Эффективные инструменты для снижения cовокупной стоимости владения SCADA-системой

Одним из важных критериев в выборе того или иного продукта на рынке автоматизации, а в частности SCADA-систем, является не только все функциональные, технические характеристики, но и экономические. При прочих равных условиях экономическая составляющая выходит на первый план, а для России это один из наиболее важных критериев в силу сложившегося развития систем автоматизации. Одним из главных показателей экономической эффективности выбора того или иного продукта является такой показатель как Совокупная стоимость владения (ТСO — Total Cost of Ownership). Совокупная стоимость владения — сравнительно новое понятие, которому в последнее время уделяется самое пристальное внимание. Под совокупной стоимостью владения понимается сумма прямых и косвенных затрат, которые несет владелец системы за период "жизненного цикла" последней. При анализе Совокупной стоимости владения рассматривают "жизненный цикл", включающий в себя время жизни существующей системы, время, необходимое для проектирования новой системы, срок эксплуатации с учетом амортизации ее элементов и ориентировочного срока ожидания. Под сроком ожидания понимают время, необходимое для выхода системы на уровень доходности, при котором ее эксплуатация позволяет получить частичный (до 90%) возврат инвестиций, вложенных в систему.

Рассмотрим, как же возможно снизить этот показатель на примере новой SCADA-системы "ClearSCADA 2007" компании Control Microsystems, который напрямую отражает общую стоимость внедрения системы, обслуживания и дальнейшего расширения.

В так называемом "жизненном цикле" SCADA-систем есть несколько этапов, которые влияют на Совокупную стоимость владения. Этап первый — "системная конфигурация или разработка проекта", этап второй — "расширение системы", например, увеличение количества клиентских станций, пользователей, и этап третий — "обслуживание системы".

Обычно стоимость разработки проекта SCADA-системы складывается из трех составляющих: лицензий на программное обеспечение, аппаратного обеспечения (RTU/PLC), и, собственно, инженерной разработки. Согласно статистике, соотношение цены между ними распределяется в соотношении 15 %, 25 % и 60 % соответственно. Теперь видно, что поскольку инженерная разработка составляет наибольшую часть стоимости проекта, то снижение этой составляющей представляет наибольший интерес. Этого можно добиться путем снижения цены инженерной разработки либо сокращения времени разработки. "ClearSCADA 2007" содержит инструменты, позволяющие легко и с небольшими затратами времени выполнять проектирование, рассмотрим их.

"ClearSCADA 2007" уникальна на рынке SCADA-систем тем, что предлагает настоящую объектно-ориентированную среду. Часть разработчиков утверждает, что их продукты построены на тех же принципах, но в действительности это относится в основном к графике, которая содержит некоторые элементы объектной архитектуры, тогда как на самом деле подобная среда требует специальных программных скриптов для сопоставления с тэгами в базе данных. В "ClearSCADA 2007" объекты содержат настройки и параметры, связывающие их с устройствами, которые они отображают. Например, объект "насос" может содержать все точки, события, алармы, графические изображения, значки, параметры безопасности, отчеты, логику высокого уровня, связанную с реальными устройствами. Объекты не только отображают состояние оборудования предприятия, они могут также моделировать общие вычисления, внешний доступ к базе данных, ключевые индикаторы производительности (KPI), условия выполнения событий и много других задач, которые необходимы для выполнения SCADA-системой. Так как эти операции являются модульными, их просто добавить к любой части приложения. Например, если есть стандартное вычисление производительности "насоса", то возможно создание этой формулы как объекта и привязки ее к "насосу". Такой подход позволяет создать проект, где много одинаковых объектов, таких как "насосы", "скважины", "лифтовые станции" и многие другие. Это помогает сэкономить до 75 — 90 % времени разработки по сравнению с другими SCADA-системами. К примеру, один из пользователей "ClearSCADA 2007" в Вайоминге расширяет месторождение газа почти каждый день. Он разворачивает новый объект в "ClearSCADA 2007" менее, чем за две минуты и при этом не затрагивает операционную систему. В Хабаровске сложный проект по автоматизации насосных станций был разработан менее, чем за 2 недели.

