info@finestart.school
8 (800) 250-7720
+7 (495) 761-5600
info@finestart.school
8 (800) 250-7720
+7 (495) 761-5600
События и Тревоги в SCADA
сергей рылов
к.т.н., эксперт по автоматизации производства,
Школа Fine Start
В данной статье продолжим рассматривать SCADA.
SCADA системы позволяют контролировать значения параметров производственного процесса. Но одного только контроля параметров недостаточно, необходимо во многих случаях сообщать оператору об аварийной ситуации, близости значения параметра к аварийному значению, вести учет всех имевших место аварийных ситуаций.
Все современные SCADA системы позволяют работать с тревогами и событиями.
Итак, начнём!
В АСУ ТП сложных и опасных производственных объектов принято функциональное разделение входных сигналов на:
- данные для управления и автоматического регулирования технологическим процессом
- информационные/мониторинговые данные
- события
- тревожные сообщения
Два последних типа входных сигналов, как правило, относятся к системам Противоаварийной защиты (ПАЗ).
Рассмотрим их подробнее.
События (Events)
События (Events) представляют собой обычные статусные сообщения системы и не требуют немедленной реакции оператора.
Обычно событие генерируется при возникновении в системе определенных условий, например — вход в систему, или регистрация оператора в системе, или включение дренажного насоса.
События отображаются на экранах визуализации и регистрируются в журнале событий в системе и могут впоследствии обрабатываться текстовым редактором.
Тревожное сообщение – это некое сообщение, предупреждающее оператора о возникновении ситуации, которая может привести к нежелательным, нестандартным, а иногда и к очень серьезным последствиям, и потому требующее его внимания, а зачастую и вмешательства.
В АСУ ТП и в системах ПАЗ особенно различают подтвержденные и неподтвержденные тревожные сообщения. Сообщение считается подтвержденным после того, как оператор отреагировал на него, как минимум квитировал. До этого сообщение считается неподтвержденным.
Тревожные сообщения в современных SCADA-системах различных производителей/разработчиков, как правило, делятся на два типа:
- предупреждения (warnings)
- алармы (alarms)
Состояние тревоги, в дальнейшем Аларм (Alarm) — это некоторое сообщение, предупреждающее оператора о возникновении определенной ситуации, которая может привести к серьезным последствиям, и потому требующее его внимания, а часто и вмешательства.
В большинстве современных SCADA — систем, наряду с другими подсистемами, имеется подсистема алармов.
От эффективности подсистемы алармов зависит скорость идентификации неисправности, возникшей в системе, или технологического параметра, вышедшего за установленные регламентом граничные уставки.
Быстродействие и надежность этой подсистемы помогают существенно повысить безаварийность и непрерывность технологического процесса и сократить время простоя технологического, энергетического оборудования. Подсистема алармов — это обязательный компонент любой современной SCADA — системы. Различают аналоговые и дискретные алармы в SCADA-системах.
Все алармы, вызываемые выходом значений технологических параметров за допустимые границы, неисправностью оборудования, срабатыванием оборудования ПАЗ и т. д. и которые необходимо предварительно конфигурировать, относятся, соответственно, к конфигурируемым аларма.
С другой стороны, когда речь идет о типах алармов, то все SCADA — системы поддерживают такие типы алармов, как дискретные и аналоговые.
Дискретные алармы срабатывают при изменении состояния дискретной переменной. При этом для срабатывания аларма можно использовать любое из двух состояний: TRUE / ON (1) или FALSE / OFF (0). По умолчанию дискретный аларм может срабатывать на ON или OFF, в зависимости от конкретной SCADA — системы.
Аналоговые алармы базируются на анализе выхода значений переменной за указанные верхние и нижние пределы.
Аналоговые алармы могут быть заданы в нескольких комбинациях:
- High и High High (верхний и выше верхнего)
- Low и Low Low (нижний и ниже нижнего)
- Deviation (отклонение от нормы)
- Rate of Change — ROC (скорость изменения)
Из рисунка 2 видно, что алармы Hi и HiHi срабатывают при достижении переменной заданных для каждого аларма пределов (High Alarm, High High Alarm).
Для выхода переменной из состояния аларма (HiHi или Hi) необходимо, чтобы ее значение стало меньше порогового на величину, называемую зоной нечувствительности (Deadband).
Аналогично можно интерпретировать алармы типа Lo и LoLo.
Все вышеизложенное справедливо и для аларма типа Deviation, только речь в этом случае идет об отклонении значения переменной от заданного значения (Setpoint), причем это заданное значение в ходе технологического процесса может изменяться либо оператором, либо программно (автоматически).
Аларм сработает при выходе значения переменной за границу предельно допустимого отклонения.
