«Заказные» АСКУЭ и АСТУР без программирования

Опубликовано в номере:
PDF версия
В статье специалисты компании «ИнСАТ», занимающиеся разработкой и внедрением систем управления, диспетчеризации и учета, на реальных примерах обосновывают принципиальную возможность практической реализации системы учета на базе универсальной SCADA.

Продолжение одной дискуссии

Время от времени нам приходится участвовать в обсуждении концепции построения систем учета на разных предприятиях. После определения требований к функционалу возникает необходимость выбора способа реализации. При этом всегда разгорается дискуссия между сторонниками заказной разработки программного обеспечения и поборниками применения готовой специализированной системы учета. При этом звучат следующие аргументы:

  • Заказная разработка абсолютно точно выполнит все пожелания заказчика. Готовая к употреблению система учета не допускает отклонений в части изменения состава комплекса технических средств, добавления функций или изменения формы отчета. Производители систем учета регулярно расширяют список появляющихся счетчиков и устройств сбора и передачи данных (УСПД) и дополняют функциональность (если она статистически востребована), но не могут делать это «по первому требованию».
  • Преимущество готовой системы в том, что трудоемкость ее внедрения относительно невысока и заранее понятна. Недостаток — в необходимости приспосабливать под нее бизнес-процессы предприятия.

Задача этой статьи — показать возможность снижения трудоемкости при реализации индивидуальных потребностей заказчика, а не отказываться от разработок.

 

Есть ли альтернатива?

Есть много достаточно развитых систем АИИСКУЭ, которые устроят по функционалу большинство предприятий. Это АИИС «Энергосфера» («Прософт-системы»), ИИС «Энерго­мера» (концерн «Энергомера»), ИИС «Пирамида» («Системы и Технологии») и многие другие. Но как только потребности предприятия превышают возможности таких систем, приходится либо менять свои пожелания и бизнес-процессы, либо заказывать разработку индивидуальной системы учета. В данном случае существует следующий компромисс: найти «конструктор», в рамках которого при заказе решения можно будет, придерживаясь некоторых правил и ограничений выбранного производителя, удовлетворить все свои потребности. В результате вы получите индивидуальное решение, но за стоимость, меньшую, чем полностью индивидуальная разработка.

 

SCADA как конструктор для создания системы учета

Существуют ли конструкторы для решения подобных задач? Мне известен только один класс подобных систем — SCADA, в которой можно спроектировать автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУТП). Чем система учета отличается от АСУТП? Есть лишь небольшое количество различий (табл. 1).

Таблица 1. Некоторые отличия систем учета и систем управления
Тип свойства АСУТП АСКУЭ
Скорость опроса Высокая Низкая
Тип параметров Измерения и команды Справочники и измерения
Аналитика Тренды Тренды, отчеты, прогнозы
Глубина архива
(время хранения данных)
Технологический цикл изготовления
(например, при производстве твердого сыра это 1,5–2,5 мес.)
Срок исковой давности
(3, 5 лет)
Необходимость интеграции с другим ПО Редко Почти всегда

Таким образом, нет принципиальной невозможности создать с помощью SCADA систему учета любой сложности. Трудоемкость будет определяться, с одной стороны, требованиями заказчика, с другой — наличием специализированных инструментов внутри конструктора (библиотек, типовых элементов, шаблонов отчетов, методов автоматизированного проектирования).

 

Что есть в конструкторе

Мы не раз писали о возможностях использования MasterSCADA для построения комплексных систем учета и неоднократно сами делали такие системы. Ни одна из них не была похожа на другую, но в основе каждой лежала необходимость получить значение потребления в определенной точке. Как любой объект в нашей системе, точка учета существует со своим набором параметров, настроек, алгоритмов, окон, трендов и отчетов (рис. 1).

MasterSCADA

Рис. 1. Типовые точки учета в дереве объектов

Параметры можно добавлять, изменять дизайн окон и форму отчетов «под себя». Разработчик может создать собственную библиотеку приборов учета. Задача разработки системы учета сводится к тиражированию и созданию общих документов (мнемосхем, сводных отчетов, сравнительных графиков). Для тиражирования используется один из двух принципов. Первый — библиотечный объект можно использовать как шаблон. Тогда в структуре описаний (дереве объектов) существует столько же экземпляров объекта, сколько реальных точек учета. При изменении шаблона можно применять изменения ко всем экземплярам или к их части (рис. 2).

MasterSCADA

Рис. 2. Тиражирование методом «Шаблон–Экземпляр«

Второй способ — типизация (рис. 3). Объект существует в дереве в единственном экземпляре, но имеет множественные связи.