Выше было рассказано об инструментах "ClearSCADA 2007" для оборудования или полевых устройств, теперь поговорим о рабочих станциях операторов и о том, что необходимо для их расширения. "ClearSCADA 2007" специально разработана для сильно распределенных сетей (WAN) и использует клиент-серверную архитектуру, где клиентские рабочие станция (или ПК) независимы от сервера и его базы данных с точки зрения конфигурации. При изменении настроек конфигурации сервера "ClearSCADA 2007" не требуется никаких изменений настроек для клиентов с нулевым администрированием. Причина такой возможности в том, что сервер управляет полной базой данных SCADA-системы, включая конфигурацию, данные в реальном времени, алармы и события, исторические данные. Когда оператор или инженер входят в систему, данные (графические дисплеи или изображения), которые находятся в базе данных сервера, передаются клиенту через LAN/WAN. Так как большинство конкурирующих SCADA-систем используют растровую графику, их использование означает, что страницы с данными могут быть большими по размеру, и, если LAN/ WAN имеет ограниченную полосу пропускания, система будет очень медленной и/или непригодной к использованию. Обычное решение этой проблемы состоит в том, чтобы иметь локальные копии всей графики на клиентской рабочей станции, но тогда могут возникнуть проблемы с обслуживанием системы.

Рисунок №1 показывает, что "Well66" — объект, полученный из шаблона "WellHead type 1"

В "ClearSCADA 2007" используется векторная графика, которая по размеру обычно в 20 раз меньше растровой, соответственно, размер обычных графических

изображений составляет десятки Кбайт и они могут без задержек передаваться при помощи медленных WAN-соединений. В дополнение клиент "ClearSCADA 2007" ("ViewX") кэширует изображения, поэтому клиенту передаются данные только при их изменении. В "ClearSCADA 2007" используется два типа клиентов: полнофункциональный Windows-клиент — "ViewX") и web-клиент — "WebX". Одно из отличий в том, что "ViewX" может быть использован для изменения конфигурации, а "WebX" нет. Клиенты предоставляют полные функции доступа и управления и являются клиентами с нулевым администрированием.

Исследовательская фирма Gartner Group полагает, что порядка 40-50 % продолжающихся затрат на систему касаются работ по обслуживанию и поддержке IT-системы. Исходя из предположения, что в индустрии SCADA-систем проценты затрат примерно аналогичны, следует важность того, что система должна быть легко расширяема и различными аппаратными устройствами (PLC/RTU), и рабочими станциями операторов, и объемом серверной памяти для того, чтобы соответствовать изменяющимся потребностям пользователей с минимальными затратами и временем простоя.

Наличие централизованной серверной архитектуры означает, что все изменения конфигурации автоматически доступны всем клиентам. Для добавления нового оператора или инженера в систему, все что требуется — это присвоить пользовательский аккаунт и пользовательскую группу безопасности, определяющую права доступа. Теперь они могут входить в систему с любого автоматизированного рабочего места.

В предыдущем разделе была отражена возможность изменения конфигурации с помощью любого клиента (даже удаленного), рассмотрим инструменты по обслуживанию сервера и диагностике соединений.

Рисунок № 2

Рисунок № 3

Сервер "ClearSCADA 2007" работает как служба операционной системы MS Windows, в его состав входит программа "Server Status" (рис. 2) для отображения работы сервера. Также есть web-версия для удаленного управления. Эти программы обеспечивают полную проверку состояния системы и контролируют размер базы данных и архива, ошибки коммуникационных драйверов, учет количества входов в систему и отказов, использование памяти и служб, резервных серверов (если сконфигурированы), OPC-соединений и соединений web-клиентов. Вот два типовых примера, где это используется: коммуникационные драйверы и настройка размеров базы данных/архива. Каждый коммуникационный драйвер или протокол имеют свои собственные статусы и опции, которые можно контролировать. Рисунок 3 показывает опции входа в систему для протокола DNP3. Как только опции активированы, драйвер создает текстовые файлы системного журнала для всех соединений (рисунoк 4).

Рисунок № 4

Рисунок 4 показывает базу данных "ClearSCADA 2007" и использование системных файлов и памяти. Раздел "Config" относится к пользовательской конфигурации, раздел "Data" — данные реального времени, характеризуемые постоянным доступом к диску даже в случае перезагрузки системы, раздел "Event" — журнал событий и алармов, раздел "Raw" — архив исторических данных.

Таким образом, видно, что "ClearSCADA 2007" содержит множество инструментов, обеспечивающих широкий ряд преимуществ, связанных с оптимизацией Совокупной стоимости владения. Как результат, "ClearSCADA 2007" — не только программное обеспечение для визуализации технологических процессов, обладающее всеми современными техническими возможностями, но и экономически выгодный инструмент для построения SCADA-систем.

ООО "ПЛКСистемы"
125362, Москва, ул. Циолковского, д. 4
Тел./факс: (495) 105 77 98
Факс: (495) 789 83 45
e-mail: info@plcsystems.ru
www.plcsystems.ru