Алармы типа ROC срабатывают, когда скорость изменения параметра становится больше предельно допустимой. Понятие «зона нечувствительности» (Deadband) к алармам этого типа не применяется.
Подсистемы алармов в SCADA Intouch и Citect
Безусловно, основные задачи подсистемы алармов реализованы в обеих SCADA — системах. Но особенностей ее реализации достаточно много.
Исполняющая система Citect всегда передает информацию об аппаратных (Hardware) алармах в Citect — приложениях. За разработчиком остается только решение по использованию конфигурируемых алармов.
Доступность информации обо всех аварийных ситуациях в InTouch зависит от разработчика приложения.
Подсистема алармов в InTouch и Citect является распределенной: при этом используется архитектура Client/Server. В Citect в рамках одного домена (domain) в локальной сети допустимо использование только одного сервера алармов. Остальные компьютеры могут выполнять лишь функцию клиентов по отношению к этому серверу. В InTouch допустимо произвольное количество серверов и клиентов, если брать во внимание распределенную, а не стандартную систему.
В Citect предлагается два дополнительных типа алармов: с меткой времени и составные алармы. Последний тип алармов дает большую свободу разработчику в вопросе генерации алармов по любому условию.
Все алармы, генерируемые приложениями в InTouch и Citect, могут быть сохранены на диске. В первом случае используются ASCII — файлы в .CSV — формате, во втором допустимыми форматами хранения являются .TXT для ASCII — файлов, а также форматы .RTF и .DBF.
В InTouch существуют специальные графические объекты (Wizards) для отображения алармов, которые могут помещаться в любое окно (Window) приложения. При конфигурировании каждого объекта в окне определяются группы алармов с приоритетами, которые будут отображаться в объекте на этапе исполнения.
Citect разработал шаблоны страниц (Pages), специально ориентированные на вывод как текущих и аппаратных алармов, так и сводки алармов.
Приоритеты алармов
В современных средах разработки SCADA-систем — подсистема алармов позволяет устанавливать приоритеты алармов, а также конфигурировать группы алармов.
Каждая переменная связывается с какой-либо группой алармов, группы определяются разработчиком или пользователем и могут быть объединены в иерархическую структуру.
Это позволяет сгруппировать алармы в зависимости от их организации, принадлежности к технологическим блокам, территориального размещения оборудования и любых других признаков.
Каждому аварийному сообщению в подсистеме алармов можно присвоить некоторое значение, называемое приоритетом аларма.
Этот приоритет характеризует важность данного аларма, опасность события, вызвавшего срабатывания этого внутрисистемного сообщения.
В среде разработки SCADA-системы InTouch (компания Wonderware, США) приоритет аларма может принимать значение от 1 до 999. По умолчанию сконфигурировано четыре диапазона приоритетов (4):
- Критические алармы — диапазон приоритетов от 0 до 249
- Существенные алармы — диапазон приоритетов от 250 до 499
- Несущественные алармы — диапазон приоритетов от 500 до 749
- Информационные алармы — диапазон приоритетов от 750 до 999
В средах разработки WinCC, WinCC-Flexible (компания Siemens AG, Германия) можно сконфигурировать до 16 уровней (диапазонов) приоритетов алармов.
У некоторых современных производителей аппаратных и программных компонентов АСУ ТП применительно к опасным и взрывоопасным объектам разработаны и сертифицированы в РФ специальные программные пакеты, приложения к SCADA-системам этих производителей, позволяющие управлять и ранжировать сообщения и алармы от системы ПАЗ.
Например, это:
- Инструментальное приложение управления сообщениями Triconex Safety View от компании Schneider Electric
- Пакет анализа тревожных сообщений Explog от компании Yokogawa Electric
Выводы
На сложных опасных производственных объектах с большим количеством точек контроля и сигнализаций, с многоэкранной и сложной SCADA необходимо внедрять ранжирование тревожных и аварийных сообщений/сигнализаций, что поможет принять правильное и своевременное решение в сложной нештатной ситуации.
Это минимизирует аварийные ситуации, аварийные остановки оборудования, простои технологического оборудования, пуски оборудования и т. д.
Сергей Рылов
К.Т.Н., ЭКСПЕРТ ПО АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА, ШКОЛА FINE START
Более 10 лет опыта инженером по автоматизации, инженером-программистом АСУ ТП и инженером-проектировщиком АСУ ТП в разных отраслях промышленности.
Принимал участие в таких крупных проектах автоматизации, как проекты ГУП «Мосгортранс» и ОАО "Линде Газ Рус".
Заинтересовала статья?
Освоить востребованную профессию в сфере автоматизации производства вы можете в Школе Fine Start. Узнайте детали в каталоге наших профессий
