Вийшов із друку новий навчальний посібник «Розроблення людино-машинних інтерфейсів та систем збирання даних з використанням програмних засобів SCADA/HMI» доцента кафедри автоматизації та комп'ютерних технологій систем управління Олександра Пупени.
У посібнику розглянуті питання проєктування, розроблення та налагодження автоматизованих систем керування з використанням програмних засобів SCADA/HMI. Засоби розглянуті, як із точки зору необхідних функцій, так і з позиції проєктувальника і розробника. Розглянуті функції відповідають сучасним вимогам, які в свою чергу значно змінилися за останні п’ять років, у зв’язку з ростом можливостей сучасної техніки. У тому числі в посібнику враховане використання технологій Індустрії 4.0, концепцій промислового Інтернету речей та кібербезпеки.
У роботі наведені технології та практики проєктування, а також впровадження, які доступні у більшості інструментальних засобів, що дозволить молодим спеціалістам швидко зорієнтуватися у пошуку аналогічних. Посібник спирається на сучасні світові стандарти, що з’явилися за останні 5-ть років.
Навчальний посібник може бути корисний при вивченні дисциплін «Людино-машинні інтерфейси», курсового та дипломного проєктування студентами зі спеціальності «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології», а також спеціалістам, що працюють за даним напрямом.
Посібник може допомогти молодому спеціалісту і студенту в наступному:
- дізнатися про функції, які можуть надавати засоби SCADA/HMI;
- дізнатися про архітектури та принципи побудови SCADA/HMI;
- дізнатися про сучасні стандарти побудови SCADA/HMI та кращі практики, які в них закладені;
- дізнатися про сучасні тенденції в побудові людино-машинних інтерфейсів, які в найближчому майбутньому стануть стандартами де-факто;
- отримати рекомендації щодо розроблення SCADA/HMI в складі АСКТП;
- отримати базові знання в побудові систем SCADA/HMI на базі підходів IIoT;
- отримати базові знання в системах Historian;
- отримати базові знання в процесах інтегрування систем керування;
- отримати базові знання з кібербезпеки АСКТП.
Він може бути також цікавим спеціалістам, які вже мають досвід у розробленні систем SCADA/HMI, оскільки містить опис стандартів, технологій і практик, які можуть бути невідомими їм.
Структура посібника орієнтована на вивчення матеріалів в окремій дисципліні «Засоби SCADA/HMI», із послідовним проходженням по розділах. Однак кожний розділ містить велику кількість додаткового матеріалу, а деякі мають довідниковий характер. У зв’язку з цим, на початку кожного розділу вказуються рекомендації щодо вивчення матеріалу. Більшість розділів орієнтовані на окрему підсистему, тому спеціалісти можуть ознайомлюватися з цікавими їм матеріалами вибірково.
Розділи включають приклади на засобах трьох постачальників: Citect (AVEVA Schneider Electric), zenon (COPA DATA), WinCC Comfort (операторські панелі SIMATIC Comfort). Це дає змогу отримати інформацію про способи реалізації тих чи інших функцій а також використати даний матеріал при підготовці до лабораторних робіт з курсу. Крім того, викладачі можуть адаптувати даний посібник під інші платформи, які використовуються в їх ЗВО.
Перший розділ посібника присвячений опису SCADA/HMI з точки зору їх використання. У ньому показані функції, засоби, загальні принципи побудови та розроблення. Цей розділ буде корисним всім інженерам, задіяним у виробництві. Він не перевантажений термінами, і не відкриває сутність процесів розроблення. Тим не менше, для кращого розуміння інших розділів він рекомендується для читання усім.
Другий розділ вводить читача в структуру систем SCADA/HMI зсередини, а також означує послідовність етапів при розробленні. Він, по суті, є коротким путівником по процесах розроблення і разом із іншими розділами робить посібник цілісним.
У третьому розділі показані процеси, що задіяні при проєктуванні бази даних реального часу – центрального ядра, навколо якого крутяться інші підсистеми. Тут читач може ознайомитися з налаштуванням тегів, їх зв’язком із підсистемою вводу/виводу та іншими підсистемами.
Четвертий розділ має довідниковий характер і містить опис роботи драйверів найбільш вживаних протоколів і стандартів взаємодії: Modbus, OPC DA, OPC UA, S7 та MQTT. Для початкового вивчення матеріалу в курсі SCADA/HMI можна ознайомитися тільки з першими параграфами, інші підрозділи варто читати за необхідності.
П’ятий розділ повністю описує технології і процеси задіяні в розробленні підсистеми людино-машинного інтерфейсу. Значна частина матеріалу щодо функцій HMI дана в 1-му розділі, у цій частині графічний інтерфейс розглядається в контексті розроблення. Велика увага в розділі присвячена стандарту ISA-101.
У шостому розділі розглядаються усі функції та процеси, що задіяні при розробленні підсистем тривожної сигналізації. Ці підсистеми є дуже важливими складовими будь якої АСКТП, тому розділ досить об’ємний за змістом і також може читатися, як окремий посібник.
У сьомому розділі описані процеси, задіяні при розробленні підсистеми трендів. Функціональна частина підсистеми описана в 1-му розділі. Тут приділяється увага конфігуруванню запису даних у тренди, та їх відображенню.
Функціональні можливості великої кількості SCADA/HMI вписуються в «джентльменський набір», що наведений у попередніх розділах і потребують досить значних затрат на їх розроблення. Інші функції є вибірковими, тобто залежать від особливостей виробництва чи вимог замовника. Ці додаткові функції даються у восьмому та дев’ятому розділах.
У розділі 8 описані робота з рецептами, звітами, календарного виконання, генерування подій, робота зі скриптами та мультимовна підтримка. Крім того, у восьмому розділі описані функції підсистеми керування доступом, яка є обов’язковою для всіх засобів SCADA/HMI, але є недостатньо великою, щоб увійти в окремий розділ.
Враховуючи, що засоби SCADA/HMI як правило є частиною поєднаних між собою систем керування, окремий 9-й розділ присвячений інтеграції їх із іншими системами. Там розглядаються також питання кібербезпеки, віддаленого доступу, концепції промислового інтернету речей та використання Historian.
Останній, 10-й розділ присвячений питанням життєвого циклу SCADA/HMI. Він повинен допомогти молодому спеціалісту при проєктуванні, розробленні та налагодженні. Матеріал розділу вміщує практики з досвіду автора та колективу кафедри автоматизації та комп'ютерних технологій систем управління НУХТ у розробленні SCADA/HMI а також кращі практики, закладені сучасними стандартами.
Зміст і вступ можна переглянути тут.
