Средства создания операторского интерфейса автоматизированных систем
| скачать Средства создания операторского интерфейса автоматизированных систем (SCADA-приложения). Применение. Особенности. Возможности и средства, присущие SCADA-пакетам. Состав SCADA. Виды SCADA. TraceMode. Citect. InTouch. iFix. Wizcon GeniDAQ. WinCC. MasterSCADA Средства создания операторского интерфейса автоматизированных систем. SCADA – центральное управление и сбор данных. Основное назначение: сбор информации автоматизированного процесса, вывод ее пользователю в удобном виде, сохранение сообщений в БД и дистанционное управление любым элементом автоматизированного комплекса. Архитектура SCADA:  Централизованное управление связано с тем, что SCADA может контролировать любой элемент АС. Процесс взаимодействия можно разделить на две части:
1. Система получения данных Для получения данных из промышленной сети используются следующие действия: 1.1. Использование специализированного устройства и драйвера (устройство подключается непосредственно на вычислительном узле и в SCADA – приложении обеспечивается доступ через реализацию драйвера устройства. 1.2. Использование специализированного устройства и стандартных средств передачи данных (взаимодействие осуществляется через стандартизированный промышленный протокол или через OPC – сервер) 1.3. Использование промышленной сети с драйвером промышленной сети. В этом случае адаптер доступа является вынесенным адаптером, установленном на объекте, обеспечивающим два интерфейса: интерфейс промышленной сети и интерфейс вычислительной сети. Для обеспечения работы с промышленной сетью ЭВМ со SCADA должна содержать либо драйвер, либо OPC-сервер. ^ реализуется с помощью графических элементов, каждый из которых связывается с аппаратурой с применением элементов, называемых тегами. Количество тегов определяется протоколом взаимодействия с промышленной сетью. Технология связывания графических объектов и тегов для каждого приложения является различной, но основной принцип коммуникации соответствует рисунку. Под SCADA – приложением подразумевается любое ПО, которое получает данные с внешних устройств, формирует управляющие команды, сохраняет информацию на внешних носителях и формирует графическое приложение системы. Любое SCADA – приложение должно иметь набор инструментальных средств, позволяющих создавать уже в разработанных интерфейсах типовые модули подключения новых объектов и создание однотипных интерфейсов оператора для типовых автоматизированных систем. SCADA – приложение – прикладное ПО, позволяющее создавать систему отображения по технологии быстрой разработки. Точки ввода / вывода – это внешние по отношению к SCADA параметры, либо передаваемые во внешнее оборудование / приложение, либо получаемые. ^ 1. Обеспечивается автоматизированная разработка, позволяющая создать ПО системы без программирования, либо с небольшим объемом программирования для реализации функций и условий 2. SCADA – средство сбора первичной информации от устройств нижнего уровня. SCADA включает драйверы доступа к оборудованию, либо поддержку OPC – серверов. Если драйвер отсутствует, то разработчик обеспечивает его разработку. 3. В SCADA реализованы средства управления и регистрации сигнала об аварии (alarm) включает систему отображения, сохранение на внешнем носителе с учетом времени возникновения и систему квитирования (механизм, обеспечивающий сохранение времени определения аварии оператором) 4. Средство хранения информации с возможностью ее постобработки. Используется 2 метода: 4.1. взаимодействие с СУБД, включено в состав SCADA-приложения 4.2. использование интерфейса ODBC к популярным БД – Oracle, MySQL, MsMySQL. 5. Средство визуализации информации включает построение графиков, гистограмм, изменение свойств графических элементов и т.д. Отображение осуществляется в режиме реального времени и в режиме тестообработки. ^ Программные компоненты Основные программные компоненты SCADA-приложений – это средства, обеспечивающие поддержку процесса мониторинга и управления с целью оптимизации времени. К совокупным программным компонентам относятся: 1. БД реального времени (обеспечивают работу с информацией в виде реального физического значения, представляемого в тех единицах, которые являются основными для измеряемого параметра) 2. Подсистема ввода / вывода реализуется с применением специальных компонентов, которые называются тегами и каналами 3. Система трендов (обеспечивает представление сохраняемых величин в табличном или графическом виде с возможностью сохранения истории) 4. Регистрация аварийных ситуаций (аварийные ситуации регистрируются автоматически в специализированном журнале, при помощи тревожных тегов и обладают тремя видами времени: а) время возникновения б) время квитирования в) время устранения Время возникновения – время появления аварийного бита в контролируемом параметре Время квитирования – время, в которое оператор определил наличие аварийной ситуации Время устранения – время, в которое значение аварийного бита списывается любое значение, получаемое с внешнего оборудования, а также значения являющиеся виртуальными каналами, являются для SCADA объектом с установленным перечнем свойств и функций. Данный набор свойств и функций позволяет применять созданный тег, для трендов, alarm и графических элементов. ^ Утилиты администрирования 1. Управление доступом (позволяет создавать пользователей, группы пользователей, а также позволяет устанавливать флаг доступа для каждого элемента операторского интерфейса). Система управления доступом реализована на двух уровнях: I. Защита разрабатываемого проекта II. Защита среды исполнения Для этого предусматривается различная система паролей и классификация пользователей. Система доступа ориентирована на флаги: выполнение, запись, чтение. 