Автоматизированные системы комплексного мониторинга и управления технологическими процессами

Санкт-Петербург

2019

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации  

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

В. Г. Давыдов   В. Н. Хохловский

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ  

СИСТЕМЫ  КОМПЛЕКСНОГО  

МОНИТОРИНГА  И  УПРАВЛЕНИЯ  

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ  

ПРОЦЕССАМИ

Учебное пособие

ББК 32.973.1
        Д13

Р е ц е н з е н т ы:

Доктор технических наук, старший научный сотрудник, профессор кафедры 

«Электропривод и автоматизация промышленных установок» Уральского 

федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина 

А. М. Зюзев

Кандидат физико-математических наук, заместитель директора Междуна-

родного академического центра компетенции «Политехник-SAP»  

А. Н. Амбражей

Давыдов В. Г. Автоматизированные системы комплексного мониторинга 

и управления технологическими процессами : учеб. пособие / В. Г. Давыдов, 
В. Н. Хохловский. – СПб. : ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2019. – 65 с.

В учебном пособии излагаются общие принципы организации систем 

мониторинга и управления: состав системы, взаимодействие с внешними 
устройствами на основе стандарта OPC, базовые средства анимации и работы 
с графикой, правила работы с сигналами тревоги, построение трендов, 
создание отчетов. 

Предназначено для студентов, изучающих дисциплины «Человеко-ма-

шинные интерфейсы», «Комплексный проект по промышленным контроллерам 
и SCADA-системам», «Распределенные интеллектуальные системы управления», 
включенные в учебные планы подготовки бакалавров и магистров по 
направлениям 27.03.04 и 27.04.04 «Управление в технических системах», а также 
09.04.01 «Информатика и вычислительная техника». В качестве инструментальной 
среды в учебном пособии рассматривается система супервизорного 
управления Citect SCADA 2018 (компания Schneider Electric, Франция). 

Пособие может быть использовано не только студентами, но и специали-

стами, проходящими техническое обучение по указанному курсу.

Табл. 1. Ил. 11. Библиогр.: 5 назв.

Печатается по решению

Совета по издательской деятельности Ученого совета 

Санкт– Петербургского политехнического университета Петра Великого.

© Давыдов В. Г., Хохловский В. Н., 2019
© Санкт-Петербургский политехнический 

университет Петра Великого, 2019

ISBN 978-5-7422-6698-3
doi:10.18720/SPBPU/2/id19-192

Saint-Petersburg

2019

Ministry of science and higher education of the Russian Federation

PETER THE GREAT  

ST. PETERSBURG POLYTECHNIC UNIVERSITY

V. G. Davydov   V. N. Khokhlovskiy

SOFTWARE  SYSTEMS  

OF  INTEGRATED   

MONITORING  AND  CONTROL   
FOR  PROCESSES  AUTOMATION

Training manual

Peter the Great 
St.Petersburg Polytechnic 
University

POLYTECH-PRESS

Peer reviewed by:

Doctor of Engineering, senior researcher, professor of the Department “Electric Drive 
and Automation of Industrial Plants”, Ural Federal University named after the First 

President of Russia B.N. Eltsin  

A. M. Zyuzev

PhD in physical and mathematical sciences, Deputy Director of the International 

Academic Center of Competence “Polytechnic – SAP” 

A. N. Ambrazhey

Davydov V. G. Software systems of integrated monitoring and control for pro-

cesses automation : training manual / V. G. Davydov, V. N. Khokhlovskiy. – Saint 
Pe tersburg: POLYTECH-PRESS, 2019. – 65 p.

The training manual describes the general principles of monitoring and con-

trol systems organization: the system composition, interaction with external devices 
based on the OPC standard, basic tools for animation and working with graphics, 
rules for working with alarms, building trends, and creating reports. 

It is intended for the students studying the subjects “Human-machine interfac-

es”, “Complex project on industrial controllers and SCADA-systems”, “Distrib-
uted intellectual systems of management”, included in the curricula of bachelor’s 
degree and master’s degree programs coded 27.03.04 and 27.04.04 “Management in 
technical systems”, and also 09.04.01 “Computer science and computer engineer-
ing”. Citect SCADA 2018 Supervisory Control System (Schneider Electric, France) 
is considered as the tool infrastructure in the training manual. 

The training manual can be used not only by students, but also by professionals 

who are in technical training on the specified course.

Table 1. Figures 11. References: 5 titles.

