CC BY
18
УДК 65.011.56
Ремизов М.Ю., Егоров А.Ф.
ВЫБОР SCADA-СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ
Ремизов Максим Юрьевич, магистрант 1 курса факультета информационных технологий и управления РХТУ им. Д.И. Менделеева, e-mail: maxremz@gmail.com
Егоров Александр Фёдорович, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой компьютерно-интегрированных систем в химической технологии РХТУ им. Д.И.Менделеева
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия, 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20
В работе проведен анализ SCADA-систем и методов многокритериальной оптимизации. Рассмотрены их функции и характеристики. Представлены результаты по выбору наилучшей SCADA-системы методом анализа иерархий. Проведен сравнительный анализ результатов для выбора наилучшей SCADA-системы.
Ключевые слова: SCADA-системы, многокритериальная оптимизация.
SELECTION OF SCADA-SYSTEMS USING THE HIERARCHY ANALYSIS METHOD
Remizov M.Y., Egorov A.F.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
In this work the analysis of SCADA-systems and methods of multicriteria optimization is made. Functions and characteristics of study objects are considered. The results of choosing the best SCADA-system by the method of hierarchy analysis are presented. Comparative analysis of the results for choosing the best SCADA-system is made. Keywords: SCADA-systems, multicriteria optimization.
Введение. Современные автоматизированные системы управления представляют собой многоуровневые человеко-машинные системы, на одном из уровней которых используется SCADA-системы (Supervisory Control and Data Acquisition) -системы сбора данных и оперативного диспетчерского управления.
В настоящее время известно достаточно большое количество как зарубежных, так и отечественных фирм по разработке SCADA-систем. В связи с этим возникает проблема выбора оптимальной SCADA-системы, но при этом существует ряд трудностей, связанных с тем, что отдельные программные продукты приходится сравнивать сразу по нескольким критериям, таким как надежность, техническая поддержка и т. д.
В таких условиях для выбора наилучшей SCADA-системы необходима разработка специальных алгоритмов, что и является целью данной работы.
Анализ отечественных и зарубежных SCADA-систем. Основными функциями SCADA-систем являются: сбор данных от контроллеров; первичная обработка данных; архивизация данных; представление трендов измеряемых величин; сообщение о неисправностях и авариях; печать протоколов и отчетов; ввод в систему команд операторов; связь с другими пультами операторов; решение прикладных задач на базе текущих данных.
К SCADA-системам предъявляются следующие основные требования: надежность системы; безопасность управления; точность
обработки и представления данных; простота расширения системы.
Системы, выбранные для сравнения, представлены в таблице 1. [1,2.3]
Таблица 1. SCADA-системы
SCADA Фирма-изготовитель Страна
InTouch Wonderware США
iFIX Intellution США
Genesis32 Iconics ОТА
Monitor Pro Schneider Electric Франция
Trace Mode AdAstra Россия, г. Москва
Решение задачи и анализ результатов выбора 8САБА-системы. В соответствии с методом анализа иерархий для выбора наилучшей SCADA-системы разработан следующий алгоритм:
1. Решение задачи выбора оптимальной SCADA-системы следует начинать с декомпозиции проблемы. Была составлена иерархия критериев, по которым производили сравнение, представленная на рисунке 1.
2. На каждом уровне иерархии на основе суждений эксперта строятся матрицы попарных сравнений. Элементы иерархии сравниваются по специальной девятибалльной шкале. Матрица представлена в таблице 2.
Рис.1. Иерархия задачи выбора SCADA-системы.
Таблица 2. Матрица попарных сравнений.
Производительность Trace Mode Monitor Pro InTouch iFix Genesis32
Trace Mode 1 a12 a13 a14 a15
Monitor Pro 1/ ai2 1 a23 a24 a25
InTouch 1/ ai3 1/ a23 1 a34 a35
iFIX 1/ a14 1/ a24 1/ аз4 1 a45
Genesis32 1/ a15 1/ a25 1/ аз5 1/ a45 1
3. Для каждой матрицы попарных сравнений рассчитывается собственный вектор (формула 1).
V
lalla12 ■ ■aln
la21a22. ■a2n
(1)
4. Вектор приоритетов альтернатив относительно какого-либо критерия вышестоящего уровня иерархии получается нормированием собственного вектора соответствующей матрицы попарных сравнений.
5. Проводится оценка согласованности суждений эксперта путем расчета трех характеристик: собственного значения матрицы:
далее рассчитывается индекс согласованности
(ИС) матрицы попарных сравнений, после чего берется отношение ИС к среднему случайному индексу (СИ) для матрицы того же порядка. Полученное значение называется отношение согласованности матрицы (ОС) (формула 2).
ОС =
НС
СИ
(2)
Приемлемым считается значение ОС меньше или равное 0,10
6. В случае если ОС матрицы больше 0,10 эксперту следует пересмотреть суждения [4,5,6]
Таким образом, решением задачи является вектор приоритетов альтернатив относительно верхнего уровня иерархии, на основании которого лицу, принимающему решение, рекомендуется выбрать ту альтернативу, приоритет которой максимален.
По такому алгоритму сравнивались все критерии и подкритерии. Расчет производился с помощью табличного процессора Microsoft Excel. После сравнения программных продуктов по всем критериям, был произведен выбор наилучшей SCADA-системы
Результаты выбора наилучшей SCADA-системы представлены в таблице 3.
Таблица 3. Приоритеты выбора SCADA-систем.
Приоритеты выбора SCADA-систем
Надежность Обмен данными Удобство работы Тех. Поддержка Цена Вектор Приоритет
Trace Mode 0,17 0,434 0,577 0,555 0,229 0,212 0,261
Monitor Pro 0,175 0,140 0,061 0,108 0,056 0,131 0,161
InTouch 0,273 0,154 0,064 0,059 0,071 0,188 0,231
iFIX 0,211 0,159 0,185 0,147 0,189 0,159 0,195
Genesis32 0,171 0,113 0,102 0,131 0,454 0,123 0,152
Сумма 0,813
ИС 0,034 0,016 0,017 0 0,0016
Отношение согласованности 0,021
Анализ результатов выбора наилучшей SCADA-системы представлен на рисунке 2.
Рис.2.Ранжирование альтернатив при выборе наилучшей SCADA-системы.
Результаты расчета на основе заданных матриц попарных сравнений показывают, что оптимальной является отечественная SCADA-система Trace Mode. На диаграммах видно, что этот программный продукт имеет максимальный приоритет при выборе наилучшей SCADA-системы.
Список литературы
1. SCADA системы для АСУ ТП. SCADA-$0РТЬ001С-МЕ$-ЕАМ [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.adastra.ru/ (дата обращения 9.03.2018).
2.IC0NICS GENESIS32 Версия 6.0 Начальные сведения и ускоренное ознакомление с основными подсистемами [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
ftp://ftp.prosoft.ru/pub/Software/IC0NICS/GEN32/Russ ¡ап Documentation/V6/GettingStarted/Gen32 GetStarte d ver6.pdf (дата обращения 10.03.2018).
3.Wonderware FactorySuite InTouch Руководство пользователя [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://intouch.ru/support/InTouchUG.pdf (дата обращения 10.03.2018).
4. Т. Саати. Принятие решений. Метод анализа иерархий: Пер. с англ., - М.: Радио и связь, 1993. -320 с
5. О. И. Ларичев. Теория и методы принятия решений, а также Хроника событий в Волшебных странах: Учебник. - М.: Логос, 2000. - 296 с.
6. Н. П. Деменков. Нечеткое управление в технических системах, М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. - 200 с.