2. Управление сообщениями – это подсистема, позволяющая создавать на базе SCADA распределенную систему управления. Данные получаемые на различных вычислительных узлах разделяются на две группы: общие данные и данные, принятые с вычислительного узла. Перечень параметров определяется системой управления событиями. 3. Управление устройствами. Реализуется для определения класса доступа физическому модулю с узла контроля. Определяется перечень параметров управления и т.п. ^ Классификация SCADA-приложений возможна по нескольким категориям: 1. По используемой ОС - под Windows - под Linux (Unix) - под ОС РВ (Realflex, Sitex) - под встроенные и встраиваемые ОС (UMS, AIX, HP-UX) 2. По типу разработки - универсальная (ориентирована на большое количество приложений, элементом взаимодействия является OPC-сервер) - специальная (SCADA строго ориентирована на определенный вид контроллеров, а не на протокол) 3. По сетевой поддержке - поддержка стандартных сетевых средств (Ethernet, RS 232) - поддержка сетевых стандартов класса fieldbus (Profibus, Lon, EIB, Bacnet) - поддержка специальных протоколов, которые ориентированы строго на определенный вид контроллеров. 4. Поддержка встроенных SCADA языков - поддержка Visual Basic - поддержка собственных языков - безъязыковая поддержка 5. Поддержка СУБД - поддержка ANSISQL через ODBC - поддержка СУБД РВ - без поддержки связи с СУБД 6. Графические возможности - поддержка GUI (graphic user interface) с возможностью применения внешних редакторов и внешних изображений - без поддержки GUI, но наличие собственного редактора - наличие векторной графики 7. Эксплуатационные характеристики - скорость освоения продукта - скорость разработки типовых систем - скорость обработки каждого тега и скорость сохранения информации 8. Удобство в применении или в использовании - наличие специальных сервисов, обеспечивающих процесс разработки - наличие помощников при создании элементов - создание любого компонента прямым указанием 9. Наличие поддержки SCADA и наличие поддержки процесса разработки - наличие документации на русском языке - наличие горячей линии для ответов на вопросы - наличие сертифицированных и обученных специалистов - количество установленных копий ^ Wizcon – SCADA-приложение, разработано американской компанией eMation. Входит в состав комплекта комплексной автоматизации WizFactory. Основные характеристики: 1. Архитектура реализует многозадачный режим функционирования 2. Сетевое деление объектов на станции сервера 3. Вся информация эмулируется на сервере, станции используют лишь часть  4. Встроенная технология на базе Web, для работы с БД используется модуль WizSQL 5. Векторная графика 6. Одновременная регистрация 10 тыс. сообщений 7. Существует в трех видах: Wizcon Runtime, Wizcon Development Runtime, Wizcon WizSQL. Стоимость зависит от количества точек вывода. IFix. Разработана в 1996г. компанией Intollution. Основная особенность: объектно-ориентированная архитектура. Программирование с применением объектно-ориентированной графики. Web – поддержка конфигурирование в режиме On-line. Отсутствие поддержки русского языка. GenieDQ предназначена для локальных систем сбора и анализа полученной информации. Реализована компанией Advantech, обеспечивается масштабирование системы в простой человеко-машинный интерфейс, генерация отчетов, наличие документации на русском языке выпускается в трех видах: Genie Development Edition, Runtime Edition, Upgrate Edition. Максимальное количество каналов 200. Другие SCADA-приложения 1. Genesis 32. Производитель Iconics. Основная особенность: часть контроллеров на уровне микроядра обеспечивает связь с Genesis. Основной элемент: микроядро. 2. Simplicity – разработана Российской компанией GE Fanus Automation для автоматизации зданий. ^ Для создания интерфейса оператора необходимо использовать виртуальное внешнее устройство (Generic, либо OPC). Для создания проекта в Citect используются три программных компоненты: Citect Explorer – создание страниц проекта, выбор компонент системы (устройства, переменные, (теги), сервера, платы ввода вывода). Основное средство управления проектом. Citect Builder – для просмотра и создания всех элементов системы, а также ошибок компиляции. Citect Runtime – система запуска приложения, разработанного в SCADA и ее проверки функционирования в режиме реального времени и режиме эмуляции. При использовании не тривиальных функций управления, осуществляется программирование проекта. Программирование функций выполняется на встроенном языке – Cicode, вызов редактора осуществляется из Citect Explorer. Алгоритм создания проекта:
Примечание:
InTouchSCADA-система InTouch насчитывает свыше 100 000 применений в мире в совершенно различных отраслях промышленности. В России, например, этот пакет имеет применения в металлургии (на разных стадиях от добычи руды, до вторичной переработки), машиностроении, пищевой промышленности и многих других. Входит в состав комплекса FactorySuite. Программный комплекс FactorySuite компании Wonderware предназначен для разработки систем автоматизации промышленных предприятий, охватывающих все уровни производства - от управления технологическими процессами до управления производством. Система FactorySuite состоит из следующих основных, тесно интегрирующихся друг с другом компонентов: InTouch - SCADA-система для визуализации и управления технологическими процессами. IndustrialSQL Server - реляционная СУБД реального времени для внутризаводского применения. InControl - пакет для управления контроллерным оборудованием. Scout - средство мониторинга через Internet/Intranet-сети. InTrack - система управления производством. InBatch - система управления процессами дозирования и смешивания. InTouch - широко известная и распространенная SCADA-система. Одной из многих причин широкой популярности данной системы является удачная реализация человеко-машинного интерфейса (HMI - human machine interface) и его эффективность в отношении функциональность/цена. HMI позволяет контролировать и управлять всеми объектами и системами, используя графические объекты. TraceModeТРЕЙС МОУД - это распространенная в России SCADA-система, предназначенная для разработки АСУТП широкого назначения. ТРЕЙС МОУД создана в 1992 году фирмой AdAstrA Research Group, Ltd (Россия) и к настоящему времени имеет свыше 4000 инсталляций. Системы, разработанные на базе ТРЕЙС МОУД, работают в энергетике, металлургии, нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности и в коммунальном хозяйстве России. ТРЕЙС МОУД достаточна универсальная SCADA-система, она может применяться как при автоматизации зданий, так и промышленных объектов. WizconWizcon forWindows and Internet - это SCADA для задач АСУТП и автоматизации зданий, разработанная фирмой eMation (США). Wizcon входит в состав комплекта WizFactory, предоставляющего комплексное решение задач автоматизации. Wizcon forWindows and Internet является 32-битовой программой и тем самым использует все преимущества этих современных операционных систем. Внутренняя архитектура Wizcon реализует многозадачный режим и многонитевые механизмы. iFixiFIX-это SCADA-система, которая позволяет осуществлять эффективный контроль и управление технологическим процессом, а также использовать производственную информацию на любом уровне управления в масштабе всего предприятия. Система iFIX разрабатывается инженерами фирмы Intellution (США) с 1996 г. Сегодня iFIX применяется практически во всех областях промышленности по всему земному шару. В начале 2000 года количество инсталляций этого программного обеспечения превысило отметку 130000. В феврале 2001 года компания Intellution выпустила новую версию SCADA системы iFIX 2.5. Благодаря своей объектно-ориентированной структуре, iFIX позволяет реализовать более производительные решения для автоматизации, которые при этом будет намного легче расширять, обслуживать и обновлять как в настоящее время, так и в будущем. iFIX выполняет мониторинг и диспетчерское управление производственными процессами, оборудованием и ресурсами, а также осуществляет сбор и обработку данных технологических процессов. Собранная информация может сохраняться в историческом архиве iFIX и впоследствии использоваться для просмотра, анализа или генерации отчетов на всех уровнях предприятия. GeniDAQGeniDAQ - программное обеспечение для построения систем сбора, анализа, визуализации данных и управления, работающее под управлением операционных систем Windows 95/98/NT. Специальная оболочка для построения пользовательских приложений значительно сокращает время их разработки и максимально облегчает этот процесс. При этом нет необходимости написания программного кода, и весь процесс разработки сводится к "рисованию "системы на экране с последующей привязкой к физическим каналам ввода вывода. Для построения комплексных систем и организации сложных алгоритмов обработки данных имеется возможность использования программ на Visual Basic. GeniDAQ относится к классу систем "начального уровня", и многие функции в ней не реализованы. В частности, не предусмотрено никакое масштабирование системы, защита от несанкционированного доступа средствами GeniDAQ, подключение драйверов третьих производителей и пр. В какой-то мере это компенсируется стоимостью GeniDAQ и встроенной поддержкой всей номенклатуры Advantech. Использовать GeniDAQ в серьезных проектах, связанных с большим количеством каналов ввода-вывода (больше 100-150) и требованиями к надежности АСУ ТП в целом не рекомендуется. Она больше подходит к решению задач, не критичных ко времени опроса каналов, и с достаточно простой архитектурой системы. Открытая архитектура GeniDAQ позволяет легко интегрировать его с другими приложениями через механизмы OLE, DDE, ODBC.
|
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: 