Printed by the Publishing Council of the Peter the Great St. Petersburg  

polytechnic university Academic Council

© Davydov V.G., Khokhlovskiy V.N., 2019
© Peter the Great St. Petersburg Polytechnic 

University, 2019

ISBN 978-5-7422-6698-3
doi:10.18720/SPBPU/2/id19-192

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ......................................................................................................7
1. Среда конфигурирования ........................................................................10

1.1. Среда разработки Citect Studio ........................................................10
1.2. Построитель графики Citect............................................................10
1.3. Редактор Cicode ...............................................................................11

2. Управление проектами ............................................................................11

2.1. Создание нового проекта. Включение проектов ............................11
2.2. Архивирование, удаление и восстановление проекта ...................13
2.3. Кластеры и серверы.  
Мастер конфигурирования компьютера ..............................................14

3. Настройка связи и работа с тегами .........................................................16

3.1. Мастер установки нового устройства .............................................17
3.2. Тестирование связи на примере проекта Training .........................18
3.4. Добавление тегов и их редактирование ..........................................23
3.5. OPC Factory Server (OFS) ................................................................25

4. Графика ..................................................................................................31

4.1. Рисование графической страницы проекта ...................................33
4.2. Цветовая анимация графических объектов ...................................35
4.3. Отображение столбиковой диаграммы ..........................................36
4.4. Отображение числовых значений ...................................................37
4.5. Отображение текста и анимация клапана трубопровода ..............38
4.6. Всплывающие окна .........................................................................41

5. Оповещения – сигналы тревоги (Alarms) ................................................43

5.1. Конфигурирование сигналов тревог ..............................................44
5.2. Отображение оповещений (сигналов тревог) ................................46

6. Графики тегов – тренды (Trends) ............................................................47

6.1. Конфигурирование тренд тегов ......................................................48
6.2. Отображение трендов .....................................................................49

7. Команды оператора (Commands and Controls) ........................................51

7.1. Ползунковый переключатель (Slider) ..............................................51
7.2. Команды ввода с помощью мыши (Touch commands) ...................52
7.3. Команды ввода с помощью клавиатуры (Keyboard commands) .....53

8. Анализатор технологических процессов Process Analyst .........................55

8.1. Общие сведения об анализаторе процессов ...................................56
8.2. Свойства анализатора процессов.  
        Отображение трендов и сигналов тревог .......................................57
8.3. Мгновенные тренды........................................................................59

9. Устройства. Регистрация действий оператора ........................................59
10. Отчеты: определение, создание и просмотр ..........................................61
Библиографический список .....................................................................64

ВВЕДЕНИЕ

Наблюдение за состоянием технологического процесса и ис-

пользования этой информации для управления им является традиционной 
задачей автоматизации в различных отраслях промышленности, 
энергетики, строительстве и других областях 
экономики. В существующие учебные планы подготовки бакалавров 
и магистров по направлениям 27.03.04 и 27.04.04 «Управление 
в технических системах», а также 09.04.01 «Информатика 
и вычислительная техника» входят дисциплины: «Человеко-машинные 
интерфейсы», «Комплексный проект по промышленным 
контроллерам и SCADA-системам», «Распределенные интеллектуальные 
системы управления». Предусмотрено изучение 
автоматизированных систем комплексного мониторинга и управления 
технологическими процессами. Содержание учебного пособия 
направлено на решение этой задачи, оно основано на освоении 
компьютерной системы диспетчерского управления и сбора  
данных.

В качестве инструментального программного средства исполь-

зуется система супервизорного (диспетчерского) управления и 
сбора данных Citect SCADA 2018 (или Citect SCADA версии 8.1) 
компании Schneider Electric (Франция). Учебное пособие соответствует 
базовому курсу по системе супервизорного управления 
Citect SCADA, изучаемому в центрах обучения компании 
Schneider Electric за рубежом и в России.

Настоящее учебное пособие является существенно перера-

ботанным пособием [1], раскрывающим особенности системы 

Citect SCADA 2018. Оно содержит 40 упражнений, выполнение 
которых способствует более успешному освоению изучаемого 
материала. 

Авторы выражают искреннюю признательность компании  

АО «Шнейдер Электрик» (Российское отделение компании «Schnei-
der Electric») за помощь при составлении данного учебного пособия.

Названия окон, полей окон, меню, команд, акселераторов, 

клавиш, кнопок и т. п. в тексте выделены полужирным шрифтом. 
Исходные тексты программ и результаты их работы, приводимые 
в учебном пособии, печатаются с использованием непропорционального 
шрифта, а служебные слова языка Сicode – полужирным 
шрифтом. 