Рис. 3. Тиражирование методом «Вызываемых объектов» (типизация)

Изменение структуры такой точки учета представляет собой совсем простую операцию. Для установки и редактирования связей типизированного объекта можно использовать скрипт, написанный на встроенном C#. На рис. 4 показан пример системы учета ресурсов (электроэнергия, газ, вода) на 170 коттеджей, в которой коттедж является типизированным объектом и существует в дереве в единственном экземпляре.

Рис. 4. Система учета потребления ресурсов коттеджного поселка + система автоматического полива

 

Что должно быть в системе учета в обязательном порядке

MasterSCADA

Рис. 5. Состав переменных счетчика СЭТ-4ТМ и регистратора Парма: а) конфигурация MultiProtocol OPC сервера для СЭТ-4ТМ; б) конфигурация MODBUS OPC-сервера для регистратора Парма

Среди обязательных функций системы учета — возможность подключения разнообразных счетчиков, причем в любой момент жизненного цикла системы, в том числе через пять лет ее существования, когда появятся новые приборы. Независимость от производителя как счетчиков, так и программного обеспечения — одно из преимуществ использования SCADA. Вы можете расширять список подключаемых устройств, не обращаясь к производителю базового ПО. Можно выбрать счетчик с уже имеющимся OPC-сервером либо разработать OPC- сервер самостоятельно. Такой инструмент «ИнСАТ» тоже предоставляет.

На рис. 5 приведены примеры конфигурации MultiProtocol OPC-сервера для многотарифного многофункционального счетчика электроэнергии СЭТ-4ТМ и конфигурации Universal MODBUS OPC-сервера для регистратора параметров качества электроэнергии «Парма». OPC-серверы поддерживают спецификации DA и HDA и получают все данные, имеющиеся в устройстве. Синхронизация времени счетчика может настраиваться также через OPC.

Обслуживание системы в процессе эксплуатации, в том числе расширение функциональности, также не требует обращения к производителю базового ПО. Это можно делать силами как персонала, эксплуатирующего систему предприятия, так и любой нанятой сторонней организации.

Часто возникает вопрос, а что делать с построенной системой через пять лет? Мы убеждены, что решением этого вопроса является максимальная независимость от поставщика. Это мнение — результат общения с предприятиями, на которых срок службы частей системы подходит к концу, а поддержка производителя давно не существует. При модульном построении системы на основе стандартных протоколов не потребуется «выбрасывать» систему полностью (и «железо», и ПО).

 

Практические примеры

Насколько разнообразной может быть заказная система учета, покажем на примере нескольких систем последних лет. На рис. 6–8 представлены мнемосхемы систем, данные которых используются как для расчетов с потребителями и поставщиками ресурсов, так и для мониторинга инженерных систем здания (рис. 6), планирования потребления и обмена данными с ERP-системой (рис.7) и оперативного контроля потребления (рис. 8).

Рис. 6. Диспетчеризация инженерных систем здания с системой учета электроэнергии

Время создания типовой точки учета под индивидуальные требования можно оценить только после их анализа. А время тиражирования, в соответствии с нашими замерами, для 30 объектов при использовании метода «Шаблон–Экземпляр» составило 30 мин, при использовании типизации — 20 мин.

Рис. 7.  Пример окна ввода и корректировки плановых значений потребления и форма отчета

В основе каждой из этих систем — типовая точка учета. В ней есть окно настроек (для первичной установки и замены прибора учета), алгоритмы получения агрегатных значений (для приборов без собственного архива), мнемосхема прибора (с отображением архивных и текущих значений, в том числе с трендом), журнал с событиями точки учета, набор отчетов. Все это мало отличается на разных объектах. Более разнообразно то, что происходит с полученными данными дальше. Например, можно отключить полив, если нет оплаты воды, или контролировать соответствие потребления плановым показателям и анализировать эффективность мероприятий по энерго­сбережению. Подключить те или иные дополнительные функции, да еще именно в том виде, в котором хочет заказчик, можно только в SCADA. При этом остается преимуществом легкость подключения любого типа счетчиков и создание отчетов пользовательской формы. Наша практика подтверждает теоретические возможности.

Рис. 8.  Оперативный контроль плановых показателей потребления

Литература
  1. Аблин И. Е. MasterSCADA — основа построения систем диспетчеризации и учета ресурсов в промышленности и ЖКХ // ИСУП. 2008. № 4(20).
  2. Аблин И. Е., Зоря Д. А. MasterSCADA для диспетчеризации и учета ресурсов в системах с «серийными» объектами // Автоматизация и IT в энергетике. 2011. № 11.
  3. Веселуха Г. Л., Цукерман Ю. Д. MasterSCADA — система комплексного учета ресурсов предприятия // Автоматизация в промышленности. 2008. № 9.
  4. Аблин И. Е. Особенности использования SCADA в системах диспетчеризации и учета // Рациональное управление предприятием. 2008. № 6.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *