, транспорт и др., являющиеся потенциально опасными и приводящие при возникновении аварий к человеческим жертвам, а также к значительному материальному и экологическому ущербу, что создает предпосылки интеллектуализации систем SCADA с целью повышения надежности и эффективности систем мониторинга [1-3].

К примеру, SCADA TRACE MODE 6 (ТМ 6) - это высокотехнологичная российская программная система для автоматизации технологических процессов (АСУ ТП), телемеханики, диспетчеризации, учета ресурсов (АСКУЭ, АСКУГ) и автоматизации зданий, первая интегрированная информационная система для управления промышленным производством, объединяющая в единое целое продукты класса SOFTLOGIC-SCADA/HMI-MES-EAM, позволяющая создавать многоуровневые, иерархически организованные, резервированные АСУТП и системы телемеханики [4].

SCADA система ТМ 6 как единая интегрированная среда разработки и диспетчеризации, объединяющая в себе более 10 различных редакторов проекта АСУ ТП и АСУП, по своей функциональности давно уже переросла рамки традиционной SCADA: встроенная поддержка наиболее популярных программных интерфейсов- ODBC, OPC, DDE, обеспечивающих интеграцию с внешними базами данных (БД) и другими приложениями; встроенный редактор SQL-запросов для облегчения настройки взаимодействия с базами данных и т.д. Стандарт ODBC позволяет организовывать взаимодействие как с мощными реляционными СУБД, такими как Oracle или MS SQL Server, так и с популярной СУБД MS Access. В состав серверов TM 6 входит OPC-клиент, позволяющий получать данные с любого OPC-сервера, что позволяет подключать внешние приложения, объекты управления АСУ ТП и другие SCADA-системы к контроллерам и ПК, работающим под управлением ТМ 6. Модель интеграции БД ТМ 6 в систему мониторинга технологического процесса представлена на рис. 1.

Рис. 1. Модель интеграции БД ТМ 6 в систему мониторинга технологического процесса

В рамках создания системы интеллектуального мониторинга технологического процесса на ОАО «Саратовский подшипниковый завод» в среде MS SQL Server разработана БД, которая подключается к ТМ 6 по протоколу ODBC3 (рис. 2).

Рис. 2. Подключение к БД по протоколу ODBC3

В режиме реального времени через входные аргументы в SQL-запрос передаются данные из каналов ТМ 6, выполняются запрограммированные транзакции через стандартный интерфейс ODBC, а затем полученные результаты передаются через выходные аргументы обратно в каналы (рис. 1 и 3).

Навигатор проекта

fcr X____

I© Ресурсы Щ Шаблоны_программ ш Шаблоны_экранов 5Ц Шаблоны_связей_с_СУБД [g База_каналов  Система

Источники/Приемники ¿33 Технология + ^Sk Библиотеки_компонентов

0j 4J 2 и S: т

^^ База_данныхЙ1

| База_^анныкЙТ

^ Подключение

Браузер запросов

* ах ч i*

И Кз

SELECT

Honitot£hg2p'0S,.:vt D'dti.e Pm :riF3, ': . vt^ia ц I 'is

FROM WHERE

IIoilittitdngSOGS-. vt_I>3tfl between 'Ш-, 11.2004 10 and M . 11. 2004 ЩЭЙ

Рис. 3. Пример окна SQL-запроса

Рис. 4. Справочная таблица дефектов defekti

Рис. 5. Фрагмент программного модуля статистической обработки

Разработанная БД содержит номера цехов, номера станков (с привязкой к цехам), технологические операции, номенклатуру изделий (справочную информацию о заводских номерах деталей), классификатор дефектов деталей, классификатор совокупности дефектов деталей (комплексная оценка дефектов), классификатор типов обрабатываемых поверхностей, загруженность дефектоскописта в смену и т.д. Структура БД обеспечивает возможность формирования базы описаний дефектов по эталонным данным контроля качества деталей с заранее определенными и подтвержденными видами дефектов, многопараметрового отбора данных и фильтрации с использованием подключенных справочников (справочных таблиц) (рис. 4), а также статистической обработки численных значений в программных оболочках ТМ 6, например, на языке Techno FBD (рис. 5).

Несмотря на то, что TM 6 имеет эффективный человеко-машинный интерфейс, ориентированный на взаимодействие с конкретным диспетчером сложных объектов мониторинга и управления, таких как сложная динамическая многопараметрическая система, например динамическая система станка, средств, предоставляемых традиционными SCADA-системами, становится недостаточно. Передача в реальном времени в систему мониторинга и накопление в БД большого количества параметров точности заготовок, дефектов и оценок динамического состояния станка для принятия решения по управлению качеством формообразования делают задачу трудноформализуемой и приводят к возникновению проблем информационной перегрузки, чего легко можно избежать внедрением интеллектуальной SCADA-системы, функционально включающей, помимо традиционных, ситуационный и логический анализ событий и состояний, прогноз поведения технологического процесса во времени и оперативный выбор рекомендаций для персонала при возникновении нештатных ситуаций [5-8].

Предлагаемая интеграция БД позволяет не только оперативно обработать большой объем информации о технологическом процессе, но и сформировать отчетные документы как в электронной форме (включая возможность формирования диаграмм и графиков), так и в виде твердых копий для практического использования при управлении качеством продукции на различных уровнях единой информационной среды предприятия, что позволяет реализовать интеллектуальный мониторинг, поднимая качество выпускаемой продукции на более высокий уровень, и практически исключить брак при обработке деталей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пьявченко Т. А. Проектирование АСУТП в SCADA-системе. Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2007.

276 с.

2. Lange T. Intelligent SCADA Systems // Engineer IT. Automation and Technical Control. April 2007. P. 26-30.

3. Aarts E., Harwig R., Schuurmans M. Ambient Intelligence//The Invisible Future: The Seamless Integration of Technology into Everyday Life/ ed. by P.J. Denning. New York: McGraw-Hill Companies, 2001, 218 р.

4. www.adastra.ru

5. Самойлова Е.М., Игнатьев С.А. Интеллектуальный мониторинг качества механической обработки деталей // Контроль. Диагностика. 2013. № 4. С. 68-72.

6. Игнатьев А.А., Самойлова Е.М., Игнатьев С.А. Интеллектуализация мониторинга технологического процесса производства деталей точного машиностроения. Саратов: СГТУ, 2013. 120 с.

7. Самойлова Е.М., Игнатьев А.А. Интеллектуализация проектирования и мониторинга технологического процесса на основе применения SCADA-системы // Вестник СГТУ. 2011. № 3 (58). С. 241-244.

8. Самойлова Е.М., Игнатьев А.А. Предпосылки интеллектуализации SCADA-систем в структуре мониторинга технологических процессов // Материалы и технологии XXI века: сб. ст. ХП Междунар. науч.-техн. конф. Пенза: ПДЗ, 2014, С. 133-136.

Самойлова Елена М^ловна - Elena м. Samoilova-

кандидат технических наук, доцент кафедры Ph.D., assistant professor,

«Авт°матизация, управление, мехатроника» Department Automation, control, mechatronics

Саратовского государственного технического Yuri Gagarin State Technical

университета имени Гагарина Ю A. University of Saratov

Статья поступила в редакцию 10.08.15, принята к опубликованию 15.09.15