Курсивом в тексте выделяются новые понятия, а также от-

дельные слова или выражения, на которые следует обратить 
внимание.

Имена папок, файлов и их расширения пишутся без кавычек.
Цель учебного пособия — рассмотреть основные функцио-

нальные возможности систем комплексного мониторинга технических 
объектов и управления технологическими процессами. 
Глубокое изучение подобного материала невозможно без рассмотрения 
современной программной системы в данной предметной 
области. В качестве такой системы выбрана система суперви-
зорного (или диспетчерского) управления и сбора данных Citect 
SCADA 2018, широко использующаяся на предприятиях в России 
и других странах мира.

Citect SCADA является системой супервизорного управления и 

сбора данных, или системой диспетчерского управления общепромышленного 
назначения. Система Citect SCADA обладает большой 
гибкостью: она позволяет построить, как показывает опыт 
внедрения, систему супервизорного управления, удовлетворяющую 
практически любым конкретным требованиям. Система 
супервизорного управления Citect SCADA пригодна для решения 
как малых, так и больших задач. Ее с успехом применяют для наблюдения 
за производством и оборудованием, а также для управления 
технологическими процессами в различных отраслях про-

мышленности, в энергетике, при транспортировке и переработке 
нефти и газа, в жилищно-коммунальной сфере и других областях. 
Общую информацию о SCADA-системе, ее функциях и о системах 
мониторинга и автоматизации технологических процессов 
можно найти в изданиях [2, 3].

Требования к компьютерам для установки системы зависят от 

многих факторов [4]: количества входов-выходов, оповещений 
(сигналов тревоги или «алармов») и трендов; частоты обновления. 
Для многомашинной архитектуры необходимо учитывать 
особенности кластеризации и количество клиентских машин, для 
клиентских машин – сложность пользовательского интерфейса. 
Следует также отметить, что использование антивирусного программного 
обеспечения на компьютерах с работающей системой 
Citect SCADA может приводить к снижению ее производительности 
и потере данных. Это происходит при некорректной работе 
антивирусных программ, а также сканировании файлов антивирусными 
программами «на лету». В зависимости от конфигурации 
файлы могут быть заблокированы, перемещены или удалены 
как подозрительные на наличие вирусов. В критических ситуациях 
это приводит к серьезным последствиям для обслуживающего 
персонала и оборудования – приостановке работы системы Citect 
SCADA. Для предупреждения подобной работы антивирусных 
программ рекомендуется исключить из проверки на вирусы каталоги, 
в которых размещены система Citect SCADA, файлы данных 
и регистрационные данные проекта, а также архивы, записывающие 
сигналы тревоги.

В пособии приведены базовые сведения о работе SCADA-

системы и ее особенностях в среде конфигурирования Citect 
Studio и построителе графики Citect. Рассматривается создание 
и свойства тегов, работа с различными графическими объектами  
и решение задач, характерных для SCADA-системы: связь с 
устройствами ввода-вывода с помощью OPC-сервера, система 
оповещений (сигналы тревог или «алармы»), построение трендов, 
создание отчетов. Эти задачи являются типовыми при использовании 
любых SCADA-систем.

1. СРЕДА  КОНФИГУРИРОВАНИЯ

Система Citect SCADA состоит из приложений, самыми важны-

ми из них являются следующие: Среда разработки (конфигурирования) 
Citect Studio, Построитель графики Citect и Редактор Cicode. 

1.1. Среда разработки Citect Studio

Приложение Citect Studio – основная подсистема системы 

Citect SCADA, создающая приложения или проекты Citect SCADA 
и управляющая ими. Citect Studio также является управляющим 
конфигурационным приложением, из которого можно запустить 
подсистемы Построитель графики Citect, Редактор Cicode и другие, 
а также создавать файлы конфигурации. Файлы конфигурации 
проекта содержат информацию, не относящуюся к графическим 
страницам. Citect Studio позволяет компилировать и запускать 
на выполнение проектируемое SCADA-приложение (проект 
SCADA-системы).

Упражнение 1.1. Запуск интегрированной среды разработки Citect 

Studio. Запустите приложение Citect Studio, изучите имеющиеся 
команды меню и кнопки-иконки на панели инструментов со 
всплывающими подсказками. Посмотрите справку о приложении 
Citect Studio.

1.2. Построитель графики Citect

Приложение Построитель графики Citect служит для созда-

ния и редактирования графических страниц и работы с объектами, 
входящими в состав графических страниц. Приложение 
Построи тель графики Citect открывается при запуске приложения 
Citect Studio. 

Упражнение 1.2. Запуск приложения Построитель графики Citect. 

Перейдите в среду приложения Построитель графики Citect, изучите 
имеющиеся команды меню и кнопки на панели инструментов 
со всплывающими подсказками. Посмотрите справку о приложении 
Построитель графики Citect.

1.3. Редактор Cicode

Приложение Редактор Cicode представляет собой интегриро-

ванную среду разработки (ИСР), применяется для написания и 
редактирования программ, написанных на языке Cicode. Данное 
приложение можно также использовать в качестве отладчика 
на этапе выполнения для трассировки Cicode-программы и исправления 
ошибок программирования. В среде Редактора Cicode 
можно получить справку по Cicode-функциям. Для этого следует 
щелкнуть правой кнопкой мыши по имени функции и выполнить 
команду Справка контекстного меню. Для запуска приложения  
Редактор Cicode достаточно в любой из сред Citect Studio или Редактор 
Citect нажать кнопку Редактор Cicode на панели инструментов 
или выполнить команду Инструменты/Средства | Редактор Cicode.

Упражнение 1.3. Ознакомление с демонстрационным проектом 

Example. Запустите приложение Citect Studio и выберите в нем 
проект Example (демонстрационный проект устанавливается при 
инсталляции системы). Нажмите кнопку Запустить на панели инструментов, 
чтобы открыть этот проект, и в ответ на запрос нажмите 
кнопку OK. Перемещайтесь по проекту, переходя на новые 
страницы с помощью команд меню Example. Завершив ознакомление, 
закройте проект, нажав кнопку Закрыть.

2. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТАМИ

Как рассматривалось ранее, Citect Studio – приложение, с 

помощью которого выполняется управление проектами и запуск 
конфигурационных приложений и исполняемых программ.  
В среде Citect Studio выполняются основные задачи, к числу которых 
относятся создание, удаление, сохранение и восстановление 
проектов. 

2.1. Создание нового проекта. Включение проектов

Первое, что нужно сделать для конфигурирования нового 

Citect-проекта, – создать новый проект. Каждый проект имеет 

собственную папку в папке …\User, размещенной в системном 
(скрытом) каталоге операционной системы ProgramData. Папка 
проекта формируется при его создании, ей присваивается то 
же имя, что и проекту. В Citect SCADA длина имени проекта не 
должна превышать 64 символа, имя может содержать любые символы, 
кроме точки с запятой и одиночной кавычки.

Для создания нового проекта в среде Citect Studio выберите 

кнопку и строку Добавить | Новый проект… на странице Проекты.

Упражнение 2.1. Создание проекта Training. Создайте новый 

проект. Откройте приложение Citect Studio, выберите страницу 
Проекты, нажмите на кнопку Добавить и выберите строку Новый 
проект… в ниспадающем меню. Настройте параметры проекта: 
в поле Name: укажите имя Training. Система размещает проект 
в папке: ProgramData\Schneider Electric\Citect SCADA 2018\
User (ее местоположение указано при установке системы Citect 
SCADA). 

При создании проекта следует выбрать стиль, в который объ-

единяются шаблоны, то есть образцы будущих страниц проекта. 
Можно использовать имеющиеся стили или создавать новые. 
По умолчанию в качестве стиля шаблонов графической страницы 
в ниспадающем меню диалогового окна указан вариант  
SxW_Style_1_HD1080 (для работы с монитором, имеющим разрешение 
1920 × 1080 пикселей), который рекомендуется поменять 
на стиль, имеющий префикс Tab_ и соответствующий используемому 
разрешению монитора. Напомним часто используемые обозначения 
разрешений экрана (в пикселях): 

VGA – 640 × 480; SVGA – 800 × 600; XGA – 1024 × 768; 
SXGA – 1280 × 1024; HD768 – 1366 × 768; HD1080 – 1920 × 1080; 
WUXGA – 1920 × 1200.
Изучая базовый курс SCADA-системы, будем разрабатывать 

учебный проект, выбрав в качестве основы стиль Tab_Style_1 подходящего 
разрешения для монитора рабочего компьютера. Для 
завершения этапа создания проекта нажмите кнопку OK. Citect 
SCADA создаст файлы конфигурации нового проекта. Обратите 
внимание на строку Training, появившуюся в списке проектов.